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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數控技術的基本原理,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:機械制造;數控技術;運用
中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)21-0068-01
數控技術是指按照工藝以及設計的具體要求,將加工產品的過程,使用計算機信息化并且數字化處理、控制了該過程,實現了生產的自動化,達到綜合效益提升的目的。實質上講,數控技術將計算機、機械、自動控制、檢測與電子技術融合到一起,這些所有內容密切結合之后構成的高新機電一體化技術就是數控技術的最深層次內涵。對于制造自動化的實現,數控技術不但是基礎,而且是核心,是現代集成制造系統的重要組成之一。
1 數控技術的基本原理
1.1 CNC系統的基本構成
CNC也就是現代數控系統,依賴的為存儲程序,借助于存儲程序,將各種不同機床的控制要求予以實現。圖1數控系統整體構成包括如下部分:單元模塊主要為控制速度、控制主軸、控制可編程,裝置模塊為CNC(即計算機數控)以及輸出輸入設備和程序,這些所有組成組合之后整體上被稱作CNC系統。通過將事先給定的位于載體上的數字值予以閱讀,并對這些數字值予以譯碼,實現零件加工的符合性。
1.2 CNC裝置的基本運作原理
在現代數控系統中,CNC裝置位居非常核心的地位,從本質上分析,CNC裝置為數控裝置,但是這種數控裝置是在計算機的控制之下、借助于計算機的調控實現操作的,因為計算機系統的引入,加工生產實現了高效率化。CNC裝置的主要優越性在于計算機結構的配備以及接口單元和功能模塊的匹配。對于CNC裝置而言,其主要包括了硬件軟件兩種,對于實現CNC裝置的正常運轉,這些硬件軟件是最基礎的條件,是程序可以正常執行的前提。CNC裝置最基本的工作原理可以描述為將各種不同的數據信息輸入到設備之中,借助于計算機之不同的處理功能,位于不同坐標軸上的之移動分量就會被傳至與之相對應的驅動電路,在放大和轉換的基礎之下,伺服電機被驅動運轉,坐標軸跟隨運動,此后,數據信號再次被反饋至控制裝置,最終實現各數據指令得到正常的處理,加工生產有序化進行并得到很好的維持。
從性能劃分,如果CNC裝置為需連續切削,這個時候不但需要把工作臺定位好,還需要把工件位置固定處理,控制刀具相對于工件給定速度沿著指定的路徑運動,保持切削運動朝著編制好的路徑進行。然而,切削過程中每一點的精度和粗糙度,主要靠CNC裝置的插補功能來維持。數控機床加工曲線過程中采用了一小段折線逼近要加工的曲線。“插補”本質上屬于數控系統按照零件輪廓線型的有限信息,對刀具的各個加工點詳細計算,最后實現了精密加工處理的要求。數控系統中負責插補工作的裝置是插補器。軟件插補器選擇CPU通過軟件編程實現,能靈活運用,但插補速度會受到CPU速度和插補算法的影響。數控設備購買的過程中,一定要認真地考慮對實際功能的需求,綜合分析插補功能。
2 機械制造中數控技術方法運用
2.1 機械加工系統使用數控技術
在制造各種不同機殼的時候,焊件被積極引進,相比于傳統加工制造技術來講,以往單件下料這種比較難實現的問題,引進數控氣割后,問題逐漸得到了解決。產品實現了從毛坯料到成品的持續性加工生產,質量得到了滿足,質量要求可以得到更好地實現。對于切屑加工來講,借助于數控系統,很多方面的需求都可以得到很好的滿足,比如對精度有著相當高要求的零件,再比如本身的形狀異常復雜的零件等等。將系統引進到機械浮動油封中的時候,有一點需要予以特別的注意,那就是內環凸曲面、外環凹曲面,在密封圈的各處壓縮量處實現相等。在壓縮接觸面被保持在均勻狀況的時候,密封功能可以得到很好地實現,對于密封性來講,加工內外環凸凹曲面之精度發揮著重大的影響。加工行星架在對圖樣的精度予以維持和實現的情況下,能夠有效地實現生產加工的改進。對于數控設備而言,一般它們的加工效率相對于坐標鏜床的生產加工而言,能夠達到5~8倍的提升。在現代的技術條件下,機械設備在充分的密切的與數控鏜銑床編程加工相結合的基礎之上,更加優越的實現了加工的需求,基本的過程為程序首先被編制,而后結合偏置角度或者坐標旋轉編程加工剩余齒,最終實現加工目的。
2.2 機床中使用數控技術
從現代化自動生產的實現來講,機械設備是一個理想的場合,借助于機床上充分運用數控技術,產品生產愈發一體化。對于機械制造來講,數控技術能夠更好地予以多元化的控制,各項裝置能夠實現更加有序地、良性的配合,功能加工,即使復雜的,也能夠得到實現和滿足。數控機床加工在數字化處理了工藝信息以及關于零件加工的集合信息之后,有序引導了數據機床之加工,人工作業被慢慢的代替,工件、操作和刀具之間的速度、位移在數字化表示的基礎之下,實現了自動化的作業,加工精度得到更好的提升。對于編程人員來講,將代碼與系統之間予以完好的對接,而后編制加工生產程序,按指令,對機床設備予以操作,加工生產目的就可以實現,在機械加工中,數控機床具備的最大程度的優越性可以描述為相關程序指令在被改變的情況下,加工最終能夠并且可以實現自動化,對于工作臺不需要進行位置的重新調整或者調動,操作更加的便捷、更加的簡單。
2.3 工業生產中使用數控技術
從中國經濟的各種不同構成來講,工業是非常重要的,它對經濟效益的提升發揮著非常重大的影響,當前,機械設備生產的時候,數控技術已經被廣泛的應用,尤其是難度非常高的產品,可以說數控技術發揮了完美的作用。如:重工業中的金屬冶煉、化肥農藥的加工等,這些都需要利用機器代替人工生產。根據長期加工生產情況看,引進數控技術主要發揮以下幾方面的優勢:改善了勞動條件,正常的生產加工秩序得到了維持;機械化的生產線,降低了人工操作的難度,顯著提高了企業的加工效率;提高了生產質量,自動化生產模式讓產品的精度更加準確穩定,嚴格按照設計圖紙上的要求完成生產加工,與設計圖紙上的標準尺寸誤差較小。數控技術和計算機技術是相互關聯的,通過計算機技術實現了各種加工控制要求。計算機也可執行同步檢測,系統運行中,如果有故障發生,這個時候檢測和傳感系統就會出現故障,故障信息被傳至由計算機予以控制的系統,系統保護設備在輸送報警信號的提醒下,啟用并發揮自己的功能。
3 結 語
總而言之,對于現代工業的發展來說,將數控技術引入機械制造行業,這不但是一個趨勢,而且有助于生產效率的快速提升。在未來,數控技術對于機械制造行業來講,也是必不可少的。
參考文獻:
[關鍵詞] 數控加工技術 高職院校 教學現狀 存在問題 解決措施
中圖分類號:TG659
我國加入世貿組織后,隨著國民經濟與科學技術的不斷進步發展,數控技術以其高速、高效、高精度、高可靠性、自動化等諸多優點, 備受國內各類企業的青睞,社會對數控人才需求的不斷增長。數控車床的應用越來越多,數控車工技術課程便成了機械類專業必修的技術基礎課程。能夠使學生掌握數控基本原理、插補原理、各大模塊的功能、伺服系統、檢測原理等基本知識,掌握數控車床的編程知識,熟悉相關的仿真軟件和自動編程軟件。因此,如何提高數控技術教學質量,培養合格的實用型技能人才,是職業院校和培訓機構面臨的重要問題之一。為培養適應市場發展需求的高技能人才,需要加強教學模式、教學方法的改革與探索。本研究主要就要如何培養出我國制造業急需的數控加工人才進行開分析和探討,重點分析了當前我國職業院校數控教學存在的問題,以及職業院校數控技術教學方法改革的重要性,提出了提高數控車工技術應用課程教學質量的途徑和有效措施。
1.高職院校實施數控技術教學方法改革的重要性
隨著社會經濟的發展,以及數控機床在企業中的日益普及應用, 社會及企業對高素質人才的需求越來越大,數控加工教學無疑是數控技能人才培養的一種重要途徑,對于我國機械制造業的發展具有重要的意義。據有關資料統計, 2005 年我國的數控機床年產量將達到 30萬臺, 數控機床的普及率也將大為提高,但目前我國機床的數控化率還不到2%,其主要原因就是數控人才的匱乏,因此數控技術的應用將是我國機械制造業發展的重要任務,數控技術作為一門應用型的重要學科,更應該與時俱進,開拓新的教學思路,提高職業院校學生的綜合素質及社會的認可度。而高職院校的辦學目標就是旨在為社會輸送出所需的具有創新能力的新型人才,必須與社會的發展相適應,培養出具有較高的創新與實踐能力的高技能人才。同時,隨著現代科學技術的發展使得現代的教育手段也越來越高,社會對人才要求的越來越全面,大力改善教學條件,抓好教材建設、實驗室建設、提高理論教學質量和實驗、實訓、實習教學效果,也有利于提高職業院校學生的綜合素質及企業的認可度。
2.目前我國高職院校數控專業的教學狀況
2.1課程設置及教學內容落后,不能滿足企業需求
首先,我國機電類專業的課程設置近幾年雖有所改進,但是總體來說其教學內容仍較陳舊,偏重于理論教學,實訓條件受限制,導致學生所學的知識技能與企業的要求尚存在差距,不能滿足企業的需求。其次,在實踐技能培訓方面,對于企業急需的數控機床的編程、操作、維護等技能教學效果較差,只是將實訓重點放在數控機床簡單操作上,具體實踐操作能力差,學生的技術能力訓練不夠。最后,現有數控技術教育專業教材形態單一、只是在理論上介紹,學生較難理解含義,實踐性差,脫離生產實際。
