数控基本编程教学例1

Abstract: Some methods are mentioned in this paper in order to reforming the course NC programe， such as adjusting the contents of the course， regarding the construct of the textbook， reforming the ways of teaching， reforming the way of testing on the students and lifelong practal teaching．

Key words: multimedia; reform；NC programe；teaching

《数控编程》是高职高专数控技术应用和其他许多机电类专业的一门主干专业课，它以培养学生熟练掌握数控设备基本编程技能和数控设备的应用能力为目标。根据高职高专学生的培养目标，有必要对《数控编程》这门课程进行教学改革，从教学内容，课程体系，教学方法与手段和实践教学体系进行改革，以提高教学质量，培养掌握数控技术的应用型、技能型人才，满足市场对该类人才的需求。

1．教学内容的调整

根据高职教育的特点，课程教学内容要围绕知识、能力、素质这三方面来进行，同时，必须有基础性、实用性、时效性和新颖性。《数控编程》理论教学内容包括计算机数控系统、数控机床机械机构、数控编程等内容。由于数控技术发展很快，因此，《数控编程》这门课程应紧跟数控技术的发展，将目前有关数控技术应用方面的新知识、新技术及时传授给学生，所以，应对课程内容与教材随时进行更新和调整。教材以讲明基本概念、基本原理为度，应删去一些繁锁的计算过程和一些过时的教学内容。例如，由于自动编程在数控编程中已得到广泛应用，可将教材中一些复杂曲线的数学处理等内容进行了压缩；因穿孔纸带在企业中已很少使用，这部分内容也可以删减；由于高职学生主要是技能的培养，因此，有必要对理论性太强、岗位实用性较低的内容进行删减，突出实践技能性强的教学内容，所以对数控加工的原理也可以只进行简单讲解，还应将教材中内容接近的部分进行合并。同时还应根据不同的专业对《数控编程》课程教学内容按不同要求进行编排。如对于机械制造及计算机辅助设计专业，主要讲授数控机床机械结构、数控车床、铣床、加工中心、计算机辅助编程。对于模具设计与制造专业主要讲授数控车床、铣床、加工中心编程、数控电火花、线切割机床编程。这样，《数控编程》课程教学内容的安排就体现了系统性、完整性、科学性和先进性，同时要注重汲取近期先进制造技术和数控技术的最新研究成果，注重知识的前后连贯，注重基础知识的完整性。

2．教材的建设

教材是教学改革的物化成果。在确定了课程基本内容后，教材的编写就成为有效提高课程教学质量的重要方式之一。在《数控编程》课程教材的建设中，应以课程的基本要求为基础。以教材设计的教学目标分类原则为理论指导，进行高职高专《数控编程》教材的编写。根据教学目标分类学理论，笔者认为可将认知领域的教学目标分为知识、理解、应用、分析、综合等5个类别。知识级涉及的主要是心理过程的记忆。本课程知识级主要教学目标是：数控编程基本概念的名称、定义；数控编程中的基本规则以及数控编程中常用代码的意义、用途。“理解” 是能力发展的一个基本层次，是对知识材料的转换、解释、推断。本课程理解级教学目标是理解数控编程的定义、字与字的功能、程序格式；解释坐标系规则、定义，并识别各典型机床坐标系；理解数学处理的基本方法；解释常用代码的定义、使用方法及编写格式，各代码间的区别与联系；理解典型数控机床加工程序编制的基础（机床主要功能、加工工艺范围、工艺装备、编程特点等）。“应用”是将知识和技能运用到实际中解决新问题。本课程应用级主要教学目标：掌握典型数控机床的常规编程方法；进行一般形状零件加工程序的分析及编制。“分析” 是对一项信息，找出其构成的要素或部分，使得观念中相关的层次更为清楚，并且使得观念与观念的关系更为明白。本课程分析级主要教学目标：分析数控机床编程中，各项功能的适用场合，并使用其进行编程；对典型数控机床的对刀调整、工作台调整、程序调整等进行分析，并确定正确方法。综合是将多元素或部分加以组合以形成一个整体。本课程中“综合” 级教学目标主要表现为能对较复杂零件进行数控加 程序的多方案比较，对较复杂零件进行工艺、程序、加工调整分析，并确定加工方案。

教学目标分类理论的基本精神是教学要循序渐进，层层深入，这是教材设计的基本原则，遵循这一原则能有效提高教材的科学性、适用性和针对性。高职教材的编写必须要遵循这一基本理论，才能形成高职教材的特色。

3．教学手段的改革

媒体与手段是现代教育技术的一个重要组成部分， 随着计算机技术的普及， 通讯技术和传媒手段迅猛发展，教学方法、教学手段应随着科学的发展而改变。一张嘴、一本书、一块黑板、一支粉笔的传统教学方法已不适合现代学习的要求，取而代之的将是录音、幻灯、录像、电视，特别是多媒体电脑，以其丰富的信息储备、快速的运行速度、强烈的感染力成为教师首选的教学手段。利用多媒体课件进行《数控编程》课程的教学，可以使教学生动、形象，提高学生学习兴趣 过去学生在学习《数控编程》课程时，普遍感觉这门课枯燥、难学，但如果利用电子教案，采用多媒体形式组织教学，同时利用数控加工的仿真软件，对学生编制出的数控程序进行仿真加工，这样就会使教学直观、形象，也会大大提高学生的学习兴趣，使他们感觉数控编程不但易懂、易学，而且实用，这样就会对《数控编程》产生浓厚的兴趣，学好这门课也就不是难事了。利用多媒体课件进行《数控编程》课程的教学也可以减轻学生负担，提高课堂利用率。传统的教学方式一般是老师在上面讲，学生在下面做笔记。有些同学往往顾了做笔记就顾上听课，常常一堂课下来，笔记做了不少，但脑子却是一片空白。采用多媒体课件授课，学生无需做笔记，只须专心听课，课后将电子教案一COPY就行了，复习时也非常轻松，而且多媒体课件的信息量也非常丰富，还可以解决课时不足的问题。另外，传统的授课方法，不但板书需要花费大量时间，而且课堂气氛比较沉闷，教学效果也较差。但采用多媒体课件授课，就会大大节约课堂的教学时间，提高课堂的利用率

4．考试方法的改革

考试是教师和学生每学期都必须经历的事情。学生可以通过考试，对学期所学课程进行系统的、综合的复习；教师也以通过考试了解学生的学习情况，检查自己的教学教学效果。然而，采用什么样的考试方法，怎样考核学生，是十分重要的。好的考试方法，可以调动学生学习的积极性。培养学生自主学习的能力，改善学生学习的风气，促进教学。为了寻找一种科学的、合理的、有效的考试方法，我认为有必要对目前的考试方法进行改革。考试应该采取多种形式进行，才能反映学生各方面能力水平。考试成绩可以由三项内容组成：笔试（50％）+操作考试（30％）+综合考试（20％）=总成绩（100％）。1）笔试：主要考核学生对本课程基本理论知识的掌握情况（50分）；试卷可以采用从试题库中随机抽取的办法，这样真正做到“教考分离”。2）操作考试：主要考核学生操作数控机床基本技能（30分）；3）综合考试：每个学生独立加工一个零件，考核学生综合运用知识的能力（20分）。

5．实践教学的改革

高职专业课程的显著特点之一就是实践性强。为此，必须要重点建设好与理论教学体系互相联系、相互融合的实践教学体系，理论教学体系，必须与实践教学体系相结合，才能培养出高素质、高技能的应用型人才。《数控编程》是一门实践性很强的课程。为了达到数控技术和其他机械类专业对本课程的要求，必须建立本课程独立的实践教学体系，即数控机床结构及编程实验──数控机床操作实训──综合实践训练。

1）课程实验 主要开设数控机床结构实验，使学生了解数控机床的机械结构，同时开设数控编程的实验，包括①手工编程：每个学生一台模拟编程器，完成数控车床、铣床编程训练。②计算机辅助编程（自动编程）。每个学生一台计算机及配套CAD／CAM软件，完成复杂形状零件自动编程训练，通过编程训练使学生掌握数控编程的方法和技巧。

2）数控机床操作实训 对学生进行数控车床、铣床和加工中心实际操作训练，使学生掌握数控机床、加工中心的程序输入、刀具参数设置、机床调整、机床维护知识，使学生能够操作数控机床并加工出合格零件，培养学生操作机床的基本技能。

3）综合实践训练 学生自己选择中等复杂程度的零件，分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线，选择数控机床、刀具、夹具等，编制加工程序，自己动手操作加工出零件，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。

参考文献

[1]刘启新 关于电机拖动教学改革的几点措施[J]．教学研究，2003．2

[2]单嵩麟等 二年制高职数控专业教学改革的探索与思考[J]．天津职业大学学报，2005．3

数控基本编程教学例2

关键词:课程改革;数控加工技术;教学总结

数控加工是机械制造中的先进加工技术,广泛应用于机械制造行业。《数控加工技术》是高职高专机电类专业的一门主干专业课,它以培养学生了解数控设备结构及其控制原理,掌握数控设备的基本编程技能和应用能力为目标。根据高职高专学生的培养目标,学习了戴仕雄教授的项目一体化教学,学校提倡教师进行课程改革,所以在这个学期我觉得有必要对《数控加工技术》这门课程进行教学改革,从教学内容,课程体系,教学方法与手段和实践教学体系进行改革,以提高教学质量,培养掌握数控技术的应用型、技能型人才,满足市场对该类人才的需求。

