关键词：数控 实训课 教学方法 探析
实训教学是中等职业学校教育的重要环节，关系到学生专业知识技能的掌握程度。实训教师的恰当指导，是学生学习少走弯路，更快更好地掌握技能的关键。本文结合实训教学实践，就数控实训课教学方法进行探讨。
一、让学生对数控实训任务感兴趣的方法
每当学生第一次接受新的学科学习时，总是存在着极强的好奇心理。因此，讲好课关系到学生今后的学习兴趣、工作态度、职业素质、理想志向的培养与树立。我们经常运用这几种手段加强对学生的教育。如可以通过播放相关的视频，来介绍数控机床中出现的背景、发展历程、生产特点以及未来的发展趋势。让学生知道数控加工技术是现代机械制造的新手段，它具有加工精度高、质量稳定、加工适应性强、生产率高、劳动强度小等特点。特别是它能完成许多在普通机床上无法完成的工作。让学生知道现在所学习的、未来所从事的是一项有技术含量的专业，不但社会地位高、劳动强度低、工作环境舒适，而且工资待遇不菲。让他们对未来充满信心，从而激发他们的学习自觉性和主动性[1]。
要强调文明生产和安全操作规程，让学生认识到安全文明生产是未来幸福生活的根本前提和保障面对高速运转的机床，稍不小心就会发生人伤机损的安全事故，所以操作者必须掌握好数控机床的性能，精心操作。一方面要管好、用好和维护好数控车床，另一方面还必须养成文明生产的良好习惯和严谨负责的工作作风，不断培养较好的职业素质。
利用数控仿真系统，使学生在虚拟环境中了解数控加工技术，数控加工仿真系统采用了与数控机床操作系统相同的面板和按键功能，不存在任何的安全问题，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。不仅如此，现代的数控加工仿真软件还能实现加工模拟演示功能和程序自诊断功能，不仅具有对学生编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能，还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。这样学生既能比较完整地学到知识，还能锻炼学生的胆量，培养他们的自信心[2]。
二、妥善安排实训步骤，减少学习“弯路”
现代的数控车床，无论是种类还是结构、操作系统、性能都发生了变化，因而，在实训中，首先就要让学生对数控车床结构进行熟悉，对车床的各方面的信息进行详细的认识，如主要技术参数、操作系统、控制面板、G代码、坐标系等。其次，通过具体的机器零件，让学生在触摸中了解所要加工的对象，在实训教师的指导下进行加工，进一步熟悉车床的性能，熟悉操作规程，减少操作时的恐惧心理，树立自信心。最后让学生通过零件的图纸进行学习，通过观察图纸，对内容和要求有了一定的了解后，确定零件的加工方案，确定零件的定位、夹具和刀具选择、切削用量的确定以及对刀点、换刀点的位置和刀具补偿等一系列问题。然后手工编写加工程序单，检验并修改加工程序，编制数控加工工艺技术文件，在实训教师在场的情况下。根据自己所编工艺路线，最好是独立的完成零件的加工。
总而言之，以“技能操作为核心”的数控编程仿真教学，有利于全面提高学生素质和综合职业能力，激发独立思考和创新意识；但传统实习手段，基础教学和基本功的训练、学习仍是职业技术学校培养学生的实操能力的基础；两者不可偏废，不能因为有新的手段方法而抛弃传统，也不能因为有好的传统不引进新的手段，两者如能完美结合，培养出的学生定是不可限量的[3]。
三、重视学生个体差异，注意因材施教
在教学过程中，要根据学生的一些心理和生理方面的发展，进行相关的考虑，同时，还要考虑到每一个学生的个性是不同的，不能一视同仁去对待。对于一些对知识的掌握能力较差的学生进行分类教学，如课下加强对他们的动手能力和技能的练习，逐步让这部分同学跟上全班的教学进度，从而能顺利的完成教学任务。如在学习关于刀尖圆弧半径补偿的使用方法的时候，对于那些在理解方面上能力不行的学生，他们无法领会刀补的含义的时候，要采取相应的措施，比如在绘制加工过程模拟图纸，让学生明白在数控加工过程中，我们是按零件轮廓进行编程的。因为刀具总有一定的半径，刀具中心运动的轨迹并不等于所需加工零件的实际轮廓，而是偏移轮廓一个刀具半径值，再加上加工余量和刀具磨损。所以，在进行外轮廓加工时，应使刀具中心偏移零件的外轮廓表面一个刀具半径值，加工内轮廓时，应使刀具中心偏移零件内轮廓表面一个半径值。这样的解释使学生明白了刀补的含义和重要性。在此过程中，师生共同针对相关的问题进行探讨。总结经验，解决实践中遇到的问题，总结提高[4]。
总之，学生能全面了解数控加工的全过程，深刻理解加工原理、机床工作过程、编程方法及制订工艺的原则，但难免会遇到一些问题，实训后老师和学生要共同探讨实训经验解决实践教学中遇到的问题。现场讲解，能方便学生总结复习和提高。在数控实训教学中，实训教师要重点关注学生的兴趣和安全操作方面的习惯的培养，每一次数控实训内容，都要进行精心的安排和设计，更好的完成实训要求，掌握数控技术。
在中职学校，学生素质相对差，在数控教学和实训条件有限的情况下，通过以上几个阶段，把教学实训与生产加工相结合。循序渐进。使学生掌握了至少一种数控系统数控车床的熟练操作能力；根据图纸制定数控加工车削工艺、编写加工程序的能力；根据零件加工需要正确选用刀具的能力；运用数控车床加工真实产品的能力，为以后的就业打下良好的基础。
参考文献：
[1]刘雄伟.数控机床操作与编程培训教程[M].北京：机械工业出版社，2001.