2.2師資隊伍建設不足,素質有待提高
隨著數控技術的廣泛應用,引起了數控人才的大量需求,數控專業師資提出了更高的要求,而現階段我國具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的數控專業師資嚴重不足。嚴重制約著現代數控技術人才培養水平的提高。
2.3數控實訓設備條件差、缺少實踐性
現在職業院校數控技術教育專業的教材較多,但一體化教材較少,實用性很差,加之數控實訓設備有數控車床、 數控銑床、 加工中心、 電火花成型機床、 電火花線切割機床等加工設備價格昂貴,很少有學校愿意投資購置新設備,導致購置的設備數量有限,所具備的儀器設備數量也是有限的,每個學生的獨立動手實際操作機會較少, 而對數控加工工藝、夾具設計、自動編程、數控機床的維護、數控機床機電設計與聯調技術及維修等專業技術能力訓練則不夠充分,實訓效果并不好。
3.提高數控車工技術教學質量的方法和有效措施
3.1采用先進的教學手段,合理開設相應的課程
利用多媒體教學等現代教學手段,從而改善傳統教學模式下只靠原理講解與缺乏實物的空洞性,優化教學效果。作為一門與實際緊密結合的應用型學科,沒有實際操作經驗的學生對于具體技術的理解程度是有限的,數控技術教學應多體現先進的科學技術的運用,有利于數控機床的仿真能力的實現,從而提高學生對于系統的熟練掌握程度,加深學生對理論知識的理解,同時還能調動學生的學習積極性,培養學生的學生興趣及創新能力。
3.2加強師資隊伍的建設,提高教師的專業素質
作為教學活動的主要參加者、重要因素,教師在整個教學過程中占據非常重要的位置,教師隊伍的建設對于改進數控技術教學現狀具有重要的意義。首先,學校就應該多為教師提供進修和出國交流的的機會,提高老師的專業素質。其次,教師本身應該不斷豐富自身知識,在平時的教學當中不斷去充電,來提升自身的綜合素質,提高自己駕馭課堂的能力。注重教學內容、教學方法及教學手段上的更新,將教學內容與實際生活緊密聯系起來,注意培養學生的創新能力,在保障教師自身的指導地位的同時還要充分發揮學生學習的積極性與主動性。最后,教師還應該學會在教學過程中使用現代化教學設備,充分利用網絡等多媒體軟件教學展開教師和學生、學生和學生之間的交流,提高了數控專業的教學水平,縮小了學生所學到的知識技能與企業的要求的差距。
3.3加強數控技術實訓基地的建設
首先,學校應該充分認識到數控車工技術教學的重要性,并加大對這方面教學的投入,積極創造條件讓能力高的教師繼續深造。其次,學校應該重視數控技術實訓基地的建設,投資引進新的教學設施和教學設備,應包括數控車床、數控銑床、加工中心、電火花成型機床、 電火花線切割機床等加工設備, 數控模擬軟件、數控機床典型部件裝拆、數控系統調試和維護維修綜合實驗臺等。通過使用多媒體教學、現代機械設備等新教學環境,滿足教學與培訓要求,提高教學實訓效果。
4.結束語
隨著社會經濟的發展,以及數控機床在企業中的日益普及應用, 社會及企業對高素質人才的需求越來越大,數控加工教學無疑是數控技能人才培養的一種重要途徑,對于我國機械制造業的發展具有重要的意義。為了能培養出高技能的數控加工人才,我國職業院校的數控技術教學應隨著時代的發展需求做出適當的調整,在數控技術教學領域必須做出相應的探索與實踐,教學過程的各個環節入手,注重學生知識、能力和素質的培養,同時還要大力改善教學條件,抓好教材建設、實驗室建設、師資隊伍建設、教學基本建設,提高理論教學質量和實驗、實訓、實習教學效果,逐步提高教學水平,為我國的制造業發展培養出更多的高技能人才。
參考文獻:
[1]羅松濤.模塊化教學在數控加工技術中的應用研究[J]. 中國科技信息,2011,03:185-186.
關鍵詞:金工實習;應用型本科院校;數控技術;教學改革
中圖分類號:TG659-4:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2014) 12-0000-01
金工實習是重要實踐教學環節,按大綱要求,完成車工、鉗工、鑄工和數控加工等各工種的基本操作訓練,使學生了解機械制造的一般過程、機械零件常用加工方法及所用主要設備結構的基本原理。獨立完成簡單零件加工,培養學生的勞動觀點,理論聯系實際的工作觀點。現今,數控加工是機械制造中的先進技術,是一種高效率、高精度和高柔性化的自動化加工方法。以數控技術為核心的現代制造技術正在逐漸取代傳統的機械制造技術。因而隨著現代教育事業的發展在金工實習的教學內容中除了傳統的熱加工和冷加工外還應增設數控加工的相應內容。其目的是使學生在校期間就了解、掌握先進的制造技術,為培養未來高素質新型技術人才,打下良好的工程基礎。本文對金工實習中數控加工教學過程進行改革和研究。
一、數控加工教學中存在的一些問題與要求
對于車、鉗、銑、刨、磨、熱處理等工種,要求學生掌握的實際動手所要用到的設備或者儀器都相對數控而言比較簡單一些。數控機床本身技術先進,操作相對繁瑣,而學生要想實際操作并使用數控機床完成一些簡單零件的加工就必須得掌握一些基本理論以及操作方法,才能動手操作機床。這就要求我們老師進行相應的改革與創新,不能簡單的照搬普通工種的教學模式,以便學生在較短的時間內掌握。
二、數控加工實習要分階段分層次教學
現在的數控教學方案基本上的階段有數控設備基本概念的介紹,數控設備的上機操作,加工程序的講解,手工數據輸入和機床自動加工等階段。學生是在老師的指導下,按照一定的流程來完成熟悉機床、編制加工程序、了解自動加工。這種教學模式容易執行,便于管理。應用型本科院校金工實習的主要對象是工科類學生以及某些與工科專業息息相關的近工科類專業,常常分為兩大類:機械類學生和近機械類學生。對于機械類學生將來要從事機械制造、動力工程、汽車制造領域的工作,他們需要了解的知識更深,在學校就應該了解到這樣的知識――先進制造技術是如何完成零件設計、編制工藝、編制程序、計算機仿真、數控機床加工的過程。近機械類學生的要求可能就不會有這么高,將來也可能只是從事與之相近的工作,所教學內容主要包括數控設備介紹,數控機床上機操作,加工程序仿真講解,程序人工輸入,標準零件加工,因而我們要分層次教學。
(一)數控設備基本概念的介紹
在介紹基本概念的階段要介紹數控機床的基本組成、傳動原理、機床坐標系、工件坐標系等相關概念。更要利用好多媒體教學,把一些抽象的概念具體化,比如傳動原理圖可以通過多媒體演示給學生看,使學生更容易理解。
(二)數控設備的上機操作
這個階段主要是讓學生了解控制面板、認識機床結構、開關機以及對刀操作等。對于機械類學生要深入講解機床的組成和特點,數控機床的工作原理;對于近機械類學生以了解為主可以多講一些數控機床的應用范圍和分類以及發展方向。
(三)手工數據輸入和機床自動加工
以標準零件加工為導向完成一個完整的零件加工流程。在這個過程當中可以充分發揮學生的學習自主積極性。對于機械類學生經過實際教學試行可以先安排學生分組,在每組中把表現比較優秀接受能力比較好的同學選為組長,由組長帶領本組同學完成試切對刀、標準零件的程序輸入、程序校驗、試切加工、零件檢驗。把試切出來的產品由老師檢驗合格之后安排每個同學都加工一個標準零件。在整個流程當中老師要參與到每個步驟,負責講解清楚,手把手教會學生。在標準零件加工完成之后,對于機械類學生可以安排一些自主項目:比如給一個簡單零件的圖形要求學生自己合理安排加工工藝,正確編制程序,然后拿給老師檢驗程序。在指導老師確認程序無誤之后由學生上機操作完成零件加工;或者讓學生自己設計零件圖形,按照他們自己的零件圖形編制程序,由指導老師確定程序無誤后上機操作完成零件加工。
近機械類學生和機械類學生相比層次不同,對于近機械類學生以了解為主,能完成標準零件的加工,熟悉加工過程就達到了教學的目的。近機械類學生在實習中要充分利用仿真軟件,仿真軟件可以實現對數控車床、數控銑床加工全過程的仿真,其中包括毛坯、夾具、刀具的定義與選用,零件基準測量和設置,數控程序輸入、編輯和調試,加工仿真以及各種加工錯誤檢測功能。先對學生進行仿真軟件的學習,用仿真軟件完成標準零件的加工流程。在仿真軟件加工沒問題的情況下再安排學生分組上機操作。這種先仿真再上機的模式可以有效避免近機械類學生對機床不夠理解的短板。分組操作中要注重培養近機械類學生的工程意識,提高學生的動手能力,使理論和實踐得到很好的結合。
三、提升指導教師本身的素質
數控加工指導教師一般都由專職教師直接擔任,理論知識方面都是可以勝任指導教學工作的。但是擔任數控加工指導教師要求老師不僅要有扎實的理論知識還應有豐富的工程知識和技能。在實踐教學中往往指導老師動手能力差,對機床維護保養工作不過關等問題。學校鼓勵指導老師完成本職工作之余可以加強一些動手能力、培養工程素養。比如可以利用寒暑假到附近的一些有資質的工廠去進行數控加工方面的業務學習。還可以利用自己的業余時間提高理論知識加強動手能力,取得數控加工方面的技術等級證書,達到雙師型要求。
四、結束語
應用型本科院校金工實習融入數控技術教學是時代需求,通過金工實習數控加工技術的教學改革在提高學生的全面素質,增強學生的動手能力工程實踐能力,培養和發展學生的創新意識和創新精神等方面,發揮重要作用。
參考文獻:
[1]張銘,加有維.基于研究型大學金工實習中數控教學改革的思路[J].時代教育,2014(01).
[2]姚琢.高等工科院校金工實習中教師的作用[J].長春理工大學學報(高教版),2010(03).