一、教学内容的改革

根据高职教育的特点,课程教学内容要围绕知识、能力、素质这三方面来进行,同时,必须有基础性、实用性、时效性和新颖性。《数控加工技术》理论教学内容包括数控加工技术基础,数控机床各组成及其控制原理,数控车削铣削加工中心编程,数控特种加工技术和数控自动编程MasterCAM等内容。由于数控技术发展很快,课程的总学时只有72学时,时间紧迫,为了让学生在最短的时间学到最多的知识,因此,《数控加工技术》这门课程应紧跟数控技术的发展,将目前有关数控技术应用方面的新知识、新技术及时传授给学生,所以,应对课程内容与教材随时进行更新和调整。教材以讲明基本概念、基本原理为度,应删去一些繁锁的计算过程和一些过时的教学内容。

二、教材内容的教学目标

在《数控加工技术》课程教材的建设中,应以课程的基本要求为基础。我校选择了普通高等教育“十一五”部级规划教材明兴祖主编的《数控加工技术》。根据教学目标分类学理论,我认为可将认知领域的教学目标分为知识、理解、应用、分析、综合等5个类别。知识级涉及的主要是心理过程的记忆。本课程知识级主要教学目标是:数控编程基本概念的名称、定义;数控编程中的基本规则以及数控编程中常用代码的意义、用途。“理解” 是能力发展的一个基本层次,是对知识材料的转换、解释、推断。本课程理解级教学目标是理解数控编程的定义、字与字的功能、程序格式;解释坐标系规则、定义,并识别各典型机床坐标系;理解数学处理的基本方法;解释常用代码的定义、使用方法及编写格式,各代码间的区别与联系;理解典型数控机床加工程序编制的基础(机床主要功能、加工工艺范围、工艺装备、编程特点等)。“应用”是将知识和技能运用到实际中解决新问题。本课程应用级主要教学目标:掌握典型数控机床的常规编程方法;进行一般形状零件加工程序的分析及编

制。

三、教学手段和实践教学的改革

随着计算机技术的普及, 通讯技术和传媒手段迅猛发展,教学方法、教学手段应随着科学的发展而改变。一张嘴、一本书、一块黑板、一支粉笔的传统教学方法已不适合现代学习的要求,取而代之的将是幻灯、录像、多媒体电脑,以其丰富的信息储备、快速的运行速度、强烈的感染力成为教师首选的教学手段。利用多媒体课件进行《数控加工技术》课程的教学,可以使教学生动、形象,提高学生学习兴趣。

《数控加工技术》是一门实践性很强的课程。为了达到数控技术和其他机械类专业对本课程的要求,必须建立本课程独立的实践教学体系,即数控机床的编程及数控机床仿真操作实训──综合实践数控机床操作训练。

1.课程实验 主要开设数控机床结构实验,使学生了解数控机床的机械结构,同时开设数控编程的实验,手工编程:每个学生一台模拟编程器,完成数控车床、铣床、加工中心编程及仿真训练。对学生进行数控车床、铣床和加工中心仿真操作训练,使学生掌握数控机床、加工中心的程序输入、刀具参数设置、机床调整、机床维护知识,使学生能够操作数控机床并加工出合格零件,培养学生操作机床的基本技能。

2.综合实践训练 学生自己选择中等复杂程度的零件,分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线,选择数控机床、刀具、夹具等,编制加工程序,自己动手操作加工出零件,培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。

四、考试方法的改革

考试是教师和学生每学期都必须经历的事情。然而,考试教育并不受学生欢迎,考试成绩并不代表学生学到的知识,学生为了考试而学习,效果是很不好的。所以怎样考核学生,是十分重要的。好的考试方法,可以调动学生学习的积极性。培养学生自主学习的能力,改善学生学习的风气,促进教学。为了寻找一种科学的、合理的、有效的考试方法,我认为有必要对目前的考试方法进行改革。考试应该采取多种形式进行,才能反映学生各方面能力水平。考试成绩可以由三项内容组成:

经过这一个学期的项目化教学,学生的学习兴趣大大地提高了,学习效果比以往好,但由于这是第一次实施课程改革,有些地方还有待完善,希望在以后的教学进行更深的探讨,相信在教与学,学与做一体化后,学生会学到真正的技能,能适应社会的发展。

参考文献:

数控基本编程教学例3

根据中职教育的特点，课程教学内容要围绕知识、能力、素质这三方面来进行。同时，必须具备基础性、实用性、时效性和新颖性。数控车床编程与操作理论教学内容包括基本的编程、零件的工艺分析、机床的基本操作、caxa数控车软件的基本操作和应用。由于数控车技术发展很快，而实训时间只有2周-4周，为了让学生在最短的时间内学到最多的知识，数控车这门课程应紧跟数控技术的发展，将目前有关数控技术应用方面的新知识、新技术及时传授给学生。所以，应对课程内容与教材进行更新和调整。教材以讲明基本概念、基本原理为主，可删去一些繁锁的计算过程和过时的教学内容。

二、教材内容与教学目标

在数控车课程教材的建设中，应以课程的基本要求为基础。笔者学校选择了中、高职职业技术学院数控类一体化教材。根据教学目标分类学理论知识，笔者认为可将认知领域的教学目标分为知识、理解、应用、分析、综合等5个类别。本课程知识级的主要教学目标是：数控编程中的基本规则以及数控编程中常用代码的意义、用途。“理解”是能力发展的基本层次，是对知识材料的转换、解释、推断。本课程理解数控指令编程的格式、应用；解释坐标系规则、定义，并识别各典型机床坐标系；理解数学处理的基本方法；理解典型数控机床加工程序编制的基础（机床主要功能、加工工艺范围、工艺装备、编程特点等）。“应用”是将知识和技能运用到实际中解决实际问题。本课程应用主要教学目标：掌握典型数控机床的常规编程方法，进行一般形状零件加工程序的分析及编制。

三、教学手段和实践教学的改革

随着计算机技术的普及，通讯技术和传媒手段迅猛发展，教学方法、教学手段应随着科学的发展而改变。一张嘴、一本书、一块黑板、一支粉笔的传统教学方法已不适合现代教学的要求，取而代之的将是幻灯、录像、多媒体教学，其丰富的信息储备量、快速的运行速度、强烈的感染力成为教师首选的教学手段。利用多媒体课件进行《数控车》课程的教学，可以使教学生动、形象，提高学生的学习兴趣。

数控车是一门实践性很强的课程，为了达到数控技术和其他机械类专业对本课程的要求，必须建立本课程独立的实践教学体系，即数控车床的编程及数控机床仿真操作实训──综合实践数控机床操作训练。

1.课程实验

主要开设数控机床结构实验，使学生了解数控机床的机械结构，同时开设数控编程的实训。每个学生一台电脑，完成数控车编程及仿真训练。对学生进行数控车床仿真操作训练，使学生掌握数控车床的程序输入、刀具参数设置、机床调整、机床维护知识，使学生能够操作数控车床并加工出合格零件，培养学生操作机床的基本技能。

2.综合实践训练

学生根据教师提供的零件进行选择与操作，分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线，选择刀具、夹具等，编制加工程序，自己动手加工出零件，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。

四、考试方法的改革

数控基本编程教学例4

高等教育的根本任务是培养人才，提高人才培养质量是高等学校的重要使命。人才培养的基础来源于课程建设，数控编程的课程特点决定了其教学模式的特殊性即理论与实践相结合。

任务引领式教学法是指教师在围绕某种工作场景，设计带有功能性目的的真实任务，以教学任务为中心，让学生在完成任务的过程中学习专业知识，掌握专业技能，从而培养综合专业能力的教学模式。

近年来，为了提高教学质量，有关教学法的研究有很多。其中任务引领教学法在数控编程教学中得到了广泛应用。但大多应用于数控加工实习、实训环节。关于数控编程实验教学的研究很少。

一、采用任务引领式数控编程教学的意义及其实施流程

数控编程实验教学是围绕数控编程能力培养，将数控编程技能和知识点设计在各个数控编程实验中，在进行数控编程实验教学时，将每个实验作为任务布置给学生，使学生在实验过程中掌握数控编程知识点和编程技巧的一种教学方法。实验通过数控仿真软件实现，以避免理论课结束后直接安排在昂贵的数控机床上进行实训而造成撞机和为了学生安全。

数控编程是数控加工的需要，所以数控编程通常包含有试切削加工的内容。考虑到数控机床价格昂贵和学生初学阶段直接上机练习的安全性等因素，借助现代教学手段即数控教学软件以实验的形式开展数控编程教学具有现实意义。而将任务引领教学法应用到数控编程实验教学中有以下好处：

知识的获得是一个主动的过程，学习者不应是信息的被动接受者，而应是知识获取的主动参与者。构建主义学习理论认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情景下，借助他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构方式获得的。如何引导学生自觉主动地投入学习，激发学生的学习热情、兴趣极为重要。任务引领式实验教学法的开展，使学生在实验过程中，完成各自的实验任务，由被动地听课变为主动地学习，由被动地接受知识变为主动地学习知识，钻研编程技巧，并运用知识、技巧完成实验任务、解决实际问题。激发和提高学生的学习热情，培养学生自我学习能力，解决了教与学的矛盾，实现了“既授之以鱼，又授之以渔”的教学目的，有利于提高教学效果。

