数控机床编程及应用
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课程发展历史沿革
教学内容
教学条件
教学方法与教学手段
教学效果
教学内容
一、课程在本专业的定位与课程目标

  (一).概述

我院办学思想为：立足四川、依靠攀钢、面向基层、辐射全国、开放式办学，为社会培养生产、建设、管理、服务第一线的高素质高技能应用型人才。以机电、电气、冶金为核心，具有良好的理论教学、实验及实训条件，赢得了社会、企业、家长、学生的好评，生源及就业都进入良性循环。

  (二).办学模式

我院的办学定位为：“校企一体，共育高技能人才”，实施学历教育与职业培训并重，采用培养高职高专技能型人才（面向社会）与培养高级工、技师（面向企业）相结合，学校为企业培训员工，企业接受并指导学生顶岗实习的办学模式。

  （三).人才培养目标

人才培养模式：坚持“理实合一、校企融合、工学结合、以服务为宗旨、就业为导向”的原则，按照学生职业能力的形成规律，实施“工学结合”的“1+1+0.5+0.5”人才培养模式。

人才培养目标：培养拥护党的基本路线，德、智、体、美全面发展，具有创新精神、科学创新能力、良好职业素质、较强实践技能，适应冶金企业及机电一体化技术、机械加工制造技术及电气自动化技术领域生产、建设、管理、服务第一线工作需要的高素质技能型人才。毕业生主要在冶金企业从事机电一体化技术、机械制造、电气自动化技术等方面的设备及系统的运行、维护、操作、安装、检修、小型技术改造以及技术管理。

  （四).本课程在专业培养目标中的定位

1、课程定位

数控技术专业培养面向企业数控生产、管理和服务第一线，牢固掌握数控加工专业职业岗位（群）所需的基础理论知识和专业技能，能从事数控机床操作、制定加工工艺、数控编程及数控设备维护等工作的高技能型人才。

《数控机床编程及应用》在机械制造及其自动化、机电技术应用、数控技术应用专业里定位为一门专业课，主要培养学生从事数控机床操作与维护、数控加工工艺与编程的能力。

2、课程目标

本课程的培养目标是使学生熟练掌握数控机床操作及数控加工编程方法。通过该课程的学习可以获得数控技术的发展，数控机床的工作原理、组成及分类，常用的数控系统，数控加工程序编制的基本知识，机床的操作方法，常用指令，数控车床、数控铣床、加工中心程序的编制方法等方面知识。

（1）知识目标

   1）、了解数控机床的组成、原理、分类和特点，以及常用的数控系统。

2）、掌握数控加工编程的基本知识。

3）、掌握数控机床的操作方法，常用指令。

4）、掌握数控车床、数控铣床、加工中心程序的编制方法。

  （2）能力目标

1）、掌握数控加工行业必备的基础操作技能。

2）、熟练掌握各类型数控机床的操作技能及日常维护技能。

3）、熟练掌握常用数控系统的编程指令和编程方法。

4）、熟练掌握各类型数控加工零件的加工工艺和加工方法。

5）、具备中工作中的创新能力和自我约束能力。

（3）素质目标

1）、思想政治素质：具有良好的思想品德，具有较强的社会责任感、荣誉感和进取精神。

   2）、职业道德素质：职业态度端正，爱岗敬业，忠于职守，诚实守信，团结协作，具有明确的职业理想。

二、知识模块顺序及对应的学时，课程内容选取依据

  （一）、课程内容选取依据

1、以岗位分析和具体工作过程为基础设计课程

课程内容在选取时，通过广泛的社会调查和行业分析，依照岗位分析和具体工作过程为基础设计课程的理念，在充分分析数控技术职业岗位能力的前提下，确定课程内容。

2、结合本课程在专业中的培养目标，及前后续课程衔接，统筹考虑选取教学内容

按照专业知识结构，本课程要完成数控机床操作能力模块及数控加工编程能力模块（不含数控加工工艺及自动编程）的培养，因此本课程内容在选取时主要围绕培养学生的数控机床操作能力及数控加工编程能力（手工编程）为依据。

3、参照数控技术职业资格标准，改革课程体系和教学内容

以达到“双证融通”，即毕业证书与职业资格的双证合一为目的，对课程体系及教学内容进行改革探索。

4、聘请行业、企业专家对课程内容进行论证

本课程内容在确定时，我们聘请了由攀钢新钢钒公司、机制公司、攀枝花学院、宁波不锈钢公司、广西钢铁厂等及学院相关教授专家对课程内容进行了论证，并在论证的基础上进行了反复的修改和完善，最终确定了本课程的教学内容及教学方法。

