随着社会的进步、生产的发展，人们对产品提出了慢慢的升高的要求，产品的精度也日趋精确，造型异常复杂。在数控加工领域更是如此,汽车零部件、飞机零部件等造型日趋复杂，给数控加工提出了更高的要求。我们在平时的产品制作中有许多编程手段：简单零件直接用基本指令进行编程自动加工，稍微复杂的零件能够使用宏程序进行制作，异常复杂的元器件则能够使用CAD/CAM编程软件自动加工等。由于不同地域硬件配置不同操作，编程人员专业素养存在差别，很难做到统一采用宏程序和CAD/CAM软件自动来加工（比如中西部欠发达地区），这时可通过已有的编程指令进行灵活编程亦可达到加工要求。本文正是基于上述原因提出的一个编程技巧：利用子程序和G17，G18，G19联合编程完成产品加工。

  如下图1、2所示为一个板状零件，要求加工零件的凸圆柱面及相连的倒圆角面（进行精加工）。由于工件比较薄且刚性不足，需要利用底面M面做定位装夹加工。在进行端面铣削时编写程序会有点困难。下面我们利用子程序和G18指令来完成编程。

  程序分主程序和子程序。一个以程序号O开始，以M99结束的程序称作子程序。子程序是相对主程序而言的，主程序能调用子程序。当一次装夹加工多个零件或一个零件有重复加工部分时，可以把这个图形编成一个子程序存储在存储器中，使用时反复调用。子程序的有效使用可以简化程序并缩短检查时间。M99可以不必出现在一个单独的程序段中，作为子程序的结尾，这样的程序段也能的：G90 G00 X0 Y100.0 M99。子程序调用指令M98可以和运动指令出现在同一程序段中：G90 G00 X-75.0 Y50.0 Z53.0 M98 P40035。在这种情况下，先执行X、Y坐标移动之后再执行调用子程序指令M98。子程序可以多级嵌套，一般子程序调用可以嵌套4级。每次调用子程序时的坐标系、刀具半径补偿值、坐标位置、切削用量等可依据情况改变，甚至可对子程序进行镜像、缩放、拷贝等。

  平面选择G17、G18、G19指令分别用来指定程序段中刀具的插补平面和刀具半径补偿平面。G17：选择XY平面；G18：选择ZX平面；G19：选择YZ平面。

  下面进行程序的编制。如图4所示，利用CAD/CAM软件分析知D点坐标为X=19.3649，Y=0；C点坐标为X=14.5237，Y=1.25。利用FANUC Oi系统加工中心进行装夹加工。加工时用半径为4的球头铣刀来加工，编程原点设在图1所示的B点（B点处于前端面位置），由于刀具为球头刀，对刀时Z方向对刀数值需要向上抬高一个刀具半径4。工件Y方向需要加工距离为45mm。程序如下：

  学习数控技术课程的目的是使学生能掌握数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理等基本知识，掌握典型的数控系统的应用与操作，掌握数控车床、数控铣床、加工中心的编程知识，熟悉相关的仿真软件和自动编程软件，并通过实验、实训、实习增加感性认识，提高学生的动手能力和创造新兴事物的能力，达到知识、能力、素质的全面发展。怎么样提高数控编程教学效率呢？

  教材的内容应适合于实际编程应用的要求，以目前广泛采用的基于CAD/CAM软件的交互式图形编程技术为主要内容。在讲授软件操作、编程方法等实用技术的同时也应包含一定的基础知识，使读者知其然更知其所以然。数控编程技术的学习是一个分阶段逐步的提升的过程，因此教材的内容应按不同的学习阶段做到合理的分配。同时，从应用角度对内容做系统的归纳和分类，便于读者从整体上理解和记忆。

  教学内容以“必须，够用”为度，少一点公式推导，多一点应用实践，删繁就简，确保重点，突出针对性和应用性。例如：在讲“数控编程与操作”的内容时，理论方面应着重从编程思想与方法出发，将涉及到的工艺分析、程序的代码、结构、格式及数值计算进行详细讲解，多一些编程操作实例，突出实用、实践，而无需对数控系统或数字控制机床的维护维护保养等知识讲解。在教学中要充分与实践相结合，采用精讲多练，边讲边练，讲练结合的形式。

  一个专业是由若干课程群模块来构建，一个课程群模块由若干门课程架构，一门课程由若干知识与能力构建的模块组成。课程是学校教学组织管理的最小单元，优化课程教学内容，是保证教学质量、培养人才的基石。