[2]蒋建强.数控加工技术与实训[M].北京：电子工业出版社，2004.
关键词:故障诊断;神经网络;径向基函数;地铁列车
中图分类号:TM621文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 11-0000-02
The RBFNN Application in Fault Diagnosis for the Subway Train
Zhou Qiaolian1,Deng Yabo2,Chen Jianxiao2
(1.Shanghai Shentong Rail Transit Research and Consulting Co,Ltd,Shanghai2011031,China;2.Zhuzhou CSR Times Electric Co,Ltd,Zhuzhou4120012,China)
Abstract:The means is proposed in this paper about subway train malfunction diagnosing system applying RBFNN.Subway train running information is collected and preprocessed,which is used as training sample to build RBFNN.After RBFNN learned well,collected real-time information is inputted into the neural network,and then malfunction and coming malfunction is output correctly.
Keywords:Malfunction diagnosing;Neural network;Radial Basis
Function;Subway train
一、引言
我国城市轨道交通的高速发展,迫切需要保障地铁机车的运营安全。目前对地铁列车的故障诊断等方面还没有理想的解决方案。本文提出了一种方法,试图借助径向基函数神经网络来解决地铁列车的故障诊断的技术难题。
二、径向基函数神经网络
径向基函数神经网络(Radial Basis Function Neural Network,以下简称RBFNN)是一类特殊的三层前馈神经网络。
图1是RBFNN的基本结构。它可以实现由输入向量到输出向量的映射。
三、故障诊断应用
(一)建立神经网络
要把RBFNN运用到地铁列车的故障诊断中去,必须先利用训练样本建立好RBFNN。
1.数据分类:地铁列车的数据信息非常丰富,首先需要根据地铁列车的特点,将各类数据按功能单元分类,如中央控制单元的数据包括地铁列车状态、通信状态、网络命令、数字输入输出信号和模拟输入信号等,牵引单元的数据包括牵引工作状态、输入指令、电机转速、电机转矩、电机电流、网压、电机温度、级位信号和载荷信号等,制动单元的数据包括轮径、载荷信号、速度信号、制动级位、传感器状态等,门控单元的数据包括车门打开状态、车门开关反馈、门速度反馈、门防夹状态、门切除状态等。
2.生成样本数据:针对地铁列车的典型故障和临界故障等情况,通过模拟产生n类故障方式,收集来自传感器的检测数据、表征地铁列车状态及车载设备的模拟量、数字量以及地铁列车总线上的相关数据等信息。然后按照上述的分类方法,对数据信息按照功能单元(中央控制单元、牵引单元、制动单元、门控单元等)分类和综合(系统级),形成建立各径向基函数神经网络所需的训练样本向量,如中央控制单元的训练样本向量为,牵引单元的训练样本向量为,制动单元的训练样本向量为,门控单元的训练样本向量为,系统级的训练样本向量为。
3.建立RBFNN的基本结构。通过上述训练样本可以确定各神经网络输入层节点个数为n,输出层的节点个数为。
(二)训练神经网络
训练时,隐含层神经元学习采用无监督学习的聚类算法;输出层神经元采用有监督的最小二乘法学习方法。下面以中央控制单元RBFNN的建立为例作具体说明。
对于中央控制单元,在模拟产生n类故障后,得到的训练样本的状态向量,包括地铁列车状态、通信状态、网络命令、数字输入输出信号和模拟输入信号等,该训练样本将作为神经网络的输入。
针对隐含层神经元的学习算法的具体步骤如下:
1.从状态向量中选取一组样本作为隐含层的各神经元中心,为隐含层神经元数。
2.然后对所有状态向量进行归类,输入的状态向量若满足条件
(1)
则将其归于第类向量;
3.归类完毕后,再求出隐含层每个神经元的新中心和宽度,即
对输出层神经元的学习的算法如下:记某故障诊断结果为,则对第个故障诊断结果有:
式中,表示隐含层第神经元到输出层第个故障诊断结果的权值,表示距的距离,是选取的高斯函数,
式中是隐含层第个神经元的输出中间向量,为高斯函数的宽度。
定义故障诊断输出的误差函数为
式中,为输出层第个神经元的期望故障诊断值,为其实际故障诊断输出值。将式(4)代入上式可得