任务引领式数控实验教学学生为主体，教师是主导，需要教师对学生提出的问题给予解答，要求教师有相关数控编程实验的知识和数控仿真软件操作使用经验，需要任课教师充分做好准备工作，所以任务引领式数控实验教学有利于提高教师自身素质。

数控编程就是编制零件数控加工程序，编程是一种技能。任务引领教学法是以工作任务为核心来训练技能并构建专业知识的教学法。任务引领，以工作任务为中心引领知识、技能和态度，让学生在完成任务的过程中再学习相关理论知识，发展学生的综合技能，数控编程教学正是以培养学生编程能力为课程目标的。

根据上述数控编程特点，在数控编程实验教学中应用任务引领教学法拟安排流程如下：

1.知识点、能力模块确定阶段

分析数控编程教学任务，明确知识点和能力结构，确定不同层次能力模块。

2.任务载体确定阶段

根据不同层次能力模块，确定体现能力要素的数控编程任务载体――零件或零件图。

3.布置和接受任务阶段

按基础能力模块和特殊编程能力模块，以零件图为载体，将实验任务布置给学生。

4.任务实施阶段

学生接受实验任务，了解和分析任务，并完成任务；

5.成果验收阶段

提交程序及仿真加工产品，提交实验报告。

二、任务引领式数控编程实验教学中任务的确定

在“任务引领”教学中，“任务”的设置是最重要的，它将决定一节课学生是主动地学习还是被动地学习。任务的设置首先要有综合性，使学生既能学到新知识和复习旧知识，还能锻炼学生综合运用知识的能力；其次要突出实践性，任务必须通过实践来完成；然后任务要有吸引力，必须让学生感兴趣；最后设置任务要有创新性，需要考虑到留给学生一定的创新空间，有利于培养学生的创新意识。

（一）数控实验任务的提出

数控编程是一门实践性很强的课程，按照加工零件的类型不同，一般分为数控车床、数控铣床和加工中心编程。按照学习循序渐进的原则，根据数控编程教学的知识点和能力目标，根据教学内容难易程度及其关联性，将教学内容分成几个实验项目，由易到难划分，由简单到复杂，难度系数逐步增加，知识含量逐步加深，后面的实验项目可以包含前面的实验项目的内容或知识点，实验之间环环相扣，前面的实验项目的完成为后面的实验项目完成起到铺垫作用。用于任务引领教学法的实验任务以零件或零件图为载体，如表1所示。

（二）数控实验任务的目标和内容

实验任务一：编程基础实验

1.实验目的

让学生掌握数控及其数控编程相关知识（诸如数控机床坐标系及其零点、工件编程坐标系、数字控制原理、常用G功能、数控车铣床编程及其异同等），培养学生具备数控编程基本能力，为后续编程教学和学生完成后续实验任务奠定基础。

2.实验内容

（1）通过数控仿真软件熟悉数控机床操作面板；（2）选择数控机床和数控系统；（3）确认数控机床零点或参考点位置；（4）明确数控机床坐标系（含坐标系原点和坐标轴方向）和工件编程坐标系；（5）根据简单零件图纸（含简单直线、斜线、圆弧），输入简单程序段，确认M代码、G代码含义；（6）通过软件图形功能，观察点的移动轨迹，确认与图纸图线的吻合。

3.实验学习情景

开启数控仿真软件，进入数控机床仿真编程加工准备环节。通过点击操作数控机床操作面板按钮，进行回参考点或回零操作，理解其异同。输入绝对坐标和增量坐标编程编制的直线、圆弧的简短程序，通过数控图形仿真功能确认其轨迹移动，并分析原理。

4.实验结果

（1）机床零点或参考点显示；（2）图线轨迹显示。

实验任务二：编制数控车床加工程序

1.实验目的

在前期基础实验的基础上，使学生掌握粗精车、螺纹数车循环指令及其使用方法，掌握编程技巧，掌握数控车削对刀、加工的方法，具备一定的数控车床编程能力。

2.实验内容

（1）熟读车削零件图纸；（2）合理确定工件编程坐标系，正确进行节点计算；（3）掌握程序图形检验功能，快速正确输入、编制完成数控加工程序；（4）正确选择数控机床、工件、工装、刀具；（5）快速正确完成对刀、数控加工和测量。

3.实验学习情景

熟读典型车削（含锥面、圆弧外圆和螺纹及退刀槽）零件图纸；参照数控车床编程案例，复习数控车削加工程序编制技巧，确定工件编程坐标系，进行零件图形节点计算，编写数控车床加工程序；启动数控仿真软件，做好编程前准备，输入加工程序；利用图形功能检验程序正确性，完成加工程序编制；选择工件类型、工件尺寸，并安装工件；选择工装，并安装；选择切削刀具，并安装；进行对刀操作，建立工件加工坐标系；利用数控加工单节和循环控制功能，进行仿真加工，并进行零件轮廓和尺寸测量。

4.实验结果

（1）典型车削零件数控加工程序；（2）符合图纸要求的已加工零件。

实验任务三：编制数控铣床加工程序

1.实验目的

在掌握编程基础和数控车床编程方法的基础上，掌握刀具半径补偿功能及其在粗、精加工中的应用，掌握应用零点偏置、子程序编程等编程技巧和数控铣削对刀、加工方法，同时掌握孔加工固定循环指令等相关知识及其程序编制技巧，具备一定的数控铣床编程加工能力。

2.实验内容

（1）熟读铣削零件图纸；（2）合理确定工件编程坐标系，正确进行节点计算；（3）快速正确输入、编制完成数控加工程序，进行程序图形检验；（4）正确选择数控机床、工件、工装、刀具；（5）快速正确完成对刀、加工和测量。

3.实验学习情景

熟读典型铣削（含直线、外轮廓或内轮廓）零件图纸；参照数控铣床编程案例，复习数控铣削加工程序编制技巧，确定工件编程坐标系，进行零件图形节点计算，编写数控铣床加工程序；启动数控仿真软件，做好编程前准备，输入加工程序；利用图形功能检验程序正确性，完成加工程序编制；选择工件类型、工件尺寸，并安装工件；选择工装，并安装；选择切削刀具，并安装；进行对刀操作，建立工件加工坐标系；利用数控加工单节和循环控制功能，进行仿真加工，并进行零件轮廓和尺寸测量。

4.实验结果

（1）典型铣削零件数控加工程序；（2）符合图纸要求的已加工零件。

实验任务四：运用参数化编程方法编制数控机床用户宏程序

1.实验目的

在掌握一般编程理论、编程方法、编程技巧的基础上，掌握B类宏程序、A类宏程序及其变量赋值、运算、条件转移、循环控制等编程原理技巧，具备一定的参数化用户宏程序编制能力，提升学生手动编程整体能力。

2.实验内容

（1）确认并分析被加工零件（含矩形周边斜面、圆周球面或变截面抛物、双曲曲面）类型；

（2）运用A类或B类宏指令编制曲面加工宏程序，并完成数控仿真加工。

3.实验学习情景

分析确认被加工体（含矩形周边斜面、圆周球面或变截面抛物、双曲曲面）类型，应用变量赋值、运算、条件转移、循环控制等编程技巧，编制曲面B类宏程序，并完成数控仿真加工。

4.实验结果

（1）典型曲面体数控宏加工程序；（2）符合要求的已加工零件。

三、任务引领式数控编程实验教学的实施流程

数控编程实验教学安排在数控编程理论课之后和数控实训课之前进行，实验课安排在理论课之后，与理论课交替进行，而且必须安排在有数控仿真软件的多媒体机房进行。在理论课讲授完一个或几个知识点后，紧跟着安排相应的实验课。这样有助于使学生及时地很好地理解和掌握相关知识点，为后续课程内容的学习和理解打好基础。具体流程如下：

1.学生接受教师布置的实验任务。实验任务分为四个环节，由简单到复杂，不断深入，学生接到任务后首先要了解和分析任务。

2.不论是哪个环节的实验任务，都要根据数控编程基本步骤，首先分析零件和零件图，编制零件加工工艺，确定编程坐标系，进行数值计算。

3.每个环节的实验任务，都安排在相应的编程理论课之后，所以进入实验前首先要预填写实验报告，根据所学的编程原理和技巧编写相应的数控加工程序。

4.启动并熟悉数控仿真软件，然后将初步编写的相应的数控加工程序输入数控装置进行程序检验，利用图形模拟功能检查程序所存在的问题。根据报警信息修改程序，直到程序合格为止。

5.选择和安装合适的工件、夹具和刀具，进行对刀操作，完成零件加工。

6.利用仿真软件测量功能，测量各档尺寸，检查是否与零件图纸要求一致。

7.整理实验实施过程中出现的各种问题，完成实验报告，提交程序及仿真加工产品。

由上可见，基本流程为听课复习归纳准备实验报告进行实验进行归纳，学生带着问题，带着兴趣，带着任务，带着期待进入课堂，进入实验。要求学生多学习勤思考，遇到问题发挥主观能动性，积极解决问题。

要求学生提交写好预实验报告，最后的实验报告可以在预实验报告的基础上进行修改。实验报告要求写上实验进行的过程、发现的问题和解决的问题以及存在的问题。如在编写铣削零件内轮廓程序的编写中，如果左、右刀补（G41、G42）的选取与走刀路线不一致，那么在加工后测量轮廓时，会发生尺寸相差一个直径值的情况等。