  这里的模块，是指课程知识与能力浓缩的单位元。每个单位元包含具有共性的知识点、能力点，尽量在一堂课内完成教学。若要多堂课完成，则分解成几步实施，提高可操作性。如《数控加工实训》课程构架可分解为二十个小单元，每个小单元即模块是知识与能力的高度浓缩，在有限的教学时空里，教学更多的知识与能力点，教学内容含金量极高。成果推广以来，我们逐步的提升和完善，现在已逐步实施课程教学内容的“三化”，即：

  教学内容体系化：理论教学体系、实践教学体系、职业技能体系等三者并进。实现理论与实践并重，能力与证书并举，证书与就业并行的格局。

  知识能力模块化：将知识与能力点构建为一个小的单位元，提高教学效益。主要体现在：一是节省教学时间。如：数控加工实训，我校仅用4周完成高级数车、中级数铣及数控职业培训考试。二是增大教学信息量。单位时间教学信息量可增加50%～100%。三是节省实训材料。工件模块设计，一个毛坯从大到小加工多个训练零件，节约实验实训经费。

  典型实例动态化：实例或操作经动态媒体或现场操作等手段实现4D（三维立体+时间的立体动态过程）的动态化。有效提升学生快速理解知识，提高应用能力。

  借助于装备完善的数控仿真、多媒体实验室和理论实践一体化教学实训室，使数控课程的教学手段基本达到了现代化的要求。在数控仿真加工的基础上，掌握数字控制机床的操作。教师们都能熟练地使用计算机、投影仪等先进的教学设施，根据优选的教学内容制作课件，营造出图文并茂生动逼真的教学环境，可促使学生更好地掌握教学内容，提高学习的效率。

  1.编制电子教案，实施网络化教学，将讲述的内容利用互联网教学，增加信息量，实现实时仿真，可以引导学生按照工作过程学习，能大大的提升学生的学习兴趣。

  2.电子课件讲授，将抽象的知识用多媒体表示，形象易懂，提高学生学习效果。运用校园网和电子阅览室资料，制作图文并茂的多媒体课件，精心组织教学内容，使复杂问题简单化，抽象问题形象化，帮助学生深刻理解和掌握所学知识。

  3.教学内容全部上网，促进学生自主性学习。本课程的教案、课件、习题集、鉴定题库、授课计划、实训指导书等资料全部上网，促进学生自主性学习。

  4.开放实训室，为自主性学习创造条件。编写详细的实训指导书，学生可通过多媒体教室，机房、一体化教室快速入门提高，使学生可通过业余时间进行学习，提高学生的认识、理解、运用知识的能力。

  实习教学是数控专业的一个重要环节，由于数控加工牵涉到机床、夹具、刀具、工艺路线、切削参数及编程方面的知识，由于数控设备少，我们可先在普通设备上培训有关知识，避免一开始就就让大批学生涌向数量不多的数控机床，等到相关知识准备好了，有必要进行程序运行时才上数字控制机床，这就大幅度减少了数字控制机床的工作量，从而缓解了设备不足的压力。

  我建议实习应按普通机床加工（如普车、普铣）仿真模拟训练数控机床操作三步进行，其中，普车普铣旨在让学生掌握主要的机械加工工艺与装夹方法。训练其对不一样的材料，不同零件，采用何种工艺路线，及在不同的工艺路线、不同的主轴转速、进给速度及切削深度条件对工件的形位精度产生的影响。培育学生对切削加工参数和工艺路线制定的感性认识。仿真模拟训练主要是培育学生对编程指令和机床面板的熟练程度，为在数字控制机床上的操作打下坚实的基础，避免因指令不熟而损坏数控设备。

  总之，在高职数控编程教学中，改变传统的教学模式，专业课进行实践化教学，在教学过程中实施精细化，重点培育学生综合运用知识的能力，是我校在全方面提升学生素质、全面服务社会过程中所进行的一系列改革，同时也收到了很好的效果。

  数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设施，是综合应用计算机、自动化控制、自动检验测试及密集机械等高新技数的产物。随着数控技术的发展与普及，现代化企业对于懂得数控加工技术，能进行数控加工编程的技术人才的需求量也将持续不断的增加，数控加工在生产的全部过程中发挥着非消极作用。在实际工艺流程中，对于同一个零件不同的加工方案反映出不同的加工效果，怎么样更好的发挥数控车床的作用，根据相关生产的具体条件在编程加工中灵活选不一样的加工方案具有积极的意义，下面以轴类零件编程需要仔细考虑的几点加以分析。