求解使故障诊断误差函数最小时的一组权系数,可令
则得到一系列方程组,
求解上述方程组即可得到最优权系数。
最优权系数确定后,中央控制单元RBFNN就训练完毕。
通过相同的方法建立并训练牵引单元、制动单元、门控单元和系统级等的RBFNN。
(三)故障诊断
当地铁列车的单元或系统发生故障或将要发生故障时,采集的实时数据经过分类和综合处理后,输入训练好的各RBFNN,其稳态输出即为已经发生的故障种类或将要发生的故障。
故障诊断系统原理见下图2所示。
四、系统实现
为实现基于RBFNN的地铁列车故障诊断方法,需构建一个三层系统,包括应用层的上位机、采集数据的下位机和底层的传感器等。
底层传感器主要为现有地铁列车没有而故障诊断系统需要额外加装的传感器,如加速度传感器等。
下位机包含采集转换模块、模拟量采集模块、数字量采集模块和总线接口模块等。采集转换模块主要采集加装的传感器反馈的相关数据信息,如加速度、振动等数据。模拟量采集模块主要采集表征地铁列车运行状态的一些模拟量,如电压、电流、温度等。数字量采集模块主要采集表征地铁列车运行状态的数字量,如开关闭合状态、隔离装置状态等。总线接口模块主要采集地铁列车总线上的数据。针对不同的地铁列车总线(如MVB,MTB等),通过相应的接口和协议,采集需要的地铁列车相关数据。下位机将数据集中后再汇总给上位机。
上位机是完成故障诊断的核心部分,主要负责接收、处理并存储下位机汇总的地铁列车状态数据。首先完成对采集到的地铁列车相关数据的分类处理。训练阶段,把分类处理好后的数据作为各RBFNN的训练样本,然后利用训练样本生成地铁列车故障诊断所需的各RBFNN。应用阶段则不断采集地铁列车的实时数据信息。当地铁列车发生故障或将要发生故障时,上位机会依据各RBFNN诊断模块的输出作出相应的判断和预警。
系统结构图如图2所示。
五、结束语
本文从人工智能的角度,提出了一种基于RBFNN的地铁列车故障诊断方法。通过软件编程,建立并应用了故障诊断所需要的RBFNN。从应用效果看,基本能达到预期目的。
参考文献:
[1]W.F.Gabriel,Using Spectral Estimation Techniques in Adaptive Processing Antenna Systems”,IEEE Trans,Antenn.Propagat,1986
[2]靳蕃.神经计算智能基础原理、方法.西南交通大学出版社,2000
注:
1该课题属于国家863计划课题《轨道交通运营安全的关键装备监控预警及应急技术》的子课题,863项目课题编号:2007AA11Z247
作者介绍:
周巧莲,女(1966-)汉族、上海、高级工程师。
关键词：数控技术 实训 实训教学
数控是机械加工的重要基础和关键技术，也是培养学生主要就业岗位技能的关键课程。随着数控机床的广泛应用，数控技术成为中职学校的必开课程，该课程在中职学校主要是通过理论学习和职业技能训练，提高学生的操作实践能力，怎样才能使学生在掌握理论的基础上提高操作能力，是这门课程的教学难点。为了满足社会对数控技术应用型人才的需求，更为满足毕业生的需要，根据笔者的实际教学经验，谈谈如何在短而集中的时间内提高学生的理论知识和实践能力。
一般情况下，中职学校数控应用技术专业的学生是先进行1-2年的理论学习，包括《机械制图》、《车工工艺学》、《公差测量与技术》、《数控加工技术》、《数控编程与设备》等十几门专业课和专业基础课，之后到学校实训车间操作实践，最后到企业顶岗实习。课程的实训在该课程的整个教学体系中占有举足轻重的地位，实训教学要分阶段、分层次、循序渐进地进行。为了巩固和深化理论知识，提高和完善操作技能，培养合格的毕业生，大致把中职学生的实训分为四个阶段：
第一阶段：普通车床实习，熟练操作车床，熟悉数控实习环境。
在中职学校，普通车床的实训高达80%以上，因为数控机床是在普通机床的基础上产生发展起来的，先进行普通机床的实训，有利于学生较快地学习数控方面的相关知识。所以，学生在实习期间应在数控车床编程、数控车削加工工艺之前进行普通车床加工实训。具体实训内容包括普通车床上实习、练习刃磨车刀，熟练操作车床加工端面等。在教学中一般是把数控工艺最简单最常用的方法和普通机床对比结合讲解，学生没有进行普车学习和实训，教学效果明显降低。只有经过这一阶段的学习和实训，才能节约教师时间，为以后的数控实习和提高打下坚实的基础。
第二阶段：计算机数控仿真软件练习，编制加工程序，激发学生学习兴趣，提高实训能力。