四、数控编程实验考核方法

以上编程项目的每个实验任务，都准备多套难度不同的零件图纸。每种零件图纸的分值有所不同，难度大的分值高，难度低的分值低。如难度系数较大的分值定为100，中等难度的满分定为80，一般难度的满分定为60。学生可以根据自己的意愿选择不同难度系数的零件图纸进行编程。

每个实验任务目标明确，如图纸要求等。基础环节实验分组完成，同学之间可以相互讨论，但要独立操作完成。特殊编程实验要求学生各自独立完成。必要时教师给予指导，发现问题及时纠正，共性问题及时在实验课堂上进行指导加以解决。

根据数控程序编制的特点，将实验成绩分为程序完成情况分、知识点掌握情况分、实验报告分和平时表现分。教师应该掌握学生进行实验的全过程，并根据实验完成情况进行评分。如，在规定时间内完成的给予基本分，根据运行程序并测量加工轮廓曲线的正确性进行评分，根据检查程序结构的完整性进行评分，根据检查指令使用的正确性进行评分，针对程序中主要程序段进行提问，让学生回答，根据回答的准确程度加以评分，还有对实验报告的完成情况进行评分，根据遵守实验纪律等给予平时成绩分等。

五、结语

教育家陶行知先生所倡导的“在学中做，在做中学”的教育理论，以具体的任务为学习动力或动机；以完成任务的过程为学习过程；以展示任务成果的方式来体现教学的成就。任务引领式教学，是“以完成任务为目的”的教学方式。这种教学方式对学生综合能力的培养十分重要，正日益受到职业教育界的普遍关注。在任务引领式教学中，任务为主线、教师为主导、学生为主体，学生参与到教学当中来，学生在接受老师布置的任务后，针对任务，主动地仔细消化课堂教学的编程理论，制定实施计划，最后完成任务。整个教学过程充分体现着学生的主体地位，实现做学合一，使良好的教学效果得以实现。

数控编程具有理论性和技巧性，有较大技术含量，有着与一般理论课程相对特殊的方面。以往的教学实践证明，普通的填鸭式、满堂灌等教学方式，理论与实践相脱节，远不能适应数控编程教学的需要。

任务引领式数控编程实验教学法，将数控编程内容及知识点，由简单到复杂设计为多个实验，以任务的形式布置给学生，学生在完成实验任务的同时学到编程方法、技巧，从而使学生通过完成实验而具备一定的编程能力。

参考文献：

[1]刘荣林，樊永霞.“任务引领”教学法研究与实践[J].中国成人教育，2010，（17）：68-69.

[2]河南，李爱武.“任务引领教学法”的实践[J].职业技术，2012，（05）：43.

[3]刘聘.任务引领型课程开发探析[J].武汉职业技术学院学报，2008，（7）：41-44.

数控基本编程教学例5

中图分类号：TG659-4 文献标识码：A 文章编号：1009-5349（2017）07-0036-01

一、确定课程教学目标

“数控编程与操作”课程是根据职业分类大典中对机械类专业工种工作任务的要求、职业工种高级工国家鉴定标准中的基本要求和工种要求而开发的理实一体课程。

“数控编程与操作”课程涵盖了原数控技术、数控加工技术、数控加工工艺与工装课程内容，并将工装及量具使用、加工操作中质量检测、机床的维护与保养、制造行业的标准意识等内容融入到该课程中。内容的设置以培养学生工艺分析、工装的选用、数控机床的编程、数控机床的零件加工、产品的质量检测技能为主线，同时将相关的理论知识、人文素质内容融入到课程中。

二、构建课程内容

通过对企业的深度走访、整合专业指导委员会专家的指导建议，对机械制造、数控加工、工装设计、机床维护与保养等工作的基本技术技能要求的分析，确定数控编程与操作课程的工作任务：以典型机床编程、典型零件的加工为载体，完成典型数控机床的编程与操作技术技能、典型零件的加工工艺与加工实施等过程。教学内容依托现行机械制造行业相关标准，贯彻标准化，经过反复筛选，确定各项目载体及知识点、技能点分配。

典型机床选择数控车床、数控铣床、数控加工中心机床。数控编程方式选择手工编程与自动编程。

（1）数控车床编程与操作部分主要选择轴、套类零件。此模块采取源自企业生产实际的零件，以从简易到复杂的过程进行筛选载体，可选择3―4个典型子模块，如：“阶梯、螺纹、组合零件、表面轮廓轴套类零件”。

（2）数控铣床部分主要选择机体、叉架类零件。此模块可选择4个典型子模块、平面体、轮廓、曲面表面、孔体零件加工。

（3）数控加工中心部分主要选择箱体、孔系类。此模块可选择4个典型子模块、平面体、轮廓、曲面表面、孔系零件。

三、实施教学过程

本课程主要采用项目教学法，配合采用任务载体驱动法、行动导向法、小组学习法、现场教学法等。项目教学法强调“学中做”“做中学”，体现完整工作过程。强调以学生为主体，培养学生独立思考、自主学习、团队协作、解决实际问题等能力。教师是学习过程的组织者、帮助者、促进者，而不再是学生学习控制者和单纯知识与技术的讲授者。

（1）划分学习小组。小组教学有利于自主学习、团队协作，有利于开展竞争性学习。为保证每个小组的理实一体课程顺利开展，分组前应事先摸底考查，将每个学组的学生按学习与操作能力的情况进行搭配分组。同时，安排小组负责人组织本小组学生进行有关文明生产、机床维护、人员考核等方面的具体工作。

（2）指导教师。理实一体课程的教学指导教师，应有别于传统理论或实践教学的教师，在整个理实一体课程的教学过程中应是一个组织者、帮助者、促进者、观察者、教学环节的掌控者。

（3）学时的确定。理实一体理论的教学应采用每4学时一个（或两个）教学任务的方式开展，数控编程与操作课程的每个子模块由若干个教学任务构成，而每个教学任务都应该是集理论与实践为一体的教学过程。

实施教学过程中每个子模块教学按“基本知识”“加工工艺”“数控编程”“数控加工操作”四部分内容有机结合、分层递进，知识以适应够用为宜，工艺与编程由简到深开展，加工操作技术由基本与复杂进行。

四、确立考核方式

“数控编程与操作”行动导向课程的成绩考核，采用过程考核方式的方式。通^教学实施过程中每个学生的专业能力、方法能力、社会能力以及个人能力的展现，按照学生个人评分、小组评分、班级评分、教师评分来确定。

通过全体学生的“数控编程与操作”课程的编程与操作两大项目的量化考核，最终将过程考核与量化考核两种方式的结果按一定比例，汇总得到每位同学的“数控编程与操作”学习领域学生行动能力提高的情况分析总结材料。

五、经验总结

本课程的开发与实施是理实一体课程的深入探索，教学实施场所选择在数控实训基地完成教学任务，通过相应的项目训练提高技术技能，同时以强化素质教育、培养学生创新精神、实践能力为目标，经过几个学期的实施探索现已取得了一定的成功经验。但数控编程与操作课程的建设仍是一个循序渐进、不断提高的过程，需要我们在今后的工作中不断创新与改进。

参考文献：

数控基本编程教学例6

关键词：数控技术课程 实验教学 教学内容 教学方法

中图分类号：G642.3 文献标识码： A

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01（b）-0000-00

数控机床作为典型的机电一体化产品，在现代制造业中的应用日趋广泛。数控机床中综合运用了计算机、自动控制、自动检测、精密机械等多学科知识，是机械设计制造及其自动化专业中知识应用的综合体现。本文根据作者多年教学实践经验，就数控技术课程实验教学中教学内容的设置与教学方法的应用进行简要分析和探讨。

1 结合课程教学内容，明确实验教学目标

数控技术课程内容[1，2]通常以数控机床为中心进行展开。数控机床作为典型的机电一体化产品，总体包含机械系统、电气控制系统两大部分，即分别为被控对象和控制系统两部分。按照控制理论的基本思想，数控机床控制系统又可以分为输入系统、控制系统、驱动系统、执行系统和检测系统等五大部分。数控技术课程内容按照程序编制、插补算法与CNC系统、驱动放大电路、伺服电机、检测装置等部分进行设置即采用了这一分类方法。

从数控技术课程内容的规划中可以明确，数控技术实验教学目标应该包含对数控机床控制思想的总体认识、对数控机床操作的实践技能培养和对数控技术原理的基本认识，从而通过实践教学实现对课堂理论教学内容的深化理解。

2 根据实验条件，确定实验教学内容及教学方法

目前的数控技术实验教学中大多只注重数控编程部分的实践，而数控技术作为一门专业方向课程，可以供学生选择的方向除了数控加工技术外还应包含数字控制技术。因此，实验内容的选择不应只局限于编程，还应注重于机床的数字控制原理，该部分内容几乎涉及到除数控编程外的所有数控技术课堂教学内容。