  （二）、内容模块

结合岗位分析和参照数控技术职业资格标准，将本课程的教学内容划分为十个模块，每个模块下设置若干任务来组织和安排教学。

模块一  数控车床认知 （8学时）

任务一、数控机床安全操作规程（由企业外聘教师分组讲授）

任务二、了解数控车床概况

1．数控车床的类型和坐标系；

2．数控车床的组成、布局和特点；

3 ．数控车床主要性能参数，性能指标。

任务三、数控车床的结构及其主要功能

1．数控车床主传动及主轴部件；

2．数控车床的进给运动及传动装置；

3．数控车床的刀架结构类型及刀具安装；

4．数控车床辅助装置。

模块二  数控车床面板操作（6学时）

任务一、数控系统操作面板（由企业外聘教师分组讲授）

1．熟知MDI键盘上各种键分类、用途、英文标识

2．熟知CRT显示器上显示的各种参数，数据等功能

3．软键的概念及其使用

任务二、数控车床操作面板

1．掌握方式选择功能中回参考点（ZERN）、程序编辑（EDIT）、手动键入（MDI）、点动（JOG）、手摇脉冲发生器（HANDLE）等操作

2．熟练使用机床急停、机床锁住、空运行、单段运行、图形模拟、进给倍率调整等操作

3．掌握本机床主轴变速特点及变速指令，手动主轴正转、反转、停止及主轴点动操作

模块三  数控车床工件坐标系的建立及对刀操作（6学时）

任务一、车刀的类型及选用

任务二、数控车床工件坐标系的建立（G50、G54等）

任务三、数控车床常用的对刀方法

1．工件的装夹与找正

2．刀具的安装

3．试切法对刀

4．测量法对刀（机外对刀—对刀仪对刀）(由企业外聘教师讲授)

5．机内光学对刀法—ATC对刀(由企业外聘教师讲授)

6．自动对刀(由企业外聘教师讲授)

模块四  数控车床程序的编制与基础加工操作（20学时）

任务一、数控车床手工编程方法（单一形状固定循环、内、外圆复合形状多重固定循环、螺纹加工循环）及数控编程的工艺处理

任务二、HNC数控车床模拟仿真软件加工程序的编辑、参数设定与操作加工

1．轴类件的典型表面数控加工程序编制

2．盘类零件的数控加工程序编制

3．套类零件的数控加工程序编制

4．螺纹类零件的数控加工程序编制

5．子程序的数控加工程序编制

6．综合类零件的数控加工程序编制

7．异形轴类零件的数控加工程序编制

8．数控车床模拟仿真软件加工程序的输入与编辑

9．数控车床模拟仿真软件设定和显示参数及其刀具补偿值的输入与修改

10．数控车床模拟仿真软件的操作加工

任务三、数控车床加工的基础操作加工

1．加工程序的输入

2．程序的编辑

3．设定和显示参数及其刀具补偿值的输入与修改

4．数控车床现场操作加工

模块五  数控车床典型零件操作加工（16学时）

任务一、数控车床典型零件工艺文件的拟定

1．根据加工零件制定数控加工工艺及数控加工工艺文件

2．确定工件的定位与装夹、走刀路线，合理选择刀具及切削用量

任务二、数控车床典型零件的加工(由企业外聘教师分组讲授)