機械設計制造及其自動化專業就業前景我國經濟融入世界經濟的步伐加快,調整產業結構的國策,使我國迅速成為世界加工制造大國。隨著外資企業的大量涌入,我國已成為加工制造業的重要基地之一。需要大量的機械設計制造及其自動化專業的應用型高級工程技術人才,尤其是既能利用計算機進行機械產品的輔助設計,又能應用數控技術進行制造的人才非常緊缺,有著廣闊的就業前景。
畢業生主要到工業生產第一線從事機械制造領域內的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面的工作。由于機械行業的重要性和龐大規模,需要一支龐大的專業人才隊伍。今后一段時間內,機械類人才仍會有較大需求。具有開發能力的數控人才將成為各企業爭奪的目標,機械設計制造與加工專業人才近年供需比也很高。從機械行業發展來看,印刷機械、數控機床、發電設備、工程機械等重頭產品前景仍看好。除了這些傳統工業領域,該行業將進一步向機光電一體化發展,向光加工、環保這樣的新興領域拓展。
近年來隨著我國裝備制造業的高速發展,汽車制造、高速鐵路、大電站及輸變電建設、城市軌道交通建設等也將大量需要該專業的畢業生。
機械設計制造及其自動化專業主要課程
專業基礎課:高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理、大學物理實驗、普通化學及實驗、工程圖學、理論力學、材料力學、電路基礎、機械原理、機械設計、機械設計基礎、機械零件、電子技術、互換性與技術測量、工程材料、金屬工藝學、測試與傳感技術、制造技術基礎、液壓與氣動技術、機電傳動控制、機械工程綜合實驗、微機原理與結構技術、CAD/CAM、單片機原理及應用。
專業課:機械制造工藝學、機械系統設計、機電控制系統分析與設計、機械制造裝備設計、數控技術及應用。
專業選修課:機械動力學、軟件工程、網絡技術、多媒體技術及應用、數據庫原理及應用、機械創新設計、工業機器人基礎、機械故障診斷學、文獻檢索、專業外語、有限元方法、機械優化設計、工藝過程自動化、先進制造技術、特種加工、成組技術與CAPP、智能機械概論、微小機械概論、虛擬樣機技術、市場營銷學、在線檢測與控制、實用控制系統設計、數控機床與編程。
機械設計制造及其自動化專業培養要求在高中文化知識的基礎上,掌握本專業所必需的基礎知識、基本原理和較熟練的專業實踐技能,學生畢業時要求掌握的知識和具有的能力為:
(1) 從事機械設計與制造加工工藝規程的編制與實施工作;
(2) 從事機械、電氣、液壓、氣壓等控制設備的維護維修工作;
(3) 從事工藝工裝的設計、制造工作;
(4) 從事數控機床、加工中心等高智能設備的編程及操作工作;
(5) 從事機械CAD/CAM技術的應用工作;
(6) 從事機械設計與制造的現場技術管理工作;
(7) 從事機電產品的銷售和服務工作。
(8) 鉗工、車工或電工的初級技能;
(9) 編制、實施機械設計與制造工藝規程的基本能力;
(10) 使用、保養、維修、管理機電設備的基本能力;
(11) 選用、設計制造、調試工藝工裝的基本能力;
(12) 操作數控機床、加工中心等高智能設備的基本能力;
(13) 行機械設計與制造生產現場技術管理的初步能力;
(14) 應用機械CAD/CAM的基本能力;
關鍵詞:數控維修;課程建設;教學
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1008-4428(2017)01-130 -02
一、引言
數控維修技術主要是針對數控機床做裝配 、調整 、維修等相關工作,包括機械、電氣,液壓與氣動及數控系統等方面的維護,涉及的知識面比較廣泛,對于高級維護人員來講,需要掌握機械、強電與弱電,計算機、PLC、液壓與氣動、自動控制等很多相關知識;甚至對英語的要求都很高,因為隨著時代的進步,從數控機床的總體市場占有率來看,中高檔的數控機床的比重越來越大,而其很多技術文檔都是用英語書寫的。所以高級數控人才的培養是一個復雜的過程。數控方向的人才培養目標一般認為是培養應用型及技術型人才,面向服務與生產的第一線。這樣就對數控維修技術課程的建設與教學提出了很高的要求,既要讓學生掌握相關的理論知識,又要讓學生具備動手能力。理想的目標是畢業就能很快上手從事相關的工作。那么,數控維修行業現狀如何?數控維修技術課程建設如何跟上時展的要求?又如何有效提高教學效果呢?
二、數控維修行業現狀及對人才的需求
當前,國內制造企業既有采用國產數控機床,也有采用國外進口的高檔機床。雖然進口機床的可靠性比國產數控機床高,但是一旦機床出現故障,會導致維修困難,而且維修費用極其高昂。國產數控機床的維修比進口機床相對來說容易一些,但是機床售后維修服務不到位。目前,很多高職院校甚至是普通高校都開設有數控專業或者相關的數控課程,但是大多都是偏重于理論學習,造成了所培養的學生動手能力差。這樣就會造成數控設備的維護不及時從而導致開工率不足。要改變此種現狀,首先應保證有足夠能力的維修技術人員。
數控技術很早以前就成為制造業提高產品質量及生產效率的重要手段,隨著現代加工技術的發展及中國經濟當前面臨的發展困局,制造業需要向高精尖方向發展,要不斷淘汰落后的粗放式的a能,這樣勢必造成制造業采用更多的數控機床及機器人等,所以工廠中對數控設備的運用也越來越多,由此導致對數控設備維修人員的需求量也不斷增多。數控維修人才缺口較大已成為目前數控技術市場的一個問題。
隨著數控加工技術的發展,數控崗位上的人員需求也不盡相同,不少崗位要求從業人員掌握數控機床調試、維護與維修技能,對高水平數控維修人員的需求越來越多。當前一些單位的數控機床維護人員存在一定的問題:首先是年齡偏大,從而導致接受新知識與新事物的能力欠缺;其次是知識結構老化,他們大多只了解普通機床的機械結構及普通電氣裝置,而對機電一體化的數控設備就勉為其難了;另外綜合知識差,對于數控機床中的模電、數電、計算機及接口技術等知識掌握不足,顯然難以維修高度機電一體化的數控機床。
企業對數控維修與維護人員的需求日益增大,各院校所開設的數控維修專業普遍注重理論知識的講解,只不過或偏重于電類,或偏重于機械結構而已。然而,不管是偏重于哪一方,對于高度機電一體化的數控設備而言,都是不足的。
由此可見加強數控維修技術課程建設,培養高素質的數控維修人員是勢在必行的。
三、課程建設與教學探討
(一)課程建設
數控維修技術不僅是一門綜合性極強的學科,更是一門實踐性極強的學科。對于該門課程設置,既不能單獨強調理論知識的學習,也不能一味強調實踐學習。而目前大多數學校的數控維修專業建設,大部分偏重于理論教學。
根據應用型課程的特點,教學內容要圍繞能力、素質、知識這幾方面來進行。同時,又必須具備新穎性、時效性、實用性以及基礎性。由于數控技術隨著電子與計算機技術及軟件技術的發展而進步得很快,市場上的數控系統種類又極其繁多,因此數控維修技術這門課程應緊跟數控技術的發展,將目前有關數控技術應用方面的新技術以及新知識及時地傳授給學生,所以,應隨時對教材與課程內容進行調整和更新。由于學生能用于學習的時間是有限的,所以數控維修技術教材應突出重點,著重講明一兩種典型數控系統的組成、結構及故障診斷與維護的一般方法,再加上一兩種其他常見的數控系統,以點帶面,即可使學生逐步理解數控系統的基本原理。
本門課程主要是技能的培養,因此,應該對理論性強以及實用性低的內容進行刪改,突出技能性強的教學內容,還應將教材中內容相近的部分加以合并。同時,還應根據學生不同的就業方向對數控維修技術課程教學內容按不同要求進行整改。比如目前市場上主要的數控系統有日本FANUC以及德國SIEMENS等,因此可將教學重點放在這幾種數控系統上。由此,數控維修技術課程教學內容的安排就體現出了完整性、系統性、先進性以及科學性。同時也應注重吸取當前數控技術以及先進制造技術的最新研究成果。
(二)教學手段
在教學手段方面,主要采用多媒體課件、數控機床實物演示、數控設備現場參觀等方式組織教學,同時利用先進的數控維護仿真軟件,讓學生進行練習,這樣不僅能使教學形象、直觀,更能極大提高學生的興趣。利用該軟件,能讓學生在計算機上完成數控系統的硬件連接和系統調試,而且能對模擬的數控設備進行故障診斷、維修。這樣一來,教學就能以直觀、形象的方式體現出來,也將極大提高學員的學習效率和興趣。利用多媒體進行該課程的教學能提高課堂利用率。
(三)考試方法的改革
通過考試,學生可以對所學課程進行綜合的、系統的復習;教師也能通過考試了解學生的學習狀況,以及評價自己的教學效果。然而,如何以合適的方式考核學生,非常重要。合適的考試方式,不但能調動學生的學習積極性,也能培養學生進行自主學習的能力,并形成良好的學風,反過來又能促進教師的教學。傳統的考試方法是課程結束后進行一次期末考試,這期間學生有可能有好幾門其他的課程也要復習備考,學生的課業負擔會比較重。本課程與實際緊密結合,應用性較強,經課程小組成員討論,本課程考核形式分為上課考勤、課后作業、兩次實驗及三次隨堂測試。學生最終成績的評定分為三部分。其中第一部分為平時成績,占20分,包括上課考勤、課后作業等;第二部分為實驗成績,也占20分;第三部分為平時測驗,占60分,包括三次隨堂測試。隨堂測試內容基本涵蓋課程重要知識點,并重點考查學生的實際應用能力。隨堂測試提供標準答案和評分標準,其成績的評定參照進行。考試改革以后,可以端正學生平時的學習態度, 降低學生的學業負擔,提高學習的積極性,改善教學質量,提高學生對知識的靈活掌握和應用能力。
(四)實踐教學
