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如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造，仅购买新的数控车床，则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。
由于进行数控化改造对于改造厂家来说，较杂又乱，但如何对改造的数控机床进行质量控制则是我们一直以来需要探讨的问题，在此谈一下如何进行改造数控车床的质量控制。
普通车床数控改造分为新机改造和旧机改造，新机改造是用户购买普通车床或普通光机（指仅带床头箱和纵、横向导轨的车床），改造厂家根据其要求进行数控化改造。旧机改造是指用户将已经使用过的普通车床或数控车床进行翻新并进行数控化改造。其中旧机改造包括大修车床改造和用户旧机部件改造。在此浅谈改造数控车床在机械方面的质量控制方法、着重控制点和检验过程。
一、新机改造和旧机大修车床改造都必须经过如下相同改造
(1)更换X轴、Z轴丝杆、轴承、电机。
(2)增加电动刀架和主轴编码器。
(3)增加轴向电机的驱动装置，限制运行超程的行程开关，加装变频器（客户需要）以及为了加工和安全所需的电气部分。
(4)X轴、Z轴的丝杆两端支承面的配刮、滚珠丝杆副托架与床鞍的配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮。
(5)据需要增加防护设施，如各向丝杆的防护罩，安全防护门，行程开关的防护装置。
二、新机改造和旧机大修车床改造的不同点
(1)新机改造的主轴和尾座部分未进行改动，主轴部分和尾座部分无须进行再改造。
(2)旧机大修车床由于经过长时间使用，导轨已磨损，为了保证大修后，能继续长时间使用而不变形，必须经过淬火工序，然后磨导轨，且磨导轨后必须保证导轨硬度≥HRC47。
(3)旧机大修车床应根据客户需要对主轴部分和尾座部分进行改造和调整。
三、新机改造和大修机床改造的精度检验是检验的重要项目
精度检验执行JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床精度》。
四、新车床改造的精度质量控制如下
(1)铲刮检验。新车床改造经过对X轴、Z轴的丝杆两端支承面的进行配刮、对滚珠丝杆副托架与床鞍进行配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮等。车床的主轴、尾座部分未拆动。检验方法如下：用配合面进行涂色，相互配合面进行结合，并相对摩擦，然后对铲刮面进行铲刮点数检验，并对结合处用塞尺进行结合程度检验，其中刮研点不得低于6点/25*25mm，0.03mm的塞尺塞结合处，不入。
(2)丝杆与导轨平行度检验：装配丝杆时，丝杆与导轨的平行度必须≤0.02mm。
(3)精度检验的G1项中导轨在垂直平面内的直线度(只许凸)应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。
(4)精度检验中的主轴部分精度G4、G5、G6项也应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。
(5)G11项床头、尾座两顶尖的等高度由普通车床厂家进行保证，不作为改造厂家质量控制的重点项目。
五、用户大修车床改造的精度检验
由于进行了磨导轨，基准面已变动，所以精度检验中的所有项目必须进行检验，且应严格进行控制，以保证改造后的使用性能。
六、大修车床改造和新机改造的其它质量重要控制点
(1)锈蚀检查：各横、纵向导轨面，主轴、主轴法兰盘，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必须采取防锈措施，如清洗干净后，用脂等进行防锈检查：铲刮面、丝杆和轴承在进行装配前必须清洗干净，不得留有红丹粉、铁削和其它脏物质；电箱内侧、防护罩内侧无灰尘、脏物。
(3)渗漏检查：大修车床改造的主轴轴承和齿轮等必须保持，大修车床改造和新车床改造的轴向丝杆和轴承必须有，必须有冷却装置，且以上和冷却中接头处，油、水箱等处都不得有渗漏现象。
(4)机床噪声、温升、转速、空运转试验：
①主轴在各种转速下连续空运转4min，其中最高转速运转时间不小于2小时。整机空运行时间≥16h，对圆弧、螺纹、外圆、端面等循环车削进行模拟空运行试验。
②主轴轴承温度稳定后，测轴承温度及温升滚动轴承：温度≤70℃，温升≤40℃；滑动轴承：温度≤60℃，温升≤30℃。
③机床噪声声压级空运转条件下≤83dB(A)，且机床有无不正常尖叫、冲击声。各轴方向进给运动进行应平稳，无明显振动、颤动和爬行现象。
④机床连续空运转试验在规定连续空运转时间内，无故障，运行可靠，稳定。
(5)用户更换部件（包括机床部分的维修）的改造：由于车床更换部件的改造项目较多，主要是更换主轴轴承、轴向丝杆、轴向电机、轴向轴承和系统。
①更换主轴轴承：由于更换主轴轴承是为了保证加工外圆和端面的精度，必须在更换轴承后，先行检验主轴的噪声在无异常的情况下，整机噪声声压级不得超过83dB（A），然后进行加工精度检验，并检验加工工件的表面粗糙度。
1数控机床的故障诊断技术
①数控系统自诊断。开机自诊断数控系统在通电开机后，都要运行开机自诊断程序，对系统中关键的硬件和控制软件进行检测，并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断运行自诊断是数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查，并显示有关状态信息和故障信息。
