數控機床教學信息化方法論文
摘要：數控機床以其高精度、高效率、高柔性成為制造行業的重要裝備。數控機床課程是數控技術專業的重要核心課程，掌握數控機床的結構組成、工作原理對于從事數控加工、數控設備維修維護及數控設備銷售與售后服務等工作是非常重要的，而數控機床機械、電氣結構及原理的學習又是學生學習的難點。采用信息化教學方式是高職學生克服學習障礙、提高學習效率的有效途徑。
關鍵詞：數控機床信息化教學主軸部件；卡盤結構；電氣控制
仿真數控是制造業實現自動化、高效集成生產的基礎，也是提高生產率和產品質量的主要途徑，制造裝備的大規模數控化，使企業急需大批數控編程、設備操作及維修人員，而傳統的機床教學采用理論與實踐分離的教學方法，一方面學生因無法理解指令的含義而失去對課程的學習興趣，同時也因對機床結構和操作不熟悉、使用不當而增加撞刀的危險。在教學實施中采用信息化手段，可以使原本復雜的機械結構直觀形象更易接受，使原本通過大量實操才能理解、掌握的指令更易于理解和掌握，同時，借助模擬仿真可以使由于不熟悉機床操作發生安全事故的可能性大大降低。也克服了因實踐訓練時間短，學生無法掌握技能，進入企業后處理實際問題的能力差，無法勝任相應的崗位的問題。數控機床主要由機械結構、機床電氣、和數控系統三部分組成，在實際工作中，硬件故障多于軟件故障，機械故障多于電氣故障。而機械部分，要完成安裝調試、排除故障就必須了解其結構組成，所以教學中采用先機械后電氣，先硬件后軟件，由易到難，同時借助信息技術實現由直觀到抽象的教學方法。
1、加工中心主軸部件動作原理信息化教學方法
JCS-018A加工中心的主軸結構(見圖1)是數控機床教學中非常典型的案例。主要由四個功能部件構成：主軸部件、主軸準停裝置、刀具自動夾緊機構、切屑清除裝置構成。傳統的教學一般是利用圖1的裝配圖先講解主軸內部的各組成結構，如主軸心軸1是一個中空的階梯軸，用于松刀的拉桿、拉釘、刀柄及包括用于刀具夾緊的碟形彈簧都安裝在主軸上，然后需要借助非常強的讀裝配圖的基礎和對機構的動作分析，理解其工作原理和過程，難度非常大，學生往往在這突破不了難點而失去對課程學習的興趣。而教學中借助動畫讓學生先看清主軸的工作過程及每個部件的工作過程，再講解每個部件的結構及實現該功能時的原理，學生就更有興趣，而且學生會去自主探索其結構特點，培養學生研究性學習的能力及習慣。例如,蝶形彈簧安裝時三片一組，相對安裝，起始與結束兩片必須為凹面，這時學生會下意識的去思考為什么，教師進一步啟發學生去探索其中的原理，培養學生自主學習和探索的基本素質。
2、機床卡盤結構的信息化教學
“三爪卡盤”是機床上用來夾緊工件的機械裝置，利用均布在卡盤體上的活動卡爪的徑向移動﹐把工件夾緊和定位的機床附件，在三爪卡盤使用、維護時，需要熟練掌握卡盤的裝夾，因此，需要學生掌握卡盤的結構及原理，利用信息化方法會使教學直觀、清楚，便于學生理解掌握。傳統的教學一般是配合圖片和動畫來講解三爪卡盤的結構：卡盤體、小錐齒輪、背面為平面螺紋的大錐齒輪和三個卡爪。三個卡爪上有與錐齒輪配合的平面螺紋，三個卡爪在爪盤體中的導槽中呈120°均布。卡盤體的錐孔與車床主軸前端的外錐面配合，起對中作用，通過鍵來傳遞扭矩，最后用螺母將卡盤體鎖緊在主軸上。這種方法學生很難理解每個部件的作用及卡盤的工作原理，也不會有興趣去研究。有條件情況下，可以制作更真實的實景動畫，學生更易于理解每一個部件真實的工作狀態和結構原理，同時可以對機械結構的特點有更直觀的認知，增進學生對機械結構學習的興趣。
3、機床電氣控制的仿真教學
電機拖動是數控機床電氣控制中重要的內容，實際接線環節在很多學校都設置了專門的實驗培訓課，傳統的課程教學主要是以教師講解實驗內容、演示實驗過程，學生以小組為單位按既定步驟接線，得出事先確定的結果。這種傳統教學模式以體積大、數量少的電、力拖動實驗設備為依托，學生圍觀聽課形式居多，參與動手的機會較少，由于時間限制，使學生不能夠深刻實踐理論和熟練接線，得不到很好的訓練效果，為此，這一部分內容筆者覺得采用現代的仿真實驗教學和傳統實踐教學相結合的方式，教師首先理論講解，在此基礎上在仿真軟件上完成模擬接線，理解原理、熟悉接線方法、流程，然后通過實際接線驗證。發揮信息化教學優勢，解決了傳統教學實驗設備不足等問題，取得很好的教學效果(見圖2)。
4、結語
（1）采用信息化方法可以有效降低加工中心主軸部件動作原理學習的難度。
（2）卡盤結構采用信息化教學，使學生易于理解每一個部件真實的工作狀態和結構原理。
（3）機床電氣控制采用信息化教學，解決了傳統教學實驗設備不足和安全等問題。
參考文獻
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