數控維修技術課程是一門實踐性很強的課程。為實現數控技術大類專業對本門課程的教學要求,特建立本門課程獨特的實踐教學項目:即系統認識──數控系統連接調試實訓──數控系統啟動及參數的備份──變頻器的使用和故障排除──參數與診斷畫面的調用──故障綜合分析與故障檔案的建立。
1.系統認識 讓學生認識與了解常見的數控系統,如FANUC及西門子系統等。
2.數控系統連接調試實訓 完成典型數控系統的電器連接,通過訓練使學生掌握數控設備結構及數控系統的組成。對學生進行分組,每組二到三個人,給每組提供一套系統連接所必需的硬件和工具,讓他們按要求進行系統連接。正確完成系統連接后, 再導入參數及PLC 程序,然后再進行系統調試,并對系統進行優化。
3.數控系統啟動及參數的備份 完成典型悼叵低稱舳及參數的備份等。
4.變頻器的使用和故障排除 讓學生了解數控機床常用變頻器的結構,布線和連接,手動操作,變頻器參數的設定和控制方法,數控系統主軸的控制和參數設定等。
5.參數與診斷畫面的調用 讓學生學習常用參數的設定,及利用診斷畫面進行故障分析與排除。
6.故障綜合分析與故障檔案的建立 讓學生學習建立故障檔案,培養學生獨立完成故障分析、診斷與排除故障的能力。
四、結束語
新的形勢下,應用型高校培養的人才如何適應市場需求是當前許多高校都面臨的問題。不同專業,不同課程應結合自身的情況進行探索以滿足上述要求,正是立足于這一背景,我們對數控機床維修技術課程的建設進行了初步地探討。不過,對數控機床維修技術課程的建設仍將是一個長期的、連續性的工作,我們會根據社會、企業的反饋不斷地改進自己的課程體系使數控維修技術課程教學不斷地向前發展。
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關鍵詞:數控加工;仿真技術;應用
1仿真技術在數控機床加工中的應用現狀
隨著科學技術的迅速發展,數控技術也在不斷地進步和發展,而對于數控程序,其正確性直接決定著產品最終的加工質量。一般情況下,我們通過試切的方法保證數控程序的準確性,將作業中的器具替換為容易切削的材料,通過這樣的方法,對加工的指令可以實現較為全面的檢測,同時在數控加工中,軌跡顯示法亦是常用的方法,對于這些方法,均存在一些明顯的缺點,例如費時、費力等,這勢必會導致企業的生產成本增加,使整個產品的研發周期加長。當今,仿真技術在數控加工中的應用得到了廣泛關注,具體是指模擬實際工作中的機床加工狀況,借助于計算機模擬技術予以實現。部分學校已經開設了有關的課程,該課程的設立,培養了一批優秀的專業人才,同時為學生以后進入企業工作打下良好的基礎。企業在加工生產過程中,通過引入仿真技術,可以很好地保證數控加工產品的精度,大幅度地縮短產品的研制周期,提高產品質量,綜合提高企業的競爭力。
2數控加工仿真系統介紹
對于仿真技術的定義,簡單來講是指通過虛擬的仿真模擬技術,對數控加工技能進行培訓。
2.1VERICUT系統
到目前為止,世界上整體應用較為廣泛的數控加工仿真模擬軟件是VERICUT系統。該系統一方面可以模擬數控代碼的查證步驟;另一方面可以大幅度地提升數控材料的切削速度。該系統工作的基本原理是模擬數控加工的軌跡代碼,把可以看得到的事物在計算機上表示出來,對刀具軌跡的精確度進行檢測,從而實現設計師的標準和要求。在使用之前,需要對系統加工中出現的故障程序進行修改和適當的調整,保證仿真系統可以實現預期的結果。
2.2VERICUTMachineSimulation系統
VERICUTMachineSimulation系統,是目前為止,世界上功能最為完備的數控加工仿真模擬軟件,對于機床的使用和控制過程,是最容易實現模擬效果的。對于這一系統,其中一方面很重要的功能是可識別數控代碼文件,同時根據G-代碼,進行模擬加工。在實際的仿真操作過程中,VERICUT系統一般與其進行綁定后使用,可以很好地模擬機床的運用,保證在數控加工過程中,準確地發現錯誤,同時,通過VERICUT系統,可以仿真模擬工件的切割過程,完善數控代碼的競爭度,全面提高數控加工的效率。
3數控加工仿真軟件的運用
數控加工的過程中,刀具的軌跡一般看作是仿真模擬技術的重點內容,對三坐標以下的零件進行加工時,有較為良好的效果,但是,僅憑刀具的軌跡,進行實際的仿真模擬,這是遠遠不夠的,需要模擬整個機床加工的過程,這樣才能保證可以有效檢測出在機床加工過程中,刀具過切以及機床之間磨損程度的大小。對機床的效果進行預測估計的時候,需要優化刀具加工的文件,切實地保障產品的質量以及產品的加工效率。在使用Vericut機床仿真系統時,一般主要是對普通大眾的機床進行一定的仿真和模擬,通過這個仿真軟件,第一步需要完成的是在MachineSimulation系統上創建機床運動學的模型,這個模型可以使一些文件庫使用者進行使用,同時,進一步地完善、修訂,實現與使用者的定制理念相匹配。第二步是使用建模模塊,組件出機床的幾何模型,設計師以此為根據,設計出完美、符合要求的設計圖紙,然后工程師對圖紙進行配比,設置機床的初始位置,并衍生出相對應的控制文件、機床文件以及工作文件。第三步,根據Vericut系統對所使用的夾具和毛坯進行專業的定義,實現使用行列這一步,定義工件的形狀和系統文件,并準確地設定相對應的參數,接下來就可以仿真模擬刀具了。最后一步,將MachineSimulationVericut系統里,以機床仿真模型為依據,同時增添一些實體的機器,例如工件和毛坯的實體,然后根據仿真軟件系統中的數據,設置一些對應的參數,通過這一系列的步驟,即可實現同時仿真模擬刀具軌跡以及機床的運動。
4結語
隨著經濟的迅速發展,客戶對于產品的需求日漸多樣化,生產廠家為順應時代的發展和客戶需求,需要大幅度減短產品的研制周期。近幾年越來越多的公司引入仿真技術,以提高產品競爭力。本文闡述了仿真技術在數控機床加工中的應用現狀,對兩種數控加工仿真系統以及數控加工仿真軟件的運用進行了介紹,希望對我國該方面的發展有一定的借鑒意義。
參考文獻:
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關鍵詞:數控;實踐;操作
現代的職業技術教育要求學生必須具備很強的學習能力,能夠迅速遷移所學的知識于新的環境,能夠迅速更新知識以適應相
應的行業要求。在新經濟條件下,勞動者可能會經常變換職業,要求勞動者有獨立自主的學習能力,能根據新的行業需求自學相應
的知識,在激烈競爭的就業市場中迅速找到自己的位置。
如何進行實踐課教學呢?
一、上好新課程的第一節理論課和實習課
1.上好新課程的第一節理論課
當學生們第一次接受數控學科學習時,他們存在著極強的好
奇心理。機床在他們眼中,由于未知而充滿神秘,此時,我通常會這樣去安排:
(1)首先介紹數控技術與生產的關系。然后播放一段數控加工視頻,讓學生比較數控加工與普通機床加工的區別,直觀感受數控機床加工的高效率。使學生躍躍欲試,產生想學好這門技術的強烈愿望,為今后數控實習的順利開展奠定基礎。
(2)有計劃地組織學生觀看相關工廠生產的相關視頻,了解數控運用的重要性。
(3)利用現代化的數控仿真軟件模擬零件的整個加工過程,讓學生在電腦上的虛擬環境中直觀地感受數控加工的全部過程,增強學生的感性認識。
2.上好新課程的第一節實習課
第一節實習課,不僅要讓學生對實習內容產生興趣,還要讓學生明確文明生產、安全生產的重要性;養成遵守實習規章制度的良好習慣。這些好習慣的養成,不僅能保證學校實習工作的順利開
展,而且對學生走上工作崗位后成為一個高素質勞動者有著極大的影響。因此,我通常在實習課的一開始,就對學生進行全面的安全生產制度教育,演示正確的機床操作步驟。這個環節,不可缺少,它對后面整個實習工作的順利開展起著關鍵作用。
二、理論實踐相結合,合理安排技能訓練
1.處理好理論與實踐的關系
講理論的時間不能安排太多。多則學生易失去耐心。在進行教學時,我盡量去平衡理論與實踐的關系,代碼介紹和仿真實踐穿行,使學生能及時在機床上實踐檢驗所學,既鞏固了知識也提高了操作水平,信心和興趣越來越濃。
例如:在講解編程代碼時,我通常會將代碼學習融合到數控仿真中,通過對零件進行模擬加工、模擬走刀路線,使學生對編程和加工的關系形成明確的認識,再通過機床操作進行檢驗。這樣,通過一講二模擬三實踐的方法,使絕大部分學生很快掌握了正確的
要領。
2.在實踐中感受理論知識學習的重要性
實踐課的好處就是通過學生自己編程,自己加工,從中認識到自身不足,激發學習的積極性。實踐操作中,學生會經常出現各種錯誤,每遇到出錯,我都先讓學生思考和查找故障產生的原因,自己動手解決。當學生解決不了時,再指出問題所在。使學生記憶深刻,減少類似的錯誤,同時操作水平也有很大提高。
例如:在編制加工程序G01 X/Z時,有同學會忽略了臺階和圓錐編程的方法,漏寫X軸或Z軸坐標值,造成加工出的零件出錯。通過理論―實踐―再理論―再實踐這樣的反復,技能掌握得更加牢固,靈活性也不斷提高。
3.循序漸進地學好操作
隨著學習的不斷深入,需掌握的程序代碼也越來越多,越來越復雜。有些東西如每次加工都必須做的回參考點、裝刀、對刀、程序輸入、單段―自動加工等,這些操作通過一次次重復操作,會使學生養成良好的習慣,自覺地去做好。
三、發揮教師的主導作用
在教學過程中,我根據學生情況調整和改進教學方法,不斷開拓啟迪學生思維,提高他們的技能水平。
在對學生進行實訓教學的同時,我很注意培養他們良好的行
為習慣和操作習慣,包括整齊排放自己的刀量具設備、要求他們精心清潔保養和維護機床設備等,有時候,也有意識地出一些工藝難題讓他們思考,開拓他們的思維,為他們的將來打下基礎。
作為一名實習指導教師,不僅要把機床操作的方法傳授給