②在线诊断和离线诊断。在线诊断是指通过数控系统的控制程序，在系统处于正常运行状态下，实时自动地对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检，并显示状态信息、故障信息。脱机诊断当数控系统出现故障时，需要停机进行检查，这就是脱机诊断。脱机诊断的目的是修复系统的错误和定位故障，将故障定位在最小的范围。
远程诊断实现远程诊断的数控系统，必须具备计算机网络功能。因此，远程诊断是近几年发展起来的一种新型的诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家，数控机床出现故障后，通过机床厂家的专业人员远程诊断，快速确诊故障。
2数控机床故障的实用诊断方法
①诊断常用的仪器、仪表及工具万用表－可测电阻、交、直流电压、电流。
相序表－可检测直流驱动装置输入电流的相序。转速表－可测量伺服电动机的转速，是检查伺服调速系统的重要依据。钳形电流表－可不断线检测电流。测振仪－是振动检测中最常用、最基本的仪器。短路追踪仪－可检测电气维修中经常碰到的短路故障现象。逻辑测试笔－可测量数字电路的脉冲、电平。IC测试仪－用于数控系统集成电路元件的检测和筛选。工具－弹头钩形扳手、拉锥度平键工具、弹性手锤、拉卸工具等。
②诊断用技术资料主要有：数控机床电气说明书，电气控制原理图，电气连接图，参数表，PLC程序，编程手册，数控系统安装与维修手册，伺服驱动系统使用说明书等。数控机床的技术资料非常重要，必须参照机床实物认真仔细地阅读。一旦机床发生故障，在进行分析的同时查阅相关资料。
③故障处理。故障软故障－由调整、参数设置或操作不当引起硬故障－由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起。
故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源，应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
④数控系统故障诊断方法。直观法（望闻问切）：问－机床的故障现象、加工状况等看－CRT报警信息、报警指示灯、电容器等元件变形烟熏烧焦、保护器脱扣等听－异常声响闻－电气元件焦糊味及其它异味摸－发热、振动、接触不良等。参数检查法：参数通常是存放在RAM中，有时电池电压不足、系统长期不通电或外部干扰都会使参数丢失或混乱，应根据故障特征，检查和校对有关参数。隔离法：一些故障，难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成的，常采用隔离法。同类对调法用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板，或将功能相同的模板或单元相互交换。功能程序测试法：将G、M、S、T、功能的全部指令编写一些小程序，在诊断故障时运行这些程序，即可判断功能的缺失。
⑤故障诊断应遵循的原则。第一，先外部后内部数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则，由外向内逐一进行检查排除。第二，先机械后电气首先检查机械是否正常，行程开关是否灵活，气动液压部分是否正常等，在故障检修之前，首先注意排除机械的故障。第三，先静后动维修人员本身要做到先静后动。首先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，查阅机床说明书、图纸资料，进行分析后，才可动手查找和处理故障。
数控机床是现代化企业进行生产的一种重要物质基础，是完成生产过程的重要技术手段，强化管理是关键，“防”与“治”的结合是解决数控机床“使用难、维修难”的唯一途径。
1.1采用单串口服务器构建DNC网络
这种方案中，每台数控机床上都各自装有一个单串口服务器，通过单串口服务器，所有机床联网到以太网。而在以太网上的任何一台计算机装有通讯软件后都可以访问数控机床，实现数据传输，反馈信息等功能。（图1）
1.2采用无线网络构建DNC网络
无线网络在本方案中指采用IEEE802.11b/g协议的无线以太网络。采用串口设备无线网络服务器可以将具有串口的数控设备连接到IEEE802.11b/g网络，从而通过无线路由器、交换机等接入工厂的局域网。（图2）通过仔细的研究分析，综合考虑数控机床本身硬件接口和系统情况，又便于施行DNC集成化功能，并且保证DNC系统的稳定性。实训室决定采用基于单串口服务器接入以太网的方案来实现数控机床的网络化改造。
2实践性教学模式
在十余年的数控技术教学实践中，作者以从知识到能力的转化为契机，在传授数控理论知识的同时，更加注重学生实践能力的培养，逐步摸索出一套适合学生能力发展的数控技术实践性教学模式。
2.1实践性教学方法的提出
《数控技术》是比较偏重实践性的课程，特别是一些相关的程序、概念，比较抽象，学生不容易理解，听起来比较枯燥，学生兴趣不是很高。在教学中加强课程与专业的联系、课程与实际应用的联系，开展实践性教学改革是全面提高教学质量和教学效果的有效方法和手段。笔者认为，运用现代教学理论，积极探索实践性教学模式，切实提高应用性学科教学质量，是《数控技术》教学改革的一种有效尝试。
2.2实践性教学的指导思想
“教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事学习、活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能和方法，获得广泛的活动经验。”这是开展实践性教学模式研究的指导思想。
2.3实践性教学三法