我校数控实验室现有数控车床、数控仿形铣床、立式加工中心、数控线切割、数控雕刻机、宇龙仿真软件及机电一体化实验台等设备，设备虽然不同，但都属于典型的机电一体化产品，具有相同的控制思想。因此，在数控编程课堂教学内容开始前，进行的数控机床基本操作实验中，首先通过各个机床的加工演示和讲解，让学生对机床的结构组成、工作原理、控制思想、操作方法进行初步认识，加深对数控机床原理的理解。然后，以数控机床的基本操作为重点，通过对机床操作面板的使用，让学生熟悉机床的基本操作方法。最后，通过简单实例，从零件图、程序组成结构、程序输入、调用、材料装夹、对刀、模拟、加工，介绍数控编程加工的总体实现过程。

在数控编程课程结束后进行的数控机床编程加工实验中，由教师给定题目或学生自拟的方式，根据零件图纸，学生通过仿真软件编制程序，最后经教师审核后在机床上加工。

在课堂教学后期进行的数控机床控制原理实验中，首先通过机电一体化实验台，演示对数控机床工作台的控制，介绍机床控制系统中的PLC、继电器、接触器、环形分配器、驱动器等关键部件，然后，通过结合机床操作面板、控制程序让学生观察电气控制柜和数控系统软件界面中的PLC输入输出信号的变化，让学生理解数控机床中信息的传递与驱动、反馈控制原理。

3 做好实验准备，提高实验效率

数控机床是一种高技术含量、高精度、高性能的设备，设备造价比较高，受客观因素的影响，实验设备少，学生人数多，要使学生在短时间的实验教学课时限制下尽可能多的理解和掌握数控机床编程及其技术原理的众多知识，实验前的准备工作极为重要。开学后，实验教师应与理论课教师充分沟通，协调一致，制定好理论教学与实验教学的教学计划；实验课程开始前，实验教师应充分了解学生的理论课程进展情况，从而根据学生实际情况，制定实验教学方案，并事先准备好刀具、材料、程序，并试运行，防止因疏忽造成实验过程中的时间浪费。数控技术涉及理论广泛，学生的疑问也较多，因此，实验教师要不断提高自身理论知识，充分理解实验中涉及到的理论原理，明确实验过程，从而使整个实验过程系统化，并能及时准确、简洁明了的解答学生的提问，从而提高实验效率。

4 注重知识应用，提升综合素质

单一的数控机床编程操作实验，简单的通过加工演示、简单实例，很难达到对学生综合实践能力的锻炼，因此，应有针对性地开发综合类的实验项目。如：利用加工中心，设置刀具长度补偿和半径补偿，采用多种刀具完成零件的钻孔、平面轮廓铣削加工、圆及圆弧等的加工；利用数控车床多刀加工，完成回转零件的内外圆柱面、端面、切槽、螺纹的加工；通过对操作面板的操作，观察数控系统PLC状态图的变化，结合电气控制柜中的继电器、接触器的动作，绘制机床的电气控制原理图；通过机电一体化实验台，编制PLC梯形图，实现对机床工作台的运动控制；采用自动编程软件，完成零件的自动编程。与此同时，鼓励学生在掌握基础知识的情况下，根据实验室条件，结合自身兴趣和方向、科研经验，自主设计实验内容，或在教师指导下参与共同设计新的实验，从而充分调动学生的积极性和主动性， 提高学生分析和解决实际问题的能力，有利于学生创新精神和实践能力的培养与提高，从而达到培养具有综合能力和创新能力人才的目的。

5 完善实验考核方式

数控技术课程作为一门专业方向课，相比于大多数课程，实践应用能力更为重要，因此，应加大实验内容所占比重。考核形式采用基本理论、软件仿真、基本操作、综合实践四个方面进行考核。其中基本理论涉及机床结构、控制原理、程序代码等；软件仿真涉及材料、刀具、工艺及程序等；基本操作包括图纸、编程、对刀、加工等实践操作；综合实践由教师拟定综合实例，由学生选题或自主选择工程科研实际问题，拟定加工工艺完成操作加工。

6 结语

实践是创新的源泉，学生通过动手实践，加深对理论的理解，从而更好的实现知识的应用，进而实现对知识的综合和创新思维的产生。数控技术课程实验是学生通过实践理解和深化认识数控技术理论的关键，同时也是对知识综合应用能力培养的关键。数控技术实验课程的特点，要求教师要在教学过程中不断总结和完善，丰富教学手段和教学方法，优化教学内容，提升自身理论与实践能力，从而确保教学效果。

数控基本编程教学例7

自中国加入WTO以来，中国制造业的总产量不断攀升，中国正在成为一个制造业大国。目前中国已有百余种产品位居世界第一。但是，目前中国仅仅是“制造业大国”而非“制造业强国”，从总体上说，我国的制造业多以传统产业为主，技术较为落后，低水平生产过剩，高水平生产能力不足，竞争力严重不足。在中国，高档次的数控机床只占机床总数的1.2%，而在日本和美国等发达国家则占有60%以上。因此，我国的加工制造业规模和技术水平还有待大幅度提高，我国需要为此提供更多高素质的数控人才。数控编程是一门对学生逻辑思维要求很强的专业技术课，如果单纯的理论教学，易使学生产生厌倦情绪，再加上职业学生知识基础薄弱，理解能力有限，因此使数控编程教学陷入异常困难的境地。在长年的数控教学中，我不断思索，本文将以数控编程课程为例，就如何从教学方案上推进和提高技能人才的培养的速度和质量进行研究和探讨。

一、导授结合，让学生真正掌握技能

把学生的学习由静态向动态转换，将原理知识转换成实用知识，激发学生的学习兴趣，对掌握数控专业技能有很好的促进作用，帮助学生理解知识，掌握技能。现在，已被广泛使用的行为教学方法，要求教师由“授”转变成“导”，教师不仅要亲手教授学生如何使用机床，还要引导学生完成新零件的工艺设计、刀具的选用、程序编制以及加工完成，在老师的指导下，学生可自我解决一系列的问题，比如说公、量、刃具选择，加工工艺方案，程序如何编制更合理等等问题，如此，大大增强了学生的学习兴趣，教学效果更显著。

二、理论联系实际，使学生真正掌握知识

理论是靠实践来检验，而实践则可用理论来指导。通过实践来解开某些理论编程中的疑问，理论课的内容作为指导实习具有它的一般性，而单纯是实习过程又具有具体性，就要求学生扎实掌握某一方面的理论，才能去做好类似的不同的实践。理论课要为实习课提高理论依据，实习课将理论变成操作技能。

因此，理论与实践课不能脱节，而每次的理论实践之后的这一过程比前一次要有所深入和提高。

三、注重教学层次，改变教学方法

1、先具体后抽象

数控编程的教材开头用大篇幅说明数控机床及程序的概述，比如数控技术的基本概念，数控技术的发展，数控机床的基本组成和工作原理，数控机床的分类，插补原理，工艺分析

等等。如果按照书本上的顺序先讲解这些抽象的概念，然后才去学习编写程序，这样学生一开始就没有学习热情，应先大体介绍一下数控机床，然后讲述程序的编写方法，最后在总结陈述中引出这些概念，这样可使学生学得更加牢固。

2、由简到繁，循序渐进

学生掌握知识的过程是循序渐进的，尤其是基础相对薄弱的职校学生来说，由简到繁是很有效的方法。学习数控编程也是如此，如果让学生一开始就学习编写一大段复杂的程序，学生肯定很困难。应先学习基础的变成语句，如：M03，M30，G00，G01等，可以完成简单直线加工程序编写，然后加入其它语句G02，G03等，可以编写圆弧加工程序，接下来就是多次从简到繁的零件图形练习，逐渐加入循环语句的知识。每节课讲解的指令不能过多，确保学生学透彻，每次讲解新的指令前都要对已学指令巩固复习一下，达到温故而知新的目的。

四、利用仿真软件教学

1、仿真教学代替传统教学

目前，在我国所使用的仿真软件有上海的“宇龙数控加工仿真系统”、武汉“宇航数控加工仿真系统”等软件。仿真系统内容丰富，品种齐全，有数控车床、数控铣床、数控加工中心、数控线切割、数控电火花等机床，包括法那克、西门子、广数等系统操作面板和软件，基本上可仿真市面上绝大多数机床。使用仿真软件教学，能得到比课本更全面更系统的教学资源。

数控基本编程教学例8

近年来，为了提高教学质量，有关教学法的研究有很多。其中任务引领教学法在数控编程教学中得到了广泛应用。但大多应用于数控加工实习、实训环节。关于数控编程实验教学的研究很少。

一、采用任务引领式数控编程教学的意义及其实施流程

数控编程实验教学是围绕数控编程能力培养，将数控编程技能和知识点设计在各个数控编程实验中，在进行数控编程实验教学时，将每个实验作为任务布置给学生，使学生在实验过程中掌握数控编程知识点和编程技巧的一种教学方法。实验通过数控仿真软件实现，以避免理论课结束后直接安排在昂贵的数控机床上进行实训而造成撞机和为了学生安全。

数控编程是数控加工的需要，所以数控编程通常包含有试切削加工的内容。考虑到数控机床价格昂贵和学生初学阶段直接上机练习的安全性等因素，借助现代教学手段即数控教学软件以实验的形式开展数控编程教学具有现实意义。而将任务引领教学法应用到数控编程实验教学中有以下好处：