學生,更重要的是把數控加工基本原理,編程基本技巧,加工工藝安排的思路傳授給學生。當學生走上社會,走進工廠,也許操作的機械與所教的系統不一致,此時,就要求學生能快速利用數控系統說明書,結合老師所教授的編程方法,快速掌握新設備的使用。只有做到這樣,我們才算是真正為社會培養了合格的數控操作人才。
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關鍵詞:計算機;機床;數控化;改造;方案
數控技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。數控一般是采用通用或專用計算機實現數字程序控制,因此數控也稱為計算機數控(Computer Numerical Control),簡稱CNC。計算機按事先存貯的控制程序來執行對設備的運動軌跡和外設的操作時序邏輯控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置,使輸入操作指令的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現,均可通過計算機軟件來完成,處理生成的微觀指令傳送給伺服驅動裝置驅動電機或液壓執行元件帶動設備運行。
1 數控機床概述
數控機床就是將加工過程中的各種操作(如主軸變速、進刀與退刀、開車與停車、選擇刀具等)和步驟,以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼或程序來表示,通過控制介質(如穿孔紙帶或磁帶、磁盤等)將數字信息送入專用的或通用的計算機,計算機對輸入的信息進行處理與運算,來控制機床的伺服系統或其它執行元件,使機床自動加工出所需要的工件。
2 機床的數控化改造方案
2.1進行改造項目的可行性評估
2.1.1 對其價值做出評估。例如一臺加工中心,主要構成的機電部件有:①系統及操作子系統;②伺服系統包括電動機;③機床電氣;④機械本體床身、立柱、導軌和絲杠等;⑤刀庫機械手系統;⑥自動工作臺交換系統等。每一個子系統根據實際情況,都可以做出相應的價值評估。
2.1.2 評估改造后能達到的目標,即有什么樣的機床準確度和使用性能。
2.1.3 進行成本的估算,即投入資金的評估。投入資金多少與制訂改造目標高低密切相關。投人的改造費用主要由下列項目構成:①數控系統及相關伺服系統;②機床電氣及附件更換;③機床機械元部件準確度修復和維修保養;④機床輔助系統如液壓系統、冷卻系統等維修保養;⑤機床外觀質量的修復;⑥機床改造后的調試檢測;⑦機床改造所需的技術勞務費。在受改造費用限制時,可以修改改造目標,降低一些要求以減少投入費用。
2.1.4 對改造方案進行風險評估。在做改造方案時,不可能對設備進行現狀大解剖,不可能拿到機床現狀準確測試數據,因此在以后實施改造工作中還會碰到意料之外的問題。因此必須做出風險評估和制訂相應對策。一般做法是在工程項目費中,設置不可預見費用。
2.1.5 性能價格比評估。為了在經濟上有定量分析的依據,常選一臺現在市場上性能相似的商品價格作為標準進行比較。
2.2 數控系統的選擇
數控系統是機床的核心,在選擇時要對其性能、經濟性及維修服務等進行綜合考慮。數控系統主要有3種類型:步進電機拖動的開環系統;異步電動機或直流電機拖動,光柵測量反饋的閉環數控系統;交/直流伺服電機拖動,編碼器反饋的半閉環數控系統。其中步進電機拖動的開環系統的伺服驅動裝置主要是步進電機、功率步進電機等。由數控系統送出的進給指令脈沖,經驅動電路控制和功率放大后,使步進電機轉動,通過齒輪副與滾珠絲杠副驅動執行部件。該系統的位移準確度主要決定于步進電機的角位移準確度,齒輪絲杠等傳動元件的節距準確度,所以系統的位移準確度較低。但該系統結構簡單,調試維修方便,工作可靠,成本低,易改裝成功。
2.3 伺服系統的選擇
伺服系統是數控機床的重要組成部分,它既是數控系統CNC系統與刀具、主軸間的信息傳遞環節,又是能量放大與傳遞的環節。它的性能在很大程度上決定了數控機床的性能。例如,數控機床的最高移動速度、跟蹤度、定位度等重要指標均取決于伺服系統的動態。伺服系統按控制方式分為開環控制系統、半閉環控制系統和閉環控制系統三類。在普通機床的數控化改造中,一般選用價格較低的開環控制系統。
2.4 機床機械部件的改造
一臺新的數控機床,在設計上要達到很高的動態剛度;運動副之間的摩擦系數小,傳動無間隙;功率大;便于操作和維修。機床數控改造時應盡量達到此要求,并注意下述幾方面。
2.4.1 導軌副。對數控車床來說,導軌除應具有普通車床導向度和工藝外,還要有良好的耐摩擦、磨損特性,并減少因摩擦阻力而致死區。
2.4.2 齒輪副。一般機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度,數控機床上使用的齒輪準確度等級都比普通機床高。
2.4.3 滑動絲杠與滾珠絲杠。絲杠傳動直接關系到傳動鏈準確度。絲杠的選用主要取決于加工件的準確度要求和拖動扭矩要求。
2.4.4 聯軸器。為了消除傳動系統中的反向間隙,提高重復定位度,伺服驅動元件所用的聯軸器多數采用無鍵連接,如錐銷剛性聯軸器,錐環聯軸器等。
2.4.5 回轉刀架。一般改裝的車床多數采用四工位自動回轉刀架。
2.4.6 安全防護。改造效果必須以安全為前提。在機床改造中要根據實際情況采取相應的措施,切不可忽視。
3 數控系統開發方法
3.1 基于單片機的數控系統
基于單片機的經濟型數控系統一般采用步進電機作為驅動元件,步進電機采用脈沖方式工作,基本原理是:系統中的鍵盤用于向計算機輸入和編輯零件加工程序;采用數碼管顯示加工數據及機床狀態等信息;存儲器用來存放監控程序、鍵盤掃描程序、顯示驅動程序及用戶控制代碼程序等;功率放大器用來對計算機送來的脈沖進行功率放大,以驅動步進電機帶動負載運行。需要完成的具體任務有:
3.1.1 硬件系統的結構設計。一般采用51系統單片機作為主控制器,在此基礎上擴展一些必要的器件如ROM、鍵盤等。
3.1.2 軟件設計。包括:監控與操作軟件,用來實現人機對話、系統監控、指揮整個系統軟件協調工作等,包括系統的初始化、命令處理循環、零件加工程序的編輯修改等;步進電機控制軟件,包括:通電狀態代碼和電動機正、反轉的實現;步進電機轉速的控制。
3.2 基于ARM與運動控制器的數控系統
3.2.1 系統硬件結構。系統硬件采用主從式雙CPU結構模式。主CPU為ARM處理器,用于鍵盤、顯示,網絡通訊等管理工作,而從CPU即為運動控制芯片,專門負責運動控制的處理工作。ARM處理器通過總線操作,把命令寫入運動控制芯片,使運動控制芯片來完成運動控制。
3.2.2 操作系統及編程語言。為了最大地利用系統硬件資源,并且還要保證實時性,所以使用了μC/OS多任務實時操作系統。使用到μC/OS操作系統,通過它實現多任務實時控制。程序的編程語言為C語言以及ARM匯編語言。
3.3 基于PC機的數控系統
近年來,以工業PC機為核心的控制系統已廣泛地被工業控制領域所接受。采用工業PC機在WIN-DOWS操作系統下通用的數控系統,已成為數控系統發展的潮流。基于工業PC機的數控系統采用的是標準的PC硬件和操作系統,因此易于進行模塊化和開放式的設計。開放式數控系統是目前新型數控系統研發的主流。系統采用工業PC機+運動控制器結構組成,主要包括工業計算機、運動控制卡以及伺服系統等。
4 結論
進行機床數控化改造要將改造的重點放在電氣、控制系統的改造上,機械部分只對影響準確度的重點部件進行改造。這樣可縮短改造周期,降低改造成本,并利于對系統進行再次升級。隨著社會的不斷發展以及技術的不斷進步,數控技術的發展,必將帶動數控機床改造技術的進步與發展。
參考文獻
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【關鍵詞】數控系統;維修技術;故障
隨著微電子、計算機、信息處理、自動檢測和自動控制技術的發展,數控系統的應用越來越廣泛。它給工業生產的發展創造了機會,提高了社會生產率與產品質量,為社會創造出巨大的財富!數控技術廣泛應用到各個領域,特別是工業生產中。出現故障后若不能及時維修處理,將影響正常生產,從而造成經濟損失。本文從現代數控系統的基本構成入手,探討數控系統的故障診斷方法與維修技術。
一、數控系統的構成與特點
1.構成
當前,工廠所使用的數控系統種類繁多,包括有西門子、FANUC、NUM、Heidenhain、華中、廣州、航天數控系統等等。生產廠家不同,在設計上各有區別。但無論哪種系統,它們的基本原理和構成是非常相似的。數控系統一般由系統程序、輸入輸出設備、通信設備、數控裝置、可編程控制器、伺服驅動裝置和測量裝置等構成。
2.特點
(1)數控系統發生故障若得不到及時維修,將影響生產,造成經濟損失。因而對數控系統的維修人員的技能水平有更高的要求。
(2)數控系統的工作環境一般為工廠,要求數控系統具有在抗噪音、震動、高溫、粉塵、金屬屑等惡劣環境條件下工作的能力。
(3)數控系統要與各種數控設備及外部設備通信,通常接口電路復雜、可靠性要求高。
二、數控系統維修工作的基本條件
1.在維修手段方面應具備的條件
必要的參考資料,包括維修手冊、線路圖、說明書及元器件分配表格等;常備易損壞配件,方便及時更換故障配件,保證設備正常運轉; 必要的檢測維修工具、儀器、儀表、編程器、計算機。最好有便攜式編程器,用以現場修改參數,編寫程序,節省維修時間; 建立起技術交流小組,對疑難雜癥進行會診,實現資源的共享。
2.維修工作人員應具備的基本條件