授课过程中，除了讲解、提问和答疑等常用的方法外，笔者结合《数控技术》课程本身的特点，探索并完善了以案例式教学法、探讨式教学法和现场式教学法为代表的实践性教学三法。
2.3.1案例式教学法
案例式教学法主要是通过列举实例，提高学生临场解决实际问题的能力，引导学生对一些特殊情境进行思考的一种教学方法。
案例教学的目标是让学生像一个真正的老师那样去思考问题、分析问题、解决问题，用综合的观点来审视教育现象，案例答案的不确定性增强了学生面对教学实践中的不可预期性问题的应对策略和能力。通过各种各样的案例演示，学生不仅接触到各种社会现象，而且这些针对性的演练对于学生毕业后走上社会，在经济的大舞台上施展才华无疑具有很强的使用价值。
本文介绍在《数控技术》授课过程中，案例教学法的一个典型应用。如图1所示的切削零件，通过示例，介绍数控编程的基本方法。用螺纹切削复合循环G76指令编程，加工螺纹为M60×2，工件尺寸见图，其中括弧内尺寸根据标准得到。
%2451
N1T0101（换一号刀，确定其坐标系）
N2G00X100Z100（到程序起点或换刀点位置）
N3M03S400（主轴以400r/min正转）
N4G00X90Z4（到简单循环起点位置）
N5G80X61.125Z-30I-0.94F80（加工锥螺纹外表面）
N6G00X100Z100M05（到程序起点或换刀点位置）
N7T0202（换二号刀，确定其坐标系）
N8M03S300（主轴以300r/min正转）
N9G00X90Z4（到螺纹循环起点位置）
N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11G00X100Z100（返回程序起点位置或换刀点位置）
N12M05（主轴停）
N13M30（主程序结束并复位）2.3.2探讨式教学法
探讨式教学法的实质，首先就在于它不仅是“教”或“学”的过程，而且是一种全体参与的过程。要充分发挥学生的主体性，让他们参与到你的整个教学中去，激发他们的学习兴趣，才能提高教学质量。其次，教学的本质是一种师生交往、交流、互动、对话的活动。在这样的活动中，老师作为一种知识资源出现在学生面前，应成为学生学习的合作者、促进者，而不是教材的代言人。所以教师应该学会在适当的时候设计适当的问题，从而有效地提高学生的学习兴趣，激发学生的学习动机，提高教学效果。
《数控技术》这门课知识点多，相辅相成，完成一个项目需要较严密的逻辑思维能力。在编程学习阶段，可以把学生分为几个学习小组，共同完成。实践的结果表明，在互相讨论又各有其责的学习氛围中，对知识的提高与巩固有很大的帮助，同时也培养了他们的团队合作精神。
例如，在讲授绝对坐标编程和增量坐标编程两种编程方法之前，通过学生讨论，预测出其不同的用法，在这个预测和探讨的过程中，学生已经对两种编程方法的不同有了初步认识。此时讲授起来，学生易于接受，学习的积极性也高。
方法一：用绝对坐标编程
N001G92X0Y18LF
N002G90G02X18Y0R18
F100S300M03LF
N003G03X68Y0R25LF
N004G02X88Y20R-20M02LF
方法二：用增量坐标编程
N001G91G02X18Y-18R18
F100S300M03LF
N002G03X50Y0R25LF
N003G02X20Y20R-20M02LF
2.3.3现场式教学法
因数控技术本身的特点，要求我们必须做到理论与实践相结合，加大现场式教学力度，突出技术的应用性，并要强调教学内容的可操作性。
对于机床操作教学，应尽可能地让学生多摸、多动机床，尤其是手动(JOG、ING)工作方式，对于缺乏实际经验的学生来说，其效果是显而易见的，而且便于控制手动的安全性。
数控编程是数控机床学习的重点，在了解数控手工编程指令的基础上，可由教师指导学生装夹工作，指明欲加工的内容和将要使用的刀具，用单步运行的方式逐段运行程序，边运靠边讲解，可收到事半功倍的效果。
3应解决的几个问题
3.1学生学习观念的转变
首先，学生应转变被动的学习观念，树立自主学习的理念，增强主体意识和自我建构意识，主动参与教学、积极思考、大胆探究。其次，要加强合作意识和能力的培养，学生之间应建立良好的学习合作关系，沟通交流，共同探究。
3.2教师综合素质的提高
教师本人要具备科学研究和创新的基本能力，而且教师必须站在知识的前沿，用自身的创新成果不断丰富和补充教学内容。教师还应提高教学的专业化程度，组织好研究性课程。
3.3网络教学资源的建设
实践性教学的形式与内容是开放的，因此优质的网络教学资源是实施研究性教学的重要保障。网络教学资源的建设应保证内容丰富、开放和动态，以提供研究性教学需要的资料和信息。教学网站中应当构建一个开放、互动的教学平台，并创建各种虚拟的研究环境，为学生参与和自主开展课题研究创造条件。
3.4数控仿真实践教学
由于数控设备投资较大，并且操作过程具有较大的危险性，通过引入数控仿真教学，使学生在机房能够模拟数控机床加工工件，并且基本上与实践加工现场相似，这既能节约数控实践教学的成本，又满足了大量学生实践能力培养的需求。具体教学过程：运用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三维软件进行零件建模，并自动生成刀具轨迹和NC代码(或者根据图纸手工编程)后在南京宇航、VNUC仿真软件上进行仿真加工，以验证程序是否正确，同时又能熟悉机床操作面板各个按键的作用；此仿真实践教学过程既体现先进制造技术内涵，又充分培养学生设计、分析和动手操作的能力。
4结束语
