前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇數控技術的基本原理范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

數控技術的基本原理范文第1篇

關鍵詞：本科教學；建構主義；航空維修

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）46-0125-02

《航空維修原理與技術》是我校航空工程本科專業的一門重要的專業基礎課程，以“灌輸式”為主的傳統教學方法在教授這類專業性強、實踐環節因客觀條件受限不易開展的本科課程時，存在一定的弊端。特別在當今一些社會思潮和不正確的價值觀的影響下，學生到了本科三年級后，普遍對所學的專業知識缺乏興趣，對本專業熱愛程度不斷下降，嚴重影響和制約了教學相長的良性課堂教學發展。本文從提高《航空維修原理與技術》教學質量著手，探究建構主義理論在本科教學中的應用與實踐。

一、建構主義理論簡介

建構主義理論是繼行為主義和認知主義學習理論后的又一發展，是目前比較盛行的一種學習理論。建構主義也被稱為結構主義，瑞士著名心理學家皮亞杰認為學生在學習的過程中，知識并不是由教師簡單地傳授給學生，而是學生在教師的指導下，積極主動地參與到知識建構中，從而獲取知識。其理論核心是：“以學生為重心，在整個教學過程中由教師起組織者、灌輸者、指導者和促進者的作用，利用情境、協作、會話等學習環境要素充分發揮學生的主動性、積極性和首創精神，最終達到使學生有效地實現對當前所學知識的意義建構的目的。

二、以“灌輸式”為主的傳統教學存在的弊端

1.“灌輸式”教學使學生對專業知識產生逆反心理。在課堂教學中，教師往往按照一種慣性思維，甚至一種語調，把原本完整的知識體系，分片講解。當學生在學習過程中，一旦產生逆反心理而缺乏學習興趣時，知識的完整性就會因為一兩次的課堂學習情緒不高而斷裂，以致形成多米諾骨牌效應，影響到學生后續的課堂學習效果。此外，對課本知識，缺乏有效的實例化手段，無法引起學生的積極思考，造成知識嚴重脫離實踐，以致產生不良循環，加重學生的學習逆反心理。

2.學生學習的主觀能動性難以發揮。維修這類課程在傳統教學中一般包括課堂教學和實踐教學，課堂教學主要依靠教師口頭講授和多媒體技術，這種講授式學習忽視了學生的主觀能動性，學生被動地接受知識灌輸，而不是主動地探索學習。實踐教學則主要依賴教師現場操作演示，但對飛機維修這類的實踐教學，受限于場地和經費，以及現場實施條件，這類教學很難開展，一般通過暑期的下廠實習進行補充。但由于在課程設計上，課堂教學與下廠實習往往不能配套實施，造成學生的理論學習和工程實踐脫節，嚴重制約了學生對知識的掌握程度和知識遷移能力。

3.傳統教學方法考核形式單一。“灌輸式”的教育方法使得知識呈單一流向，由輸送端即老師向接收端即學生單向輸送，但學生對知識的掌握程度無法以有效方式回流到老師這里，老師無法準確獲知學生對知識的掌握情況。由于“灌輸式”的教育方法又無法提供更多的途徑讓老師可以傳遞知識，因此老師對學生掌握知識的評判標準又回到只能通過卷面考試的應試教育的老路上，這對長期接受應試教育的學生來說，通過考試儼然成為掌握本門課程的代名詞，因此考前一周內畫重點，考試前三天背答案，已經成為學生通過這類專業基礎課程的不二法門。

三、以建構主義理論探究專業課程教學應用與實踐

1.創設情境。建構主義教育理論認為教師在教學的過程中應為學生創設情境學習環境，并且始終以教學目標為主進行情境教學。作者在準備《航空維修原理與技術》這門課程中發現，航空維修這類課程是很多航空類的職業技術學校的專業方向之一，且圍繞航空維修開設有一系列的職業技能課程。相比之下《航空維修原理與技術》僅是作者所在院系航空工程本科專業的一門專業基礎課程，因此對航空維修這種強調實踐和技能的課程，如何在缺乏實踐條件的情況下，能夠對其原理做出生動講解，是作者在備課過程中反復思考的問題。

