時間：2022-10-28 06:24:31
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關鍵詞：數控技術應用；職業教育；課程特點；問題；解決方法
【中圖分類號】G423.04
目前，隨著數控技術教育的普及，職業院校數控技術課程教學面臨著種種問題。這種情況嚴重制約著職業院校中數控專業的發展，有必要予以高度重視，進行深入研究。
現根據數控技術課程的特點，從數控技術課程存在的問題提出相應的的解決方法和途徑。
一、數控技術應用課程的特點
1、數控技術涉及面廣。數控技術涉及到加工工藝方面的知識、機床及機床夾具方面的知識、刀具及刀具材料的知識、金屬切削原理、工件材料、機電技術方面的知識、數字控制和計算機技術、CAD/CAM一體化技術、FMS、CIMS軟件技術、信息流管理與控制等等。
2、軟件技術更新快。目前，數控技術正在發生根本性技術更新，從專用型封閉式開環控制模式，向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在現代集成化基礎上，數控系統已經實現了小型化、薄型化，而且綜合了計算機、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；
3、課程實踐性強。數控技術是實踐性很強的一門學科，數控技術教學中每一個環節，如數控機床伺服系統分析，機械結構分析、加工工藝分析、數控機床故障診斷與維修以及數控編程與操作等，都必須用相應的實訓教學來加深加強理論教學的效果，通過實操來驗證理論教學。離開實踐，既不能培養學生的數控編程能力、數控機床的操作能力，也不能培養數控系統的維護能力
二、當前數控技術課程教學存在的問題
1、適合的書籍太少。目前，適合職業院校使用的數控技術課程的書籍還是太少，教學上所使用的書籍從內容上還比較膚淺，大都比較重視理論，真正適合實訓教學的還比較少，在實訓教學操作中碰到的難題和集中問題在教材中基本沒有體現。而且深入反映科技前沿技術的教材缺乏，適應高層次人才培養的高質量教材更少。數控技術的特點是更新快，很多教材知識體系還停留在十年前。另外沒有與本校實訓設備的數控系統配套的教材。市場上相關的教材對每一種數控系統都是泛泛而談，沒有針對性。
2、專業師資技術不過硬。很多職業院校從事數控教學的教師都是高校畢業直接從事數控教學，或者從其他機械基礎專業轉數控方向。在理論教學上，沒有太大的問題。但是這些老師普遍存在一個問題，他們自己本身對于機械加工都極其欠缺生產實踐經驗，在數控技術教學中根本不能很好的把理論和實踐結合起來。導致教學過程按照概念照本宣科，枯燥無味，學生學不到真正有用的東西。
3、忽視傳統實習項目。很多職業院校不怎么重視傳統實訓項目，由于師資和場地的原因，傳統實訓簡單走過場。傳統的實習項目車工、鉗工、銑工、磨工等工種對學生動手能力的培養作用很大，在實訓過程中不容忽視。只有通過這些傳統項目的實訓，學生才能夠真正掌握加工參數的重要性，從而掌握刀具的磨削和使用，才能體會材料與刀具、刀具與加工參數之間的關系，進行數控編程時選擇加工參數才會更合理。數控專業學生不通過普通機床實習直接去操作數控機床是不合理的。
4、教學內容不太規范。很多職業院校安排課程，數控編程前期安排的課程對于數控機床的機械結構、伺服控制系統、刀具及數控加工工藝方面的知識相對安排較少。數控技術作為一門專業基礎課，許多實質性技術和最新技術講授得不夠深入，往往停留在書本概念上，新功能、新技術的講授也跟不上技術發展的理論，理論聯系實踐探討的深度不夠，課程教學內容不夠深入和前沿，導致學生只知道是什么，不知道為什么。
5、實訓教學環節條件較差。一部分職業院校學生的實訓教學遠遠達不到要求，實訓內容還存在著很大的缺陷，實訓時間安排不夠，實訓課題脫離生產實際，沒有系統性，學生對數控機床的認識還有相當的距離，對于數控機床的了解也僅停留在熟練使用操作面板上，對于操作過程當中出現的具體問題還不能應對。
三、提高和解決數控技術應用課程教學質量的方法和途徑
1、加強數控專業校本教材的開發。針對現在市場上合適的教材少的問題，結合本校實訓設備的數控系統，加大校本教材的開發，將學生實訓操作中碰到的難題在教材中一一解決，并且邀請生產企業技術崗位的人員參與編寫，結合企業產品加工中出現的問題，以企業產品實例為課題，多編寫實例。這種方法，在實踐中，已經取得了比較好的效果
2、加強數控師資培養。數控技術課程的師資和那些專業基礎課教師相比，所需要接受的專業訓練和從教資歷有很大的不同。他們既需要有扎實的理論，更需要有相當的生產實踐經驗。在師資培訓方面，不僅要邀請不同領域的數控技術專家來學校定期講座培訓，了解最先進的前沿技術的發展和應用。更要有計劃的選派一部分任課教師深入到生產實訓基地參與數控技能培訓，也可以深入工廠進行專業技能培訓，彌補我們的教學、實驗、實訓中存在的缺陷。
3、重視傳統實訓項目。數控專業的學生在操作數控車床之前必須進行普通車床的實習，掌握切削用量對加工的影響，掌握常規零件加工工藝。在操作數控銑床、加工中心之前必須進行普通銑床的實習。因為傳統普通機床的實訓，直接決定著數控水平的高低，所以機加工基礎的強化，是數控實習的重點。職業院校根據本校數控技術專業學生人數建設數控實訓、實驗基地的同時，也要配套建設傳統實訓基地。
4、改善教學實訓環節。因為數控技術課程不但具有理論知識面寬，而且具有很強的實踐性和應用性，所以需從系統出發，安排學生更多的實驗、實訓時間，才能達到滿意的效果。教學安排中要注意實踐教學所占比例，并使理論教學與實踐教學交叉進行。為使學生對已有知識做到融會貫通，在設計實訓課題時要注重循序漸進，能夠發揮學生的主觀能動性。
5、采用合適的教學方法和教學手段。數控技術課程部分章節的內容很抽象，剛開始學習數控技術的學生僅憑文字很難理解數控系統中各組成部分的含義和功能，也無法理解數控裝置到底是個什么設備，很難理解檢測信號反饋的意義在哪等等一系列的問題。如果僅僅只采用課堂講述的方法是無法達到很好的效果的。
采用多媒體輔助教學，制作多媒體課件，比如在編程坐標系的教學中，展示機床坐標系與主軸卡盤關系，加入工件后，描繪出編程坐標系所在位置，用不同顏色亮點顯示機器零點、換刀點，讓主軸卡盤動畫閃爍，在視覺上產生一種轉動感覺，對于理解直徑編程起到重要作用。
采取比較法教學，比如，在介紹數控車床時，采用比較法。采取比較法，使整個教學內容清晰有序，使學生在比較、歸納、總結的過程中，加深對數控機床的認識。
采用分組討論法。在實訓后期，可以結合學校產品或者企業產品，將學生分成幾個團隊，每個團隊針對產品拿出自己的設計方案、工藝方案、加工方案。給定時間讓他們自己完成整個零件，老師再比較優劣，引導分析原因。還學生主動思維的空間，避免了教師是主角，大部分學生是聽眾的教學模式。
采用仿真實訓輔助教學，在數控實訓中，適當的教學輔助手段是必需的，在編程教學中適當利用仿真軟件，可以滿足學生們檢驗編程的程序的正確性，也可以部分的代替數控機床進行實踐操作學習，增加工位。為了彌補仿真軟件的不足，可以讓學生們通過仿真軟件和實際機床輪流實訓，這樣能充分理解切削用量概念，掌握獲得工件加工質量的方法。
6、培養學生興趣。在進入數控技術課程學習時，組織學生觀看有關柔性加工系統、柔性加工單元、柔性自動化裝配線和數控機床概述等錄像帶，到工廠參觀數控車、數控銑、數控線切割、加工中心等設備和現場生產，使他們對數控加工有一定的認識。通過直觀的了解，學生的學習熱情容易被激發起來，才會充滿興趣地投入數控專業學習。如果還是采取老師滿堂講，學生被動聽、黑板上板書開機床的教學方法和手段，很難引起學生對數控技術課程的興趣。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