作者主要从事数控技术等课程的教学，并主持相关科研活动。多年来，通过实践总结，摸索出实践性教学模式在数控技术教学中的应用。实践性的教学模式，教师应根据课堂教学的学习内容，创设教学情境，提供必要的学习材料，让课堂充满研讨、探究、思考的气氛。在实践活动中，让学生享受把所学的知识运用到生活实际中去的体验感受和乐趣。培养学生灵活运用、解决实际问题、大胆创新等综合能力。2004年，作者获新疆大学《数控技术》讲课比赛一等奖，《数控技术》课被评为新疆大学精品课程，并于2006年申报自治区精品课程，这是实践性教学模式在数控教学领域成功的一个例子。
【摘要】数控技术是机械学科一门实践性很强的技术课程。本文初步探讨了实践性教学模式在《数控技术》课程中的应用。旨在引导学生运用加工工艺、程序的编制等理论知识，实际操作和运用数控机床，构建数控技术课程的教学、生产、操作实践相结合的新的教学模式。该模式已在施教过程中得以应用，并取得了显著的教学效果。
【关键词】数控技术程序编制实践性教学模式
参考文献：
1.1讲解法
即在课堂上,将项目难点重点分条理的展开,通过示范操作及操作注意事项内容的学习后,进行小结,然后在引出一些在理论课上的重要概念,原理解释,通过分析,做到由简入繁,这样学生就能按步骤掌握专业知识。
1.2演示法
即在课题上,通过教师进行示范性实验或操作等方法使学生通过自身的观察而获得自身所需的知识。它可以让学生获得清清楚楚、一目了然的知识,加深对书本知识的理解,并将抽象理论和实际现象联系起来,有助于学生对概念的理解和技能的掌握。要求教师课前要做好演示的准备工作,根据课题选择好对应的设备、工具、量具及原材料。
1.3实操法
即学生上完理论课后,紧跟着在实训老师的指导下进行机床操作练习,提升自身的操作技能,做到活学活用,加深对理论知识的认识,同时实操时一定要掌握正确的方法、步骤,强调操作安全,提高实操的时效,实训老师也必须认真巡回指导,加强实训过程的管理,及时的处理实训中的问题,保证实操的准确性和有效性。
2数控技术应用理实一体化的实训条件
要有与数控专业和规模相适应的硬件设备和实训条件。因此要求作为课堂的实训车间要有足够数量的数控机床,必要的教学场地及黑板,条件好的可以有多媒体投影设备。根据就业前景和用人单位需求,该校结合自身现实情况,主要的培养目标为数控操作人员、编程人员、数控设备维护维修方向。按照培养目标的需要,制定了该校的数控设备选择方案,在设备的选择上,按照有利于培训对象熟练使用、操作、维修数控车、铣床为目标,在确保教学质量的前提下,既考虑机床的规格和配置,同时考虑人才培养所需的机床数量．同时满足合理性、经济性以及教学和企业的需求。在实训工厂内专门设一定面积的讲解场地,包括黑板,座椅,电脑设备等,从硬件上为理实一体化教学师生双方边教、学、做及理论与实训的交替进行提供保障,在条件允许下尽量按照单人单机要求来配置。
3数控技术应用理实一体化课程设置
要具备与专业和规模相适应的课程体系设置。《数控编程与加工》课程,必须建立在学生已具备较为熟练的车工基本操作技能及相关的专业基础课的基础上开展,考虑学校实训条件,借用比较直观的宇龙仿真软件,采用理论课堂教学和宇龙仿真软件教学相结合以及实习课前集中讲解和操作演示与现场巡回指导相结合的形式。及时发现学生学习过程中的问题并解决。注意每个项目中学生成绩的记分,充分调动学生的学习积极性,以提高学生的动手能力。课程的任务包括:(1)掌握常用数控系统特别是FANUC(华中)数控系统的数控车床、铣床的编程方法,并熟练地运用手工编程方法编写较复杂零件加工程序;(2)熟悉常用数控系统FANUC(华中)数控车床、铣床,能够操作面板上的各项按钮,手动输入数控加工程序及修改有关加工参数的设置;(3)能够正确对刀,确定工件坐标系,会对数控加工工艺进行分析与处理、会进行测量及计算、正确选用数控加工刀具及相应的角度、准确完成试切工件的任务、精确对刀偏值及刀补值参数的设置、正确对运行报警识别处理等操作,最终能加工出合格的零件,达到数控初级工理论和技能操作要求。
4数控技术应用理实一体化配套教材
要有与课程相适应的教材与之同步进行。教材要根据教学目标和内容,将各个知识点分解成实训课题项目,有计划地提升学生的技能水平。针对该校中等职业学生的培养目标,要突出与实训技能相关的必备专业基础知识。根据自身的实际情况,编写适合该校教学实际的校本教材和教案,做到既适合学校教师水平及实训条件的要求,又适合中职学生对知识掌握的能力的要求,同时注意用人单位的具体要求及学生的个性发展需要,着重突出学生潜在能力的培养,以需求为主体,对教材内容进行必要的取舍与组合。
5数控技术应用师资队伍
由于教学内容进行了相应的项目化处理,从而改变了课时和讲课方式,因此教师必须改变以往的传统的灌输式的教学方法,不仅要求教师具有扎实的专业理论功底,还要求教师具有过硬的社会实践技能,而双师型人才是突破点,解决方法应从鼓励教师参加各种层次的学历进修和组织教师利用寒暑假参加省培和国培或进企业顶岗锻炼及技能培训方面入手,提升师资队伍的素质。
2．实践教学体系改革实施
在我校机电专业教学计划中，数控技术课程为《数控技术》（32 学时）以及课内实验等实践性环节，它们在该专业系列课程中占有重要的位置，也是培养学生程素质和创新能力的一个重要载体。因此，在本课程教学改革中，遵循 “注重基础知识，以培养实践能力、综合应用知识能力、创造能、在实践中主动获取知识的能力为主要目的”的指导思想[3，4]，在数控技术实践教学改革中体现了分层次、循序渐进的特点，涉及到课内实验、综合实训、开放选修实验等多个阶段。
2.1 课内实验项目设置在该层次的实践教学环节项目设置中，主要目的是增加学生的感性认识，以直观认知为主，不强调学生的动手能力。因此，设置了《数控机床认知实验》《数控车床编程实验》和《数控插补实验》等三个课内是项目，共 6 个学时。《数控机床认知实验》利用本校机械工程实验中心已有的数控车床、数控铣床、数控加工中心等数控机床，以教师结合实物讲解为主，使学生了解数控机床的各个组成部分，工作原理等基本知识。《数控车床编程实验》以教师讲解演示为主，使学生了解数控编程加工的基本知识。《数控插补实验》以专门开发的插补实验软件演示为主，使学生了解数控插补原理。课内实验结合理论课程教学进度，分组进行，实验类型有演示实验和验证实验，注重基础性知识的实践训练。