1．轴类件的典型表面数控车削加工

（1）端面及阶梯外圆数控车削加工

（2）圆锥面、倒角及切断数控车削加工

（3）内孔加工切削加工

（4）轴类件上的孔加工循环切削加工

2．盘类零件的数控车削加工

（1）小盘类零件的数控车削加工

（2）普通盘类零件的车削加工

（3）复杂盘类零件的数控车削加工

3．套类零件的数控车削加工

4．螺纹类零件的数控车削加工

5．子程序类零件的数控车削加工

6．综合类零件的数控车削加工

7．异形轴类零件的综合数控车削加工

模块六  数控铣床及加工中心认知（4学时）

任务一、了解数控铣床概况

1．数控铣床的类型和坐标系；

2．数控铣床的组成、布局和特点；

3．数控铣床主要性能参数，性能指标。

任务二、数控铣床的结构及其主要功能

1．数控铣床主传动部件；

2．数控铣床的进给运动及传动装置；

3．数控铣床的刀架结构类型及刀具安装；

4．数控铣床辅助装置。

模块七  数控铣床加工中心面板操作（4学时）

任务一、数控铣床操作面板

1．掌握方式选择功能中回参考点（ZERN）、程序编辑（EDIT）、手动键入（MDI）、点动（JOG）、手摇脉冲发生器（HANDLE）等操作

2．熟练使用机床急停、机床锁住、空运行、单段运行、图形模拟等操作

3．掌握本机床主轴变速特点及变速指令，手动主轴正转、反转、停止及主轴点动操作

任务二、FANUC系统加工中心的操作

1. 掌握TH6350卧式加工中心操作面板控制键功能

2. 熟练掌握加工中心数控系统的操作方法

3. 掌握刀具参数设置与自动换刀方法

模块八  数控铣床工件坐标系的建立及对刀操作（4学时）

任务一、铣刀的类型及选用

任务二、数控铣床工件坐标系的建立（G50、G54等）

任务三、数控铣床常用的对刀方法

1．工件的装夹与找正

2．刀具的安装

3．试切法对刀

模块九  数控铣床及加工中心编程基础与加工操作（16学时）

任务一、数控铣床手工编程方法及数控编程的工艺处理

任务二、HNC数控铣床模拟仿真软件加工程序的编辑、参数设定与操作加工

1．箱形类件的典型表面数控加工程序编制

2．子程序的数控加工程序编制

3．铣削加工固定循环

4．综合类零件的数控加工程序编制

5．数控车床模拟仿真软件的操作加工

任务三、数控铣床加工的基础操作加工

1．加工程序的输入

2．程序的编辑

3．设定和显示参数及其刀具补偿值的输入与修改

4．数控铣床现场操作加工

模块十  数控铣床典型零件操作加工（8学时）

任务一、数控铣床典型零件工艺文件的拟定

1．根据加工零件制定数控加工工艺及数控加工工艺文件

2．确定工件的定位与装夹、走刀路线，合理选择刀具及切削用量

任务二、数控车床典型零件的加工(由企业外聘教师分组讲授)


三、课程的重点、难点及解决办法

数控机床编程及应用课是培养工程技术人员所必需的一门以使用为主的新技术专业课，本课程的任务是使学生掌握数控机床的使用，了解数控机床的构造，使学生掌握数控车床、数控铣床、加工中心的操作及数控系统的功能，熟练掌握数控机床的手工编程方法。

（一）、课程的重点：

1  数控刀具的选择

2  数控车削加工工艺路线方案的确定

3  数控车削G71指令、G81指令、子程序、宏程序的编程及其应用

4  数控铣削加工工艺路线方案的确定

5  数控铣削宏程序、子程序、孔加工循环指令的编程及其应用

（二）、课程的难点：

数控工艺中一些问题是千变万化的，不同的生产条件、个人考虑问题的侧重点不同会有不同的解决方案。如何培养学生能因地制宜的制订出合理的数控加工工艺方案是一大难点。此外，对手工编程中的复合循环指令、子程序编程、宏指令编程的特点及应用要点，以及自动编程中的刀具路线的规划、工艺参数的填写、后置处理等工艺处理，学生感觉较难掌握。

（三）、解决办法：

  1、数控加工工艺分析——“项目推进法”

在讲解该部分内容时应充分结合生产实际，采取“项目教学法”以实例讲解来启发学生思维，将理论与实践进行有机地结合，并在课程的后续理论教学和实践教学过程要始终贯穿数控加工工艺的分析，让学生真正理解数控加工工艺分析原则及方法。

  2、数控加工程序格式及程序编制——“教、学、做相结合”

数控编程方法为本课程核心内容，它不仅是本课程的重点，也是难点之一，在讲解时采取了课堂讲授与课堂练习相结合，仿真训练与实际操作相结合，让学生“在学中做、在做中学，做到学做合一”。

    3、采用多种教学手段和教学形式，提高学生的学习主动性与创造能力；加强学生理论基础，运用多媒体技术将抽象的工艺知识可视化表达，使学生深刻理解数控工艺的概念及规律；对一些较难掌握的编程指令和方法，反复强调其应用要点，并用流程图总结其编写规律与步骤，让学生模仿编程

四、课程设计理念和思路

 