文章編號：1009-0118（2012）08-0109-01
一、數控教學改革的目標
隨著制造業的飛速發展，數控設備以其先進的技術優勢正在逐步取代傳統的機械加工設備，社會迫切需要一大批能面向生產第一線的高素質技能型數控人才。我們學院數控技術專業為了適應市場要求，以就業為導向，對數控專業的教學進行改革，投入人力物力購買數控機床，重點培養學生數控加工編程與操作、數控加工工藝編制、CAD/CAM操作、數控機床故障診斷與維護的能力，以培養高級數控操作工、數控編程人員、數控機床維修人員等為目標。
二、數控教學改革措施
（一）教學內容改革
數控專業普遍存在的一個問題，就是課程設置與課程內容不能滿足企業的需要，教學與實際工作需要脫離。為了改變這種局面，我們在課程體系中提高實踐教學比例，對傳統的基礎課、專業基礎課與專業課的教學內容按照“夠用”的原則進行綜合化的整合，將理論與實踐滲透融合，強調知識間的聯系。
數控是一門實踐性非常強的課程，不僅在課堂上為學生灌輸專業知識，更應該為學生提供良好的實踐教學環境。在此理念的驅動下，教委及學校投資興建數控技能實訓中心，購進數控車床、銑床、加工中心等，為學生提供了良好的實訓基地。通過課程體系改革，將實踐課程的比例提高至40%，將理論教學過程中的某些教學環節也放到實訓室進行，在理論學習的同時，學生可以看到實物和實際操作，加深對知識的理解。
為了使學生在一開始就對自己所學專業及今后就業有所了解，在第一學年增設一周認知實訓，帶領學生去工廠各個生產車間參觀，對每個車間所需掌握的專業知識進行介紹，提高學生今后專業知識學習的積極性。
（二）教材改革
1、教材中所講解的內容要盡量和學校所配備的設備相符合。比如，當前市場上關于高職高專的數控加工及編程的教材有很多，內容也是圍繞數控機床編程和操作兩個方面來講解的，但講解時所采用的數控系統是各不相同的，如FANUC數控系統、SINUMERIK數控系統、華中數控系統、廣州數控系統等。不同數控系統在編程指令的使用和機床操作上會有些區別。如果教材和學校所配備的數控系統不吻合，可能會使學生混淆不清，嚴重的將會導致理論教學和實踐教學脫節，學生不能適應，達不到教學目標。
2、教材的內容要能滿足實際應用需要，難易程度適中。數控專業實踐性較強，而且是針對高職高專開設的，內容的難易程度要適中，較強的理論性內容不宜較多。例如，數控原理、數控插補計算等理論性強的知識不宜過多。
（三）教學方法的改革
1、項目教學法。在數控專業中一些課程采用師生共同完成一個項目的教學方式。進行的過程可分為項目設定、項目分析、項目實施、項目測評四個過程。首先由教師提出一個項目，將針對學生的實際水平教學內容與教學目標都包含在任務中，由學生獨立完成，教師在必需時進行監督和指導，最后進行項目的展示與交流，有教師、學生、項目組共同對項目進行評價，教師對整個項目活動進行總結。
采用項目教學法，如何合理的選擇教材，如何在設計項目時將職業技能鑒定標準融合進項目，都是在今后的教學過程中需要進一步探討及研究的內容。
2、案例教學法。采用案例教學法能提高學生的學習興趣，是在教師的指導下，學生按照教師的安排與講授去得到一個結果，最終得到的這個結果后能進行展示及自我評價。這種教學方法中，教師將不再是教學的主導者，而是引導者。這種教學方法一般在數控操作實訓過程中使用。
3、其他教學法。采用計算機輔助教學法，可給學生產生強烈的視覺感官效果，達到吸引學生注意力的目的。而實物模型教學法則是將學生帶到實物前進行講授，比如在講抽象的數控傳動結構、機床典型部件等，就將授課地點置于實訓室。
（四）考核方式的改革
傳統的書面考核方式不能完全反映學生的實際操作與創新能力，在本專業中，采用課業考試為主，多種考核方式并存的方法，以此來全面衡量學生的學業情況。針對不同的課程采用不用的考核方式，比如，對于數控加工編程與操作，我們采用“操作+上機編程+試卷”的考核方式，而CAD/CAM技術則采用“技能測試+作品分析”的考核方式。
（五）融入職業技能改革，實現“雙證”教育
在課程結構、教學內容、教學進度安排和教學質量評價等方面為學生獲得職業資格證書提供可靠的保障，突出職業能力培養，實施“雙證制”教育。在相關課程結束后，組織學生參加國家職業資格考證，以此來提高學生今后的就業競爭力。
三、總結
數控專業應該實踐與理論并重，在教學過程中，理論與實踐應穿行，避免時間間隔過長，出現學生對知識的遺忘的現象。通過不斷的教學實踐，總計經驗，不斷探索，將經驗用于教學，使教學內容與企業需求相聯系，為社會培養適合的人才。
參考文獻：
［1］張福榮.高職高專數控人才培養方案探討［J］.現代企業文化,2009,(2).
一、明確教學目標,確定培養方向
中等職業學校應該立足本位,把培養數控機床操作工作為教學重點,使學生精通數控加工工藝知識,熟練掌握數控機床的操作和手工編程,了解自動編程和數控機床的常見故障的排除。具體應培養學生的三種能力:
1.專業能力。
具備從事數控行業所需的技能和與之相應的知識,包括單項的技能與知識,綜合的技能與知識。
2.方法能力。
具備從事數控行業所需要的工作方法和學習方法,包括制定工作計劃的步驟、解決實際問題的思路、獨立學習新技術的方法等。
3.社會能力。
具備從事數控行業所需的行為能力,包括人際交往、公共關系、職業道德、環境意識等。因此,要把職業道德、行業要求滲透到專業教學中,培養學生具有過硬的專業素質。
二、制定科學嚴謹的實訓內容,確保教學目標的實現
作為一名合格的藍領層數控銑床技術人員,必須掌握以下內容:
1.操作面板的熟悉和控制軟件的基本使用。
2.坐標系的建立,工件和刀具的裝夾,基準刀具的對刀找正。
3.基本編程指令的運用。手工編程與程序輸入訓練,空運行校驗模擬。
4.輪廓銑削和槽形銑削編程訓練與上機調試,掌握程序校驗方法。
5.刀具長度與刀具半徑補償及編程訓練。手工換刀基本操作,多把刀具的對刀。
6.子程序調用,程序調試技巧,鉆孔加工的基本編程。
7.實際銑削訓練,合理設置、調整校核工藝參數,排除基本故障。
8.了解與冷卻系統,機床的維護與保養。
三、因材施教,運用切實可行的教學方法
1.實踐中穿插必要的理論講解,彌補課堂教學的不足。
實踐教學是指在專業理論知識學習的基礎上,以深化理論、獲得能力為目的的師生共同參與并完成的整個教學中的一個環節。數控機床是集機械制造技術、自動控制技術、信息處理加工傳輸技術、伺服驅動技術、傳感器技術及軟件技術于一身的機電一體化設備,學生要學好這門課程并不容易。特別是現在的生源普遍基礎較差,數控理論知識更是難以掌握, 學生在學習理論課時如果聽不懂就會失去學習興趣,越是這樣就越難以學好該課程。因此,參加數控實訓的學生就沒有多少理論指導,或者說理論很籠統,無法用于指導實際操作,這樣在指導學生實際操作加工的實訓中,就必須增加一定課時量的與操作、加工和編程有關的理論知識講解。
2.實行小組式教學方式,以學生輔導學生。
由于教學設備的限制,在數控實訓時不可能每位學生都操作一臺機床。在這種情況下,就必須根據學校的現有設備,將實訓班級分成若干小組開展實訓教學。在分組之前,我們聽取班主任老師的意見,將動手能力強、反映快、專業知識扎實的學生選出,并將他們作為小組組長,由于這些學生的接受能力較強,能很快掌握老師教授的內容,這樣在實訓的過程中他們就可以實時地輔導其他學生。這種以學生輔導學生的教學方法,既保證了實訓教學的質量,又減輕了教師的負擔,同時還降低了實訓安全事故的發生,增強了學生的學習興趣,收到了教好的教學效果。
3.循序漸進、螺旋上升的漸進式教學方法。