2.2 综合实训项目设置在该层次的实践教学环节项目设置中，主要目的是锻炼学生的实践动手能力，利用所学理论知识运用到实践中的能力，巩固和拓展课程知识，培养学生综合分析问题的能力以及动手能力。因此，数控技术实训内容按模块化划分，强调循序渐进，相关训练针对性强，应用性强，设置《数控加工仿真实训》《数控加工实训》《数控安装调试实训》三个实训项目，共计 3 周。在《数控加工仿真实训》项目设置中，考虑到由于高校的持续扩招学生人数大增，而实验设备-数控机床属于高技术、高附加值产品，其机床本体和控制系统品类繁多，价格高昂，一般数控车或铣床单价约十万到二三十万，加工中心则动辄几十万甚至数百万。如果数控课程的实验、实训环节完全依赖数控机床，则需大量数控机床，投入巨大、消耗多、成本贵、实验风险高，学校将无力组织实践教学[2]。近年来，市场上出现了基于虚拟现实技术开发的数控加工仿真系统，实验者可在此计算机系统平台上实现演示、分析数控加工从零件设计图到加工程序调试直至动态切削演示的全过程，包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试等，甚至具有工件的三维测量功能；能够仿真 Fanuc 、Siemens 、PA 8000、三菱、大森数控、华中数控和广州数控等主流系统，提供数控车床、数控铣床、加工中心等各种机床面板；面向数控加工技术初学者，具有强大的数控知识呈现功能，具有用于辅助教学的各种模块设置。学生通过软件模拟仿真基本上可解决学生熟悉机床控制面板及数控系统操作等问题，具有使用成本低廉、安全性高、方便辅助授课等特点。因此，根据学校实际情况，设置了《数控加工仿真实训》实训项目，实训时间 1 周，为此采购了宇龙数控加工仿真系统。通过仿真实训，可使每一个学生单独使用一台计算机进行数控编程、操作和加工全过程的模拟训练。《数控加工实训》项目，实训时间 1 周，实训内容包括数控车床和数控铣床两种数控机床的编程加工。安排在学生完成《数控加工仿真实训》项目之后，此时，学生在进行《数控加工仿真实训》项目时已经把要加工的零件程序编程完成，并在在加工仿真系统中仿真运行，检验了程序的正确性。这样，在实际的机床上完成典型零件的编程加工操作时，可以节约大量占用机床时间，解决了设备不足的问题。《数控安装调试实训》项目，实训时间 1 周，实训内容包括数控系统的连接、调试（包括参数保护、回参考点、丝杠螺距误差补偿、伺服驱动单元调试、PLC 编程）和故障诊断（包括机床故障模拟与诊断、主轴变频单元的故障诊断）等实训内容。通过该项目实训，使学生能掌握数控机床安装调试方面和数控故障诊断方面的能力。为了开展这个实训内容，已有设备不能满足要求，为此采购了南京日上自动化设备有限公司开发的数控实训设备，来完成这些实训内容。在本层次的实践教学项目设置中，根据学校实际情况，通过软件仿真实训和实际机床操作实训结合的方式，用有限的资金，解决了设备不足的问题，使每个学生在这个环节能得到充分的动手锻炼的机会。通过学生单独使用软件仿真加工，锻炼独立操作的能力；同时，通过数控加工实训和安装调试实训的分组操作，培养学生团队合作完成任务和解决问题的能力。
2.3 开放选修实验项目设置
在该层次的实践教学环节项目设置中，主要目的是培养学生的在数控机床设计开发方面的创新能力。目前，开发式数控系统的出现，为数控机床（数控系统）的设计开发提供了一种方便的途径。因此，在这本环节设计了《开放式数控系统开发》的开发选修实验，利用固高公司开发的基于运动控制卡的二维开放式数控平台，学生可以在上面定制自己的数控系统。本环节时数 32 学时，运行模式为开发选修实验，针对部分对数控技术有兴趣的学生选择。可在此基础上组织学生参与大学生科技创新计划项目。
2.1实践性教学方法的提出
《数控技术》是比较偏重实践性的课程，特别是一些相关的程序、概念，比较抽象，学生不容易理解，听起来比较枯燥，学生兴趣不是很高。在教学中加强课程与专业的联系、课程与实际应用的联系，开展实践性教学改革是全面提高教学质量和教学效果的有效方法和手段。笔者认为，运用现代教学理论，积极探索实践性教学模式，切实提高应用性学科教学质量，是《数控技术》教学改革的一种有效尝试。
2.2实践性教学的指导思想
“教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事学习、活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能和方法，获得广泛的活动经验。”这是开展实践性教学模式研究的指导思想。
2.3实践性教学三法
授课过程中，除了讲解、提问和答疑等常用的方法外，笔者结合《数控技术》课程本身的特点，探索并完善了以案例式教学法、探讨式教学法和现场式教学法为代表的实践性教学三法。
2.3.1案例式教学法
案例式教学法主要是通过列举实例，提高学生临场解决实际问题的能力，引导学生对一些特殊情境进行思考的一种教学方法。
案例教学的目标是让学生像一个真正的老师那样去思考问题、分析问题、解决问题，用综合的观点来审视教育现象，案例答案的不确定性增强了学生面对教学实践中的不可预期性问题的应对策略和能力。通过各种各样的案例演示，学生不仅接触到各种社会现象，而且这些针对性的演练对于学生毕业后走上社会，在经济的大舞台上施展才华无疑具有很强的使用价值。