知识的获得是一个主动的过程，学习者不应是信息的被动接受者，而应是知识获取的主动参与者。构建主义学习理论认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情景下，借助他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构方式获得的。如何引导学生自觉主动地投入学习，激发学生的学习热情、兴趣极为重要。任务引领式实验教学法的开展，使学生在实验过程中，完成各自的实验任务，由被动地听课变为主动地学习，由被动地接受知识变为主动地学习知识，钻研编程技巧，并运用知识、技巧完成实验任务、解决实际问题。激发和提高学生的学习热情，培养学生自我学习能力，解决了教与学的矛盾，实现了“既授之以鱼，又授之以渔”的教学目的，有利于提高教学效果。

任务引领式数控实验教学学生为主体，教师是主导，需要教师对学生提出的问题给予解答，要求教师有相关数控编程实验的知识和数控仿真软件操作使用经验，需要任课教师充分做好准备工作，所以任务引领式数控实验教学有利于提高教师自身素质。

数控编程就是编制零件数控加工程序，编程是一种技能。任务引领教学法是以工作任务为核心来训练技能并构建专业知识的教学法。任务引领，以工作任务为中心引领知识、技能和态度，让学生在完成任务的过程中再学习相关理论知识，发展学生的综合技能，数控编程教学正是以培养学生编程能力为课程目标的。

根据上述数控编程特点，在数控编程实验教学中应用任务引领教学法拟安排流程如下：

1.知识点、能力模块确定阶段

分析数控编程教学任务，明确知识点和能力结构，确定不同层次能力模块。

2.任务载体确定阶段

根据不同层次能力模块，确定体现能力要素的数控编程任务载体――零件或零件图。

3.布置和接受任务阶段

按基础能力模块和特殊编程能力模块，以零件图为载体，将实验任务布置给学生。

4.任务实施阶段

学生接受实验任务，了解和分析任务，并完成任务；

5.成果验收阶段

提交程序及仿真加工产品，提交实验报告。

二、任务引领式数控编程实验教学中任务的确定

在“任务引领”教学中，“任务”的设置是最重要的，它将决定一节课学生是主动地学习还是被动地学习。任务的设置首先要有综合性，使学生既能学到新知识和复习旧知识，还能锻炼学生综合运用知识的能力；其次要突出实践性，任务必须通过实践来完成；然后任务要有吸引力，必须让学生感兴趣；最后设置任务要有创新性，需要考虑到留给学生一定的创新空间，有利于培养学生的创新意识。

（一）数控实验任务的提出

数控编程是一门实践性很强的课程，按照加工零件的类型不同，一般分为数控车床、数控铣床和加工中心编程。按照学习循序渐进的原则，根据数控编程教学的知识点和能力目标，根据教学内容难易程度及其关联性，将教学内容分成几个实验项目，由易到难划分，由简单到复杂，难度系数逐步增加，知识含量逐步加深，后面的实验项目可以包含前面的实验项目的内容或知识点，实验之间环环相扣，前面的实验项目的完成为后面的实验项目完成起到铺垫作用。用于任务引领教学法的实验任务以零件或零件图为载体，如表1所示。

（二）数控实验任务的目标和内容

实验任务一：编程基础实验

1.实验目的

让学生掌握数控及其数控编程相关知识（诸如数控机床坐标系及其零点、工件编程坐标系、数字控制原理、常用G功能、数控车铣床编程及其异同等），培养学生具备数控编程基本能力，为后续编程教学和学生完成后续实验任务奠定基础。

2.实验内容

（1）通过数控仿真软件熟悉数控机床操作面板；（2）选择数控机床和数控系统；（3）确认数控机床零点或参考点位置；（4）明确数控机床坐标系（含坐标系原点和坐标轴方向）和工件编程坐标系；（5）根据简单零件图纸（含简单直线、斜线、圆弧），输入简单程序段，确认M代码、G代码含义；（6）通过软件图形功能，观察点的移动轨迹，确认与图纸图线的吻合。

3.实验学习情景

开启数控仿真软件，进入数控机床仿真编程加工准备环节。通过点击操作数控机床操作面板按钮，进行回参考点或回零操作，理解其异同。输入绝对坐标和增量坐标编程编制的直线、圆弧的简短程序，通过数控图形仿真功能确认其轨迹移动，并分析原理。

4.实验结果

（1）机床零点或参考点显示；（2）图线轨迹显示。

实验任务二：编制数控车床加工程序

1.实验目的

在前期基础实验的基础上，使学生掌握粗精车、螺纹数车循环指令及其使用方法，掌握编程技巧，掌握数控车削对刀、加工的方法，具备一定的数控车床编程能力。

2.实验内容

（1）熟读车削零件图纸；（2）合理确定工件编程坐标系，正确进行节点计算；（3）掌握程序图形检验功能，快速正确输入、编制完成数控加工程序；（4）正确选择数控机床、工件、工装、刀具；（5）快速正确完成对刀、数控加工和测量。

3.实验学习情景

熟读典型车削（含锥面、圆弧外圆和螺纹及退刀槽）零件图纸；参照数控车床编程案例，复习数控车削加工程序编制技巧，确定工件编程坐标系，进行零件图形节点计算，编写数控车床加工程序；启动数控仿真软件，做好编程前准备，输入加工程序；利用图形功能检验程序正确性，完成加工程序编制；选择工件类型、工件尺寸，并安装工件；选择工装，并安装；选择切削刀具，并安装；进行对刀操作，建立工件加工坐标系；利用数控加工单节和循环控制功能，进行仿真加工，并进行零件轮廓和尺寸测量。

4.实验结果

（1）典型车削零件数控加工程序；（2）符合图纸要求的已加工零件。

实验任务三：编制数控铣床加工程序

1.实验目的

在掌握编程基础和数控车床编程方法的基础上，掌握刀具半径补偿功能及其在粗、精加工中的应用，掌握应用零点偏置、子程序编程等编程技巧和数控铣削对刀、加工方法，同时掌握孔加工固定循环指令等相关知识及其程序编制技巧，具备一定的数控铣床编程加工能力。

2.实验内容

（1）熟读铣削零件图纸；（2）合理确定工件编程坐标系，正确进行节点计算；（3）快速正确输入、编制完成数控加工程序，进行程序图形检验；（4）正确选择数控机床、工件、工装、刀具；（5）快速正确完成对刀、加工和测量。

3.实验学习情景

熟读典型铣削（含直线、外轮廓或内轮廓）零件图纸；参照数控铣床编程案例，复习数控铣削加工程序编制技巧，确定工件编程坐标系，进行零件图形节点计算，编写数控铣床加工程序；启动数控仿真软件，做好编程前准备，输入加工程序；利用图形功能检验程序正确性，完成加工程序编制；选择工件类型、工件尺寸，并安装工件；选择工装，并安装；选择切削刀具，并安装；进行对刀操作，建立工件加工坐标系；利用数控加工单节和循环控制功能，进行仿真加工，并进行零件轮廓和尺寸测量。

4.实验结果

（1）典型铣削零件数控加工程序；（2）符合图纸要求的已加工零件。

实验任务四：运用参数化编程方法编制数控机床用户宏程序

1.实验目的

在掌握一般编程理论、编程方法、编程技巧的基础上，掌握B类宏程序、A类宏程序及其变量赋值、运算、条件转移、循环控制等编程原理技巧，具备一定的参数化用户宏程序编制能力，提升学生手动编程整体能力。

2.实验内容

（1）确认并分析被加工零件（含矩形周边斜面、圆周球面或变截面抛物、双曲曲面）类型；

（2）运用A类或B类宏指令编制曲面加工宏程序，并完成数控仿真加工。

3.实验学习情景

分析确认被加工体（含矩形周边斜面、圆周球面或变截面抛物、双曲曲面）类型，应用变量赋值、运算、条件转移、循环控制等编程技巧，编制曲面B类宏程序，并完成数控仿真加工。

4.实验结果

（1）典型曲面体数控宏加工程序；（2）符合要求的已加工零件。

三、任务引领式数控编程实验教学的实施流程

数控编程实验教学安排在数控编程理论课之后和数控实训课之前进行，实验课安排在理论课之后，与理论课交替进行，而且必须安排在有数控仿真软件的多媒体机房进行。在理论课讲授完一个或几个知识点后，紧跟着安排相应的实验课。这样有助于使学生及时地很好地理解和掌握相关知识点，为后续课程内容的学习和理解打好基础。具体流程如下：

1.学生接受教师布置的实验任务。实验任务分为四个环节，由简单到复杂，不断深入，学生接到任务后首先要了解和分析任务。

2.不论是哪个环节的实验任务，都要根据数控编程基本步骤，首先分析零件和零件图，编制零件加工工艺，确定编程坐标系，进行数值计算。

3.每个环节的实验任务，都安排在相应的编程理论课之后，所以进入实验前首先要预填写实验报告，根据所学的编程原理和技巧编写相应的数控加工程序。

4.启动并熟悉数控仿真软件，然后将初步编写的相应的数控加工程序输入数控装置进行程序检验，利用图形模拟功能检查程序所存在的问题。根据报警信息修改程序，直到程序合格为止。

5.选择和安装合适的工件、夹具和刀具，进行对刀操作，完成零件加工。

6.利用仿真软件测量功能，测量各档尺寸，检查是否与零件图纸要求一致。

7.整理实验实施过程中出现的各种问题，完成实验报告，提交程序及仿真加工产品。

由上可见，基本流程为听课复习归纳准备实验报告进行实验进行归纳，学生带着问题，带着兴趣，带着任务，带着期待进入课堂，进入实验。要求学生多学习勤思考，遇到问题发挥主观能动性，积极解决问题。