具有嚴謹的工作態度與良好的職業素養;具有較強的動手操作能力;會使用測試儀器、儀表等維修工具;掌握微機原理與接口技術、模擬與數字電路基礎、自動控制與電機拖動、檢測技術、可編程控制器原理、編程語言等基礎知識和一定的外語水平;并經過專業的數控系統知識的培訓。
三、數控系統的故障診斷方法
1.直觀檢查法
(1)向現場操作人員詢問故障產生的現象。故障發生時(或故障發生后)是否有異響、火花亮光出現,它們來自何方,何處發熱異常,何處有異常震動等,就能判斷故障產生的主要部位。然后,進一步觀察可能產生故障的每塊電路板或是各種電控元件(繼電器、熱繼電器、斷路器等)的表面狀況。是否有燒焦、煙熏黑處或元件、連線斷裂,從而進一步縮小檢查范圍;再者,檢查系統的各種連接電纜是否有松脫、斷開、接觸不良等現象,這些也是處理數控系統故障時首先需要想到的。而后,觀察指示燈的變化情況:觀察各部件有無報警指示(如數控系統、溫控裝置、裝置、變頻裝置等);觀察顯示屏上有無提示的故障信號。通常在說明書上有報警信號的處理方法。一般來講,溫控、裝置的報警故障比較容易處理。而對于數控系統等部件的報警,維修人員需根據說明書上報警信號的處理方法仔細分析,判斷故障點出現的位置,逐步圈定范圍,對癥處理。也可以利用操作面板或編程器根據電路圖和PLC程序,查出相應的信號狀態,按邏輯關系找出故障點進行處理。
(2)用手摸。停電檢查時可用手輕輕搖撥接線是否有松動、燒壞現象,端子和導線之間結合是否緊固,旋轉部件軸是否過緊,電氣元器件是否發熱及焊接點是否牢固等。各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線(如伺服與電機接觸器接線)的聯接狀況,查看是否有異常情況等
(3)用耳聽。聽電動機旋轉時有無噪聲和異常聲響,變壓器有無蜂鳴聲。查看設備各部件工作狀態是否正常。振動異常及振動聲音過大等應引起注意,這些都會成為故障的因素。
2.儀器測量法
儀器測量法是查找數控機床故障的基本方法。當機床發生故障時,利用手中的儀器、儀表(示波器、萬用表等)參照電氣原理圖和控制系統的邏輯圖等資料,沿著發生故障的通道,一步一步地測量,直到找到故障點為止。
用儀器測量法找故障不一定要從起點一直測量到終點,可采用優選法進行,并要求維修人員不但要較好地掌握電路圖和邏輯圖,而且要較熟悉地了解電氣元器件的實際位置,才能迅速地排除故障。
3.接口狀態檢查法
現代數控系統多將PLC集成于其中,而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的,這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示,有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示,而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。這種檢查方法,對于診斷動作復雜的機構故障起到極大作用,但要求維修人員既要熟悉本設備的接口信號,又要熟悉PLC編程器的應用。
4.參數調整法
數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置有可修改的參數以適應不同設備、不同工作狀態的要求。通過參數調整,既可以讓電氣系統與具體設備相匹配,也可以使設備各項功能達到最佳化。系統參數變化會直接影響到機床的性能,甚至使整機不能正常工作。在設計和制造數控系統時,雖已考慮到系統的可靠性問題,但不可能排除外界的一切干擾,而這些干擾有可能引起存儲器內個別參數的變化。這類故障便是我們所說的“軟”故障,在維修時是很難克服的。此類故障需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。
5.模板互換法
數控系統大都采用模塊化設計,按功能不同劃分不同模塊,隨著現代技術的發展,電路的集成規模越來越大技術也越來越復雜,按常規方法,很難把故障定位到一個很小的區域,而一旦系統發生故障,為了縮短停機時間,我們可以根據模塊的功能與故障現象,初步判斷出可能的故障模塊,用好的備件交換診斷出壞的線路板,并做相應的初始化啟動,而后將壞板修理或返修,對于現代數控的維修,越來越多的情況采用這種方法進行診斷,使系統正常工作,敏捷投入正常運轉。盡最大可能縮短故障停機時間,使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態下進行,還要仔細檢查線路板的版本,型號,各種標記,是否相同,對于有關的機床數據和電位計的位置應做好記錄并做好標志。 否則不僅達不到目的,反而會把故障擴大。
通過對數控系統的了解,維修技術,診斷方法的認識,在實際中應靈活應用。在維修方法上可能用一種方法就能排除故障,亦可能需要多種方法同時進行。我們在實際的維修工作中應根據情況,運用了各種診斷方法,養成記錄的習慣,并進行深層次分析故障原因,并采取適當措施避免故障再次發生,保證設備正常運行。必要時可根據現場條件使用成熟技術對設備進行改進。同時在運用故障診斷的過程中發現自己欠缺的知識,制定學習計劃,最終充實自己。
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[3]孫漢卿.數控機床維修技術.北京:機械工業出版社,2002.
[4]劉希金.機床數控系統故障檢測與維修.北京:兵器工業出版社,1995.
一、情況概述.
通過這些實踐活動,本小組了解到了很多情況。首先,電氣自動化是一個寬口徑的專業,生活中有很多方面涉及到電氣自動化。
1、交通方面,電氣化的鐵路,像現在的輕軌,地鐵
2、工業方面,石油、化工、電力、生產等各領域都主要是靠電氣自動化進行操作,生產、加工、監控和維護。像煤制油、煤制氫、煤發電、像化肥廠、煉油廠、煉鐵廠,各種自動半自動化的生產線、汽車制造、加工、包裝、傳送、油田采油以及采氣的日常操作維護,遠程監控、遠程控制等等,方方面面基本上都必須用到電氣自動化專業知識。
3、民用方面,民用報警、消防報警系統、暖通系統、安防系統、自動化機械加工,配電系統、供電系統、銀行系統,包括我們平時的刷卡系統等等都必須用電氣自動化的知識。
4、通訊方面,衛星的發射、手機、電腦通訊網絡、光纖通訊、電纜通訊,各種控制系統等等都必須用到電氣自動化的知識才能實現。
這就是說本專業前景永遠不會冷門,沒有電氣自動化,現在現在社會的一切將垮掉。同時本專業屬于信息產業,也就是人們常說的“朝陽產業”。
電氣專業學生工作類型也很多:
1:現場體力為主型主要崗位有:設備維護,電氣維修,設備安裝,設備調試等。
2:辦公腦力為主型。職位主要有:電氣設計,自動化項目設計,工程管理等。
3:室外業務銷售型。此類主要是室外跑業務,待遇根據個人業績而定。
4:助理型(主要適合本專業女生)主要職位有:經理助理,工程師助理等。
通過調查市場,我們反觀我們的課程。
學校的培養目標是學生能掌握核心技術技能.熟悉和專業相關的技能、技術,全面培養基本素質職業綜合素質。
對于學校的培養目標,我們了解到學校本專業開設的課程有:計算機控制技術、可編程控制技術、自動檢測與轉換技術、電氣控制技術。本專業核心課程為電氣控制技術。
學校主要開設的課程有:電氣基礎課試驗.掌握安全用電常識還有電場磁場的基本知識.非正弦周期流。
電及一階動態電路的概念;簡單介紹常用電工測量儀表的工作原理;工廠電氣技術對象的生產設備的電氣控制的基本原理;線路及分析方法、檢測技術及應用;常用傳感器的基本原理;轉換電路及其應用;檢測信號的處理、變換及抗干擾技能;自動檢測技術的綜合應用等.電氣設計自動化:工廠供電;變頻器應用與維護;可編程控制器;單片機原理及應用。
通過大學學習我們可以得到許多證書:
高級電工.中級鉗工.電工操作證.制圖員職業資格證等。有了這些證書擔任一般技工不成問題。
我們畢業后可從事的主要工作有:
1.機電設備的生產安裝、調試、維護、管理工作(專業生能夠從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗技術、研制開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等領域的工作)。
2.工業自動生產線的調試運行與維修。
3.機電一體化典型設備的技術改造工作數控技術及其計算機控制設備操作維護檢修工作。
畢業后可去的就業單位:電力系統用電管理部門、國家電網和南方電網供電公司、電力設計院、超高壓工礦企業、信息控制相關產業企業等。
此外,我們還了解到電氣基本上不存在重男輕女的現象,視力要求沒有色盲,但他們要求有工作經驗。
二、專業設置及就業方向的分析.
我們專業的核心課程是電氣自動化,在上面我們已經提到,既然是控制自然是弱電控制強電。掌握以電動機或其它控制電器為控制對象的生產設備,電氣控制的基本原理、線路及分析方法,能設計維護硬件開發功能、培養系統調試、故障診斷能力,同時也是讓學生掌握低電氣電壓結構、工作原理特征及應用。這是學校的專業要求。僅掌握這一項技術是不夠的,控制元件首先涉及到半導體技術和傳感器技術,當我們工作時,這兩樣技術可以為我們提供控制信息。例如:工廠電路中的電流是調小還是調大,有了他們我們可以做出判斷,不至于出錯。我們還學要熟練掌握單片機、plc編程。現代電氣控制趨于全自動化方向發展,設計的好的控制程序將其導入儀器中,有時可以節省大量人力,大大提高工廠生產效率,我想每一位老總都需要這樣的人才,何愁找不到工作,沒有優厚的待遇?這些技術可以說是我們將來競爭的生力軍。要學好這幾項技術,那么現在就要學好基礎課程,基礎課程是為專業課服務的嘛!