作者想起因專業愛好，早年看過由Cineflix公司制作的災難紀錄片空中浩劫（Air Crash Investigation），此節目主要介紹黑匣子發明之后所發生的重大航空事故，以模擬演出的方式，分別以乘客、機師、調查人員等不同視角，從起飛，一直到事故發生及調查為止，重現整個過程。這給作者在準備《航空維修原理與技術》的創設情境教學提供很好的啟發和素材。因此，作者在備課過程中，收集了《空中浩劫》134集的相關影片視頻，從中挑選出所有因維修技術實施不當，或維修管理失誤等原因造成航空安全事故，并詳細觀看每一集影片，從中找出事故調查過程中的技術分析，并將課程中的相關理論與之對應，從維修原理與技術角度為影片提供一套技術旁白。在去年的教學過程中，播放從中精選的可以覆蓋課程主要內容的影片，并在播放前給學生預設一些思考問題，播放后讓學生分組討論，最后選出各組代表上臺從技術和管理角度闡明事故原因和改進意見。經過一個學期的教學實踐，作者發現這種創設情境教學，達到了很好的教學效果，有效得提升了學生對本門課程的學習興趣和對相關知識的掌握程度。

2.知識遷移，知識建構。知識遷移是指利用新舊知識間的聯系，進行新舊知識對照，由舊知識去思考、領會新知識，學會學習的過程。知識遷移有利于學生發揮主觀能動性，以獨立的視角，來認識和解決新生事物，最終使得學生有效地實現對當前所學知識的建構。作者在備課中發現，《航空維修原理與技術》中的飛機結構維修技術這部分內容，與本專業中另外一門課程飛機裝配技術有很多內在聯系。飛機裝配是根據尺寸協調原則，將飛機零件或組件按照設計和技術要求進行組合、連接形成更高一級的裝配件或整機的過程。而飛機結構維修可看成是通過補強等方法，在局部實施飛機裝配工藝。由于學生在前期已經上過飛機裝配技術這門課程，因此，作者在教學過程中，引入飛機裝配相關原理技術和工藝方法，讓學生體會知識遷移的過程，將所學的不同課程進行知識組合，促進學生的專業知識建構。此外，在觀看《空中浩劫》的相關影片中，作者也適時引入相關專業知識，讓學生以專業性的視角來體會影片內容，促進學生知識遷移能力的發揮和水平的提高。

3.多樣化的考核形式。以單一期末閉卷筆試的方式進行課程考核存在諸多弊端，不利于學生的知識遷移和知識建構，與建構主義教育理論沖突。基于作者在上述“創設情境”和“知識遷移”等教學設計和實踐，作者對課程的考核形式也進行了設計改進，提出了多樣化的考核形式。在情境教學環節，作者事先對影片中與課程相關的知識點進行抽取提煉，設計了隨堂測試環節。《空中浩劫》一集影片時長在45分鐘左右。除去片頭和片尾，一般在35到40分鐘，加上作者在過程中穿插的講解討論，一般一堂課可以完成一次情境教學，再利用第二節課，進行隨堂測試。一方面可以鞏固學生所學知識，一方面又形成了多樣化考核的途徑。此外，在一個學期的課程中，作者設計3―4次小組討論，讓學生通過查閱閱讀相關專業論文，結合“創設情境”和“知識遷移”等教學內容，進行分組討論。再結合書面報告，產生另外一種考核途徑。在學期結束的閉卷筆試試卷設計中，不限于教材書本的知識，而是融入了整個學期各個教學環節的知識，這有利于學生在備考過程中，對整個學期所學知識的回顧，甚至會以腦海畫面和情境回顧的方式進行知識的再次構建。

四、結束語

本文在分析了傳統教學方法在專業基礎課程中存在的弊端后，通過“創設情境”、“知識遷移”和“多樣化的考核”等方式，將建構主義應用到《航空維修原理與技術》的課程教學中，既保證課程知識有效地傳授給了學生，又調動了學生學習積極性和主觀能動性，在拓展學生知識面的同時，又讓學生體會實踐了知識遷移過程，使學生的自主學習能力不斷提高。

參考文獻：

[1]吳剛.奔走在迷津中的課程改革[J].北京大學教育評論，2013，11（4）.

[2]王輝.借鑒建構主義教育理論促進教學改革的路徑研究[J].教育教學論壇，2016，（18）.

數控技術的基本原理范文第2篇

關鍵詞：數控技術；教學現狀；調查分析

作者簡介：劉馨潞（1978-），女，江蘇南通人，江蘇海事職業技術學院講師，碩士，研究方向為機械工程。

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1001-7518（2013）05-0094-03

一、引言

數控技術作為現代制造技術的基礎，它是國家宏觀發展戰略中提出的重點發展的科學技術，是機械類專業必修的主干課程，也是各工科院校重點進行建設的學科方向。我院于2008年新開設了機械制造與自動化專業（以下簡稱機制專業），為船舶設備制造企業培養應用型數控人才。