數控機床的操作不當,輕者會撞刀、零件加工成了廢品,重者會發生安全事故。為使學生更好地掌握數控機床的基本操作,更好地適應用人單位的需要,我們對實訓的每一個內容的練習都分解成許多細小的步驟,采用循序漸進、螺旋上升的漸進式教學方法,讓學生先分解后總合,收到良好的教學效果。例如在講解對刀的時候,先教學生練習使用手輪,再練習MDA方式啟動主軸轉動,再練習X方向對刀,再練習Y方向對刀,再練習Z方向對刀,最后再將三個方向同時對刀。這樣教師講解起來就比較省事,學生掌握起來也比較輕松。
4.以“導”為主,以“授”為輔。
把數控知識的內容由原理知識轉換成實用知識, 學生的學習由靜態向動態轉換,能夠激發學生的學習興趣,對掌握專業技能有很好的促進作用。目前,行動教育已被廣泛使用,這就要求教師由“授”轉變為“導”,教師不僅僅要親手教會學生如何使用機床,還要引導、指導、輔導學生完成新零件的工藝設計、刀具的選用、程序編制及加工完成,在這個過程中,學生會產生一系列的問題。而在老師的指導下,學生會設法逐一解決這些問題,而隨著問題的解決學生就會很有成就感,產生濃厚的興趣,這對于學生掌握數控知識會收到很好的效果。
5.突出能力本位,增強學生動手能力。
學生技能水平的高低體現在能否為用人單位解決實際問題,要為社會培養出合格的人才,不僅僅要有好的教學方法,還要具備先進的教學設備,數控技術的實踐教學更是如此,要使學生更快地適應生產環境,所用教學設備越是貼近生產實際或者直接使用實際生產設備,教學效果就越好。目前我校用于數控實訓的設備全是生產型的工業用機床,學生通過實習再到工廠,很快就能上手。不僅如此,為了拓展學生的視野,學校在購置數控設備時不應局限于某一數控系統,目前學校擁有西門子數控系統和法拉克數控系統。雖然系統種類多了,實訓指導老師的教學工作量大了,但經過多種數控系統的操作、編程與加工的實訓,學生增強了適應能力,即使到工廠以后接觸一個全新的數控系統,也能較快掌握,較快地適應工廠生產加工的需要。
四、嚴格、科學的管理制度,確保學生安全,提高教學質量
1.安全教育。
數控機床屬于大型機床、精密機床,學生稍有不慎,就會出現各種安全事故。為此,在學生進行數控實訓之前,必須對學生進行安全教育,使學生了解數控機床的安全操作規程,并通過對實際案例的講解,引起學生的注意?！安僮髁闶д`”是我們對學生的基本要求,也是最嚴格的要求。
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.036
據德國機床協會VDW日前的2014年報告，2014年全球機床（不含附件）出口國（地區）中，中國出口17.6億歐元，增幅18.1%，為第六大出口國（地區）；從進口看，中國仍為第一大進口國，2014年進口機床81.0億歐元，同比增長6.8%。由此可見我國已經成為機床制造和消費大國。
當前中國從事數控機床裝配、調試與維修的技術人員非常短缺，數控機床一旦發生故障，維修難的問題變得尤為突出，導致數控機床因得不到及時維修而開機率不足。
要想對數控機床進行調試和維修，必須能看懂PMC程序并能進行相應的編輯。當前數控系統的種類較多，使用和調試也大不同，當前國內使用較多的典型數控系統為日本FANUC公司。
FANUC數控系統在進行自動運行狀態下，按下操作面板上某些機床功能開關，可使該功能起作用。這些功能開關包括：單程序段（Sing Block）、跳選程序段（Block Delete）、選擇停止（Option Stop）、試運行（Dry Run）、機床鎖?。∕achine Lock）。這些功能開關在操作時都有一個共同的特點：第一次按下啟用該功能，第二次按下則取消，如此循環。該功能的實現是通過PMC設計的，雖然FANUC公司對此有專門的標準程序，但部分人員對該程序的理解上還存在一定的難度。筆者以實現“單程序段”功能為例，結合多年的實踐，談談實現此功能的幾種PMC編程的方法，希望能對廣大讀者有一定的幫助。
1 標準程序法
FANUC公司的標準程序（如圖1），其中X33.0為單段功能選擇按鈕的PMC輸入地址，G46.1為PMC送給CNC的輸出地址，Y12.0為PMC送給機床的單段程序功能選擇燈的輸出地址（文中的地址與此相同）。
1.1 FANUC公司標準程序（如圖1）
1.2 標準程序解析（見表1）
PMC就是這樣通過一個“單段”按鈕，控制著單段程序功能的選通與撤消，滿足了實際操作過程的需要。其特點是利用簡單的“與”、“或”、“與否”、“或否”等編程語句進行編程。其優點是設計人員取之即用；其缺點為語句較多，部分人員理解有一定難度。
2 上升沿法
在日本三菱PLC編程實例中，通過上升沿法來實現此功能。該程序較簡單，且語句較少，故參考其方法。
2.1 上升沿法梯形圖程序（如圖2）。
前沿檢測DIFU（SUB57）的功能為讀取輸入信號的前沿，掃描到上升沿后，輸出即為“1”。
2.2 程序解析（見表2）
3 貌似法
該編程方法用了兩條編程語句且比較相似，工作人員容易記憶。
3.1 貌似法梯形圖程序（如圖3） （下轉第57頁）
（上接第40頁）
3.2 程序解析（見表3）
4 計數器法
FANUC數控系統提供了很多內部計數器，當計數器的計數值達到預置值時其輸出為“1”。在此所選用的計數器是為了實現特定功能，其計數預置值不允許用戶隨意改變，故選用CTRB固定計數器（SUB56）。
4.1 計數器法梯形圖程序（如圖4）
其中R9091.0為數控系統提供的常“0”信號的地址，即該計數器從0開始計數；R9091.1為數控系統提供的?！?”信號的地址，即該計數器是上升沿型計數器；F1.1為按數控面板上的“復位”鍵時數控系統發出的信號地址；“0001”即該計數器的編號為C1；“0000000001” 該計數器的預置值為“1”。
4.2 程序解析
當第一次按下“單段”程序選擇按鈕后，計數器C1計數1次，因為預置值為1，故計數器有輸出，使G46.1為“1”，則數控系統選擇了單段程序功能控制；當“單段”程序選擇按鈕松開后，計數器的輸出狀態一直保持；當第二次按下“單段”程序選擇按鈕后，計數器C1又計數1次，因為預置值為1，且計數器中的當前值也為1，故計數器復位，其輸出為“0”，使G46.1為“0”，則數控系統取消“單段”程序功能控制。
此方法簡單，只用了一個功能指令，易記。
上述四種方法是筆者在工作實踐中歸納總結出來的，各有優缺點，大家可根據自各的工作實際情況加以運用。
參考文獻：
[1]王悅.FANUC系統裝調與實訓[M].北京：機械工業出版社， 2010（07）.
[2]楊雪翠.FANUC數控系統調試與維護[M].北京：國防工業出版社，2010（10）.
[3]宋松.圖解FANUC PMC 編程與應用[M].北京：機械工業出版社， 2011（01）.
所謂直觀法，就是利用感覺器官注意發生故障時的各種現象，如故障發生時有無火花、亮光產生，有無異常響聲，何處異常發熱及是否有焦糊味等。這是處理數控系統故障的第一步，往往也是最直接、最行之有效的方法。對于一般情況下的簡單故障，通過這種直接觀察，就能解決問題，這在CNC裝置故障診斷中就常常用到。直觀法一是問，問開機情況是否正常，走刀是否正常，切削用量是多少，常用的輪滑油是什么，以便核實保養。二是看，看保險絲有無燒斷，空氣開關有無跳閘，元件有無損壞，線路有無灰塵，插座、接頭有無接觸不良等。三是聽，聽各種異常的聲音。如電源變壓器、阻抗變換器與電杭器等因為鐵心松動、銹蝕等原因引起的鐵片振動的吱吱聲；繼電器、接觸器等的磁回路間隙過大，短路環斷裂，動靜鐵心或鑲鐵軸線偏差，線圈欠壓運行等原因引起的電磺嗡嗡聲或者觸點接觸不良的嗡嗡聲，以及元器件因為過磨或過壓運行失常引起的擊穿爆裂聲。還有主軸轉動異常時的摩擦聲、振動聲等等。四是觸，如輕輕敲打CNC系統的各線路板之間焊接點的可疑部位，檢查虛焊、接觸不良等。直觀法在解決簡單的“硬傷”故障時簡單、有效，常應用在故障診斷的第一步。