本文介绍在《数控技术》授课过程中，案例教学法的一个典型应用。如图1所示的切削零件，通过示例，介绍数控编程的基本方法。用螺纹切削复合循环G76指令编程，加工螺纹为M60×2，工件尺寸见图，其中括弧内尺寸根据标准得到。
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N1T0101（换一号刀，确定其坐标系）
N2G00X100Z100（到程序起点或换刀点位置）
N3M03S400（主轴以400r/min正转）
N4G00X90Z4（到简单循环起点位置）
N5G80X61.125Z-30I-0.94F80（加工锥螺纹外表面）
N6G00X100Z100M05（到程序起点或换刀点位置）
N7T0202（换二号刀，确定其坐标系）
N8M03S300（主轴以300r/min正转）
N9G00X90Z4（到螺纹循环起点位置）
N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11G00X100Z100（返回程序起点位置或换刀点位置）
N12M05（主轴停）
N13M30（主程序结束并复位）
2.3.2探讨式教学法
探讨式教学法的实质，首先就在于它不仅是“教”或“学”的过程，而且是一种全体参与的过程。要充分发挥学生的主体性，让他们参与到你的整个教学中去，激发他们的学习兴趣，才能提高教学质量。其次，教学的本质是一种师生交往、交流、互动、对话的活动。在这样的活动中，老师作为一种知识资源出现在学生面前，应成为学生学习的合作者、促进者，而不是教材的代言人。所以教师应该学会在适当的时候设计适当的问题，从而有效地提高学生的学习兴趣，激发学生的学习动机，提高教学效果。
《数控技术》这门课知识点多，相辅相成，完成一个项目需要较严密的逻辑思维能力。在编程学习阶段，可以把学生分为几个学习小组，共同完成。实践的结果表明，在互相讨论又各有其责的学习氛围中，对知识的提高与巩固有很大的帮助，同时也培养了他们的团队合作精神。
例如，在讲授绝对坐标编程和增量坐标编程两种编程方法之前，通过学生讨论，预测出其不同的用法，在这个预测和探讨的过程中，学生已经对两种编程方法的不同有了初步认识。此时讲授起来，学生易于接受，学习的积极性也高。
方法一：用绝对坐标编程
N001G92X0Y18LF
N002G90G02X18Y0R18
F100S300M03LF
N003G03X68Y0R25LF
N004G02X88Y20R-20M02LF
方法二：用增量坐标编程
N001G91G02X18Y-18R18
F100S300M03LF
N002G03X50Y0R25LF
N003G02X20Y20R-20M02LF
2.3.3现场式教学法
因数控技术本身的特点，要求我们必须做到理论与实践相结合，加大现场式教学力度，突出技术的应用性，并要强调教学内容的可操作性。
对于机床操作教学，应尽可能地让学生多摸、多动机床，尤其是手动(JOG、ING)工作方式，对于缺乏实际经验的学生来说，其效果是显而易见的，而且便于控制手动的安全性。
数控编程是数控机床学习的重点，在了解数控手工编程指令的基础上，可由教师指导学生装夹工作，指明欲加工的内容和将要使用的刀具，用单步运行的方式逐段运行程序，边运靠边讲解，可收到事半功倍的效果。
3应解决的几个问题
3.1学生学习观念的转变
首先，学生应转变被动的学习观念，树立自主学习的理念，增强主体意识和自我建构意识，主动参与教学、积极思考、大胆探究。其次，要加强合作意识和能力的培养，学生之间应建立良好的学习合作关系，沟通交流，共同探究。
3.2教师综合素质的提高
教师本人要具备科学研究和创新的基本能力，而且教师必须站在知识的前沿，用自身的创新成果不断丰富和补充教学内容。教师还应提高教学的专业化程度，组织好研究性课程。
3.3网络教学资源的建设
实践性教学的形式与内容是开放的，因此优质的网络教学资源是实施研究性教学的重要保障。网络教学资源的建设应保证内容丰富、开放和动态，以提供研究性教学需要的资料和信息。教学网站中应当构建一个开放、互动的教学平台，并创建各种虚拟的研究环境，为学生参与和自主开展课题研究创造条件。
3.4数控仿真实践教学
由于数控设备投资较大，并且操作过程具有较大的危险性，通过引入数控仿真教学，使学生在机房能够模拟数控机床加工工件，并且基本上与实践加工现场相似，这既能节约数控实践教学的成本，又满足了大量学生实践能力培养的需求。具体教学过程：运用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三维软件进行零件建模，并自动生成刀具轨迹和NC代码(或者根据图纸手工编程)后在南京宇航、VNUC仿真软件上进行仿真加工，以验证程序是否正确，同时又能熟悉机床操作面板各个按键的作用；此仿真实践教学过程既体现先进制造技术内涵，又充分培养学生设计、分析和动手操作的能力。
4结束语
作者主要从事数控技术等课程的教学，并主持相关科研活动。多年来，通过实践总结，摸索出实践性教学模式在数控技术教学中的应用。实践性的教学模式，教师应根据课堂教学的学习内容，创设教学情境，提供必要的学习材料，让课堂充满研讨、探究、思考的气氛。在实践活动中，让学生享受把所学的知识运用到生活实际中去的体验感受和乐趣。培养学生灵活运用、解决实际问题、大胆创新等综合能力。2004年，作者获新疆大学《数控技术》讲课比赛一等奖，《数控技术》课被评为新疆大学精品课程，并于2006年申报自治区精品课程，这是实践性教学模式在数控教学领域成功的一个例子。
参考文献：
[1]赵庆聪，张键，陈元凤.数据库原理与应用.实践性教学方法研究[J].科技信息，2007，(35)：224.
[2]秦曼华.数控机床编程与操作.实训课程的教学研究与实践[J].天津职业大学学报，13，(4)：22.