  在实际进行数控编程时，确定加工路线的原则应在保证零件加工精度和表面粗糙度的条件下，应尽可能缩短加工路线，以便于提高生产率。

  首先应考虑粗、精加工分开的原则，先粗加工再精加工，通常在一次装卡中，不允许将零件某一部分表面加工完毕后，再加工零件的其他表面。如图1所示的零件，数控加工中应先切除整个零件的大部分余量，再将其表面精车一遍，以满足加工精度和表面粗糙度的要求。有同轴度要求的内外圆柱面或者有垂直度要求的外圆与端面，应尽可能在一次装夹中完成，以减小工件的定位误差。

  对于易发生加工变形的零件，通常粗加工后有必要进行矫形，这时粗加工和精加工作为两道工序，能够使用不同的刀具或不同的数控车床加工。对毛坯余量较大和加工精度要求比较高的零件，应将粗车和精车分开，划分成两道或更多的工序。将粗车安排在精度较低、功率较大的数控车床上，将精车安排在精度较高的数控车床上。以图2（a）所示手柄零件为例，说明工序的划分。

  该零件加工所用坯料为?30棒料，批量生产，加工时用一台数控车床。工序划分如下：

  第一道工序（按图b所示将一批工件全部车出，包括切断），夹棒料外圆柱面，工序内容有：先车出?12 和?20 两圆柱面及圆锥面（粗车掉R42圆弧的部分余量），转刀后按总长要求留下加工余量切断。

  第二道工序（见图c），用?12外圆及?20端面装夹，工序内容有：先车削包络SR7球面的30°圆锥面，然后对全部圆弧表面半精车（留少量的精车余量），最后换精车刀将全部圆弧表面一刀精车成形。

  在数控加工划分工序时，一定要视零件的结构与工艺性，零件的批量，机床的功能，零件数控加工内容的多少，程序的大小，安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。什么零件宜采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则，也要根据真实的情况来确定，但一定要力求合理。

  其中图a为矩形循环进给路线，其路线总长最短，图b为三角形循环进给路线;图c表示利用数控系统具有的封闭式复合循环功能控制车刀沿着工件轮廓线进行进给的路线。因此在同等切削条件下的切削时间最短，刀具损耗最少，为最常用的粗加工切削进给路线，但也有缺点，粗加工后的精车余量不够均匀，一般需安排精加工。所以实际加工时要根据详细情况运用不同的方法。

  粗加工时，一般以提高生产效率为主，但也应考虑经济性和加工成本。切削用量的选择原则首先选取尽可能大的背吃刀量;其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量;最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。

  切削用量的选择原则首先是根据粗加工后的余量确定背吃刀量;其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量;最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合实践经验而定。

  粗加工时， 由于对工件表面上的质量没有太高的要求，进给量f主要受刀杆、刀片、机床、工件等的强度和刚度所承受的切削力限制，一般根据刚度来选择。工艺系统刚度好时，可用大些的f;反之，适当降低f。

  精加工、半精加工时，f应根据工件的表面粗糙度Ra要求选择。Ra要求小的，取较小的f，但又不能过小，因为f过小，切削厚度hD过薄，Ra反而增大，且刀具磨损加剧。刀具的副偏角愈大，刀尖圆弧半径愈大，则f可选较大值。一般，精车时可取0.10～0.20mm/r。

  外圆轮廓零件编程指令较多，其中G71外圆粗车循环指令、G73封闭切削循环指令及G70精加工循环等编程指令在外圆轮廓的粗加工中运用较多，编程工艺流程中要熟悉编程指令，灵活的选择和运用各个指令，运用很多方法保证产品加工精度，有效的提高产品加工效率。

  当给出图4所示加工形状的路线AA′B 及背吃刀量，就会进行平行于Z轴的多次切削，最后再按留有精加工切削余量Δw和Δu/2之后的精加工形状进行加工。

  1）在使用G71 进行粗加工循环时，只有含在G71 程序段中的F、S、T功能才有效。

  由于该指令对零件的轮廓有特殊的要求，X轴、Z轴方向同时单调增大或单调减小。

  这种方式对于铸造或锻造毛坯的切削是一种效率很高的方法。G73循环方式如图6所示。

  运用G73指令编程加工时，要合理的确定切削余量，直径方向的总切削余量确定原则为：

  在这里G71、G73程序段中的F、S、T的指令都无效，只有在G70程序段中的F、S、T才有效。

  结合以上编程指令各自的走到路径，合理选择指令对产品外圆轮廓进行粗加工，能大大的提升产品加工效率，保证产品质量。对于余量不均匀的轮廓应尽量采用G71指令编程加工，如用G73指令编程加工时，会导致空走刀轨迹过多，降低产品加工效率。

  综上所述，只有正确分析数控加工零件的工艺，合理的选择切削用量，灵活地使用各编程指令，才能控制好产品加工精度，真正提升产品加工效率，切实发挥数控车床的作用。

  [1]新编数控机床加工工艺与编程操作及故障诊断维修技术实用手册/主编王晓东.北方工业出版社，2006.6.