二、利用CNC系統的自診斷功能
數控系統已具備了較強的自診斷功能，并能隨時監視數控系統的硬件和軟件的工作狀態。利用CNC系統的自診斷功能就是依靠CNC系統快速處理數據的能力，對出錯部位進行多路、快速的型號采集和處理，然后由診斷程序進行邏輯分析判斷，以確定系統是否存在故障，并及時對故障進行定位。
CNC子診斷一般有三種：開機自診斷、運行自診斷、離線診斷。開機自診斷是指CNC系統從開始通電到進入正常運行的準備狀態，由其內部診斷程序自動執行的系統診斷，目的是檢查整個系統是否具備正常工作的條件。如系統控制軟件和系統參數的EPROM自檢、RAM的自檢、光電編碼器接線的診斷等。當系統自檢的各個項目都確認無誤后，系統進入正常的初始化或運行準備狀態，進入下一個工作階段。運行自診斷是CNC系統在運行過程中，對系統的各硬件模塊、伺服驅動單元、運行狀態、運行環境等進行的實時自動監測和診斷，一旦發現故障,即刻發出報警信號并實施相應的保護措施，它是數控系統故障自診斷功能的最主要部分。常用的基本方法有參數保護法和硬件監視法。離線診斷是指當系統出現故障要判定系統是否真有故障時，將數控系統與被控設備脫離作檢查的方法，這是早期常用的故障診斷方法，對維修人員要求較高。隨著數控技術的發展，離線診斷的技術已不再單獨使用，逐步成為CNC系統中開機自診斷和運行自診斷的一部分，使維護診斷更為方便。數控技術的不斷發展，出現了很多高新診斷技術,如專家診斷技術、通訊診斷技術等，大大提高了CNC系統的故障診斷能力。
三、根據報警信號進行故障診斷
數控機床的報警功能是指數控機床利用自診斷功能，在診斷出故障后將診斷到的故障或錯誤以報警信號或錯誤代碼的形式顯示在CRT上。報警信號一般包括以下故障(或錯誤)信息：程序編制錯誤或操作錯誤報警，急停報警，可編程控制器故障報警，伺服系統故障報警，行程開關(或接近開關)狀態不正確報警，溫度、壓力、液位等不正常報警等。如：機床一直處于急停狀態，不能復位報警。原因可能有以下幾個：一是急停回路斷路，或限位開關損壞，或急停按鈕損壞；二是系統參數設置錯誤，使系統信號不能正常輸入輸出或復位條件不能滿足；三是PLC中規定的系統復位所需要完成的信息未滿足要求；四是PLC程序編寫錯誤。利用報警信號進行故障診斷是數控機床故障診斷的主要方法之一，教學中就可以根據所指出的現象進行分析，縮小檢查的范圍，有目的地進行某個方面的檢查。
四、利用PLC的狀態信息診斷故障
PLC檢測故障就是通過運行機床制造商為特定機床編制的PLC程序，根據各種輸入、輸出狀態進行邏輯分析判斷，發現問題、報警并在屏幕上產生報警信息。很多數控系統都有PLC輸入、輸出狀態顯示功能，利用這些功能，可以直接觀察PLC輸入和輸出的瞬時狀態。這些狀態的檢測對診斷數控機床的很多故障是非常有用的。
PLC狀態診斷法常用的有：接口信號狀態檢查，PLC在線監控。
1.接口信號狀態檢查
PLC的診斷功能可以顯示多種接口信號狀態，主要有以下幾種：機床外部開關信號、機床控制面板信號、報警處理信號、驅動控制使能信號、定時器、計數器、NCK與PLC數據接口信號等。
2.PLC在線監控
通過查看控制動作順序是否與實際情況相符，診斷故障點；根據報警信息查看報警信號的通斷，進而確定故障；根據在線監控邏輯關系的執行結果，找出故障原因。PLC狀態信息可以幫助我們方便快捷地鎖定有關的故障點，省時又省力。
五、培養良好的工作習慣
數控機床故障診斷除了這些常用的方法外，在實際的教學過程中還要注意培養學生良好的工作習慣，在診斷前進行故障現象了解，在故障排除后做好記錄。故障現象了解就是了解故障在什么情況下發生。當故障發生時，為了更快地恢復機床，首先應正確地把握故障情況，進行妥善處理。因此應根據下列內容確認故障情況：什么時候發生的故障？進行了什么操作后發生的故障？發生的故障現象是什么？數控機床的每次故障都可能不同，維修人員在解決了某故障以后，應對維修過程及處理方法進行及時總結、歸納，形成書面記錄，以供今后同類故障維修參考。特別是對那些自己一時難以解決，最終由同行技術人員或專家維修解決的問題，尤其應該細心觀察、認真記錄，以便于提高。如此日積月累，以達到提高自身水平與素質的目的。
中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）0310141－01
0 引言
經濟性數控機床是采用由單片機和步進電機組成的數控系統的機床，由于其價格低，適應性好，常應用于教學和普通機床的數控改造。但在其使用過程中不可避免的存在一些故障，其中我校教學中使用的JD-6140經濟性數控機床在教學及實訓加工過程中，又以軟限位超程的問題較為常見。下面主要就其軟限位超程的故障談一談其分析和排除的方法。
為了保障數控機床的安全運行，機床的直線軸通常都設置軟限位（參數設定限位）和硬限位（行程開關限位）兩道保護“防線”。坐標軸通常發生“限位報警”，這一故障時機床常見故障之一。因此，數控機床上都具備超程檢測及報警裝置，它是數控機床上為了保證加工安全的必備裝置。無論哪一種類型的檢測裝置，要使其正常工作，均涉及到機械、電氣、控制系統等多方面的穩定、可靠工作。一旦出現超程報警，則可能是機械方面的原因，也可能是電氣、檢測方面的原因。因此，應仔細檢查機床，根據不同的故障現象，迅速準確確定故障點，方能及時解除。
當進給運動超過由軟件設定的軟限位或有限位開關設定的硬限位時，就會發生超程報警，一般會在CRT上顯示報警內容。對于經濟性數控機床，出現急停報警的原因一般為兩個：因安全問題，人為按壓“急?！卑粹o；超程引起的急停。對于半閉環或閉環數控機床，產生急停報警的原因還有其它因素，如伺服驅動系統出現故障產生的飛車急停等。這里主要討論經濟性數控機床的急停報警處理，可按下述進行。
1）因安全原因，人為按壓“急?！卑粹o后，要解除急停報警，則要順著“急?！卑粹o箭頭指示的方向轉抬，即可解除。
2）超程引起的急停，一般有急停報警顯示在CRT上，且“超程”指示燈亮，為進給軸超程引起。超程有兩種：一種是硬超程，另一種是軟超程。
對于硬超程，則表示行程開關碰到了超程位置處的行程擋塊。解除硬超程，需在點動工作方式下，按住“超程解除”鍵不放，再按超程的反方向進給鍵，使工作臺（銑床）或刀架（車床）向超程的反方向移動，直至“超程”指示燈滅為止。
對于軟超程，是指進給軸實際位置超出了機床參數中設定的進給軸極限位置?，F在數控機床的結構、尺寸、系統等種類繁多，限位裝置的結構、尺寸、元器件類型也是多種多樣，但出現軟超程故障的原因大多相近，也可以參照此法進行分析和排除。
例1：JD-6140型經濟性數控機床Z軸聯軸節脫落導致發生軟限位超程報警。
我校學生實訓加工過程中，JD-6140型經濟性數控機床出現Z軸正向軟限位超程報警報警，但是機床實際并不處在超程位置。
例2：由于編碼器的內部有油污，沒有及時清理更換，導致機床在冷開起得狀態下，編碼器的靈敏度不夠，出現錯誤超程報警。
JD-6140型經濟性數控機床每天早上開機后，FANUC 0M系統的Y軸回零總是超程報警，修改軟限位到9999999后再回零，機床恢復正常。再把軟限位改回500，每天都是必須如此重復，方能正常開機工作。
1 故障分析