機制專業開設三年來，數控技術課程的教學質量經過不斷的學習與摸索已有所進步，但由于學校數控師資力量及一些軟硬件設施都較薄弱，所以在實際的教學過程當中，對數控技術課程的認識、課程體系、教學內容和教學方法等方面都還亟待提高。為進行數控技術課程教學改革，筆者通過在數控技術課程的設置、教學方法和手段、教材使用、教學效果等幾個方面展開問卷調查，分析目前數控技術的教學現狀，為本課程的教學改革提供依據。

二、調查對象與方法

本次調查面對我院機制專業09級和10級的學生展開，共發放問卷95份，回收92份，其中有效問卷92份。問卷共設10個問題， 其中1-9題為選擇題， 第10題為開放式的問題，可以歸納為以下幾個方面的內容。

（一）學生對數控技術課程重要性的認識

近年來，由于數控技術給傳統的制造業生產方式、產品結構、產業結構帶來的深刻變化，無論是從社會還是到學校，幾乎所用的人都已經認識到了數控技術的重要性。通過了解學生的基本情況和表1中的問題后，我們發現，95.6%的學生認為數控技術很重要或比較重要，只有4.4%的學生認為數控技術不重要。

（二）學生普遍認為數控技術的學習困難

通過調查發現，在絕大多數學生都認為數控技術課程很重要的同時，他們也同樣覺得數控技術的學習是困難的。通過表2可以看出，大部分人對課上老師講的內容是一知半解的，只有很少的人能完全理解，而有部分人甚至是一點不懂，這當然是認為所有人都在認真聽課的前提下。那么為何會出現這樣的結果呢？原因是多方面的：一方面由于學校的專業教學計劃還有不完善之處，學生先修課程不夠，基礎薄弱；另一方面實訓設備條件數量嚴重不足，且不配套，雖然教師準備了大量的多媒體課件，但“只能看，不能摸”與“看得見，摸得著”的教學效果是不可同日而語的；再者由于數控技術課程的教學內容涉及設計、工藝、機床、刀具、夾具、切削原理、材料、氣液傳動、自動控制、電工電子技術、檢測原理、微機原理、自動控制原理等很多方面的內容，知識面太寬，如果采用傳統的教學法進行教學，學生很難學透。

（三）學生對數控技術課程使用教材及教學方法等的評價與要求

從表3 可以看出，學生認為數控技術教材及參考書的選用是基本合理的，但這并不能完全說明教材的選用不存在問題，事實上現有的數控技術教材，形態都比較單一，內容也陳舊，實踐性不強，雖然近年來市面上出現了名目繁多的適用于高職高專使用的教材，質量卻良莠不齊，很多教材在數控系統原理、數控機床機電控制、數控機床故障診斷與維護維修方面都只是基本理論，條條框框的內容，脫離生產實際，本來就很枯燥的知識學起來更是晦澀難懂。再加上老師在教材的選擇上也缺少經驗，教材教學內容比較陳舊，以至于學生所學到的知識跟不上數控前沿技術的發展，與現實脫節，與社會和企業的要求存在很大差距。

表3 學生對數控技術課程使用教材及教學方法等的評價與要求

由表3中第6、7個問題的答卷情況可以看出，大部份學生都認為如果沒有實驗實訓，僅靠多媒體教學是不能提高學習效率的。只有一成左右的學生認為上課僅靠老師講就行，九成的學生希望課上有實驗，或有實踐項目引入，學生自己參與進來。

我院現在的數控技術的理論教學與實驗實訓幾乎是完全分開的，一方面，這跟學校目前的數控設備硬件條件不足有關，另一方面，這也與學校數控師資隊伍嚴重不足有關，同時具備理論知識和實踐經驗都很豐富的“雙師型”教師少之又少，理論老師大多缺乏實踐經驗，無法在上理論課的同時很好的完成實驗實訓項目，而實訓老師往往在理論方面又比較薄弱。

（四）學生對數控技術課程學習效果的評價

表4的調研結果表明，學生對所學的知識掌握程度和實踐動手能力的滿意程度不太高，大多集中在基本滿意這一選項，不滿意的比例達到三成以上。而另一問題即要求學生感受自己所學的數控知識能否適應社會發展和就業需要的調查更令人堪憂，只有45%的學生選擇能適應或基本可以，55%的人認為不能適應。可見學生雖然尚未走進社會，卻也能通過各種途徑了解到自己所學的知識內容與社會企業的需求相距甚遠。這一點本人在教學中就深刻認識到，因實訓條件所限，數控加工刀具和工藝的教學相當薄弱，上課都以理論講授為主，教學效果較差，實踐技能培訓的重點僅僅在數控機床簡單操作上，而對數控加工工藝（如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等）學生都不太熟悉，還有企業需要的如模具設計、CAD/CAM與自動編程、數控機床的維護維修等專業技術訓練都遠遠不夠甚至沒有。