  [2]最新数控机床加工工艺编程技术与维护维修实用手册/主编席文杰.吉林省电子出版社，2004年4月.

  关键词：数控车床；可编程台尾；台尾结构；控制模型；金属加工设施 文献标识码：A

  数控车床是现代工业中应用十分普遍的一类金属加工设施，数控车床大多数都用在加工回转件，很常见的是加工盘类零件和轴类零件。盘类零件的加工一般仅采用卡盘卡紧方式就能满足规定的要求，而对于轴类零件特别是对于长轴类零件的加工，需要用卡盘和台尾结构，采取一卡一顶的装卡方式，所以对于数控车床的加工而言，良好、可靠、高效的台尾结构很重要。可靠高效的台尾结构，不仅能保证数控车床所加工零件的加工质量，还能够大大提高加工效率，对于提升数控车床的自动化程度也非常重要。

  传统的台尾结构，主要是手动搬动台尾体沿数控车床的Z轴导轨移动或沿台尾专用导轨移动，台尾的移动由人力搬动，台尾体被搬到指定位置后，扳动手柄将台尾底板锁到台尾移动的导轨上。用人力旋转台尾套筒的进退的手柄，将台尾体内的套筒旋出顶紧工件，再通过锁紧手柄将台尾套筒锁紧。可见传统的数控车床的台尾结构操作起来费时费力，随着数控车床产品日新月异的发展，特别是智能化数控车床产品的涌现，为提高劳动生产率，数控车床行业特别需要一种新兴的数控车床台尾结构的出现，来代替原有传统的数控车床的台尾

  数控车床的可编程台尾，不同于传统台尾结构，是一种具备可以参与数控车床加工编程的新型台尾结构。在对可编程台尾的控制过程中，数控车床的数控系统可以用M代码、B代码或其他可以参与数控车床加工编程的代码指令，自动控制台尾或台尾套筒的进退，并对台尾或台尾套筒的位置进行检测，控制台尾或台尾套筒前进或后退到数控车床加工需要的位置，来完成对数控车床加工零件的顶紧。这样可以提高数控车床加工效率，特别是对于数控车床与自动化生产线（桁架机器手自动化生产线或关节机器手自动化生产线）组线时，可以高效、精准地提高数控车床的装卡效率，从而大幅度的提升数控车床的加工节拍，极大地方便数控车床的加工，实现完全自动化加工，有效地提高数控车床的智能化水平和自动化水平。

  结构上：在普通台尾结构的台尾体后端增加一个随台尾套筒进退的长杆，再增加两个与台尾体固定的，用来检测台尾套筒运动位置的无触点光电检测开关，即构成了这种可编程台尾结构。

  控制上：台尾套筒前后移动由数控系统输出控制代码M32（台尾套筒前进）；M33（台尾套筒后退）来实现，台尾套筒行程控制用无触点开关检测到的位置信号反馈给数控系统。前进开关到位信号，用来确保台尾套筒有效的顶紧工件，后退限位开关作为台尾套筒退回到位的确认信号。根据被加工工件长度来调整这两个限位开关位置。如果台尾套筒伸出不到位，台尾套筒前进开关发不出信号，机床主轴就不能启动。在程序编写和自动加工过程中，台尾套筒前进、台尾套筒后退检测开关分别被采集到数控系统的PLC控制程序中，作为台尾套筒前进指令代码M32和台尾套筒前进指令代码M33的应答信号。此种结构较为简单。

  结构上：此种台尾结构的特点与前面提到的第一种可编程台尾结构相似，只是使用光栅尺结构代替了检测台尾套筒前进、后退的位置检测开关。

  控制上：数控系统检测台尾所带光栅尺的反馈位置数据，数控系统将可编程台尾体等同于虚拟轴进行控制，通过G0等G代码控制台尾的运行位置，结合光栅尺的反馈位置，通过数据比较计算，来实现对台尾的控制。此种可编程台尾结构的优点是控制位置相对较为灵活，难点在于对光栅尺的模拟量数据的读入与识别，因某些数控系统不接收反馈的模拟量信号，或者需要通过特殊的DA转换装置来完成对数据的转换。