關鍵詞: 快速成形 模具制造 CAD/CAM 快速模具制造
隨著全球市場一體化的形成,制造業的競爭十分激烈,產品的開發速度日益成為市場競爭的主要矛盾。在這種情況下,自主快速產品開發(快速設計和快速工模具制造)的能力(成本和周期),成為制造業全球競爭的實力基礎。同時,制造業為滿足日益個性化的市場需求,又要求制造技術有較強的靈活性,能夠在不增加產品的成本的前提下,以小批量甚至單件組織生產。因此,產品開發的速度和制造技術的柔性就變得十分關鍵了。正是在這種社會背景下,快速成形制造技術(RPM-Rapid Prototyping Manufacturing)于20世紀80年代后期產生于美國,并迅速擴展到歐洲及日本,被認為是近年來制造技術領域的一項重大突破。
1.概述
1.1快速成形制造技術的產生與發展。
快速成形(Rapid Prototyping,RP)技術作為一種先進制造技術,是用材料逐層或逐點堆積出零件的一種快速制造方法,又稱為快速出樣件技術或快速原型法。它與虛擬制造技術(Virtual Manufacturing)一起,被稱為未來制造業的兩大支柱技術。快速成形技術對縮短新產品開發周期、降低開發費用具有極其重要的意義,有人稱快速成形技術是繼NC技術后制造業的又一次革命。RP技術現今迅速地向快速成形制造(Rapid Prototyping Manufacturing,RPM)方向發展。
快速成形技術作為一門多學科交叉的專業技術,其本身的發展也將推動相關技術、產業的發展。目前,比較成熟的制造工藝有數十種。典型的有SLA立體光刻、LOM分層實體制造、SLS選區激光燒結、FDM熔融沉積制造和3DP三維印刷等。快速成形制造技術是采用分層的思想來制作三維物體,根據構成物體的方式不同,有以下幾種成形方式:添加成形、去除成形、受迫成形。
1.2快速成形制造技術的基本原理與特點。
1.2.1 RPM的基本原理
RPM技術是綜合CAD技術、數控技術、材料科學、機械工程、電子技術和激光技術等于一體的技術,是實現從零件設計到三維實體成形制造的一體化系統技術,采用軟件離散-材料堆積的原理實現零件的成形過程,其原理如圖1所示。
RPM是由CAD模型直接驅動的快速制造復雜形狀三維物理實體的技術總稱,即利用三維CAD的數據,通過快速成形機,將一層層的材料堆積成實體原型。在計算機控制下,基于離散/堆積原理采用不同方法堆積材料,最終完成零件的成形與制造的技術。從成形角度看,零件可視為逐點、線、面的疊加而成,從CAD模型中離散得到點、線、面的幾何信息,再與快速成形的工藝參數信息結合,控制材料有規律地、精確地由點、線到面,由面到體地逐步堆積成零件。從制造角度看,它根據CAD造型生成零件三維幾何信息,控制三維的自動化成形設備,通過激光束或其他方法將材料逐層堆積而形成成形或零件,其工藝流程如圖2所示。
1.2.2 RPM的特點
RPM技術的特點主要有:高速柔性化,技術高度集成化,產品開發快速化,設計制造一體化,制造自由成形化,材料使用廣泛性。
1.3快速成形制造技術的分類與工藝方法。
1.3.1 RPM的分類
RPM技術在“分層制造”思想基礎上,根據分類的方法通常可分為按采用的原材料進行分類和按制造工藝原理進行分類。
1.3.1.1按成形所采用的原材料分類
①液體的光、熱聚合與固化。液體聚合物的特性使其在激光、紫外光或其他熱源的照射線能迅速從液態轉為固態。采用這種方式的快速成形制造技術有立體印刷、全息干涉固化、光催化固化與光刻、激光束相干固化、熱聚合等。
②固態膜、片材的熔化。采用固體的膜或片材,用粘結劑或其他方法將切割下來的材料粘結而成形。常用的工藝方法有層合實體制造、膜聚合等。
③固體粉末的燒結與粘結。通過激光燒結或用粘結劑粘結將固體粉末聯接起來,未被照射的區域仍是粉末。采用這種制造工藝的有選擇性激光燒結、三維噴涂粘結等。
④固態絲、線材的熔化。采用固態的線材或絲材,通過加熱使其熔化成半流動狀,同時噴頭按要求的軌跡運動,將材料沉積下來,堆積成所需的形狀,冷卻后凝固成固體而成形。常見的工藝方法有熔融沉積造型、焊接成形等。
1.3.1.2按制造工藝原理分類
①層合實體造型(LOM)。LOM工藝采用薄片材料,用激光束在剛粘結的新層上切割出零件截面輪廓。
②立體光刻(SLA)。SLA工藝是基于液態光敏樹脂的光聚合原理工作的。
③選擇性激光燒結(SLS)。SLS工藝是采用粉末狀材料成形的。
④三維噴涂粘結(3DPG)。3DPG工藝采用粉末材料成形。其原理類似于噴墨打印機,因此又稱3D印刷。
⑤熔融沉積造型(FDM)。FDM工藝一般采用熱塑性材料。
1.3.2 RPM的工藝方法
1.3.2.1紙層疊法――薄形材料選擇性切割(LOM法)
計算機控制的CO2激光束按三維實體模型每個截面輪廓線對薄形材料(如底面涂膠的卷狀紙、或正在研制的金屬薄形材料等)進行切割,逐步得到各個輪廓,并將其粘結形成快速原型。用此法可以制作鑄造母模或用于“失紙精密鑄造”。
1.3.2.2激光立體制模法――液態光敏樹脂選擇性固化(SLA法)
液槽盛滿液態光敏樹脂,它在計算機控制的激光束(按照三維模型每個截面的輪廓線)照射下會很快固化形成一層輪廓,新固化的一層牢固地粘結在前一層上,如此重復直至成形完畢,即形成快速原型。而新推出的光照成形機(如3D Systems公司出產的SLA-300成形機)采用了Zephyr再涂層技術,最上面待成形樹脂用真空吸附式刮板結構涂布供給,不需要沉入液態樹脂中,提高了速度,在制作的原型中不再有液態樹脂。用來制作塑料模、在熔模精密鑄造中替代蠟模。
1.3.2.3燒結法――粉末材料選擇性激光燒結(SLS法)
粉末材料可以是塑料、蠟、陶瓷、金屬或它們復合物的粉體、覆膜砂等。粉末材料薄薄地鋪一層在工作臺上,按截面輪廓的信息,CO2激光束掃過之處,粉末燒結成一定厚度的實體片層,逐層掃描燒結最終形成快速原型。用此法可以直接制作精鑄蠟模、實型鑄造用消失模、用陶瓷制作鑄造型殼和型芯、用覆膜砂制作鑄型及鑄造用母模等。
2.快速模具制造技術(RT,Rapid Tooling)
目前,快速成形制造技術在模具制造方面的應用可分為RP成形間接制模(Indirect Rapid Tooling,IRT)和RP成形直接制模(Direct Rapid Tooling,DRT),主要用于制造注塑類模具、沖壓類模具和鑄造類模具等。通過將精密鑄造、中間軟模過渡法以及金屬噴涂、電火花加工、研磨等先進模具制造技術與快速成形制造相結合,就可以快速地制造出各種金屬型模具來。如圖3所示為各種基于快速成形的RT工藝路線。
2.1直接制模技術DRT。
較好地解決模具加工成本高、周期長的方法就是采用快速成形直接制造模具。直接制模技術DRT是指利用RP技術直接制造出最終的零件或模具,然后對其進行一些必要的后處理即可達到所要求的力學性能、尺寸精度和表面質量。直接制模具有制造周期短、節省資源、發揮材料性能、提高精度、降低成本的特點。但它在模具精度和性能控制等方面比較困難,特殊的后處理設備與工藝使成形尺寸受到較大的限制。
2.2間接制模技術IRT。
間接指模技術IRT是指利用RPM技術首先制造模芯,然后用此模芯復制軟質模具,或制作金屬硬模具,或者制作加工硬模具的工具。它通常以非金屬型為主,大多數情況下,非金屬成形無法直接作為模具使用,需要以RP成形作母模,通過各種工藝轉換來制造金屬模具。相對于直接制模來說,間接制模技術比較成熟。目前,制造業多數采用金屬模具間接制造工藝。
3.基于RPM的快速模具制造方法
3.1用快速成形件作母模,復制軟模具(Soft tooling)。
用快速成形件作母模,可澆注蠟、硅橡膠、環氧樹脂、聚氨脂等軟材料,構成軟模具,或先澆注硅橡膠、環氧樹脂模(即蠟模的壓型),再澆注蠟模。其中,蠟模可用于熔模鑄造,而硅橡膠模、環氧樹脂模等可用作試制用注塑模或低熔點合金鑄造模。
3.2用快速成形件作母模,復制硬模具(Iron tooling)。
用快速成形件作母模,或根據其復制的軟模具,可澆注(或涂覆)石膏、陶瓷、金屬基合成材料、金屬,構成硬模具(如各種鑄造模、注塑模、蠟模的壓型、拉伸模),從而批量生產塑料件或金屬件。這種模具有良好的機械加工性能,可進行局部切削加工,以便獲得更高的精度,或鑲入嵌塊、冷卻系統、澆注系統等。用金屬基合成材料澆注成的蠟模的壓型,其模具壽命可達1000―10000件。
3.3用快速成形系統制作電脈沖機床用電極。
用快速成型件作母體,通過噴鍍或涂覆金屬、粉末冶金、精密鑄造、澆注石墨粉或特殊研磨,可制作金屬電極或石墨電極。
4.結語
快速成形制造技術及其為基礎的快速制造技術在企業新產品開發中起著重要作用。它可以極大縮短新產品的開發周期,降低開發階段的成本,避免開發風險。它開創了模具快速制造的新時代,發展前景廣闊。
參考文獻:
[1]陳子銀.模具數控加工技術.北京:人民郵電出版社,2006.