平台包含“采选及观光”、“采选客服”、“电子商务”及“物流配送”四个子系统，采选及观光是系统应用的基础，基于远程视控实现果蔬的采选或者园区观光，此子系统采用C/S架构；客服、电商及物流是系统后续服务的保障，完成果蔬采选后收费及送件等功能，这三个子系统均采用B/S架构。
1.2网络及视频规划
实际规划时，可根据农庄的园区规模和采选模式，有区别地架设云台式的或固定式的模拟摄像头或网络摄像头。
2平台软件开发
2.1采选及观光子系统开发
2.1.1功能分析
为了使客服得知客户的果蔬采选信息，该子系统需要发送包含时间戳的客服消息，为采选客服子系统的消息激发提供依据。
2.1.2程序设计简介
该子系统可以采用C#或Java等语言开发。建议采用VFW(VideoforWindows)技术，VFW是Microsoft公司为开发Windows平台下的视频应用程序提供的软件工具包，提供了一系列应用程序编程接口，通过这些接口，用户不仅可以很方便地实习视频捕获、视频编辑以及视频播放等通用功能，而且还可以利用回调函数开发比较复杂的视频应用程序。
2.1.3目标果蔬采选
由于目标果蔬的派工采摘势必有一定的滞后性，所以在一个目标果蔬在被实际采摘之前，该目标果蔬有可能被其他多个用户重复采选，因此，为了避免这种采选状况的出现，采选系统除了具有基本的采选操作功能以外，还需要具有对后来者对已选目标果蔬的及时提醒。这一功能的基础是运用图像处理与模式识别技术，对两个目标果蔬图像进行比对，当相似度达到设定的阈值时，即可认为是同一目标果蔬。
2.2采选客服子系统开发
2.2.1功能分析
果蔬采摘客服的两个主要工作分别是负责客户的注册和客户的采选。图3所示为客户采选后的服务流程图，其中，“收到采选消息”来源于采选及观光子系统的“发送客服消息”；派工单上不仅包含了目标果蔬所在的园区位置（如菜地编号），而且包含了客户框选的果蔬彩色打印图，以便于采摘员工“按图索骥”，快速、正确地找到并采摘目标果蔬。
2.2.2程序设计简介
基于目前Web应用程序开发最稳定、高效的通用语言编译运行程序，其平台的开发真正实现业务数据、工作流、权限及用户UI等功能的全面集成。为了能够准将客户采选的提交信息实时地通知客服，在该子系统中，不仅需要编写定时刷新客服操作界面的程序，而且，还需要结合运用AJAX技术，以便实现页面的无闪刷新。表1所示为采选客服子系统的客服操作界面的GridView数据表。
3关于电子商务与物流配送的应用
3.1电子商务在本系统中的应用分析
通过本系统进行果蔬采选的用户，其不仅需要注册，而且有采选操作时，还要按照设置的交费规则来付费，这就需要系统附有相应的交费系统，或者是电子商务系统，农庄可以根据需要，开发自己单位专用的管理平台，也可以选用目前比较成熟电子商务软件。
3.2物流配送在本系统中的应用分析
显然，本系统采选的目标果蔬，最终需要通过相应的物流配送机制，所以，农庄可以自己建立专门的物流分公司，也可以与当地现有的物流公司协作，并且根据用户的地理分布情况，合理地设置目标果蔬取货点，当然，对于一些特殊身份的客户(VIP)，也可送货上门。另外，可以对物流配送车采用GPS定位，使客户可以随时通过电脑或手机在网上查询到自己的目标件的物流状况。
1．2路基填料施工技术在高速公路路基施工过程中，路基填料施工需要严格依照规范与标准进行，并需要量化填料的最小强度大粒径，同时需要运用CBR值对高速公路路基土的强度进行表征。通常情况下，对高速公路底面以下0～0．3m的路床进行调料时，需要将CBR值控制在小于8的范围之内，与此同时，对于高速公路下面及下路床，也需要依照规定及标准进行填料的施工。如果路基的填料不能符合标准与规定的最小强度，则需要采用稳定性较高的材料进行处理。一般说来，稳定性材料包括石灰、粉煤灰、粗颗粒等。
1．3路基压实施工技术在高速公路施工过程中,路基的压实是一项重要的工作。现阶段，我国高速公路路基压实工程通常采用大吨位的压路机进行施工。目的在于提高高速公路路基的施工质量，从而将路基土的压实度大大提高。根据高速公路路基施工的规范与标准，在高速公路路床顶面以下0．8～1．5m的位置需要将路堤的压实度保持在大于95％的范围内；而在高速公路底部至0．3m之间进行填料时，需要将CBR控制在小于8的范围内；对于0．3m之上的路床，填料的CBR值要在8～12之间。下路床的填料需要根据具置选择不同强度的填料进行填方，当路基填料达不到规定的最小强度时，应采取用石灰等稳定材料或者掺和粗颗粒的方法进行处理。
1．4路基防护施工技术在高速公路路基施工过程中，路基防护施工是一项极为重要的工作，通常情况下，高速公路路基施工包括坡面防护、冲刷防护、支挡防护3种类型。对于坡面防护来说，其目的主要是预防和阻止地表水的浸泡与冲刷以及坡面岩石风化剥落。近年来，国内高速公路工程中，为了与生态环境保护理念相符合，高速公路的边坡防护通常采用穴播、沟播与片石骨架内播草种与植草皮的措施，从而通过植物的生长对边坡进行防护。对于冲刷防护来说，其目的在于避免地表水及地下水对边坡的冲刷与浸泡，现阶段通常采用砌石、挡土墙、铁丝石笼等工具进行施工，近年来聚氨酯类土工织物护面板逐渐受到公路建设领域的重视，并收到了良好的应用的效果。支挡防护也是高速公路路基防护的重要组成部分，目前利用锚杆、锚索等工具对边坡进行加固的方法受到了公路建设领域的重视，该方法的应用要点是为锚杆的安置选择一个合理的位置，与此同时扶壁式结构、混凝土结构也逐渐受到重视与普及。
2高速公路路基施工质量控制措施
2．1选择合适的施工方式对于高速公路路基的施工来说，施工企业需要针对路基的不同施工阶段与施工工序进行施工方式的选择，从而才能保证路基的施工质量与施工效率，如果施工方式选择错误，不仅会给施工企业造成经济损失，同时还会延误高速公路路基的施工工期，其后果不堪设想，因此施工方式的优化需要施工企业足够关注与重视。例如，路基排水施工方式的选择需要根据施工工程当地的地势进行，在我国地势平坦的西北部地区，通常采用分散排水法，而在一些地势复杂的区域，通常需要采用集中排水法。诸如此类，不胜枚举，因此施工企业需要对施工方式进行合理的选择。