  这里再介绍一种间接利用数控车床伺服轴移动来实现可编程台尾控制的结构――通过液压插销借用Z轴拖动台尾的可编程台尾结构。

  结构上：此种可编程台尾结构，采用液压缸带动液压插销结构、Z轴撞停到位开关结构，使台尾体与Z轴床鞍之间有效连接，数控系统控制液压插销的动作，利用Z轴带动床鞍移动到相应位置。

  控制上：此种可编程台尾的动作顺序逻辑为：（1）Z轴运行到台尾附近；（2）Z轴到位撞停开关触发；（3）数控系统通过PLC控制液压插销伸出；（4）检测液压插销到位；（5）数控系统控制Z轴拖动台尾运行到指定位置；（6）松开液压插销；（7）检查插销退出到位；（8）移走Z轴。此种可编程台尾结构比较简捷，控制难点在于PLC逻辑控制上。

  有了前面的研究，这里介绍一种较为复杂的应用于数控车床的可编程台尾结构――采用伺服电机控制的可编程台尾结构。

  结构上：采用交流伺服电机作为可编程台尾的控制轴（W轴），来实现对可编程台尾的控制。由W轴交流伺服电机（带抱闸）通过滚珠丝杠驱动，沿Z轴方向移动。W轴伺服电机（后端装有绝对编码器）通过联轴器直接连接到相应的滚珠丝杠上，进而驱动台尾的运动与完成位置控制。

  控制上：W轴交流伺服电机所起的作用是驱动台尾体快移定位到数控系统指令要求的位置，而顶紧工件主要靠可编程台尾体上的液压缸，同时台尾体到位后，台尾体的锁紧靠台尾体底面压板。在数控系统的控制中，可以对控制台尾的W轴伺服电机，采用PLC轴或IO LINK轴的形式进行控制，通过编写PLC控制程序，使用B代码加G0等位置移动指令控制可编程台尾的高速精准定位。采用类似控制伺服轴一样的方式控制此种类型的可编程台尾。因伺服电机的移动速度快、定位精准、启停平稳，所以此种可编程台尾结构在高速、高精加工应用中有很大的优势，此种可编程台尾结构也是很多高档数控车床比较青睐的台尾结构。

  上文对四种应用于数控车床的可编程台尾结构进行了研究，各种方案的优点和不足如下：

  方案1（采用检测开关的简易可编程台尾结构）：优点是结构简单、成本低、易实现；缺点是不移动开关位置的情况下，不能任意位置灵活编程，精度与台尾运行速度一般。方案2（采用直线光栅尺的可编程台尾结构）：优点是结构不复杂、较易实现；缺点是成本较高、某些数控系统不能直接接收模拟量信号，光栅尺信号处理比较繁琐。方案3（通过液压插销借用Z轴拖动台尾的可编程台尾结构）：优点是结构不复杂、成本适中，较易实现；缺点是定位精度一般，插销故障率较高，需提高相关部件的刚性。方案4（采用伺服电机控制的可编程台尾结构）：优点是运行速度快、定位精准、锁紧力大；缺点是成本高，设计调试较为复杂。

  可编程台尾的结构与控制研究对于数控车床的加工效率的提升、机床可靠性研究和数控车床产品的智能化研究很有意义，相信可靠高效的可编程台尾结构的应用必将提升数控车床的整体自动化水平。

  《数控编程》是高职高专数控技术应用和其他许多机电类专业的一门主干专业课，它以培养学生熟练掌握数控设备基本编程技能和数控设备的应用能力为目标。根据高职高专学生的培养目标，有必要对《数控编程》这门课程进行教学改革，从教学内容，课程体系，教学方法与手段和实践教学体系进行改革，以提高教学质量，培养掌握数控技术的应用型、技能型人才，满足市场对该类人才的需求。