對于數控機床出現軟超程報警一般要從以下兩種情況進行分析：1）機床已正常完成返回參考點動作，機床在加工或移動時坐標位置確實超出預先設定的極限值。這時需要向和超程反方向移動機床至限位值內即可解除報警；還有一些機床當發生該報警時切斷伺服導致急停，就需要將超程坐標的軟限位極限的設定值適當放大來解除報警后再反方向移動機床至正常位置。2）發生報警的坐標軸并未處于超程位置，這時有兩種情況：機床未完成返回參考點動作或由于其他原因導致機床未正確完成返回參考點動作（這時雖然機床已經顯示回零但位置并不正確）而導致發生超程報警。第一種情況下通常會伴隨返回參考點失敗報警提示。這時首先要通過參數將出現報警的坐標軟限位值放大至無窮大（通常設定為999999999）后完成返回參考點動作使機床正確建立坐標原點后報警就可解除。而對于第二種情況就要檢查零點檢測擋塊是否存在松動導致位置竄動或回零開關信號受到干擾發生誤動作使得機床回零時發生錯誤，建立了不正確的坐標原點?；蛘呤蔷幋a器的內部有油污，沒有及時清理更換，導致機床在冷開起得狀態下，編碼器的靈敏度不夠，出現錯誤超程報警。
2 故障排除
該機床發生軟限位超程報警時會切斷整個伺服，所以首先要將軟限位設定極限參數值放大至無窮大后反向移動機床來確保機床Z軸所處位置在正常加工范圍內。當確認機床Z軸所處位置后恢復限位參數時發現機床仍舊報警。這種情況下應該考慮是由于機床在上次斷電時錯誤建立了坐標原點，機床坐標記憶位置超出導致報警。重新放大參數后來完成機床返回床參考點動作，這時發現機床操作面板上顯示數值發生變化而機床Z軸實際位置并未發生改變，無法完成回零動作。該機床系半閉環控制系統，采用電機同軸的脈沖編碼器作為位置檢測。出現這種情況而機床卻未發生位置超差報警說明機床伺服及驅動電機正常，而機械傳動部分沒有動作，應當是電機與絲杠連接處脫開，判斷聯軸節存在問題。檢查電機與絲杠的連接發現果然是聯軸節損壞，更換聯軸節后再次回零后恢復限位參數后機床交付。
需要注意的是對于早期的數控系統如FANUC 7M，由于機床軟限位參數只有6位，即使將其設定為999999仍舊不能超過機床發生超程時的記憶位置而導致不能解除報警。這時可在開機時按住CANCER和P鍵，首先解除超程報警后建立正確參考點。
還有一種解除軟超程的常用方法，從數控系統基本功能菜單開始，按F3（參數）F3（輸入權限）選“數控廠家”菜單項輸入密碼“×××”（為數控廠家給定用戶的密碼）F1（參數索引）軸*（*為軟超程的軸序號，如“1”、“2”或“3”） *向軟極限位置（*為軟超程的正極限位置或負極限位置方向，如“+x”、或“-x”等）輸入值×1000（輸入值的絕對值比原來值要?。┌磧纱蜦10，選“保存退出”菜單項Alt-X（退出數控系統）E，回車（從內存中退出）n，回車（重新啟動數控系統），即可解除軟超程。
1數控系統在現代機械工程中的具體應用
1.1 現代工業生產中的應用
工業生產是促進我國經濟社會發展的主要途徑，要促進機械工程在工業生產中的應用，就要不斷提高產品的生產質量，對生產資源進行合理化配置，傳統的人工制造方式會產生資源浪費，為工作人員帶來較大的安全威脅，通過數控系統的有效應用，讓機械化生產逐漸代替人工生產，實現對整個生產過程的監督管理，減少機械故障帶來的生產問題。應用最為廣泛的是成組數控自動設計技術。成組數控能夠解決小批量生產過程中的機械加工問題，改變普通機床的工藝編制內容和零件安裝流程，對傳統的重組技術進行創新，是數控系統的有效應用。傳統的機械加工工藝已經無法滿足當前的數控加工需求，必須通過成組原理的應用，進行數控自動化機械加工程序設計，成組數控要以數控系統為核心，將成組的生產單元作為產品生產的基本單位，在機械加工前進行基礎材料的選購，按照加工流程在機械生產的過程中融入成組的生產單元，優化設計流程，滿足現代化數控加工需求，自動化成組生產單元，主要通過柔性自動生產線的建立，采用柔性控制系統和制造系統，建立自治成組工作制，根據市場發展供求關系，進行零件生產工作，完成各單元的生產任務。
1.2 現代機械制造中的應用
現代機械工程需要滿足機械設備的生產需求，提高機械設備生產的精度和質量，因此，需要對機械生產的整個過程進行生產監督，數控系統中的數字伺服技術，能夠提高機械設備生產的專業化水平，制定出合理的危機處理方案。數控機床的出現改變了傳統的制造工藝，數控系統的控制方式和使用特點，暴露了傳統機床存在的剛性不足、抗震性差等問題，數控系統具有刀具位置補償功能，能夠全面提高數控機床的整體結構可靠性，采用速電機、滾珠絲桿等特殊結構，彌補了傳統機床的不足，全面提高了數控設備的精度，促進了新材料、新技術的研發。通過數控系統的使用，在完成系統參數設計后，能夠減少機械加工時間，進行批量化生產，提高數控系統的加工效率，同時數控系統能夠有效解決機械生產過程中存在的問題，能夠在同一時間完成不同型號、不同批量的產品加工工作，與傳統機械制造技術相比，在機械加工程序啟動后能夠隨時進行參數調整，擴大數控加工的范圍，同時可以通過系統設置模擬整個生產流程，對不合理的生產環節進行調整，縮短了機械生產加工周期。
1.3 數控加工系統專業化人才的培養
想要全面實現數控系統在現代機械工程設計中的有效融合，就需要做好專業人才的培養，強化工作人員對機械加工的專業知識，掌握數控相關技術，對機械加工的整體流程進行監督和管理，判斷可能出現的加工問題。通過跟蹤反饋分析機械工程中數控系統的應用情況，當出現錯誤數據時，能夠及時地通過數控系統編程進行調整，做好機械加工設備的維修保養工作，專業化人才的培養要建立在機械工程課程實訓的基礎上，讓工作人員掌握數控的基本理論和相關操作知識。
2.數控系統在現代機械工程中的應用成效
2.1 數控系統提高現代機械工程的工作效益
隨著機械工程的發展，需要將高精度、高效率的社會產品生產作為主要發展方向，現代機械工程在生產出高質量產品的同時，還需要保證加工機械的安全性，滿足大型工業生產的發展需求。全面提高生產效率，助力機械加工產業可持續發展，降低生產成本、創造更高的經濟效益。數控系統在機械加工過程中通過數據加工程序的輸入，能夠滿足加工需求。例如：在軸承設計的過程中，通過數據加工程序的輸入，能夠保證軸承外徑、內徑、寬度的精準性，數控系統通過編碼的形式進行加工數據處理，發送自動化加工指令，嚴格按照產品加工的根本需求開展補償計算，減少加工變形問題的發生。利用計算程序設置好加工速度、加工種類，讓機械加工控制機床能夠按照設定好的軌道運行，保證產品型號與加工圖紙具有一致性，提高機械加工效率。
2.2 數控系統推動現代機械工程的發展
科學技術研究速度的提高，推動我國機械加工行業的產業化發展，對傳統的加工技術進行創新優化，數控系統在發展過程中具有較高的應用價值，柔性加工技術、集成化加工技術和虛擬加工技術的有效融合，讓復雜的加工工藝逐漸向著數字化、智能化發展?，F階段機械工程仍然處于初步的發展階段，想要實現數控化生產，創新傳統的管理模式，就需要在機械設備的采購階段，了解當前的市場經濟發展條件，不能為了蠅頭小利選擇經濟成本較低的落后生產設備，要滿足自動化、智能化的發展需求，因此，需要充分考量數控系統在機械工程中應用的可能性，創新傳統的技術工藝。數控系統的應用成效實證：以嵌入式數控系統應用為例，在進行齒輪加工制造的過程中，嵌入式系統具有的專用計算機體系會直接在生產過程中發揮作用，結合用戶的加工需求，對當前機械制造加工的硬件設施和軟件設備進行自動化調整，降低產品加工成本、提高產品性能、保證產品體積、減少功能消耗、提升制造流程的可靠性。嵌入式設備主要由操作系統、硬件設施等組成，能夠對整個加工流程進行全程監控，隨時根據用戶的加工需求進行設備調整。應用流程：嵌入式系統能夠在產品加工過程中進行實時控制，通過自動編程、通信、監控等加工模塊的應用，實現自動化生產的目的，如在進行相似度較高的齒輪結構加工過程中，首先需要收集齒輪參數、刀具參數和工藝參數，通過嵌入式系統的應用，自動化完成機床參數輸入操作，并直接按照輸入的參數進行計算處理，生成刀具運行軌跡數控加工代碼，以數據信息的形式輸送到DSP，實現對多個加工機床的控制，完成自動化齒輪加工工作。嵌入式系統中的CPU具有一定的特殊性，功能消耗較低、體積較小，具有高度集成的應用優勢和移動性的工作能力，通過板卡實現功能集成轉移，嵌入式系統中的應用軟件，一般會固定在某一儲存器的芯片中，不需要單獨的儲存載體，這一應用特點全面提高了機械加工軟件設備的運行速度，保證加工流程的可靠性。嵌入式系統與特殊機械加工技術相結合，能夠擴大服務范圍，促進機械加工制造業的轉型升級，延長設備使用周期，嵌入式系統具有透明性的應用特點，能夠將整個加工流程和內部設計展示在用戶面前，用戶了解編程操作的各個環節，提高用戶滿意度，操作人員只需要結合系統演示的編程步驟，就能夠自動化完成嵌入式系統的編程工作，具有較高的實用性。
