首页 -> 2008年第5期
数控编程与操作的教学探讨
作者：孛 梅 贺 剑
[关键词]数控编程 蓝领 灰领 金领 数控仿真
数控机床是现代制造业的关键设备。随着数控机床的大量使用和数控技术的不断发展，需要大批量能熟练掌握现代数控机床编程、操作的工程技术人员，而高职高专类院校担负着培养这种职业技术型、应用型人才的重任。数控编程与操作是高职机电类、数控专业的主干课程，又是一门新兴的科目，同时也是一门难于掌握和讲授的实用型课程。如何改进教学方法，提高教学质量，是当前迫切需要解决的一项重要课题。本人结合这几年的教学实践，谈谈对此课程的看法：
（一）重视“绪论”课的教学，激发兴趣
作为《数控编程与操作》的绪论，是学生接触这门课的第一堂课，如何上好这门课，对以后的教学相当重要， 具有创意的新课导入，可以激起学生的注意力，诱导他们积极思考，而且激发了学生学习这门课的兴趣。一旦学生对该门学科感兴趣，他们就会兴致勃勃地学习这门课的知识。因此，激发学生学习这门课的兴趣和动力就成为“绪论课”的一个首要任务。
首先，可介绍数控加工的就业前景：随着我国制造企业已开始广泛使用先进的数控技术，而掌握数控技术的机电复合人才奇缺，仅数控机床的操作工这样的“蓝领”全国就短缺几十万人，为此，教育部要求在3年内培养制造业紧缺的数控高技能型人才50万。让学生清楚学好数控编程与操作的职业未来，使学生产生一种要学这门课程的需求和学好这门课程的欲望，进而将这门课程升华成为自己的爱好和兴趣。
其次，介绍数控人才的层次及所需掌握的知识结构。对于数控人才，有以下三个需求层次，所需掌握的知识结构也各不同：
1.蓝领层：蓝领层，指数控操作技工：精通机械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的简单维护维修。此类人员市场需求量大，适合作为车间的数控机床操作技工。
2.灰领层：灰领层，指数控编程员和数控机床维护、维修人员。
（1）数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD／CAM软件，如UG、Pro-E等，熟练掌握数控手工和自动编程技术，适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。
（2）数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合高职学校组织培养。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相对少一些，但培养此类人员非常不易，知识结构要求很广，适应与数控相关的工作能力强，需要大量实际经验的积累。
3.金领层：金领层，又称数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际经验，知识面很广。精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计，掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造。是企业（特别是民营企业）的抢手人才，适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。 通过对数控人才的层次及所需掌握的知识结构的介绍，使学生能够根据各自的情况规划自己的职业未来，明确自己学习的内容，清楚自己努力的方向。最后介绍数控机床发展概况，让学生体会到数控是一门需要不断探索和研究的科学技术，并以惊人的速度在发展，需要不断的学习，不断的更新自己的知识结构。
（二）精选教学内容，构建合理的数控编程理论知识体系
高等职业院校的课程设置与教学内容体系结构设计应充分体现高等职业教育以就业为导向、以能力为本位的指导思想，以职业素质为核心推进全面素质教育，并贯穿于教育教学的全过程；按照突出应用性、实践性的原则重组课程结构，精选教学内容。
目前数控编程方面的教材很多，不同教材介绍的数控系统各不相同。我国数控机床使用的数控系统主要有SIEMENS、FANUC、华中数控（HNC）、广州数控（GSK）等几种，不同数控系统的数控机床其代码的含义及应用格式是不尽相同的。在有限的课时里，不可能所有的系统都讲，因此精选课程内容首先就是要确定讲授哪一种数控系统的编程代码。因为FANUC系统在生产企业中使用比较多，为了使学生学习的数控知识更贴近于生产实际，毕业即可上岗，最好选用FANUC数控系统的编程代码来讲授。而且华中数控、广州数控系统的编程代码与FANUC系统的大同小异。学好FANUC数控系统的编程代码后，学生就能轻而易举地学会华中数控系统、广州数控系统的编程。
不同的教材侧重的内容也不相同，有的教材偏重于硬件的介绍，对于编程一带而过；有的教材虽偏重于手工编程的介绍，数控车、数控铣、线切割、数控弯管机、自动编程等什么都介绍，但都介绍得过于简单，例题举的过少，不利于学生对重要G代码的掌握及应用，以至学生好像什么都学了，但什么都没有学会。因此，精选课程内容就是要构建合理的数控编程的理论教学知识体系。在讲授数控编程时，应首先介绍数控编程的基础，包括数控加工的发展史、特点、适用范围；数控机床的分类及组成；数控机床的坐标系。再介绍FANUC数控车床的编程及操作，FANUC数控铣床的编程及操作。最后介绍线切割的编程及操作。而自动编程则单独采用模块式的教学模式。
（三）采取灵活多样的教学方法
在数控编程的教学中，可采用灵活多样的教学方法来提高教学效果。在介绍数控机床的组成及工作原理时，采用现场教学法，一方面可让学生识别数控机床的重要零部件，另一方面也有助于学生对数控机床工作原理的理解。在介绍数控机床的坐标系时，可在多媒体上结合仿真软件来进行多媒体教学，使抽象的机床坐标系、工件坐标系及编程坐标系具体化。在数控车床的教学中可每上两节理论课后紧接着在仿真实训室中进行一次仿真教学，理论课全部上完后再在数控车床上实训。实行课堂理论教学与实践技能训练部分相互交叉渗透。我院2004级的学生在学习数控车床的编程与操作时采用这种方法，学生学习这门课程的积极性非常高，而2005级因为学生多，机房不够用，采用理论教学—在数控软件上仿真—在数控机床上实训的方法。学生的学习积极性、学习效果明显不如2004级的学生。实行课堂理论教学与实践技能训练相互交叉渗透，适当打破课堂理论教学与实验室、现场实践教学的界限，使理论教学与实践教学同步进行，理论课与实践课融为一体，课堂教学与动手操作有机结合，这样既能激发学生的学习热情, 又能通过实践来掌握理论, 在实践中巩固理论, 用理论指导实践, 从而达到较好掌握知识、提高实践能力创新能力，提高教学效率与效果。
进行数控铣床的编程与操作时，铣床的很多代码与车床相似，可先直接在数控仿真软件上进行案例教学，然后再在数控铣上进行实训。FANUC数控车、数控铣床的编程及操作结束后，可安排一 至二周的数控仿真实训，重点训练SIEMENS、HNC、GSK的编程与操作。
高职数控专业培养的是既掌握必要的基础理论又有较强的实践技能的应用型、技能型人才，因而要求教师也应是集理论、技术和技能于一身，既具有扎实的基础理论知识和较高的教学水平，又具有较强的专业实践能力和丰富的工作经验的“双师型”教师。建设一支高水平的师资队伍，是搞好数控专业教学的关键。在当前形势下，应积极鼓励中青年教师到企业生产第一线学技术、练技能，全面提高专业教师，特别是中青年教师的专业水平和实践能力。同时，可以从企业聘请既有理论又有实践，经验丰富、技能过硬的专业技术人员、管理人员担任兼职教师，形成一支以专任教师为主，专兼结合的高水平的“双师型”教师队伍，满足专业教学改革的需要。
参考文献:
[1]刘启中.蔡德福.现代数控技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2005.
[2]张建钢.胡大泽.数控技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2000.