  根据高职教育的特点，课程教学内容要围绕知识、能力、素质这三方面来进行，同时，必须有基础性、实用性、时效性和新颖性。《数控编程》理论教学内容包括计算机数控系统、数控机床机械机构、数控编程等内容。由于数控技术发展很快，因此，《数控编程》这门课程应紧跟数控技术的发展，将目前有关数控技术应用方面的新知识、新技术及时传授给学生，所以，应对课程内容与教材随时进行更新和调整。教材以讲明基本概念、基本原理为度，应删去一些繁锁的计算过程和一些过时的教学内容。例如，由于自动编程在数控编程中已得到广泛应用，可将教材中一些复杂曲线的数学处理等内容进行了压缩；因穿孔纸带在企业中已很少使用，这部分内容也可以删减；由于高职学生主要是技能的培养，因此，有必要对理论性太强、岗位实用性较低的内容进行删减，突出实践技能性强的教学内容，所以对数控加工的原理也可以只进行简单讲解，还应将教材中内容接近的部分进行合并。同时还应根据不同的专业对《数控编程》课程教学内容按不同要求进行编排。如对于机械制造及计算机辅助设计专业，主要讲授数控机床机械结构、数控车床、铣床、加工中心、计算机辅助编程。对于模具设计与制造专业主要讲授数控车床、铣床、加工中心编程、数控电火花、线切割机床编程。这样，《数控编程》课程教学内容的安排就体现了系统性、完整性、科学性和先进性，同时要注重汲取近期先进制造技术和数控技术的最新研究成果，注重知识的前后连贯，注重基础知识的完整性。

  教材是教学改革的物化成果。在确定了课程基本内容后，教材的编写就成为有效提高课程教学质量的重要方式之一。在《数控编程》课程教材的建设中，应以课程的基本要求为基础。以教材设计的教学目标分类原则为理论指导，进行高职高专《数控编程》教材的编写。根据教学目标分类学理论，笔者认为可将认知领域的教学目标分为知识、理解、应用、分析、综合等5个类别。知识级涉及的主要是心理过程的记忆。本课程知识级主要教学目标是：数控编程基本概念的名称、定义；数控编程中的基本规则以及数控编程中常用代码的意义、用途。“理解” 是能力发展的一个基本层次，是对知识材料的转换、解释、推断。本课程理解级教学目标是理解数控编程的定义、字与字的功能、程序格式；解释坐标系规则、定义，并识别各典型机床坐标系；理解数学处理的基本方法；解释常用代码的定义、使用方法及编写格式，各代码间的区别与联系；理解典型数控机床加工程序编制的基础（机床主要功能、加工工艺范围、工艺装备、编程特点等）。“应用”是将知识和技能运用到实际中解决新问题。本课程应用级主要教学目标：掌握典型数控机床的常规编程方法；进行一般形状零件加工程序的分析及编制。“分析” 是对一项信息，找出其构成的要素或部分，使得观念中相关的层次更为清楚，并且使得观念与观念的关系更为明白。本课程分析级主要教学目标：分析数控机床编程中，各项功能的适用场合，并使用其进行编程；对典型数控机床的对刀调整、工作台调整、程序调整等进行分析，并确定正确方法。综合是将多元素或部分加以组合以形成一个整体。本课程中“综合” 级教学目标主要表现为能对较复杂零件进行数控加 程序的多方案比较，对较复杂零件进行工艺、程序、加工调整分析，并确定加工方案。

  教学目标分类理论的基本精神是教学要循序渐进，层层深入，这是教材设计的基本原则，遵循这一原则能有效提高教材的科学性、适用性和针对性。高职教材的编写必须要遵循这一基本理论，才能形成高职教材的特色。

  媒体与手段是现代教育技术的一个重要组成部分， 随着计算机技术的普及， 通讯技术和传媒手段迅猛发展，教学方法、教学手段应随着科学的发展而改变。一张嘴、一本书、一块黑板、一支粉笔的传统教学方法已不适合现代学习的要求，取而代之的将是录音、幻灯、录像、电视，特别是多媒体电脑，以其丰富的信息储备、快速的运行速度、强烈的感染力成为教师首选的教学手段。利用多媒体课件进行《数控编程》课程的教学，可以使教学生动、形象，提高学生学习兴趣 过去学生在学习《数控编程》课程时，普遍感觉这门课枯燥、难学，但如果利用电子教案，采用多媒体形式组织教学，同时利用数控加工的仿真软件，对学生编制出的数控程序进行仿真加工，这样就会使教学直观、形象，也会大幅度的提升学生的学习兴趣，使他们感觉数控编程不但易懂、易学，而且实用，这样就会对《数控编程》产生浓厚的兴趣，学好这门课也就不是难事了。利用多媒体课件进行《数控编程》课程的教学也可以减轻学生负担，提高课堂利用率。传统的教学方式一般是老师在上面讲，学生在下面做笔记。有些同学往往顾了做笔记就顾上听课，常常一堂课下来，笔记做了不少，但脑子却是一片空白。采用多媒体课件授课，学生无需做笔记，只须专心听课，课后将电子教案一COPY就行了，复习时也非常轻松，而且多媒体课件的信息量也非常丰富，还可以解决课时不足的问题。另外，传统的授课方法，不但板书需要花费大量时间，而且课堂气氛比较沉闷，教学效果也较差。但采用多媒体课件授课，就会大大节约课堂的教学时间，提高课堂的利用率