数控加工仿真系统是结合机械机床厂家实际加工制造经验与职教学校教学训练一体所开发的一种机床控制模拟仿真系统软件，可以满足大批学生教学需求。目前大部分中职学校经费不足，数控加工设备价格高，实训设备不足，在第一阶段实训后可以进行数控仿真软件练习。在实习中首先让学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板，明确每个按键的功能，懂得建立工件坐标系的方法，利用仿真软件进行模拟操作，就可以做到给学生充分的实习机会，同时节省了操作的时间，缩短了实习的周期，对于机床操作的熟练程度将大大提高，而且为下一步的实际操作也做好了准备，在实训中可实现同步教学。比如对刀过程，其实是很容易的事情，但如果用传统的教学方法大多数学生都难以理解，而利用仿真软件一边演示一边教学，通过车刀和工件的运动学生就很容易理解，而且还能让学生亲手操作来加深认识。教学内容中涉及数控编程和操作的内容，如工件坐标和机床坐标、G指令、M指令等都可以实现同步教学，使抽象内容形象化，提高了教学质量，培养了学生实训能力。对于中职学校的学生来讲，由于各方面的基本素质普遍较差，而数控专业课又具有极高的抽象性，加上教学过程的枯燥乏味，很容易让学生产生厌学的情绪，教学效果也不理想。而数控仿真软件以其和实际机床相同的用户界面和它的可操作性，很大程度上激发了学生的学习兴趣。因此仿真软件的使用可以作为缩短实习时间、提高实习效率、降低成本的一种辅助手段。
第三阶段：编制程序，数控加工由易到难，培养学生的实践和创新能力。
仿真软件和数控车床是同一个界面，学生短时间内通过仿真软件熟练操纵机床后，就可以编制程序加工工件。 首先要根据工件的材质，所用刀具选择不同的切削参数。经过第一阶段的实训，这将不是难题。中职学校数控实训过程中加工的材料多种多样，主要有木材、石蜡、尼龙棒、铝材和钢材，在实训中的使用比例各不相同。有时为学生安全考虑或在培训经费较少的情况下，很多学校选择了少用或不用钢材。企业工厂加工的实际产品多为钢件，在实训中我提倡最好还是以钢件为主。
第四阶段：师生共同探讨，总结经验，解决实践中遇到的问题，总结提高。
【关键词】安全教育；理论与实际；实训；改革
机械制造业是国民经济中的一个极为重要的支柱产业，在促进国家工业化、现代化的进程中，起着举足轻重的作用。但是随着最近几年的学生步入社会，问题也不断地体现了出来。学生普遍偏向于理论的培养，实践技能不足，实训内容单一落后，在学校的学习以及实训与社会脱节。那么，如何才能保证职校学生的质量，满足企业的需求呢？而这也是职业学校课程改革的首要任务。我们必须让自己的学生学有所用，能够真正的成为技能上的能手，满足企业的需求。普通车工实训，是职业教育中培养学生技能的一项重要内容，也为学生今后能更掌握更多的，更先进的生产技术打下了基础。为了更好地适应企业和社会的需要，也为学生今后能更掌握更多的，更先进的生产技术打下了基础。我认为在车工实训教学中要注意以下几点：
一、安全教育要始终惯穿在整个实训教学中
车工实训具有一定的危险性，教师要注重培养学生具有安全、文明生产的习惯和一丝不苟的工作作风。学生在车工实习教学中存在的安全事故隐患、设备使用与维护的问题以及预防，是学校实习教学管理的重中之重，一旦学生出现安全事故，将对学生、家庭、学校造成严重的影响。因此，老师教育学生执行安全操作规程，显得尤为重要。 为规范实习教学工作，保证实习教学质量，在实习的整个过程中，始终要注意安全教育。它分为：
1、实习初期的遵守安全规则的教育。要让学生认识到安全规程是一种纪律，执行安全规程更是一条纪律。
2、教师对当天进行的实训内容有针对性地进行安全教育。例如车工实习中，经常会碰到学生加工零件校正时，零件装夹好后便启动车床，目测检查是否找正，当卡盘板手还插在卡盘上就启动车床旋转，为预防发生事故，应教育学生要停车、空档、转动卡盘、用划针指向工件进行校正的方法。
3、教师在一天的实训结束之后，面对全体学生要作一个小结，并巩固一下安全教育。例如磨刀的安全问题，车螺纹的安全问题等。
4、实习阶段结束后，学生自我的安全总结。通过这几项安全教育，学生不光在行为上，在内心都能深刻认识到安全的重量性。
二、基础理论与实际操作相结合
为了培养适应现代社会的技术人长，必须要把车工基础理论与实际操作有机地、完美地结合起来，在教学中要注意让学生掌握以下基础知识：
1、详细了解各种车床的结构、性能，以便正确地使用车床和排除故障。要熟悉车床的加油部位及系统，保养和维护好机床。 我每日的要求是擦干净床身及表面各死角，做到漆见本色铁见光。尤其是外露导轨面的清洁特别重要，并要求按规定加油。我将正确保养和维护机床也列入学生考核成绩内，使学生对这项工作能十分重视.
2、熟悉车床附件以及工装卡具、刀具、量具、工具的结构原理，以便正确地使用和保养。
3、教会学生查阅有关的技术资料、手册等。
4、使学生掌握有关车削工作的计算，并将其运用于实践中。
5、看懂图纸，清楚技术要求，教会学生对零件进行分析，并能制定加工工艺，能按要求加工出零件。
三、运用模块化教学方法
普车、数控车实训教学一体化模块的确定，是整个实习训练是的核心内容。只有确定好了最合理的实习内容与模块，实习才能起到最大的效果。一般根据国家高技能人才培养计划，结合各个学校现有实训条件来确定。
其中，普车实习训练为第一阶段，也就是将我们以前的传统实训内容做一下改革。使之能够更好的为数控车打下基础。大体可以分为以下几个模块：