表4 學生對數控技術課程學習效果的評價

（五）學生對數控技術課程教學的建議

本次調查的最后一個開放式問題是請學生提出自己對數控技術課程教學的建議，其中有相當多的建議都集中在希望增加實驗實訓的問題上；也有一部分是希望老師改進課程的教學方法，使他們能更好的接受和理解課堂教學的內容；還有提出對教材的要求和學習自動編程語言等方面的建議。

三、調查結果與分析

通過對調查問卷的分析，可以歸納出我院目前的數控技術課程教學中主要存在以下問題：數控技術課程設置和教學內容不能適應社會行業需要；數控實驗實訓設備條件數量嚴重不足，且不配套；數控專業師資力量薄弱；數控技術教學模式與方法陳舊落后。

綜合上述問題，我們對數控技術課程的教學改革提出以下改進意見：

（一）目前學校為了強調實訓，很多課程都采用了壓縮理論課時的辦法。數控技術也不例外，但是數控技術課程的教學內容涉及的知識面很寬，學時太短會導致很多知識老師上課只能一帶而過，不能跟實際結合，最終老師講的費勁，學生學的吃力。

我院現在的數控技術的理論教學與實驗實訓幾乎是完全分開的，一些實訓課程中的內容在理論課中已經講過，如果我們可以將一些實訓課程與數控技術課程合并教學，把傳統的“理論一實踐一理論”的教學改為“實踐認識一針對實踐的理論一再實踐”的項目式教學，通過設計項目課題，把培養某項綜合能力所需的課程內容按照知識要點和技能要點加以篩選歸納，不但能使學生的學習有的放矢，使學習的理論與實踐緊密聯系起來，還可以減少數控技術與一些實訓課程之間的銜接和重復內容，大大提高教學時間的利用率，保證學生在有限時間里學到應有的知識。

進行項目式教學改革的過程中應注意的是，我們不能也不需要把所有的內容都改為項目教學，因為項目教學中學生學到的知識具有針對性，有些內容如數控加工工藝設計、數控車床、銑床和加工中心編程等方面的內容比較適合項目教學。但有一些如數控加工基本原理等方面的內容就沒有必要改成項目教學，這樣可以在一定程度上保證學生所學知識的系統性。

（二）必須選用合適的教材，即便在課堂上的效率很高，大部分學生在課后都還是要利用課本來進行溫故知新，才能真正達到對知識的掌握。我發現，在課時緊張，課堂節奏很快的情況下，如果教材與課堂內容不配套，學生在課后就會很少去看書，從而對課程的一部分興趣也就會缺失掉，因此最好是課堂授課內容與教材配套，如果必要，可以根據學校或專業的特色，以及不同的教學模式去重新編寫適用的教材。

（三）采用項目式教學模式必須要有具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的并能夠承擔數控教學工作的“雙師型”教師，針對理論老師缺乏實踐經驗的情況，學校應當有計劃地送教師到企業進行實踐和見習，了解數控技術的新知識，根據對數控技術的教學需求進行實戰培訓，重點放在數控加工工藝、機床故障診斷和維修等方面。只有老師“能文能武”，才能帶領學生邊學理論邊實踐，老師在運用各種教學方法的時候也才能游刃有余。同時，學校也可以聘請一些企業的專家到學校來授課，緩解師資不足的問題。

（四）學校應優先滿足教學與培訓需求，利用有限的資金合理配置數控技術實驗實訓設備，應包括數控車床、數控銑床、加工中心、電火花成型機床和線切割機床等基本加工設備，數控模擬仿真軟件、數控機床典型零部件裝拆、數控系統調試等的綜合實驗臺。可進行數控機床操作實訓、數控原理、數控機床電氣控制、電機調速與控制、機床精度檢測與調試技術等基礎實驗。

也可以采取一些校企合作的方式，讓學生到企業去參觀實習，使學生全方位的接觸企業的數控產品，了解實際的生產過程，這種直接的方式可以最大程度上的促進學生對課堂知識的理解。

（五）要注重開展CAD/CAM和自動編程軟件的教學，CAD/CAM是數控技術發展的趨勢，對學生進行CAD/CAM 的設計軟件如Master CAM、CAXA、UG、Pro-Engineer等教學及技能培訓是當今數控技術教學方法中不可或缺的環節。尤其在數控硬件設施不足的情形下，開展自動編程軟件的教學可以起到揚長避短的作用。因為雖然學校的數控加工和實驗設備不足，但計算機資源還是比較豐富的，學好了一些自動編程軟件，學生將來的就業會更具競爭力，而目前我們在數控技術課程中對只是略作介紹，這也是不妥當的。