  考试是教师和学生每学期都必须经历的事情。学生可以通过考试，对学期所学课程进行系统的、综合的复习；教师也以通过考试了解学生的学习情况，检查自己的教学教学效果。然而，采用什么样的考试方法，怎样考核学生，是十分重要的。好的考试方法，可以调动学生学习的积极性。培育学生自主学习的能力，改善学生学习的风气，促进教学。为了寻找一种科学的、合理的、有效的考试方法，我认为有必要对目前的考试方法进行改革。考试应该采取多种形式进行，才能反映学生各方面能力水平。考试成绩可以由三项内容组成：笔试（50％）+操作考试（30％）+综合考试（20％）=总成绩（100％）。1）笔试：主要考核学生对本课程基本理论知识的掌握情况（50分）；试卷可以采用从试题库中随机抽取的办法，这样线）操作考试：主要考核学生操作数字控制机床基本技能（30分）；3）综合考试：每个学生独立加工一个零件，考核学生综合运用知识的能力（20分）。

  高职专业课程的显著特点之一就是实践性强。为此，必须要重点建设好与理论教学体系互相联系、相互融合的实践教学体系，理论教学体系，必须与实践教学体系相结合，才能培养出高素质、高技能的应用型人才。《数控编程》是一门实践性很强的课程。为了达到数控技术和其他机械类专业对本课程的要求，必须建立本课程独立的实践教学体系，即数字控制机床结构及编程实验──数字控制机床操作实训──综合实践训练。

  1）课程实验 主要开设数控机床结构实验，使学生了解数控机床的机械结构，同时开设数控编程的实验，包括①手工编程：每个学生一台模拟编程器，完成数控车床、铣床编程训练。②计算机辅助编程（自动编程）。每个学生一台计算机及配套CAD／CAM软件，完成复杂形状零件自动编程训练，通过编程训练使学生掌握数控编程的方法和技巧。

  2）数控机床操作实训 对学生进行数控车床、铣床和加工中心实际操作训练，使学生掌握数控机床、加工中心的程序输入、刀具参数设置、机床调整、机床维护知识，使学生能够操作数控机床并加工出合格零件，培养学生操作机床的基本技能。

  3）综合实践训练 学生自己选择中等复杂程度的零件，分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线，选择数控机床、刀具、夹具等，编制加工程序，自己动手操作加工出零件，培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。

  [1]刘启新 关于电机拖动教学改革的几点措施[J]．教学研究，2003．2

  [2]单嵩麟等 二年制高职数控专业教学改革的探索与思考[J]．天津职业大学学报，2005．3

  [3]田坤等”数控机床及编程”课程教学研究[J]．河南机电高等专科学校学报机，2002．1

  在当前机床加工的过程中，数控编程是一种十分有效的加工方式。其主要包含的内容有从加工要求中做多元化的分析，并且在此基础上满足工艺设计的要求，进而对加工方案予以确定，同时还包括对机床、夹具以及刀具的合理选择，这样才能对走刀路线进行确定，保证切削用量的有效性。除此之外，在工件几何模型的建立上，数控加工也具有重要的作用，保证加工程序的有效性以及合理性。本文主要探讨的内容是基于UG环境下，数控编程以及加工仿真的具体过程，希望能够今后的工艺加工有所帮助。

  在进行数控编程的过程中，如果问题的复杂程度有所不同，那么就可以采用数控加工程序进行编程，运用手工编程的方式或者计算机编程的方式，以有效的解决问题。在采用手工编程的过程中，主要是通过人工的方式完成的。在编程的各个步骤中可以对所编制的零件数加以有效的控制，其所需要解决的主要问题在于点位加工以及简单形状的几何编程问题。而另外一种编程方式主要是运用了计算机进行辅的编程，在计算机的帮助下，可以实现自动化的加工，帮助零件的生成。计算机编程可以应对难度更加的编程问题，所以是当前比较倡导的一种编程方式。

  在数控编程过程中，目前基本上都是在UG的环境下得以实现的，UG主要是以三维主模型为基础建立起来的方法，能够对刀具的运行轨迹加以生成，在这之中主要包含了几种加工方法，例如铣削、线切割以及车削等。

  在UG的环境下，采用数控编程技术的关键性步骤主要有以下几点。首先是要将加工零件所使用的工艺进行详细的分析，并且根据对零件形状要求的不同，甚至是尺寸以及质量等要求的不同，选择的工艺参数也具有一定的差异，在工艺参数的基础上，进一步实现数控编程的过程。通常情况下，CAM环境是经常会遇到的一种UG环境，在对其设置时，对刀具以及父节点的选择与建立都是相当重要的，其中当然还包含了对刀轨进行检验的内容。