①普车的文明生产、安全操作；②车床系统传动路线；③车床的维护与保养；④车削的基本知识；⑤车刀基本角度的定义及其初步选择；⑥典型零件的工艺分析与车削。这六大模块最终为数控编程与工艺、数控仿真、数控系统、CAD/CAM模块的教学服务。
至于对学生实习水平的要求，可以以中、高级职业资格考核为要求，对于普车六个模块的实习，可以分三个时期进行（初、中、后期）实训时间可以在10周左右，接着安排数控车模块的实习为第二阶段，最重要的是要让所有学生都有实训工位，能够有充裕的时间来自己进行实践操作。同样可以分为三个时期进行，实训时间约12周左右。初期的任务是入门，打下数控车相关的基础知识；中期根据学生整体接受情况，进行适当调整；后期可以以一些典型的零部件为实践对象，以学生自练为主，教师进行检查、辅导，进行模块的具体应用以及训练，并且通过一定时间的强化训练来达到相应的技术等级。而在其中，普通车床典型零件的工艺分析模块的教学是重点，也是难点，它是数控车实训教学的基础。因此，只有加大普车典型零件的分析及车削的教学，抓住重点，分析难点，针对学生的具体情况来采取有效的方法，循序渐进，而对于比较难掌握的复杂内容，我们可以将难点分解成几个比较容易理解和掌握的部分，化难为易，层层深入来便于学生掌握，这样才能保证生产实习模块教学的质量。总之，普车技能的熟练操作是数控车的前提和保证，为学习数控仿真及上机操作提供了必要的条件。
四、普车实训改革为数控车实训服务
在普车实训教学中，突出对学生自身能力的培养，在实训教学时，让学生成为教学活动中的主角。充分调动学生的主动性，而教师只作为引路人和答疑者，让学生在解决教师给出的项目中培养学习能力。在实习教学的后期，让学生有更多的自由支配，让学生学会时间的合理安排和分配，并学会协调与合作。鼓励和支持学生进行发明和创新。这个时候，教师可以加大指导有关专业学生课程设计的力度，使学生的理论能够真正和实践结合起来，让实践服务于课程设计，使学生的设计具有更强的实用性和说服力，而不是像以前的一些空空而谈。通过这些形式的教学改革，学生的技能水平和素质得到提升，使他们在第二阶段的数控车实训中的编程、仿真、上机、操作等能够更加的相互融通，训练内容更通俗易懂，并能在较短的时期内基本掌握，这样即避免了数控车实训单一的教学模式，又降低了学生直接上机操作的难度，可以达到相互补充、相互促进的目的，同时，又达到了普车为数控车服务的目的。
在普通车工实训教学中还有许多问题值得我们去思考，如何在这项实训教学工作中做得更好，还需要我们不断地去探索
参考文献：
【关键词】安全教育；理论与实际；实训；改革
机械制造业是国民经济中的一个极为重要的支柱产业，在促进国家工业化、现代化的进程中，起着举足轻重的作用。但是随着最近几年的学生步入社会，问题也不断地体现了出来。学生普遍偏向于理论的培养，实践技能不足，实训内容单一落后，在学校的学习以及实训与社会脱节。那么，如何才能保证职校学生的质量，满足企业的需求呢？而这也是职业学校课程改革的首要任务。我们必须让自己的学生学有所用，能够真正的成为技能上的能手，满足企业的需求。普通车工实训，是职业教育中培养学生技能的一项重要内容，也为学生今后能更掌握更多的，更先进的生产技术打下了基础。为了更好地适应企业和社会的需要，也为学生今后能更掌握更多的，更先进的生产技术打下了基础。我认为在车工实训教学中要注意以下几点：
一、安全教育要始终惯穿在整个实训教学中
车工实训具有一定的危险性，教师要注重培养学生具有安全、文明生产的习惯和一丝不苟的工作作风。学生在车工实习教学中存在的安全事故隐患、设备使用与维护的问题以及预防，是学校实习教学管理的重中之重，一旦学生出现安全事故，将对学生、家庭、学校造成严重的影响。因此，老师教育学生执行安全操作规程，显得尤为重要。 为规范实习教学工作，保证实习教学质量，在实习的整个过程中，始终要注意安全教育。它分为：
1、实习初期的遵守安全规则的教育。要让学生认识到安全规程是一种纪律，执行安全规程更是一条纪律。
2、教师对当天进行的实训内容有针对性地进行安全教育。例如车工实习中，经常会碰到学生加工零件校正时，零件装夹好后便启动车床，目测检查是否找正，当卡盘板手还插在卡盘上就启动车床旋转，为预防发生事故，应教育学生要停车、空档、转动卡盘、用划针指向工件进行校正的方法。
3、教师在一天的实训结束之后，面对全体学生要作一个小结，并巩固一下安全教育。例如磨刀的安全问题，车螺纹的安全问题等。
4、实习阶段结束后，学生自我的安全总结。通过这几项安全教育，学生不光在行为上，在内心都能深刻认识到安全的重量性。
二、基础理论与实际操作相结合
为了培养适应现代社会的技术人长，必须要把车工基础理论与实际操作有机地、完美地结合起来，在教学中要注意让学生掌握以下基础知识：
1、详细了解各种车床的结构、性能，以便正确地使用车床和排除故障。要熟悉车床的加油部位及润滑系统，保养和维护好机床。 我每日的要求是擦干净床身及表面各死角，做到漆见本色铁见光。尤其是外露导轨面的清洁特别重要，并要求按规定加油。我将正确保养和维护机床也列入学生考核成绩内，使学生对这项工作能十分重视.