本课程是以理论教学为基础，以实践操作技能为主线，以职业能力培养为核心，来构建教学体系的。本课程的设计理念与思路基于以下几个方面：

（1）实现理论教学与实践教学的整合

理论教学与实践教学的整合并不是简单的教学合并，而是从知识体系上的融合，具体根据各个知识模块教学的需要，设计实践与理论融合的方式，以及融合的比例。例如有些课上实训后开始讲授理论，如讲授数控加工刀具时，直接在实训室进行，学生通过理论讲解并现场使用，马上就理解了原来难以理解的理论知识；还有些先理论后实训，如讲解公差内容时，先理论讲解，再在实际公差测量操作过程中理解概念等等。

（2）教学的层次性

教学内容安排上具有层次性。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项实践到综合实践这一规律。充分考虑学生的认知规律，以达到良好的教学效果。如安排数控铣削加工工艺的实训内容时，先是基本的对刀操作，再是基本的装夹和简单的平面铣削、斜面铣削等单项实训，最后是复杂曲面加工的综合实训，通过这种方式，学生对知识的掌握也比较牢固。

（3）教学形式的多样性

在教学的形式上，采取了案例教学，小组项目式教学，学生带着问题式教学等多种形式。充分发挥学生的主动性和创造性，使他们能主动并积极参与到教学中，变被动为主动。

(4) 以“一体化”教学模式开展训练，利于学生的综合职业能力培养

教师与学生通过边教、边学、边做来完成教学过程，让学生在生产环境中进行综合性的技术训练，在生产实践过程中发现问题、思考问题、分析问题、解决问题，充分调动学生的积极性与主动性。

(5) 树立创新精神与培养创新能力

我们将对实践教学目标进行分段实施，第一阶段按指导书规定要求进行，第二阶段部分按指导书规定要求进行,其余自行设计方案实施,第三阶段按项目目标自行设计方案实施。

(6) 教学体系框架为 “一条主线、三个层面训练与过程控制”

● 一条主线：

培养素质与专业技术应用能力

● 三个层面训练：

单项基本技能操作训练；专业技能训练；综合技术应用能力训练。


五、创新和特点

1、专业建设理念和人才培养模式的改革与创新

   高职数控教育培养的是生产现场第一线的高技能实用型人才，加快专兼结合的“双师型”师资队伍建和能够满足学生技能培养需要的校内外实训基地的建设。教学计划开发从职业岗位（群）的分析入手，确定人才培养的素质和能力要求，开发课程，确定教学内容。我们坚持以数控技术岗位能力培养为主线，以用人单位要求为质量标准，构建并实施了以产学合作中心为载体、基于产学合作教育的新型教学模式。

2、教学体系与内容的创新

教学计划体现以职业岗位（群）为中心，以“必需够用”为度改革课程结构体系，以“工学结合”为切入点，以“机械零件的加工生产”为任务，进行理论与实践一体化教学，做到理论、技能与实践合一，教室、机房与车间合一，学生、教师与技师合一。课程中还安排一周实训在企业车间，师傅即“老师”，徒弟即“学生”，学生深入车间、技术室进行调查研究、收集资料，聘请有关工程技术人员根据实习要求组织一些必要的讲解与介绍，并且具体指导、督促检查学生的实习情况。以“企业真实产品”为实训任务，以数控机床加工零件的工作任务为载体设计教学过程，采用现场大量“产品实例”讲练结合的模块式教学方法，使教学演示更直观，使初学者极易上手，教学效果显著。 

3、教学方法与教学手段的创新

   以职业技能鉴定为依托,模拟真实岗位情境，引入多媒体与数控模拟仿真技术，工学结合，运用双师执教，以考证为楔机，采用现场“典型零件加工实例”讲练结合的模块式教学法、实例教学法、现场教学法、媒体教学法、仿真教学法等，使教学演示更直观，使初学者极易上手。参考国家数控车工和数控铣工职业标准，以车削和铣削典型零件的加工为载体设计教学过程，并将教学实训与生产加工相结合, 建立有利于“生产育人” 目标实现的运行机制、保障机制、配套措施，确保 “生产育人”目标的实现，确保人才培养质量。

充分调动学生自主学习的积极性。如通过开发网络课件、实训室开放、布置实践作业，技能考证、数控技能大赛等形式和手段，激发学生学习兴趣。

4、走“产学”相结合之路

依托企业办学，既是企业发展需要，也是培养高职人才的需要。我院借鉴职业教育发达国家的成功经验，一方面把行业专家、工程师、技术员聘请到学校来，成为兼职教师，共同制定人才培养方案，提供市场人才需求信息，协助学校确立校外实习、实训基地，另一方面，建立真正的校企合作运作模式，形成有利于高职教育发展的“产学研”机制，提升学院的办学实力、水平和教学质量。