[2]朱曉春.先進制造技術.北京:機械工業出版社,2004.
關鍵詞: 職高教學 多媒體技術 課件制作
一、引言
隨著高校的擴招,高中辦學的火爆,職高生源的素質越來越差,這已經是一個不爭的事實。如果照搬現行教材及大綱,職高教學很難達到預期的效果。因此在使用現行教材進行教學時,應根據“實際、實用、實效”的原則,對教學內容進行精選。為達到學以致用的要求,則必須按照一線生產實際需要授課,其課程體系必須突出能力與素質的培養,其教學內容應擺脫學科系統性、完整性的束縛。據此,教學內容調整的思路是強調基本知識、基本原理,注重實際應用,引入理論和方法的新概念、新理論、新方法,力求在課內學時的前提下,拓寬知識面,增加信息量,增強教學效果。
二、多媒體教學
多媒體教學是指在教學過程中,根據教學目標和教學對象的特點,合理選擇和運用現代教學媒體,并與傳統教學手段有機組合,共同參與教學全過程,以多種媒體信息作用于學生,形成合理的教學過程結構,達到最優化的教學效果。
上世紀九十年代以來,多媒體技術迅速興起、蓬勃發展,其應用已遍及國民經濟與社會生活的各個角落,正在對人類的生產方式、工作方式乃至生活方式帶來巨大的變革。特別是多媒體具有圖、文、聲并茂甚至有活動影像等特點,能提供最理想的教學環境。這種深刻影響可以用一句話概括:多媒體技術將會改變教學模式、教學內容、教學手段、教學方法,最終引發整個教育思想、教學理論甚至教育體制的根本變革。多媒體技術的研究、應用、推廣,必將給職業教育教學改革帶來深遠的影響,并顯示出強大的優勢和魅力。
三、多媒體技術教育的特點
1.理論與實踐的有機結合。
中等職業學校培養具有綜合職業能力,掌握必要的文化基礎知識、專業知識和比較熟練的職業技能,具有較強的實踐能力,在生產、服務一線工作的高素質勞動者和技能型人才。教師在多媒體教學中,可以實時講解理論知識、演示實驗步驟、實際操作方法、指導學生或讓學生虛擬動手操作,學生在多媒體教學過程中既能學習理論又能掌握實踐操作技能,做到省時、高效。
2.能充分發揮學生的主體作用。
隨著網絡技術的迅猛發展,網絡向學生提供了非常豐富的學習資源和良好的學習環境,使學生在教師的指導下,通過運用各種信息搜索工具,獲得相關的信息,然后加以分析、提煉、加工、綜合,得出結論,再利用QQ、E-mail、BBS,或面對面地與教師、同學進行討論,最后通過相關工具自己的結果。上述整個過程的進行,十分有助于拓展學生個性發展空間,提高學生的自學能力,其中包括獲取、識別信息資源的能力,獨立解決問題的能力,從而充分發揮學生的主體作用,激發學生的創造性思維,達到學會學習的目標。這種交互方式對教學過程具有重要意義。它能有效地激發學生的學習興趣,使學生產生強烈的學習欲望,從而形成學習動機,主動參與教學過程,轉變了傳統的以教師為中心、以課堂為中心的教育方式。
3.更好地實現因材施教,多方位地強化學習效果。
職高學生大多經驗水平不高,知識基礎差,但在傳統的課堂教學中,對每位學生所使用的教材和所采取的教學方法、教學內容、程序步調卻是相同的,這使基礎差的學生感到學習很困難,使教學目標不能圓滿實現。采取多媒體教學,運用多媒體教學手段,可以使那些用傳統的教學手段無法講清或難以講清的教學內容化難為易、化繁為簡,使抽象的結構變得直觀,提高課堂教學效率。例如對數控機床結構部分的講解,將傳統的掛圖制作成多媒體課件來演示,既直觀,又容易接受,可以提高學生的學習興趣及效率。在對數控機床操作應用部分進行講解時,引入數控加工仿真軟件,可以改變黑板上開機床的死板局面,使課堂教學變得更加生動、更加具體,而且由于仿真軟件不存在安全問題,學生可以大膽地、獨立地進行學習和練習,通過與仿真場景的交互,獲得接近于真實場景的感覺。
四、多媒體課件的制作步驟
如何才能制作出好的多媒體課件呢?說起來也不難,并不像很多人認為的那樣,一定要具備很高的計算機能力才能做到。下面我就自己多年制作多媒體課件的實踐經驗談談體會。
1.撰寫腳本。
當我們選定了某一個教學內容之后,首先需要為教學內容撰寫教案,然后根據教案寫出輔助課件的腳本。課件腳本有時候也稱多媒體教案。課件腳本需要我們根據教學內容確定制作課件使用的工具,課件的整體結構、展示手段,等等。
2.素材制備。
課件大綱確定后,教師要著手收集制作多媒體課件所需各種資料,如文字內容、動畫圖片、聲音等素材。對需要使用的素材切記不能囫圇吞棗、拿來就用,素材要偏重于實驗過程,有利于學生操作技能的培養,如:數控技術中用Flash制作的圓弧插補、光柵感應器、步進電機的工作原理的課件,形象而生動演示了數控元件的微觀的、抽象的工作原理,加深了學生的認識和記憶。當然,教師需要充分備課,解答學生提出的各種問題,正確引導學生深入學習。要根據教學內容和制作大綱對收集到的素材進行再加工處理,實踐技能性的素材要占60%以上,達到通過模擬實踐積累起一定的操作技能,使技能實習事半功倍的目的,并且能夠縮短實習周期、降低設備損耗、減少實習成本。加工整理素材常用的軟件有:圖像處理軟件PhotoShop,可處理圖片藝術效果、美術字,進行色彩空間變換及文件格式轉換;使用3DS Max加工處理三維動畫素材;聲音的編輯處理可用Windows自帶錄音機程序,可實現截取、復制、粘貼、合并、改變音量和播放速度等操作;視頻編輯軟件Premiere可以為多幅靜態畫面連綴并配音,生成AVI、MOV、FLC等多種視頻格式文件,還可以用Flash自己制作相關的動畫片。
3.選擇制作軟件集成多媒體課件。
為保證系統的操作通用性,多媒體課件應在Windows環境下集成,并采用操作方便、支持較多媒體技術的集成軟件。比較適合高職工科教學特點的制作多媒體課件的集成工具軟件有:PowerPoint、方正奧思、洪圖、Director、Authorware等。其中Authorware是一款完全可視化的設計平臺和基于設計圖標的程序設計方法的多媒體工具軟件,它支持目前已有的動畫軟件的各種聲音格式文件,并支持ActiveX、ODBC、VR及流媒體技術,以圖標流程線、動態鏈接庫為主要特征的所見即所得的編程方程,具備多媒體素材的集成能力和超強的交互控制能力,對工科實踐技能性的課程如機械、電子類課程,使用優勢明顯;方正奧思對文字及靜態表現形式多樣,操作控制及互交性能良好。這些集成軟件使用難度較小,非專業教師也可以快速地進行多媒體教學課件的設計與開發,制作出與專業相符、特色鮮明的多媒體課件。
4.精心制作。
啟動集成軟件后,按大綱的要求制作課件的封面,輸入名稱及目錄,在制作課件主體內容時,首先要設計好控制按鈕,它關系到課件使用的靈活性,要做到翻轉、進退、切換使用方便,再做好整體架構,不能從頭至尾連續在一起,應以兩節課的容量為一個節點,有相對的獨立性和完整性,在一個完整節點中,要有明確的學習要求及應達到的目的,還要制作出相關的作業內容供學生課后練習,并提供網上交流學習的互動平臺。如《塑料成型與模具設計》課件使用Authorware集成制作時,首先制作出流暢的封面,標明主題內容,其次制作操作方便的交互控制按鈕,然后集成相關的動畫內容,可有效地展示塑料成型過程,反映出模具的設計形狀對成型的工藝影響,學生如親臨現場,感受深刻。
5.調試與完善。
初步完成多媒體課件制作后,教師還要進行反復測評調試,著重檢查課件界面是否布局合理,操作是否方便、靈活、人性化;有沒有相應的控制技術、交互性能如何;集成后課件的整體風格是否統一;色彩搭配是否符合視覺心理;文字圖片、音頻視頻、動畫等配合是否恰當,等等,逐一進行調試修改,還要檢查教學內容、體系規范、結構嚴謹等方面的內容。有條件的話可請專業人員和教研室的教師共同對課件進行嚴格的測試、評估,經過多次調試修改運行無誤后才能用于課堂教學,并在教學過程中不斷收集學生的意見,對課件進一步完善。
五、多媒體教學的注意點
引進多媒體,是對教學原則、教學過程、教學方法和教學管理進行的全面優化,它是科學而且先進的。目前,多媒體教學已經成為教育發展的必然趨勢。但是,任何事物都具有兩面性。進行多媒體教學應注意以下幾點。
1.使用多媒體教學時機要適宜。
就使用的方便性和效果來說,常規教學媒體要更好一些。利用多媒體計算機展示的應該是教學內容的重點、難點。一味地追求使用多媒體,會導致多媒體成為教學的干擾因素。
2.防止學生興趣遷移。
教師必須對畫面上的信息加以限制,否則,過分追求視覺形象,反而會分散學生注意力,削弱教學效果,把多媒體形聲化的優點變成缺點。
3.注意發展學生的思維能力、想象力。
多媒體計算機在豐富表象、補充文字教材不足方面具有很大作用。但是表象不能代替經驗,不能忽視語言邏輯的作用,要注意發展學生的思維能力、想象力。總之,多媒體作為一種新型的教學媒體,它從誕生之日起就顯示出了強大的生命力。它具有存儲量大、準確性高、直觀性好、處理速度快、交互對話和邏輯判斷等諸多優點。
參考文獻:
[1]張寶明.全面應用現代化教學手段的思考與實踐.職教論壇,2002,VOL174,(2):9-11.