四、結語

通過本次調研，總結出目前我院數控技術教學中存在的問題，為數控技術課程的教學改革提供依據。為此，教學改革將從調整數控課程設置與教學內容、改進教學模式、強化師資隊伍等幾個方面來展開，通過教學過程與研究過程的結合，邊執行、邊修改，最終得出一套切實可行的方案，提高數控技術的教學質量，使其符合社會需要和行業需求，同時也為其它課程的教學模式改革提供參考。

參考文獻：

數控技術的基本原理范文第3篇

[關鍵詞]：數控技術 機械加工 數控機床

1數控技術的基本原理

所謂的數控技術，簡單來講就是指采用電腦程序控制機器的方法。主要是指通過采用數字信息，按工作人員事先編好的程式對機械加工進行控制。它主要包括：計算機技術、傳感檢測技術、自動化控制技術、傳統及現代的機械制造技術以及網絡信息技術。

數控技術是一種綜合性技術，把數控技術用于機械加工，能夠有效地對機械設備進行數字化控制。這主要是運用計算機控制系統進行預先編程，在運行過程中利用計算機輔助軟件執行繁瑣的數據存儲和運算處理，在很大程度上提高了機械加工的精準度與自動化，提高了機械加工的效率。

2數控技術在機械加工機床設備中的作用

2.1數控技術在機械加工中的作用

伴隨著現代工業及信息技術的發展，機械加工技術和工藝不斷進步，從而推動了機械加工設備的更新換代和機械加工控制系統的更新升級。由于數控技術在機械加工中的應用，出現了數控技術機械設備機殼的毛坯制造。數控氣割技術的使用輕易地解決了單間下料等諸多問題，數控氣割技術通過保持壓縮接觸面積的均勻，很好地滿足了密封功能的要求。這些使得產品內外環凸凹曲面的加工精度得到提高，實現了毛坯料到成品過程的持續加工。因數控鏜銑床編程加工已與機械設備有機結合起來，首先通過預先編程的齒形子程序，然后進行機械加工和結合角度偏置，這能使產品滿足生產要求并進行無差異化生產，更好地滿足各種精度要求，極大地提高了機械設備加工效率，還能實現生產計算機控制一體化。

2.2數控技術在機床設備中的作用

機床設備是機械加工中的重中之重，因此，在機械加工過程中機床設備的控制技術是非常重要的。為滿足現代機械加工業的發展需求，擁有控制系統的機床設備是現代機電一體化的關鍵。數控技術是現代機床設備的靈魂和核心。通過在機床上使用計算機控制系統，能夠對機床的加工過程進行控制，不僅保證了產品的高質量要求，還極大地提高了機床的使用效率與生產效率。它用數字化的代碼來表示加工零件的工藝和幾何信息，也就是運用計算機編程將刀具與工件間的相對位移以及進給速度編排在計算機控制系統上，由計算機發出控制指令使機床按控制要求運行。無需對機床進行人工參與與調整，只需向計算機控制系統編入新的加工程序，就能改變加工零件，這是數控機床的最大特點。

3數控技術在機械加工機床中的發展趨勢

3.1數控技術的性能發展趨勢

現如今，我國的數控技術在機械加工領域中得到了廣泛的應用，數控技術的作用已不容置疑，它不僅推動了機械加工行業的持可續發展，還提升了我國的綜合國力。數控機床的性能正朝著高速高精高效化、柔性化、實時智能化發展。高速高精高效化：隨著高速RISC芯片、多CPU控制系統的運用以及機床性能的改善，明顯提高了機床的高速高精高效化。柔性化：主要表現在數控技術具有較強的可塑性和較好的可操作性。模塊化的設計，能滿足生產流程的不同需求。實時智能化：利用實時系統和人工智能相結合實現人類智能行為的模擬，使高科技手段有效運用。

3.2數控技術的功能發展趨勢

為解決數控技術發展中面臨的多種技術與非技術問題，數控技術在功能上得到了很大的發展，主要表現在用戶界面圖形化、科學計算可視化、插補和補償方式多樣化以及內裝高性能PLC。用戶界面圖形化：用戶界面是使用者和數控系統的對話連接。能夠根據客戶的知識接受能力和要求，加大對客戶界面的開發。用戶界面圖形化能夠實現藍圖編程和快速編程、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放等功能。科學計算可視化：能夠高效處理和解釋數據，直接使用可視信息如動畫、圖像等。用于CAD/CAM，如參數自動設定、自動編程、刀具管理數據的動態處理等。插補和補償方式多樣化：有2D+2螺旋插補、NURBS插補（非均勻有理B樣條插補）、極坐標插補等多種插補方式。補償方式有極坐標插補、螺距和測量系統誤差補償、象限誤差補償、以及相反點計算的刀具半徑補償等。