2、熟悉车床附件以及工装卡具、刀具、量具、工具的结构原理，以便正确地使用和保养。
3、教会学生查阅有关的技术资料、手册等。
4、使学生掌握有关车削工作的计算，并将其运用于实践中。
5、看懂图纸，清楚技术要求，教会学生对零件进行分析，并能制定加工工艺，能按要求加工出零件。
三、运用模块化教学方法
普车、数控车实训教学一体化模块的确定，是整个实习训练是的核心内容。只有确定好了最合理的实习内容与模块，实习才能起到最大的效果。一般根据国家高技能人才培养计划，结合各个学校现有实训条件来确定。
其中，普车实习训练为第一阶段，也就是将我们以前的传统实训内容做一下改革。使之能够更好的为数控车打下基础。大体可以分为以下几个模块：
①普车的文明生产、安全操作；②车床系统传动路线；③车床的
维护与保养；④车削的基本知识；⑤车刀基本角度的定义及其初步选择；⑥典型零件的工艺分析与车削。这六大模块最终为数控编程与工艺、数控仿真、数控系统、cad/cam模块的教学服务。
至于对学生实习水平的要求，可以以中、高级职业资格考核为要求，对于普车六个模块的实习，可以分三个时期进行（初、中、后期）实训时间可以在10周左右，接着安排数控车模块的实习为第二阶段，最重要的是要让所有学生都有实训工位，能够有充裕的时间来自己进行实践操作。同样可以分为三个时期进行，实训时间约12周左右。初期的任务是入门，打下数控车相关的基础知识；中期根据学生整体接受情况，进行适当调整；后期可以以一些典型的零部件为实践对象，以学生自练为主，教师进行检查、辅导，进行模块的具体应用以及训练，并且通过一定时间的强化训练来达到相应的技术等级。而在其中，普通车床典型零件的工艺分析模块的教学是重点，也是难点，它是数控车实训教学的基础。因此，只有加大普车典型零件的分析及车削的教学，抓住重点，分析难点，针对学生的具体情况来采取有效的方法，循序渐进，而对于比较难掌握的复杂内容，我们可以将难点分解成几个比较容易理解和掌握的部分，化难为易，层层深入来便于学生掌握，这样才能保证生产实习模块教学的质量。总之，普车技能的熟练操作是数控车的前提和保证，为学习数控仿真及上机操作提供了必要的条件。
四、普车实训改革为数控车实训服务
在普车实训教学中，突出对学生自身能力的培养，在实训教学时，让学生成为教学活动中的主角。充分调动学生的主动性，而教师只作为引路人和答疑者，让学生在解决教师给出的项目中培养学习能力。在实习教学的后期，让学生有更多的自由支配，让学生学会时间的合理安排和分配，并学会协调与合作。鼓励和支持学生进行发明和创新。这个时候，教师可以加大指导有关专业学生课程设计的力度，使学生的理论能够真正和实践结合起来，让实践服务于课程设计，使学生的设计具有更强的实用性和说服力，而不是像以前的一些空空而谈。通过这些形式的教学改革，学生的技能水平和素质得到提升，使他们在第二阶段的数控车实训中的编程、仿真、上机、操作等能够更加的相互融通，训练内容更通俗易懂，并能在较短的时期内基本掌握，这样即避免了数控车实训单一的教学模式，又降低了学生直接上机操作的难度，可以达到相互补充、相互促进的目的，同时，又达到了普车为数控车服务的目的。
在普通车工实训教学中还有许多问题值得我们去思考，如何在这项实训教学工作中做得更好，还需要我们不断地去探索
参考文献：
经过数十年的发展，数控机床的控制部分已经从硬件为主的数控装置发展成硬件、软件结合的计算机数控(computernumericalcontrol，cnc)系统。由于数控机床是根据事先编好的程序来实现自动化控制加工的，因此其发展和数控编程密切相关。程序的灵活、精练编制有利于降低加工成本和提高生产效率，具有明显的实用价值。在这次毕业设计中，我对数控机床编程的有关指令，以及编程的一些技巧等进行了探讨。通过一些指令的灵活综合运用来实现程序编制的简单和精练，使数控机床在加工中发挥更大的优势。以此来开拓数控机床更广阔的发展前景。
绪论一、《数控加工与编程》实训的目的1、熟悉了解数控车床、数控铣床、数控加工中心的结构组成及工作原理。
2、熟练掌握待加工零件的装夹、定位、加工路线设置及加工参数调校等实际操作工艺。
3、熟练掌握阶梯轴、成型面、螺纹等车削零件和平面轮廓、槽形、钻、镗孔等类型铣削零件的手工及自动换刀的编程技术以及复杂曲面零件的自动编程技术。能分析判断并解决加工程序中所出现的错误。
4、学会排除机床电气及机械方面的一般性故障。
5、熟练操作数控车、数控铣床、并能加工出中等复杂程度的零件。
6、能初步使用加工中心机床，了解刀库及其设置，了解加工中心的加工过程与特点
7、初步了解与掌握程序转存和联机控制等dnc加工方面的知识及操作方法。
8.复习掌握数控技术职业资格考试要求的其它应知、应会的内容。积极争取通过职业技术资格考试。
二、实训内容与实训计划安排1、实训的主要内容
1.1数控车床的操作与编程训练
(1)、操作面板的熟悉和控制软件的基本使用。
(2)、坐标系的建立，工件和刀具的装夹，基准刀具的对刀找正。
(3)、基本编程指令的讲解。手工编程与程序输入训练，空运行校验。
(4)、固定循环指令的讲解。编程与程序输入训练，空运行校验。
(5)、螺纹零件的车削编程训练。学会排除程序及加工方面的简单故障。
(6)、刀具补偿及编程训练。手工换刀与自动换刀的基本操作。
(7)、多把刀具的对刀、刀库数据设置。
(8)、实际车削训练，合理设置各工艺参数。
(9)、理论课：复习总结车床加工的应知、应会内容。
1.2数控铣床操作与编程训练
(1)、操作面板的熟悉和控制软件的基本使用。
(2)、坐标系的建立，工件和刀具的装夹，基准刀具的对刀找正。
(3)、基本编程指令的讲解。手工编程与程序输入训练，空运行校验模拟。
(4)、轮廓铣削和槽形铣削编程训练与上机调试，掌握程序校验方法。
(5)、刀长与刀径补偿及编程训练。手工换刀基本操作，多把刀具的对刀、刀库数据设置。
(6)、子程序调用技术，程序调试技巧，钻孔加工的基本编程。
(7)、实际铣削训练，合理设置、调校工艺参数，排除基本故障。
(8)、了解润滑与冷却系统，机床的维护与保养。
(9)、理论课：复习总结铣床加工的应知、应会内容。
1.3加工中心机床操作与编程训练
(1)、操作面板和控制软件的简单用法。
(2)、刀具基本知识及应用状况了解。刀库结构与自动换刀装置的初步了解。
(3)、加工中心编程的特点。手工编程与程序阅读理解，空运行校验。
(4)、固定钻镗循环编程与上机调试。