要求学生提交写好预实验报告，最后的实验报告可以在预实验报告的基础上进行修改。实验报告要求写上实验进行的过程、发现的问题和解决的问题以及存在的问题。如在编写铣削零件内轮廓程序的编写中，如果左、右刀补（G41、G42）的选取与走刀路线不一致，那么在加工后测量轮廓时，会发生尺寸相差一个直径值的情况等。

四、数控编程实验考核方法

以上编程项目的每个实验任务，都准备多套难度不同的零件图纸。每种零件图纸的分值有所不同，难度大的分值高，难度低的分值低。如难度系数较大的分值定为100，中等难度的满分定为80，一般难度的满分定为60。学生可以根据自己的意愿选择不同难度系数的零件图纸进行编程。

每个实验任务目标明确，如图纸要求等。基础环节实验分组完成，同学之间可以相互讨论，但要独立操作完成。特殊编程实验要求学生各自独立完成。必要时教师给予指导，发现问题及时纠正，共性问题及时在实验课堂上进行指导加以解决。

根据数控程序编制的特点，将实验成绩分为程序完成情况分、知识点掌握情况分、实验报告分和平时表现分。教师应该掌握学生进行实验的全过程，并根据实验完成情况进行评分。如，在规定时间内完成的给予基本分，根据运行程序并测量加工轮廓曲线的正确性进行评分，根据检查程序结构的完整性进行评分，根据检查指令使用的正确性进行评分，针对程序中主要程序段进行提问，让学生回答，根据回答的准确程度加以评分，还有对实验报告的完成情况进行评分，根据遵守实验纪律等给予平时成绩分等。

五、结语

数控基本编程教学例9

中高职衔接教育是构建现代职业教育体系的主要形式，数控技术专业在中职学校、高职院校中开设率很高，中职数控技术毕业生可以通过技能高考、高职单招、“3＋2”多种形式进入高职院校升造学习，提升专业技能。在岗位调查及其典型工作任务分析的基础上，对数控技术专业中高职课程、课程体系、核心课程内容等方面做一体化设计，以期达到中高职人才培养的协调发展。

1中高职数控技术专业课程体系

1．1总体设计

中、高职衔接关键是课程体系的衔接，它是实现中高职职业教育协调发展的核心。中高职课程设置面向工作岗位，来源于典型岗位工作任务分析。中等职业、高等职业教育目标相同，都是为社会各行各业培养需要的技能型人才。中等职业偏重于操作技能岗位人才培养，高等职业教育偏重于技术技能型人才培养，两者在人才能力培养呈递进式。因此制定中高等职业人才培养方案，关键是设置与行业企业对人才能力需求层次相适应、体现能力递进的衔接课程。中高职课程体系的衔接主要是基础知识学习领域课程衔接、专业学习领域的课程衔接、专业核心课程衔接、专业拓展领域的课程衔接、职业素养课程衔接、实训体系、教学方法及教学考核衔接等方面。本着知识能力螺旋上升的学习规律，中高职各课程模块应面向工作岗位构建衔接课程体系，其核心课程的衔接必然是课程体系衔接的核心。

1．2核心课程设置

中高职数控技术专业课程体系是基于专业调研，典型工作任务分析，行业企业核心岗位工作能力及企业任职资格要求构建，中高职分别确定核心能力与核心课程。数控机床已在机械加工制造企业广泛使用，设备数控率达37％，制造企业数控机床通常有不同类型、档次的数控机床，其中中低档数控车床、数控铣床、加工中心机床使用数量大，高档数控机床较少。数控机床加工是产品质量的重要保证，在产品加工制造中是关键工序。数控设备的正常生产需要具有相应的专业技术技能的人才，企业中有不同能力层次需求，需要面向数控机床的现场操作员、数控加工技术的工艺技术员、数控机床的维护维修技术员。操作工岗位能操作数控机床及机床日常维护，具备图纸工艺识读能力，简单几何形状加工程序编制及零件加工质量控制能力，具备数控机床结构知识；数控工艺技术员岗位除具备操作岗位能力之外，还要有产品零件加工工艺编制能力，三维空间曲面编程与加工能力；数控设备维护维修岗位需要懂得数控机床操作，更需要熟知数控机床的机械及电气控制结构，会运用数控技术知识，维护数控机床及数控机床故障诊断修复。这三类岗位就是机械制造企业的核心岗位。数控机床的操作岗位典型工作任务有零件图图纸、工艺文件识读、加工前准备、加工操作数控机床、调整加工工艺参数、控制产品加工质量；数控工艺技术员、数控设备维修技术员在工作中分别有零件图纸分析、工艺方案设计及工艺拟定、工装夹具设计、3D零件造型设计及工艺规划、自动编程、操作数控机床调试程序、产品质量分析与控制方案，数控机床故障诊断与维修，机床机械、电器装调、精度检验与恢复等。核心岗位工作任务转化成学习领域的情境学习课程，中职将数控机床操作加工能力的培养确定为核心能力，高职将数控工艺技术员、数控设备维修技术员所需能力确定为高职教育培养的核心能力。中职核心能力与高职确定的核心能力紧密相连，中高职分别设置《数控加工操作与编程》、《CAD／CAM软件应用》与《数控加工及夹具设计》、《3D造型与多轴加工》、《数控机床装调》、《数控机床故障诊断与维修》为核心课程。

2核心课程衔接设计

2．1核心课程教学标准

课程标准是体现学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的基本要求，是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，是教学管理和评价课程的基础。标准提出课程的性质、目标、内容框架，提出教学建议和评价建议，并提出了指导性的教学原则和评价建议、教学重点、难点、时间分配等具体内容，合理科学规划课程及教学内容，实现中高职教学无缝衔接。《数控加工操作与编程》、《CAD／CAM软件应用》为中职核心课程；《数控加工及夹具设计》、《3D造型与多轴加工》、《数控机床装调》、《数控机床故障诊断与维修》为高职核心课程，按照企业岗位目标和职业能力要求，逐步提高要求，中职阶段注重基础素质教育，高职阶段注重学生知识、技能和职业素养全面培养，提高学生可持续发展能力。中高职核心课程教学以国家职业标准（中、高级）规定的知识和技能要求为基本目标，将数控编程与加工的相关理论知识与加工操作融为一体。以学生为主体，以操作为重点，注重学生自主学习和关键能力（方法能力和社会）的培养。中职阶段更注重基础训练，高职阶段，注重知识面的扩展与提升，教学重点上，中职以熟练操作数控机床，手动编程加工2D几何形状零件，知道数控机床的基本原理与维护。高职阶段，确立复杂手工编程及3D曲面零件，熟练掌握数控机床结构与维护，能诊断数控机床故障并修复，以过渡巩固与提升衔接。核心课程教学评价注重考查学生能力，中高职考核方式相同，实际操作考核与理论考核相结合，中职考核，实操比重70％，理论30％，高职考核均占50％；兼顾平时学习过程与学习态度考核。

2．2核心课程内容衔接设计

按照企业岗位目标和职业能力要求，中高职核心课程内容都是面向专业岗位，避免中、高职课程内容的简单重复，逐步拓宽和加深课程内容，螺旋上升，实现课程内容的衔接。中高职两阶段在知识技能教学的重点、难点要合理安排，以适应学生渐进性学习和终身学习的需要。中高职数控技术专业在技能人才培养上有共性，但培养能力层次不同，掌握专业技能与知识深度、广度不同。数控加工与编程能力的培养，中职阶段能实现手工编程，操作数控机床实现零件加工，设置数控机床基本操作、零件图纸工艺识读、简单轴内外车削加工、螺纹加工、槽类加工、2D内外轮廓铣削加工、对称、旋转几何形状编程与加工、数控机床基本原理与维护等学习情境；高职阶段数控加工与编程，手工编程加工为基础，能运用CAM软件实现复杂零件的自动编程，操作复杂数控机床加工零件，设置加工工艺及夹具、复杂轴内外轮廓车削加工、特殊螺纹车削加工、端面槽加工、非圆弧2D轮廓加工、3D曲面加工、车铣复合加工、数控机床结构装调维修维护等学习情境。在教学上，中职注重数控加工与编程的基本指令应用与经济型机床的操作，高职注重提升，学习高级数控加工与编程，中高职在学习内容上实现课程内容衔接的连续性、逻辑性和整合性。核心课程教学情境在内容选取时需一体化设计。（1）知识由简单到复杂，技能从低到高递进培养充分做好岗位典型工作任务调研，行业企业岗位任职资格中高职技能分界点，构建中职和高职学习情境内容。企业行业一线现场数控机床操作岗位需具备中职职业能力及数控类中级职业资格证书，数控工艺技术员，班组工段施工员要求编制数控加工工艺及现场程序调试，熟知数控机床结构与性能及数控类高级资格证书。中职阶段偏重基础知识、基础技能的学习，高职注重技术应用，面向行业企业高端岗位能力需求。知识与能力按简单2轴数控到3轴的数控机床操作学习，简单基本加工指令到复合加工编程指令学习，2D软件自动编程到3D自动编程，识读零件图纸工艺到零件图分析到工艺方案制定的螺旋上升培养。中高职在相同课程中，重构知识体系，由浅入深，先易后难，全面安排课程内容。（2）优化学材结构，提高教学效率学材就是实施教学的载体，学材的选取是依据人的认知规律由简单到复杂、由单一到综合、由浅入深原则而定。学材结构是将学习材料符合学习者心理，科学呈现给学习者的序化，是具体教学的进程组织形式。中高职课程基于工作过程将知识技能训练以情景模式形成专业知识技能学习材料，依据知识技能从低到高的提升顺序优化数控技术专业核心课程内容结构。中职阶段以专业基础知识与能力，选取数控机床操作、数控加工基本指令、简单零件加工、特征零件等情境，达到国家四级职业资格证书能力要求；高职教育进一步深化学习，学习任务情景依据岗位要求及行业企业需求，选取多轴加工中心机床操作、宏程序编程加工、复合循环指令加工、3D曲面造型与加工编程等情境，达到国家三级职业资格证书能力要求。一体化设计选取教学内容，优化中高职教材结构，避免教学内容的重复，可以提高教学效率。（3）突出核心能力培养，共编核心课程教材针对企业行业核心工作岗位所需核心工作能力，精心组织企业专家与相关教师共同编写教材。中高职数控技术专业面向数控机床操作、数控工艺技术员、数控设备维修维护技术员等核心岗位，要针对中高职两阶段的特点，优化学材结构，共同编写《数控机床操作加工与编程》、《数控加工工艺及夹具》、《数控机床装调与维修》教材的中高职版，固化中高职教学内容，协调数控技术专业的发展，真正起到促进中高职课程衔接和提高教学质量的作用。