  具体的CAM环境在设计时，应该认识到加工环境直接影响着操作基础，所以一定要严格对加工环境予以约束，保证其能够顺利的实现。所以配置与设置是相当重要的。配置是设置的前提条件，没有合理的配置，就不能选择正确的设置类型以及操作方式，这样才能实现对设置进行有效选择的目的。当启动UG的相关模块后，就会弹出相应的配置以及设置对话框，令人们进行自主选择，然后才能自己进入到相应的UG加工环境中。

  其次，在进行加工过程中，忽视了对刀具的选择，同样在开启对话框后，就会以刀具视图的形式展，进一步在UG道路中选择相应的调入零件以及工艺流程。

  第三个步骤是对父节点组进行创建。在这之中主要包含以下几个方面的内容。一是要对几何体进行创建，以固体火箭发动机中的阳球体为例进行分析，其中主要包含三个部分的内容，分别是零件、毛坯以及夹具，只有这三个部分结合在一起，才能最终运用数控编程程序将主模型进行装配，主模型的主要作用是对指向零件进行文件装配，其中还包含了对零件信息的引用。但是需要注意的是，几何体只是存在于装配文件之中的，而并没有在装配文件中得到复制。主模型的另外一项重要作用就是对零件予以保护，防止出现设计数据丢失的状况，保证零件符合设计的标准，数控人员用用对装配文件的可写权以及对主模型的读取权。主模型是引用到加工中的，因此编程人员不能修改主模型。但是，由于加工装配文件引用了主模型的数据，所以任何对主模型修改都将更新整个装配件。

  第四，创建操作。进入向导对话框中的程序视图，依据加工工艺规程创建相应的操作。在创建操作的过程中主要涉及到以下两方面的内容：（1）操作类型设置。其中包括操作类型、父几何体、刀具及加工方法等参数的选择；（2）切削参数设置。在这里指定与具体加工过程中相关的一些参数置。主要有检查几何体、切削步长、行距、切削方式、进退刀方法等参数。参数项目的种类随操作类型的不同而有些变化。

  由于零件形状复杂多变，且在刀具轨迹生成过程中一般不考虑具体的机床结构和工件装夹方式，因此所生成的零件程序并不一定能够适合实际加工情况。所以在零件数控程序生成后，需要对其正确性进行进一步检验。

  实际生产中可以用“空运行”和“试切”的方法对零件程序进行检验。但空运行只能对机床运动是否正确及有无干涉碰撞作粗略的估计，不够精确；而“试切”方法，虽然精确，但是一项费时昂贵的工作，其效率低成本高，此外试切过程的安全性也得不到保障。

  在计算机上利用三维图形技术对数控加工过程进行模拟仿真，可以快速、安全和有效地对NC程序的正确性进行较准确的评估，并可根据仿真结果对NC程序迅速地进行修改，免除反复的试切过程，降低材料消耗和生产成本，提高工作效率。因此，数控加工过程的计算机仿真是NC程序的高效、安全和有效的检验方法。在UG中进行虚拟加工过程仿真需要做以下两方面的工作：（1）建立机床的运动模型；（2）虚拟加工过程仿真。

  在几何模型基础上，利用UG的机床构造器建立机床的运动模型。其中涉及到机床零点的设置、运动轴的位置、方向及范围的设置等内容。为了能够正常进行加工过程仿真，还需要生成机床驱动文件。利用UG工具即可生成机床的驱动文件。

  加工过程仿真首先应该将零件装配模型安装到机床上，然后启动UG集成仿真功能，进行虚拟加工过程仿真，根据仿真的结果对零件夹具模型的尺寸以及出现错误的NC代码进行修改，消除机床部件及刀具之间的干涉和碰撞，最后生成正确的数控代码。

  利用UG的CAD/CAM模块，一方面可以方便地实现复杂形状零件的多坐标数控编程，生成高效、高精的NC程序。另一方面，可以通过切削检查来校验刀具轨迹的质量，及时地发现刀具跟零件之间的过切和欠切。此外，通过虚拟加工过程仿真能够提前发现机床各运动部件及刀具之间的干涉和碰撞，便于对NC程序进行修改，从而大幅度的提升实际加工的效率，进而缩短生产周期。

  [1]李玉炜.UG的CAM数控编程实例[J].组合机床与自动化加工技术，2005（2）.