(5)、刀具补偿及编程训练。多把刀具的对刀、刀库数据设置，自动换刀的程序实施。
(6)、理论课：刀具基本知识及其它应知、应会内容。
1.4自动编程与dnc控制训练
(1)、自动编程系统原理的了解。
(2)、图纸分析，基本加工零件图形的绘制，复杂曲面类零件的绘制。
(3)、轮廓铣削、挖槽、钻孔等基本刀具加工路线的建立。
(4)、工艺参数、刀具补偿等的设定，模拟加工校验。
(5)、曲面铣削加工刀路的建立，粗、精加工的参数设定。
(6)、刀路的编辑。
(7)、程序的生成与编辑修改，程序与机床控制系统间的接口技术。
(8)、车床的自动编程技术。
(9)、自动编程的实用训练、dnc加工。
关键词： 数控技术 应用专业 实训 四个阶段
目前，我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大，由于数控技术发展日新月异，教学内容与生产技术水平总是存在着滞后。教学经费投入的不足，限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新。为了满足社会对数控技术应用型人才的需求，更为满足我校毕业生的需要，我们对现有的教学计划进行了相应的调整：我校数控技术应用专业学制为三年，前两年在校学习理论知识、到校实训中心接受实验、实训，在理论学习期间，特开设了《车工工艺学》、《数控加工技术》、《数控编程与设备》、《公差测量与技术》、《机械制图》等十几门专业课和专业基础课，使学生的知识结构更趋于合理，为实训作了很好的铺垫，夯实了基础。后一年到企业顶岗实习，为更好地向企业输送合格的数控人才，把实训分四个阶段，以巩固和深化理论知识，提高和完善操作技能。
第一阶段：普车实训。
这一阶段是学习数控车床不能逾越的过程，学生在普通车床上实习、练习刃磨车刀，熟练操作车床，从加工端面、外圆、内孔、切槽开始，逐渐接触到螺纹各部分的尺寸计算和加工，特形面的加工，在这一过程中深刻理解刀具几何角度对切削加工精度和表面粗糙度的影响，进一步认识切削三要素Vc、ap、F在加工中的相互关系及其对工件质量的影响，掌握车床的调整方法，掌握切削的有关计算、了解常用工具、量具的结构，熟悉掌握其使用方法，合理地选择工件的定位基准，安排加工工艺过程。同时还须让学生知道只有完成这一阶段的实训任务，将来才有可能在数控车床上所编制的加工程序更为合理和实用。
第二阶段：仿真实训。
第一阶段的实训后，对学生进行技能考试，操作达到要求的学生到计算机进行数控仿真软件的练习，同时也能促进未选中的学生努力练习，激发他们的学习兴趣和竞争意识。首先让学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板明确每个按键的功能，建立工件坐标系的方法，如何选择刀具几何角度设置刀偏及刀补，详细地讲解每个过程。
在编程车削倒角时，可用两种方式：（1）把车刀刀位点指定在倒角起点处，再G01车削；（2）把车刀定位在倒角的右边延长线上，然后G01车削而成。同时让学生比较哪种方式更为简单和实用。
在普通螺纹加工中，让学生分别使用G92、G76螺纹循环指令来编程加工螺纹，在实训中让学生了解根据导程的大小和螺纹的精度高低选择不同的加工指令更为合适。G92直进式切削和G76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同，这两种加工方法有所区别，各自的编程方法也不同，造成加工误差也不同，工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削，螺纹中径误差较大，但牙形精度较高，一般多用于小螺距高精度螺纹的加工；加工程序较长，在加工中要经常测量。G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削，牙形精度较差，但工艺性比较合理，编程效率较高，一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为简捷方便。所以，学生要掌握各自的加工特点及适用范围，并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令，然后编制加工程序，并自动加工。
第三阶段：数控加工。
在数控仿真软件加工出合格工件的同学先到数控车床上进行编程加工。由于仿真软件和数控车床是同一个界面，学生短时间内可熟练操纵机床，但需注意以下几点。
（1）要根据工件的材质，所用刀具的几何角度来选择不同的切削参数。经过普车的实训，这将不是难题。
（2）学生编制的程序要先经过图形模拟加工，程序正确后再进行对刀加工。
（3）在首件加工中合理使用程序暂定M00指令，在精加工前对工件进行测量，看是否需调整刀具补偿，最后加工出合格的工件。
（4）重点突出典型零件的工艺分析，装卡方法的选择、程序编制，调整加工和检验，如果有缺陷，应找出原因并修正。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项到综合这一过程，重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。
对学生加工的工件，按小组进行互评。学生都有好胜心理，会对对方的工件一丝不苟地检查，不放过任何一个细节。最后教师根据实际情况给出综合性的评价，或者让学生保存自己满意的作品，激发学生的兴趣。学生的学习效果非常明显。
如此，学生能全面了解数控加工的全过程，深刻理解加工原理、机床工作过程、编程方法及制订工艺的原则，能够对数控机床加工中出现的常见故障予以解决，对将来从来数控工作上手快，操作规范，具备解决问题的能力。
第四阶段：总结提高。
老师和同学共同探讨实训经验及实践教学中遇到的问题。由于实训内容较多，机床种类全，学生在短时间内既要掌握机床的操作，又要对复杂零件进行合理的工艺安排和准确地编程加工，现场讲解具有局限性。将工艺分析及基本编程内容制成课件，能方便学生掌握和复习，多年来的实践证明这是行之有效的方法，优化实训的效果。数控实训教学过程：普车加工―仿真数控软件―数控机床加工，这几步走的教学方案能最大限度地发挥教学资源的使用性和经济性，尽可能避免事故的发生，缩短机床的人均占有时间，提高机床的利用率和使用寿命，如果能结合实际生产，其教学效果将更显著。
参考文献：
［1］程仲文.数控实训项目研究与改革.兰州工业大学，2007.