2．2严格控制施工材料进场通常情况下，在高速公路路基施工中，需要运用到混凝土、钢筋、砂石等施工材料，同时，施工材料的质量对高速公路路基的施工质量息息相关。因此，在施工材料进场之前，高速公路施工企业需要对施工材料进行严格的检查，并对材料的生产许可证与出厂合格证进行审核，选择与综合实力较高的厂家进行合作。其次，在施工材料进场之前，还需要取一些具有代表性的材料进行实验，从而明确其质量及各种性能指标，根据试验结果确定是否允许该材料进场。除此之外，施工材料进场之后需要对其进行妥善的保管，因此需要对各种材料的性能及特点进行充分的掌握。例如，将木材置于干燥的库房内，并用门帘对库房的门进行遮掩，避免湿润空气进入；对于钢筋的放置需要避免与酸性、碱性等化学物质接触。
2．3加强机械设备管理在高速公路路基施工过程中，需要用到挖掘机、摊铺机、压路机等机械设备，高速公路施工企业需要对机械设备的各种参数及性能进行调研，并针对具体的工程施工要求对其进行调整，保证机械设备的各种参数及运行速率符合路基的施工要求及标准。其次，施工企业需要安排专业人员对机械设备进行定期的保养与及时的维修，避免机械设备发生损害，从而保证其在高速公路路基施工中的运转效率。除此之外，在机械设备不使用时，需要将其安置在干燥、平整的位置，并遮盖篷布，避免因雨水冲刷而造成被腐蚀，保证其使用性能与运转效率。
应用钻孔灌注桩施工技术的过程中，由于钻杆连接以及其在调节过程中不能保持垂直等因素，使得钻孔在实际工作中发生位移，导致钻孔偏移，给后期的施工带来困难，不能保证孔桩的质量。所以，在施工过程中，为了能够有效地预防和解决其中存在的问题，制定以下四点解决措施：
（1）在钻孔实施前，应该对场地进行清理，同时对场地的标高以及水平高度进行准确的测量，保证钻头以及钻杆的垂直度能够适应相关的要求；
（2）在钻孔过程中，保证钻杆的垂直度，遇到硬土层或者岩石层应及时更换钻头；
（3）钻孔完成后应该对其上下孔进行清扫，确保桩孔的垂直度适应相应的施工要求；
（4）还应该确保施工场地平整，这样钻机才能平稳安装。在成孔过程中必须要进行校正和检查。钻杆、钻头接头要一一检查并校正，坚决不可以使用变形的钻具。坚硬土层中需要吊住钻杆，但是不需要强行加压，从而控制钻进速度。如果钻孔已经偏斜，钻孔的速度要减慢，并无需进行扫孔纠偏。
1.2水下砼灌注问题及其解决和预防措施
1.2.1堵管。商品砼的质量必须是优良的，砼的搅拌及级配必须确保砼的初凝时间、坍落度、水灰比、和易性满足规范要求或设计要求，每车砼的坍落度一定要符合相关施工规范。灌注用导管必须要平直，并且要确保内壁不漏水。
1.2.2桩顶部位疏松。确保桩顶留长度符合相关施工要求。由于受到稠泥浆和沉渣的影响，因此难免出现误测现象。采取的措施是使用带钢管取样盒的探测，当取样盒中捞起的不再是沉淀物而是砼，则可以判定终灌标高已经达到。
1.2.3桩身砼夹泥或断桩。成孔时必须要控制孔底沉淤和泥浆密度。首次清孔一定要将泥块彻底清除，砼灌注过程中要缓慢提升导管，到了桩顶时，绝对不允许大幅度提升导管。导管埋深需要严格控制。单桩砼灌注时不能中途断料，否则将会对工程质量造成很大的影响。拔导管之前需要精确计算拔导管后砼的埋深。
1.3孔壁坍塌问题及其解决和预防措施
通过对市政工程实际钻孔灌注桩施工过程中进行分析和研究，在钻孔过程中如果孔的形成速度非常快，钻头在孔壁没有形成泥膜时就拔出，极易造成孔壁塌陷的问题。在实际的施工过程中，为了防止孔壁塌陷对钻孔灌注桩施工产生巨大的影响，应该控制钻头上提的速度，等到孔壁内膜形成后再将钻头拔出；然后对已经塌陷的孔、孔壁以及底部进行彻底的清理，对孔壁进行二次加固，防止塌陷现象再次发生。
1.4吊脚桩问题及其解决和预防措施
在钻孔灌注桩施工过程中出现吊脚桩，主要是由于孔壁发生了塌陷，造成孔低泥沙堆积；混凝土浇筑的时间不能很好的把握，导致孔低平整度不和谐，堆积大量的泥沙，进而导致各种问题的出现。要想能够有效地解决其中存在的问题，就要在清孔的过程中执行相关的标准，并对底部进行严格的清理，控制好混凝土浇筑的时间，在浇筑过程中严格控制以及监督，进而确保浇筑的施工质量。
1.5安装中存在的问题及其解决和预防措施
1.5.1钢筋笼安装与设计标高不相符。完成钢筋笼制作，为了预防钢筋笼扭曲变形，必须要确保垂直安装钢筋笼，砼保护层垫块的间距要适宜，并且要精确计算吊筋长度。在进行安装时要多次检查及核对。
1.5.2钢筋笼的上浮。对于砼的质量要严格控制，坍落度控制在15～18厘米之间。进入钢筋笼的砼的上升速度要适宜，导管在砼内埋深要控制在2～6厘米之间。为了避免导管钩钢筋笼，提升导管的速度要适宜。
检验与试验工作
原材料试验与检验原材料试验是对材料或半成品进行预先鉴定，以决定是否可以用于本工程，在施工过程中按以下步骤进行：（1）原材料或半成品进场后，设材部门负责将进场数量及时通知项目部质检部门，质检部按照规定的批量和频率委托试验室进行抽样试验，未报检的原材料和半成品不得用于本工程。（2）在施工过程中，质检部可以加大频率或对用于工程的原材料或半成品进行随机抽样，进行检验或委托试验室进行试验，试验室向质检部出具试验报告等内业资料。标准试验标准试验是对各项工程的内在质量进行施工前的数据采集，它是控制施工和指导施工的科学依据，标准试验按照以下步骤进行。（1）在各单项工程开工前，由试验室完成标准试验，并报监理工程师审查批准。（2）标准试验完成后，试验室提交内业资料给质检部门，以便质检部门进行技术交底并控制、指导施工。（3）质检部门在施工过程控制中按照规定频率委托试验室进行平行复核检验或配合监理工程师进行平行试验。
工序质量检验