3核心课程教学设计

中高职专业技术技能教学有着共同的特点，就是教授数控技术知识与技能，是职业教学，不是单纯的理论教学，也不是单纯的实践教学，需要新的教学模式，教学是一种师生共同的有目的、有组织的活动，教学活动的目的是使学生掌握知识技能，具备自我学习的能力，符合职业教育的，形成相对稳定的教学结构就是职业教学模式，如基于工作过程的理实一体化、行动导向、项目任务等。中高职核心课程是培养核心能力的重要学习材料，精心做好教学组织设计是达成教学目标的保障。中高职以就业为导向，本着理论知识够用为原则，重点培养学生实际操作动手及技术应用能力，理实一体化教学模式能较好融理论与实践操作训练于一体，是一种效率高的教学模式。理实一体化教学的核心是以学生的学习活动为中心，教师与学生角色化，教师即师傅，学生即徒弟；学习环境情境化，数控机床搬进教室，教室即车间；学习内容项目任务化，以数控技术专业课程知识点、技能点为中心，设计成产品加工项目，完成项目分解成子任务，如零件图分析拟定工艺方案、编写工艺、刀具、夹具、量具、机床等加工前准备、程序编写调试、操作机床零件加工、零件测量等子任务，加工工艺理论、工件装夹定位理论、金属切削理论、测量理论等知识依据任务完成需要，确定知识内容，在实践中运用学习，在实践中归纳知识点，理论实践相互印证；能力培养工作过程化，即实践理论再实践过程，各项目任务按程序完成，符合教育教学过程的模拟生产实际，教师在过程中指导、分配、检查、督促实施、解答疑惑、总结任务知识技能学习；学习效果评价个体化，学生自我评价、相互评价、教师评价等多种评价结合，学习效果现场评价，教师与学生面对面评价，及时总结；学时安排集中化，任务的完成是一个连续过程，通常按4或8学时为单位设计学习任务，较好保证教学效果。中高职在教学模式上有着共同的结构，不同在于学习知识技能层次，因此，学习内容的设计应区别对待。中职面向初中毕业学生，专业起始能力低，任务设计简单难度低，以基础知识能力为主；高职面向的是有着专业能力较高的中职毕业生，任务设计复杂些且难度要高些，以提升专业知识能力为主。为作好中高职课程的衔接设计，必须加强中高职学校之间的教学交流，进行科学的统筹规划。

4核心课程考核与评价

中高职数控技术专业教育重点在数控技术知识及技能的掌握，既要评价数控技术必需够用的理论知识掌握程度，又要评价数控机床操作技能及技术应用能力。中高职在学业评价上具有相同的评价目标，构建共同的评价体系，有助于中高职衔接的协调发展，共建构建学习过程评价体系、专业理论知识评价体系，职业技术技能评价体系，技能测试结合必要知识测试，还需要参考学习过程的综合评价，才能更好更全面评价学业状况，以利于衔接。

参考文献：

［1］顾明远，石中英．国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）解读［M］．北京：北京师范大学出版社，2010．

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［3］曾仙乐．实现中高职教育衔接的设想［J］．中国职业技术教育，2010（16）．

数控基本编程教学例10

数控车削加工是数控加工中应用最广泛、最基本的加工方法之一。它主要通过程序控制自动完成内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹等工序的切削加工。数控车床编程是数控车削加工的基础和重要步骤，程序的优劣决定了零件加工质量的高低。根据零件的复杂程度，数控车床编程分为手工编程和自动编程，手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来自手工编程，掌握手工编程技术对掌握CAM软件的使用方法、正确使用数控设备、理解自动编程设计原理具有重要意义。本文以手工编程为例，探讨数控车床编程教学的切入点。

一、从狠抓普通车床技能训练切入，为数控车床编程教学打好基础。

对初学者来说，普通车床的操作更直接，感受更直观。第一学年，我们按1：1的比例安排普通车床加工工艺与普通车床操作技能训练课程，使学生全面、系统地了解、学习普通车床的结构、规格、性能；掌握刀具的分类、几何角度、刃磨方法；牢记切削用量的含义及选择原则；熟练掌握内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹的加工方法及刀具的运动轨迹；根据零件图，会制定零件的加工工艺……另外，在普通车床加工中，若出现不正常现象，则可以采取措施，避免出现不良后果。通过系统学习，学生熟悉了车削加工的全过程，为数控车床编程教学打下了坚实的基础。

二、以“必需、够用”为原则切入，整合教学内容，提高教学效率。

没有门槛的中等职业教育，生源特点是：总体入学成绩下降，大多数学生初中阶段的文化基础差，接受能力、分析能力、思维能力偏低，惰性、厌学心理严重，一旦学习上遇到困难，就会因自卑而放弃。针对这些特点，我们在教学内容的组织、教学环节的设置上狠下工夫，本着“必须、够用”的原则，删繁就简，以就业为导向，从实际出发，因材施教，将每个知识点的教学重点放在“是什么”，“怎么用”上，引学生入门，助学生进步。

1.利用视觉冲击，激发学生的好奇心。

绝大多数学生没有接触过数控车床，不知道什么叫“数控”，对数控编程、数控加工有神秘感。在学习初，我们组织学生观看数控加工录像，安排学生去车间参观，将他们在普通车床上加工过的零件置于数控车床，重新编程加工，通过这种视觉冲击，激发他们的好奇心与求知欲。

2.从学生熟悉的内容切入。

在课堂上，展示学生在普通车床上加工的零件，要求学生对照图纸，回忆该零件的加工过程，制定该零件的加工工艺，告诉学生，将该零件的加工路线，包括每一个工步，如进刀、切削、退刀、回刀，用相应的指令代码及规定的指令格式写出来，这个过程就是编程。以这种方式引出数控编程的概念及数控编程的步骤，学生易于理解，乐于接受。

3.以“点”带“面”。

不同的数控系统，指令代码的含义、指令格式、编程方法不同，教学中，以应用较广泛的一种系统如FANUC系统为主，向学生讲清编程指令的含义、应用范围，当学生掌握该系统的编程方法，能应用该系统指令自如编写零件的加工程序后，再逐步向其他系统扩展，并作横向对比，这样，学生可掌握每个系统的编程特点，不易混淆。

4.重点讲解基础指令。

数控指令是程序构成的基本单元，也是数控车床操作的主要对象。数控车床加工的零件，不管形状多么复杂，刀具的运动轨迹可归纳为两类：一类是直线运动（G01），一类是弧线运动（G02/G03）。只要学生掌握了这三个指令的格式、参数代码的含义、应用特点、编程方法、编程注意事项，其他指令如G32、G90、G92、G71、G73、G76等学习起来就较为容易。因此，我们将数控编程教学重点放在这三个指令的教学上，循序渐进，引导学生理解指令的作用是什么，指令怎么用，达到学懂、会用的目的。

三、从数控加工仿真软件切入，实现“教、学、做”一体化教学。

数控编程有很强的操作性，要求有大量的实际操作辅助教学，增强学生的感性认识。学校购置的设备数量有限，每个学生上机操作的机会不多。因此，我们利用仿真软件实现每个学生上机操作的愿望。

仿真软件是在计算机上模拟仿真数控车床操作、工件加工、工件测量等动态数控加工全过程，使学生掌握数控车床的基本操作方法，感受机床的运行特性，为实际操作奠定坚实的基础。

1.“教、做”一体化。

仿真软件提供了与实际数控机床完全相同的操作面板、按键功能、屏幕显示。授课时，通过投影仪将仿真数控机床投影到大屏幕上，教师利用仿真软件边讲理论边演示，如回零、工作方式的选择、程序的编辑与修改、对刀、补偿设定、输入输出操作，使学生有身临其境的感觉，这样，把枯燥的理论知识落实在机床操作中，老师讲一段操作一下机床，学生看得逼真，理解得透彻，学习兴趣渐浓。

2.“学、做”一体化。