內裝高性能PLC：可用高級語言編程或梯形圖，提供在線調試和在線幫助功能。用戶在車床銑床的標準PLC用戶程序基礎上修改自己需要的程序，能夠建立自己的應用程序。

4數控機床的主要增效途徑

目前，我國數控機床的自動化生產設備及生產工藝還存在一定的問題，主要表現在：數控機床生產設備加工切削參數不太合理、與數控機床相關的知識庫和工藝數據庫缺乏、在自動化的制造中缺乏先進的管理系統。這些問題增加了數控機床加工過程中的準備時間、等待時間和故障調試時間，從而降低了數控機床的生產效率。通過對國內數控機床的現狀了解，提出了提高數控機床效率的有效途徑。

4.1提高數控機床的自動化程度

在數控機床加工過程中，通過柔性生產線，以及柔性制造單元等數控加工技術，逐步提高數控技術的自動化程度。這樣可以減少數控機床加工中的準備時間、等待時間和故障調試時間，從而縮減了加工所需要的總時間。由此，在機械加工過程中加工零件的連續性以及自動化程度得到提高，進而提高了數控機床的生產總效率。

4.2逐步優化加工過程

通過機械加工生產過程的持續優化實現數控機床的加工，努力改進現有的生產和管理方式、刀具的自動配送、機械設備的管理以及機械零件的制造執行系統等，積極學習國外先進的數控技術水平，逐步優化加工過程。這能有效提高數控機床設備的完整性和開動率，使數控機床得到高效管理和有序運用。

4.3優化加工工藝以及加工設計

保證加工零部件的質量以及縮減機械加工的時間，是提高數控機床的加工效率，實現優化數控機床加工工藝的基礎。通過使用較為先進的刀具或者性能高的數控機床設備能夠完成數控加工機床的模擬仿真秀。運用先進的技術努力優化數控機床加工工藝和加工設計，實現優化控制系統裝置。通過提高數控機床的切削效率和主軸的加工效率，能夠保證數控機床的加工性能。

數控技術的基本原理范文第4篇

關鍵詞：數控機床構成特點故障類別維修措施

隨著電子技術和自動化技術的發展，數控技術的應用越來越廣泛。以微處理器為基礎，以大規模集成電路為標志的數控設備，已在我國批量生產、大量引進和推廣應用，它們給機械制造業的發展創造了條件，并帶來很大的效益。但同時，由于它們的先進性、復雜性和智能化高的特點，在維修理論、技術和手段上都發生了飛躍的變化。

一、數控系統的構成與特點

目前世界上的數控系統種類繁多，形式各異，組成結構上都有各自的特點。對于不同的生產廠家來說，基于歷史發展因素以及各自因地而異的復雜因素的影響，在設計思想上也可能各有千秋。然而無論哪種系統，它們的基本原理和構成是十分相似的。一般整個數控系統由三大部分組成，即控制系統，伺服系統和位置測量系統。控制系統按加工工件程序進行插補運算，發出控制指令到伺服驅動系統；伺服驅動系統將控制指令放大，由伺服電機驅動機械按要求運動；測量系統檢測機械的運動位置或速度，并反饋到控制系統，來修正控制指令。這三部分有機結合，組成完整的閉環控制的數控系統。

控制系統主要由總線、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數據輸N輸出接口等組成。最新一代的數控系統還包括一個通訊單元，它可完成CNC，PLC的內部數據通訊和外部高次網絡的連接。伺服驅動系統主要包括伺服驅動裝置和電機。位置測量系統主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。

數控系統的主要特點是：可靠性要求高，因為一旦數控系統發生故障，即造成巨大經濟損失；有較高的環境適應能力，因為數控系統一般為工業控制機，其工作環境為車間環境，要求它具有在震動，高溫，潮濕以及各種工業千擾源的環境條件下工作的能力；接口電路復雜，數控系統要與各種數控設備及外部設備相配套，要隨時處理生產過程中的各種情況，適應設備的各種工藝要求，因而接口電路復雜，而且工作頻繁。

二、故障分類

數控機床的常見故障按性質產生原因分為以下幾類：

（1）系統性故障和隨機性故障

所謂故障的系統性故障和隨機性故障是說故障有其必然性和偶然性，也就是說有些故障是可以避免的，有些是不可避免的。系統性故障是指機床或數控系統部分在一定的條件下必然出現的故障；隨機性故障指偶然性出現的故障，一般隨機性故障往往是由于機械結構的局部松動和錯位，控制系統中的元件出現工作特性漂移，機床電器元件可靠性下降等原因造成的，這類故障在同樣的條件下只偶然出現一兩次，需反復試驗和綜合判斷才能排除。