3總結
綜上所述，首先需要了解數控系統與現代化機械工程的概念，分析數控系統在現代化工程技術中的具體應用以及獲得的應用成效，研究數控系統對現代制造水平的要求，與傳統機械工藝相比，數控系統的應用能夠提高加工精準度、加快運行速度、優化生產效率。
數控系統發展至今，已可以由PC和軟件配合運動控制板完成對數控機床的控制。在WINDOWS界面下可實現多窗口操作，編程與加工互不影響，使用過程更加方便、快捷、高效，已經具有明顯優勢，但要大面積推廣，需要其在實際生產中具備一定的可靠性。
用數字信息控制零件和刀具位移的機械加工方法，稱為數控加工，具體說就是在數控機床上進行零件自動加工的一種工藝方法。在傳統的手動機械加工中，整個過程都需要經過人工操縱機械來實現，很難滿足復雜零件對加工的要求，數控機床則可以選定復雜型面作為加工對象，可以解決普通加工方法難以解決的問題。是解決零件品種多變、批量小、形狀復雜、精度高等問題和實現高效化和自動化加工的有效途徑。
1 數控機床發展現狀
與傳統機床加工相比，數控機床一般帶有可以自動換刀的刀架、刀庫，換刀過程由程序控制自動進行，因此，工序比較集中[1]。工序集中帶來巨大的經濟效益，既減少機床占地面積、節約廠房，又減少甚至減少了中間環節，省時省力。數控機床加工時，不需人工控制刀具，帶來的好處也較為明顯。由于自動化程度較高，對操作工人的要求降低。數控工人在加工過程中，大部分時間被排斥在加工過程之外，非常省力，在一定程度上降低了工人的勞動強度。所制造生產的產品質量穩定，加工自動化，免除了普通機床上工人的疲勞、粗心、估計等人為誤差，提高了產品的一致性。自動換刀等使加工過程緊湊，提高了勞動生產率。機床能精確加工各種輪廓，而有些輪廓在普通機床上無法加工。數控機床能力強，特別適合不許報廢的零件、新品研制、急需件的加工。
傳統的通用機床，柔性好但效率低下，而傳統的專用機床，雖然效率很高但對零件的適應性很差。使用數控機床就不會涉及到這些問題，只要改變程序，就可以加工新的零件，且又能自動化操作，柔性好，效率高，可以更好的適應市場競爭。
得益于這樣的優勢，歐、美、日等工業化國家已先后完成了數控機床產業化進程，而中國也正處于發展階段。數控機床如今已是制造業的加工母機和國民經濟的重要基礎。它為國民經濟各個部門提供裝備和手段，具有無限放大的經濟與社會效應。
2 PC數控系統
數控系統即是數控機床的重要組成部分，也是數控機床的核心，相當于數控機床的大腦。它主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。所有工作都由計算機的系統程序進行合理地組織，使整個系統協調地進行工作。根據輸入的數據，把被加工的機械零件的要求，如形狀、尺寸等信息經過計算處理，插補出理想的運動軌跡，然后輸出到執行部件加工出所需要的零件。
截至到目前，從硬件結構上講數控系統到目前為止可分為兩個階段共六代，第一階段為數值邏輯控制階段，其特征是不具有CPU，依靠數值邏輯實現數控所需的數值計算和邏輯控制，包括第一代是電子管數控系統，第二代是晶體管數控系統，第三代是集成電路數控系統；第二個階段為計算機控制階段，其特征是直接引入計算機控制，依靠軟件計算完成數控的主要功能，包括第四代是小型計算機數控系統，第五代是微型計算機數控系統，第六代則是PC數控系統。
由于上世紀90年代開始，PC結構的計算機應用的普及推廣，PC構架下計算機CPU及存儲、顯示、通訊技術的高速進步，制造成本的大幅降低，導致PC構架數控系統日趨成為主流的數控系統結構體系[2-3]。PC數控系統的發展，形成了數字控制加個人電腦的過渡型結構，既保留傳統NC硬件結構，僅將PC作為交互界面。機床制造商可以在開放系統的平臺上增加一定的硬件和軟件構成自己的系統。當前在市場上開放系統基本上有兩種，一種是CNC加PC主板，即把一塊PC主板插入傳統的CNC機器中，PC板主要運行非實時控制，CNC主要運行以坐標軸運動為主的實時控制。另一種是PC加運動控制板，即把運動控制板插入PC機的標準插槽中作實時控制用，而PC機主要作非實時控制。第六代數控系統界面開放，越來越受到機床制造商的歡迎，成為NC技術的發展趨勢之一。
3 PC數控系統在實習中的可靠性
GH410高速雕銑機，是通過PC加運動控制板控制的機床，以DEC4T運動控制卡為控制系統，DEC4T是基于PC機，專門用于控制步進電機和數字伺服電機的運動控制器，最多可控制4軸4連動，進行直線和圓弧插補等運動，也可以多個控制器鏈接控制更多的運動軸[4]。配合Windows平臺下的EDITACS數控軟件一同使用，此軟件功能齊全，可以安裝在普通的PC上使用，它不僅是一個包含鉆床，銑床，鏜床，雕刻機和加工中心控制功能的理想數控軟件，也是一個高度開放的開發平臺，可以直接控制各種工業自動化設備。應用此軟件控制機床，可以使整個運動控制過程變得非常方便。此運動控制卡以及配套控制軟件，皆為德國MOVTEC公司產品，該公司一直以來從事專業運動控制產品的開發、生產和銷售。
購買此型號機床，主要用于工科學生實訓操作，希望可以讓學生把理論知識和實際集合在一起，培養學生的實踐動手能力，先進數控系統的引入也顯得尤為重要，得益于PC數控系統的種種優勢，工件的建模與編程變得更加快捷，操作機床也變得十分方便。但在使用過程中機床也頻繁的出現過一些匪夷所思的故障，具體表現為三種：（1）機床在工作時主軸在無任何征兆的前提下會不時的向Z軸負方向滑行，加工完成后工件尺寸難以得到保證，更為嚴重時會在EDITACS數控軟件控制端出現“X軸滑差”提示，使得機床干脆無法繼續工作。（2）機床在工作時不按指定的數控程序運行，出現亂走刀現象，也由此經常發生撞刀現象，對機床本身和操作人員的安全都構成了一定威脅，使整個加工過程難以完成。（3）機床常常在無任何預兆的情況下脫離控制，EDITACS數控軟件控制端一切正常，沒有任何問題提示，坐標數值變化與正常加工時無異，但在機床端沒有相應的運動現象產生，靜止不動。
為解決這幾種問題，雖然無從下手，但通過長期對異?，F象的觀察和總結，也嘗試了很多方法，比如重新安裝電腦的操作系統和機床控制軟件、清理電腦內部和機床內部灰塵、把電控柜里的普通電線換成屏蔽線、強電和弱電分別走線、重新調試驅動器參數、更換新的驅動器和伺服電機，甚至是重新組裝機床本體，但問題都不見改善，至今依舊存在。但也在探索過程中發現一些可使問題有輕微緩解的方法，比如注重電控柜通風降溫、使用加床工作時間不要過長、控制機床加工過程中走刀速度略低于默認速度等。
4 結束語
由此分析，以PC加運動控制板來實現控制的第六代數控系統在數控加工中的優勢體現較為明顯，是今后數控系統的發展趨勢。但其對所控機床本體的結構要求比較嚴格，要求機床具備較強的抗干擾能力，以提高日常工作的穩定性，否則很難在實際加工生產中得到廣泛的應用。
參考文獻
[1]楊進民.數控銑床過象限現象分析與解決[J].機床與液壓，2011（39）：116-118.
[2]邱潤生，王惠榮.基于PC+運動控制卡的開放式數控系統的研究[J].寧夏工程技術，2006（4）：350-353.