［2］刘蔡保.数控机床编程与操作.化学工业出版社，2009.
关键词：数控车床；实训教学；安全生产；一体化教学
数控车床实训教学既要让学生掌握数控专业知识，提高实践能力和职业素养，又要保证数控实习中学生的个人安全及实习设备的安全，为此，我们力图从以下两方面入手搞好数控实训教学。
一、实训生产安全教育
数控车床专业教学涉及到高速运转的机械设备以及相关工、夹、刀、量具，在安全上需要极大的保障。如何能迅速的让学生掌握数控专业知识，又能保证学生在数控实习中的个人安全及实习设备的安全，在我校的教学管理过程中，一直是重中之重。作为数控专业的教师，在生产安全教育方面，我们有以下几点做法：
在实习前，我院系安排为期一周的实习安全教育。具体内容包括：组织学生学习《编程室安全操作规程》和《数控车间实习安全操作规程》，提醒学生避免实习中出现的误操作，防患于未然；组织学生观看违规操作安全事故教育片，以反面内容教育学生，让学生清楚违章操作的后果；组织安全考试，只有安全考试合格后才能进入实习车间进行学习，给学生建立一种安全的意识。
在数控实训课前，教师早到十分钟，做好教学预备工作：检查实习用数控车床和砂轮机是否正常运转，有故障及时解决，严重问题及时报修；清点工、夹、刀、量具数目并检查是否完好无损；检查每位学生的着装，督促学生穿好工作服，戴套袖与安全帽，避免出现安全隐患。
在教学过程中，对于经常出现的一些问题，比如新生对数控车床操作流程掌握不熟练，学生手工输入程序的正确性的检测以及对刀过程中可能出现的问题等等，当班教师要多巡视、多检查、多提醒，保证实习教学安全有序的进行。
实训课结束后，指导教师应监督学生做好检查整顿工作：保证数控设备运转正常；收回的工、夹、刀、量具数目准确且质量完好无损；车间电气设备确保安全；工作区卫生清扫彻底不留死角等等。学生离开车间后，教师最后填写设备使用交接记录和故障记录。
二、贯彻一体化教学模式
近年来，随着制造业技术的发展，我国人才市场供需结构发生了巨大的变化。为培养出适应企业需求的应用型人才，我校提出以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体，构建理论与实践相结合的实训一体化教学模式，建立起综合模块化的课程体系。
以职业实践为主线的一体化教学中，我们参考了国家职业资格考核要求以及学生的从业能力需要，将互相关联的几个方面单项课程设计以课题的形式设计成教学单元，各部分内容融汇贯通，形成以项目课程为主体的一体化实训教学内容。具体做法是：课前结合相关知识与企业需求确定实训课题，制定出本教学单元的知识目标、能力目标以及德育目标；数控编程仿真、数车实操和相关数控工艺知识结合为一体，将学生分成若干小组分配任务，教学过程中以学生为主体，教师为主导的方式代替单一的灌输；项目完成后指导各小组学生分析比较、归纳总结，让学生在每堂课上都能够看到自己的学习成果，真正有所收获。
在一体化教学的探索研究中，我们已经初步取得了一些效果与经验。由于采用综合模块化的教学课题，学生有充分的学习自由度，真正体现了以学生为主体的教学原则，激发起学生的学习兴趣。在一体化教学中，无论是课题准备还是教学过程，都采用面向对象的教学方式，让学生能够学以致用。实习中后期，各项目课程的教学课题互相关联，学生可自行调节机床、仿真软件等设备的使用时间，充分利用设备，提高了实习设备的利用率。
一体化教学具有很强的综合性和很大的灵活性。一方面，必然会出现学习进度快、成绩优异者，可以增加训练内容或增加训练难度，让学有余力的学生能学到更多更深的知识，同时，这些学生可对一般学生起示范和榜样作用；另一方面，对学习吃力的学生，教师可以个别辅导，或者采用学生之间以强带弱的方式来达到训练目标。因此，一体化教学对教师的知识结构和课堂控制能力都提出很高的要求，也成为构建“双师型”教师队伍，提高实训教师总体水平的一条途径。
小结：近年来我国高职院校为国家培养了数以千万的高级技能应用型人才，取得了令人瞩目的成就。但在一线实训教学方面，仍存在着一些需要规范和改进的地方。希望广大职业教育者能够群策群力，总结出一些使教学过程更加完整化、规范化、科学化的方法和理念，从而提高学生的总体素质与技术水平。
参考文献：
[1] 曹文聪. 浅谈中职教育CAD/CAM 教学模式的改革[J]. 中国科技创新导刊，2011，11.
购物车(0)