（2）有診斷顯示故障和無故障顯示故障

顧名思義，就是當數控系統發生故障時，系統有無診斷顯示。目前，數控機床配置的數控系統都有較豐富的自診斷功能，日本FANUC公司和德國SIEMENS公司的數控系統，以及國產的KND數控系統都具有幾百條報警信號，有診斷顯示故障一般都與控制部分有關，根據報警內容，較容易找到故障原因。無診斷顯示的故障，往往機床停在某一位置不能動，甚至手柄操作也失靈，維修人員只能根據出現故障前后的現象來分析判斷，排除故障。

（3）破壞性故障和非破環性故障

以故障有無破環性將故障分為破環性故障和非破壞性故障。對于破環性故障，如伺服系統失控造成撞車短路等，維修難度大，有一定的危險，修后不允許再次出現這類現象。非破壞性故障可經多次反復試驗直至排除，不會對機床造成損壞。

（4）機床運動特性故障

這類故障發生后，機床照常運行，也沒有任何報警顯示，但加工出的工件不合格，這些故障，必須在檢測儀器配合下，對電氣控制系統、伺服系統、機械連接、液壓系統等進行綜合分析，采取綜合措施。

（5）硬件故障和軟件故障

以發生故障的部位將故障分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過更換某些元器件即可排除，而軟件故障一般是因程序編制錯誤或參數設置錯誤造成的，只要通過修改程序內容或修訂機械參數就可排除。

三、數控機床的維修管理

（1）選擇合理的維修方式

設備維修方式可以分為事后維修、預防維修、改善維修、預知維修或狀態檢測維修、維修預防等，選擇最佳的維修方式，是要用最少的費用取得最好的修理效果。如果從修理費用、停產損失、維修組織工作和修理效果等方面去衡量，每一種維修方式都有它的優點和缺點。現代數控機床具有自動檢測、自動診斷功能。對數控機床的維修，可以選擇預知維修或狀態檢測維修的方式。這是一種以設備狀態為基礎的預防維修，在設計上廣泛采用檢測系統，在維修上采用高級診斷技術，根據狀態監視和診斷技術提供的信息，判斷機床的異常，預知機床的故障，在故障發生前進行適當維修。這種維修方式由于維修時機掌握的及時，機床零件的壽命可以得到充分利用，避免過修和欠修，是一種最合理的維修方式，適用于數控機床這樣的重點、關鍵設備。

（2）組建一支高素質的維修隊伍

數控機床的故障診斷及維修在內容、手段和方法上，與傳統機床的故障診斷及維修有很大的區別。并且數控機床的數控系統型號多，更新快。這就要求維修人員應具有高的專業素質：

專業知識面廣。掌握或了解機械加工工藝、電機拖動和自動控制、電工原理、電子技術、計算機技術、傳感器與檢測技術、液壓技術和氣動技術等方面的知識。

要經過良好的技術培訓，掌握數字控制、伺服驅動及PLC的工作原理，懂得NC和PLC編程。并具有一定的專業英語閱讀能力。

數控技術的基本原理范文第5篇

關鍵詞：MasterCAM實習；數控實習；程序；模擬仿真

一、數控技術的發展及MasterCAM 課程的引入

目前，數字控制技術與數控機床，給機械制造業帶來了巨大的變化。數控技術已成為制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎技術，計算機輔助設計與輔助制造和計算機集成制造技術敏捷制造和智能制造等，都是建立在數控技術之上。數控技術不僅是提高產品質量、提高勞動生產率的必不可少的物質手段，也是體現一個國家綜合國力水平的重要標志。新世紀機械制造業的競爭，其實就是數控技術的競爭。基于數控技術在機械制造業的重要性，國內一些重點高等院校20世紀70年代就陸續在機械類專業開設了數控課程但由于教學條件的限制，許多院校只能傳授理論知識，而不能將理論付諸于實踐。既不能培養學生的實際應用能力，如數控編程能力、數控機床的操作能力及系統的維護能力，也不能培養學生數控技術的開發能力。這樣培養出來的學生畢業后走上工作崗位不能很快地獨立完成在數控技術的應用與開發方面的工作任務。

現在工程技術教育正處在改革時期。眾所周知，教改的目的是為了培養素質高、口徑寬、基礎厚、適應面廣、能力強的現代工程技術人才。在數控技術方面，學生獲得這種能力有幾種途徑：一是有合適的實習基地，但在目前國內的情況下很難做到這一點；二是學校用有限的資金投資購買數控機床，加工中心等建設教學實驗環境。此類設備價格昂貴，即使用大量資金買回一臺兩臺，無論從數量上、還是從成本安全性上考慮，都不大適合學生的普及性教學和實驗。這類教學實驗中心即便建成，實際應用效率和效果往往也不是很理想。因此，如何改善和提高數控技術課程的實驗環境，使學生能學有所練、學用結合，是數控技術教學工作面臨的一個非常大的難題。