中圖分類號：TH 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）35-0042-01
隨著機械加工技術的發展，數控機床技術也變的越來越普遍，在機械行業中得到廣泛應用。企業對數控車人才的需求日益加大，這就促使職業院校加大了對數控車實訓設備的投入，培養符合企業需要的高素質技能型人才。本文從數控車實訓教學的實際情況出發，針對學生在操作數控車床的加工過程中出現的撞刀原因進行了分析探討，總結了數控車操作過程中發生撞刀的原因，并提出了切實可行的解決措施，以減少撞刀事故的發生。
1 撞刀原因分析
撞刀是指刀具（包括刀架、拖板等）在移動過程中與工件、卡盤或尾座發生意外碰撞的機故。數控車床操作初學者，容易撞刀，撞刀是數控車床操作新手最有可能發生的事故，一旦發生撞刀事故，輕者影響機床精度，重者造成機床損壞，使機床的加工精度喪失 ， 甚至造成人身事故，必須引起操作者的高度重視。在長期的教學過程中發現學生在操作數控車床時容易撞刀，導致學生不敢碰機床。撞刀原因很多，大致可歸納為操作機床不當和編程時考慮不周全所造成的撞刀。本文從這兩方面進行分析，總結出撞刀的各種因素。從而讓學生實訓時，減少撞刀幾率。
1.1 機床操作不當造成的撞刀
數控機床操作不當會造成刀架或車刀與工件、主軸卡盤或尾架發生碰撞。主要從以下各方面分析：
（1）工件沒固定好。工件在加工時候，長的工件，會引起甩尾，震動引起撞刀。
（2）安裝刀具錯誤。在安裝刀具時一定要使刀位點對準主軸中心線，即刀具安裝好后試切工件右端面，切完右端面后刀位點應在工件右端面中心。
（3）刀架或車刀與尾架發生碰撞?；貐⒖键c或退刀時，應該Z向使刀架或車刀遠離主軸，避免發生碰撞。
（4）試切法對刀時走刀過快或背吃刀量過大。刀具在加工工件時，一定要注意加工的背吃刀量，如果過大，會造成刀具和工件的撞刀。粗加工應優先選用較大切削深度，一般取2-4mm，精加工一般取0.3-0.5mm。
（5）對刀不準確造成的撞刀。
（6）機械零點坐標與絕對和相對坐標一致。校驗程序完畢后要回參考點， 在校驗程序時機床是鎖住不動的，而刀具相對工件加工在模擬運行（絕對坐標和相對坐標在變化），這時的坐標與實際位置不符， 需用返回參考點的方法， 保證機械零點坐標與絕對和相對坐標一致。這一環節有時不注意在校驗程序后沒有發現問題就進行加工操作，會造成撞刀現象。
（7）數控車床執行程序正常加工過程中，由于操作者誤操作使程序停下來，如果操作者按“RESET”復位后，立即進行循環啟動，此時容易造成刀具與工件發生碰撞。因為運行的默認值與程序的設定值發生變化，按“RESET”復位，則把數控系統復位到初始狀態，清除了保存在DRAM內的預讀程序信息，會改變刀具移動指令及主軸轉速。在自動運行程序過程中，如出現誤停車導致程序停止運行，此時將模式改為編輯方式，按“RESET”復位程序，再重新運行程序。
1.2 程序編寫不當造成的撞刀
程序編制是數控加工最重要的環節，提高編程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞安全事故，總結并在以下各方面分析：
（1）G00坐標設置離毛坯太近。一般編程時候在工件右端，1mm。
（2）換刀時，未使用G00指令遠離工件。換刀需要用G00，遠離工件。以防止車刀與工件產生干涉。
（3）加工螺紋時誤把導程（F）當作進給速度，如：G92 X40 Z-20 F2寫成 G92 X40 Z-20 F80。
（4）程序坐標值編寫或者輸入有誤。
（5）加工完零件退刀時先走Z向，遠離工件，再走X向。
2 撞刀常見現象解決方法
經過以上總結和分析，根據常見的撞刀原因，結合實際操作經驗，現提出如下幾點對策：
（1）編寫的程序需要仔細檢查。系統較老的機床，需要輸入標點符號，更需要編程人員仔細認真。
（2）檢查好的程序需要在機床程序里面校驗圖形。利用數控機床的圖形校驗的功能可以檢驗程序的輪廓，減少錯誤率。
（3）裝刀長度出錯。刀具長度不夠，刀具的刃長不夠，都會導致干涉現象，另外刀具的裝夾方式有誤，也能導致撞刀。需要刀路軌跡模擬，明確加工部位。按程序單上的刀具進行選擇和復核是否正確。
（4）正確對刀并設置刀補，Z方向試切對刀時，必須注意對刀使用的Z向零點應與編程使用的Z向零點統一，避免因工件坐標系設置不統一而造成撞刀。
（5）在調試程序加工第一件工件時，一定要仔細檢查程序，試加工時單段運行，隨時控制進給率，隨時看剩余行程，加工前應模擬運行一次，單段運行，再正式加工?？纯从袥]有意外的刀具路徑出現，一旦出錯，迅速急停，特別是初學者，要注意急停按鈕的應用。
（6）將刀架移動到安全位置，按下鎖住機床和空運行鍵進行空運行操作，主要觀察運行軌跡是否正確，且仿真運行后要回參考點校驗。
（7）如果加工時必須使用尾架，安裝刀具時必須考慮到在X 方向電動刀架與尾架不發生碰撞的極限位置，在Z方向拖板與尾架不發生碰撞的極限位置。
（8）建議在計算機上用模擬軟件模擬程序，進行檢驗，再把程序拷貝到機床上可以減少錯誤。
3 結束語
要避免數控車床撞刀事故的發生應以預防為主。機床操作者首先應熟悉數控系統的各種操作，掌握系統功能鍵，達到熟練操作，減少失誤，將誤操作的概率降至最低點；其次在編寫加工程序時，應根據工件特點進行，按工件的形狀及加工位置確定退刀和回零的順序是先退X向，還是先退Z向；再次應注意機床的保養，在平時加工后，絲杠，導軌應擦拭干凈，避免切屑等雜物夾在滾珠絲杠和導軌內，造成加工出現誤差，損傷導軌，影響加工；同時，操作人員還要掌握一些異常情況發生時緊急處理方法。如按暫停、急停及切斷電源等來最大限度的減少碰撞事故發生帶來的損失。
參考文獻
[1]郝新成.實習中數控車撞刀事故的防范[J].實踐與探索，2011（3）：266-267
[2] 袁鋒.數控車床培訓教程[M].北京：機械工業出版社，2005.
《數控加工技術》課程是職業學校數控技術專業的一門重要的專業主干課，通過本課程的學習，使學生全面掌握本專業所必需的數控加工工藝方面的知識和基本技能，獲得在企業單位從事數控加工工藝的編制、編程及加工等工作能力，掌握數控加工的方法，并為今后的工作奠定基礎，目前國內數控加工技術人才出現嚴重短缺，數控加工技術已成為就業市場上的需求熱點，因此，如何培養學生快速掌握這門技術，強化課程教學效果，讓學生輕松學好《數控加工技術》這門課程，是每個數控專業教師當前面對的主要問題。我結合多年實際教學經驗，在課程教學材料的選擇與制作、教學手段、方式的采用、教學方法的選擇等方面實踐的基礎上，對如何強化本課程教學效果提出以下幾點建議。
一、教學材料的選擇與制作
1.應根據所任教學校的數控加工實訓室中機床配備的數控系統型號，選擇配套教材，以實現理論與實操內容的一致。任課教師還要根據學校的機床編程說明書和操作說明書制作教學多媒體課件，抓住重點和難點，將數控加工的實用知識形象地展示給學生，讓學生通過實際案例編程的學習，快速學會相應數控系統編程的指令代碼及格式，掌握數控加工工藝編制的方法，理論編程知識與實訓設備操作要求匹配，防止不同系統指令代碼及格式的混淆，造成學生的學習困惑。
2.可通過網絡下載視頻教程，在課堂上播放，讓學生感受企業中技術工人規范化的數控加工操作要領和流程。
3.根據學校配備的數控設備型號，編寫實驗實訓指導書用于加工仿真和實操，實踐教學是一個重要的教學環節，由于數控設備價值較高，難于配套齊全，不能達到每個學生一臺進行練習，從而成為制約教學質量提高的瓶頸，因此，可以采用計算機數控仿真加工軟件輔助教學，制作實驗實訓指導書將有助于學生自學，提高學習效率。
二、教學手段、方式的采用
1.理論課程教學過程中，全程采用多媒體教學手段，如電子課件、視頻、圖片、錄像、動畫。實踐證明，這些形象直觀的教育教學手段有利于提高學生的學習興趣，有利于突破教學重點和難點，學生可在短時間內掌握大量數控專業知識，入門快，有利于提高課堂教學效率和質量；模擬仿真與動畫教學，通過模擬軟件系統，能達到事半功倍的效果，在本課程的教學中，模擬仿真是重點使用的教學手段之一。
2.在教學方式上，可以采用以課堂講授為主，結合課堂討論、集體答疑、仿真教學、實訓室實操加工示范，手工編程與自動編程對比演練多種形式交叉并用的教學方式。
三、教學方法的選擇
本課程靈活運用下列多種教學方法將有效地調動學生的學習積極性，激發學生的學習熱情，挖掘學生的學習潛能。
1.仿真教學法。數控仿真教學是指教師借助計算機軟件技術，將數控加工技術通過計算機再現給學生的一種教學方法，通過交互式參與的方法將數控加工的每一個步驟或每個指令的各自含義，在計算機屏幕上以生動形象的畫面再現給學生。
2.知識成組教學、對比教學法。將含義相近的編程指令編為一組，進行教學演示，便于學生分清層次，歸納共性知識，形成有效的知識群；將數控指令功能相近，實際生產中使用條件不同的指令，采用對比法講授，在總結出共性的基礎上，分析各自的特點和不同，使學生牢固掌握各編程指令具體應用方法，可以通過對指令動作過程的仿真演示，比較出各自指令的不同之處和適用場合。
3.案例教學法。在數控編程指令學習的基礎上，程序編制部分的教學，可采取典型案例分析的方法進行講授。學生在教師引導下，對加工工藝進行制定及程序編制，對工、夾、量、刀具等選擇，案例教學的目的是讓學生深化數控編程理論，綜合運用所學的刀具知識、工藝知識、切削原理知識等分析出工程案例的加工工藝，切削參數，最后編制其加工程序，提出切實可行的解決方案，真正做到學理論、懂理論、用理論三者的有機結合，全面提高學生解決工程問題的能力。
4.問題討論式教學方法。教師針對工件所采取的不同工藝措施和編程方法提出幾個討論題，學生分組準備并派出代表發言，不同觀點之間可以展開爭論，最后教師進行歸納總結，如果答案不統一，則不同的觀點可以允許存在，比較各自的優點和缺點，通過這種教學，可以拓寬學生解決問題的思路，相互學習，共同提高解決問題的能力。
5.采用漸進式教學方法。在教學中分階段、分層次設置教學目標，采用漸進式教學法，逐步建立學生的知識結構體系和提高技術應用能力。
6.發揮學生的主觀能動性。在實踐環節訓練過程中，教師與學生通過邊教、邊學、邊做完成教學，讓學生在生產環境中進行綜合性的技術訓練，在生產實踐過程中發現問題、思考問題、分析問題、解決問題，充分調動學生的積極性與主動性。
7.培養創新能力。引導學生利用業余時間積極參與企業實踐，積極參加數控大賽學習培訓，能熟練利用自動編程軟件編制程序加工工件，讓學生專業水平得以提升和創新能力得到提高。
實踐證明，以上幾種教學方法都充分調動了學生的學習積極性，體現了以學生為主體的思想，學生學到了理論知識也掌握了實踐技能。
總之，在教學過程中，教師始終堅持教學內容要符合理論與實踐相統一的原則，整合優質教學資源，采取現代化的教學手段，積極探索實踐各種有效教學方式，采取靈活多樣的教學方法，提高學生學習本課程的興趣，提高學生實際加工的能力，那么本課程的教學效果自然會得到極大強化。
關鍵詞： 數控技術應用；課程特點；教學質量
Key words： CNC technology application；course characteristics；quality of teaching
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）11-0278-02
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作者簡介：王曉宇（1964-），男，陜西長武人，西北工業學校機械工程系教師，高級職稱，從事數控及模具理論與實訓教學工作。
1 《數控技術應用》課程特點
1.1 涉及基礎面寬?！稊悼丶夹g應用》這門課程設計制圖、工藝、刀具、機床、材料、電子技術、切削原理、數字控制、通信接口與網絡、PLC、計算機技術、軟件技術、檢測以及電機等內容，因此這是一門綜合性很強的專業技術課，不僅涉及的專業基礎知識面廣，而且綜合性強以及難度大。
1.2 技術更新快。數控技術隨著計算機技術、微電子技術、材料和機械結構以及測試技術等各方面的高速發展已經不僅僅是數字控制而是一門科學技術，并且是一門結合設計、工藝、制造以及自動化控制的多學科交叉型的科學技術。數控技術正在發生根本性技術更新，由專用型封閉式開環控制模式，向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。
1.3 實踐性強。數控技術教學中如數控機床結構分析、檢測裝置、數控編程與做操以及數控加工工藝分析和數控機床一般故障診斷與維修等都必須與相應的試驗或者實訓加深理論教學的效果，如果離開實踐，不僅很多抽象的知識無法解釋，更是使學生的理論與實踐相脫離，更不能培養學生實際的操作能力以及系統的維護能力。
2 當前數控技術應用課程教學面臨的問題
我校的數控專業的教學起點晚，專業的師資也比較缺乏，在日常的課堂教學以及實踐教學中都存在著不少的問題，具體來說主要有幾下幾點：
2.1 教學內容不規范。在教學過程中對機械結構等方面的先修課程的知識掌握不足而導致后面的內容開展起來相對困難，因此應當加深學生對基礎知識的深入理解以更好的為后面的學習做鋪墊。
2.2 教學內容不夠深入和前沿。由于數控技術是一門應用型的技術課程，所以更新速度比較快。但是學生在課堂上學習的知識往往都是過時的或者淘汰的，對于新技術的應用卻了解甚少，這就造成了學習的知識往往畢業就業后用不上，而在接受新技術的時候適應時間長等問題。
2.3 缺乏綜合性以及前沿性的教材。面對現代化的先進技術缺乏相應的教材，而能夠適應關鍵性的技術論述和適應技能性人才培養的高質量的教材是少之又少。此外，沒有與試驗設備控制系統相配套的教材，同時編程格式與其他教材也不一致，這些都造成了教師在講授課程中既浪費時間又達不到良好的效果。
2.4 實習以及實訓和試驗等實踐性的教學條件達不到要求?，F在很多數控教學的實踐課程都存在很大的缺陷，導致學生對數控機床的認識僅僅停留在表面，而且只能簡單的操作并且達不到處理操作過程中存在的問題。因此應當不斷的改善學習實踐的環境，多參加實踐課程以更好的加深對理論知識的理解，同時還能夠提高實際操作能力和解決問題的能力，這樣才能有效的提高教學的質量。
3 提高數控技術應用課程教學質量的方法和途徑
3.1 合理調整教學內容。應當恰當取舍教學內容，由于數控技術更新快而課本中很多內容都比較落后甚至是被淘汰的技術，因此在教學中只是適當的讓學生了解這部門內容即可不必要花費過多的精力去講授；而對于數控行業新技術新發展教師應當適當的增加內容并且進行詳細講解，如果有條件的還可以去一些相關的先進企業是參觀實習，以更好的了解數控行業的發展動態以及新技術，這樣理論和實踐相結合才能讓學生更深入的掌握理論知識。例如，可將教材中《數控技術應用》的內容劃分成數控系統與數控機床編程與操作兩個模塊來進行。先講授使數控機床編程與操作，以數控車編程操作為主，兼顧數控銑/加工中心，實行理實一體化教學。后講授數控系統，由于學生對數控機床有了感性認識，對數控機床能進行自動加工感興趣，帶著凝問學習數控系統，有利于提高學生學習積極性，也便于學生的理解。
3.2 改進理論教學的方法和手段能激發學生學習的興趣和動力。如果講授《數控技術應用》僅僅是教師不停的講而學生被動的聽，這種方法很難達到滿意的教學成果也很難培養出具有操作能力的適應現代化數控發展的高素質人才。應采用先進的教學理念和教學方法，正確處理教學活動中教與學的關系，改革傳統的“三中心”（教師中心、課堂中心、書本中心）教學模式。在教學活動中具體引入和充分實踐項目教學法、案例研究法、啟發式教學法和討論式教學法等教學方法。項目教學法：針對典型的知識模塊，采用項目教學法，將理論知識、實驗、實訓為一體；通過項目的實地進行，使學生能夠了解和把握完成項目每一環節的基本要求和實踐技能。打破傳統的課堂講授與實訓教學分段實施的方式，在實驗室、數控實訓基地邊講授、邊訓練。學生在學中做、做中學、學做結合。
運用多媒體教學手段進行數控課程的講解，這樣就可以把抽象的知識通過多媒體形象的變現出來，不僅加深了學生的記憶更提高了學生學習的積極性和主動性。如：講授數控機床的結構或作數控機床的操作應用時，都可以通過掛圖或者仿真軟件來代替黑板的死板局面，不僅使課堂變動生動具體，而且仿真軟件不存在安全問題，學生還可以通過仿真軟件進行獨立的學習和練習同時還能體驗真實場景的感覺。好的教學方法和教學手段對于提高學生學習興趣以及學習主動性有著不可替代的作用，因此采用這些方法不僅提高了學生學習的積極性更提高了教學效果。
3.3 提高任課教師以及試驗人員的教學水平。提高教師以及試驗人員的教學水平不僅僅是提高其理論知識，更重要的是提高實踐的知識以及解決日常操作問題的能力。應當定期派有責任心有知識的教師去相關的單位去實踐，或者深入實驗室或者實訓基地參觀培訓，這樣不僅增加了解決問題的能力還能夠把這些應用到教學當中，不僅提高了教學課堂的趣味性，也提高了學生解決問題的能力，與此同時，教師之間也應當定期或者不定期的相互聽課，與實驗室與實訓室教師對教學方法以及內容進行研討，總結經驗，取長補短，以促進學習以及教學方法的共同提高。
3.4 加強實踐教學，培養學生應用能力以及創新能力。培養適應社會發展的應用型人才最主要的途徑就是實踐教學，同時實踐教學也是培養高技能應用人才的重要保障，在專業培養方案中占有重要的地位。在教學中應當實踐和理論交叉進行同時也要注重實踐教學所占的比例。為了使學生對知識做到融會貫通必須在試驗過程中充分發揮學生的主動性，讓學生成為真正的主體。
總之，《數控技術應用》作為一種綜合類的學科，涉及多門基礎以及相關的技術課程，并且數控技術更新快而且實踐性強。因此，在實際教學中要不斷的改善實踐教學的環境以及調節，在做好課堂理論基礎授課的同時還要不斷的通過實踐來掌握實際的操作以及解決實際的問題，這就不僅需要建設好師資隊伍，更要在教材以及實驗室、實踐基地或者是實習單位方面下大力氣做好抓好。教課時一定要借鑒國內外先進的教學思想和模式，打破傳統的講授模式，針對這門實踐性應用性質都比較的強的課程一定要講授和實踐結合，邊講授邊訓練。學生在學中做、做中學、學做結合。
參考文獻：