綜前所述 ，數控技術課程是一門實踐性很強的課程，離開實踐，就談不上素質，實踐是知識轉化并升華為素質的根本條件。要想達到理想的教學和實踐效果，僅在課堂上實施全方位的教學是不夠的，還應具備一個良好的實踐教學環境。考慮到前面談到的數控設備價格的因素，經過多方調研，我們選定了一種能在計算機上進行手工編程和自動編程、并能動態模擬加工軌跡、與數控機床有良好數據接口的美國CNCsoftware公司研制的基于PC平臺的masterCAM

利用MasterCAM 系統中的CAD繪圖建模功能繪制生成的二維或三維零件模型，或利用該系統提供的數據接口將在其它CAD 軟件中做好的零件模型數據讀入，然后綜合運用所學過的相關知識，選擇合適的加工方法，選取要加工的對象以及刀具、切削用量、進退刀路線等參數后，該系統便自動計算出加工余量，并動態顯示出各不同加工表面的刀具路徑，隨后設定工件毛坯及機床坐標系等相關參數后進行加工仿真模擬，經仔細檢驗各切削參數及刀具路徑合理后，最終通過程序的后處理生成數控加工指令代碼，再通過計算機與機床的通訊接口（如RS232）將數控指令加工代碼輸入到數控機床既可完成零件的加工。

二、利 用MasterCAM進行手工編程，并進行程序校驗

數控程序的手工編制是計算機自動數控編程的墓礎，應用計算機進行數控加工自動編程最終也還要經過后置處理轉換成NC程序代碼。作為數控技術人才，不僅是數控技術的應用者，更應該是數控技術的開發者。因此要使學生知其然并知其所以然，手動編程是學生熟悉并掌握NC程序基本原理的一個重要途徑。但數控指令枯燥、不易記憶，編寫的程序又不能得到實現，學生學習的興趣不高，也得不到應有的實際動手的訓練。同時對同一零件編程，學生編寫的程序會有多種，老師批改作業、檢查學生掌握情況也十分困難。這一難題在masterCAM系統中就迎刃而解了：只要將NC代碼輸入該系統，通過加工軌跡校驗，NC程序的結果就非常直觀地仿真出來了。

三、設置工藝參數，定義霉件加工工藝

利用masterCAM系統中的CAD繪圖建模功能繪制生成三維零件模型，或利用該系統提供的數據接口將在其它CAD系統中做好的零件模型數據讀人，然后綜合運用所學過的如《機械制造工藝學》、《金屬切削機床》等課程的相關知識，選擇合適的加工工藝方法，安排零件的加工工序，確定粗加工、半精加工、精加工所對應的不同加工表面的刀具、切削用量、進退刀路徑、主軸轉速等參數后，該系統便自動計算出機加工余量，并動態顯示出和粗加工、半精加工、精加工所對應的不同加工表面的刀位軌跡和機床代碼，省去了人為編制NC程序的煩惱。這一過程將數控編程、制造工藝、刀具、數控機床、數控加工等課程有機地結合起來，使學生覺得以前所學的知識不再孤立、枯燥，在數控技術課程中達到了融匯貫通，并在計算機上變得生動、形象起來，鞏固了學生的加工工藝方面的知識，強化了利用mastercam系統數控教學的效果。

四、利用masterCAM 系統，對計算機計算的刀具軌跡進行模擬仿真

masterCAM特有的模擬仿真功能，可以進行三維真實感動態仿真加工，每個學生都有模擬加工的機會，省時間、省材料、省設備投人。在仿真過程中，刀具沿著所定義的加工軌跡進行動態加工，學生可以直觀地掌握數控加工的過程，判斷刀具軌跡的連續性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情況，刀位計算機是否正確，加深了學生對加工工藝的理解和對刀具軌跡的認識。通過對照加工后的結果，學生明白了不同的刀位軌跡，其加工結果有很大的差異實質上，加工刀具軌跡定義的合理與否，與學生對零件加工工藝知識掌握的熟練程度有密切的關系。學生可以發揮自己的創造性和綜合能力，對不滿意的加工結果重新進行零件建模或重新定義刀位軌跡，實現虛擬設汁與虛擬加工。

五、利用masterCAM 系統將刀具軌跡轉換成數控加工程序，通過計算機機床接口傳送，并控制數控機床進行實際加工

前面所做的工作均是在計算機上進行的，學生還很難將NC程序和實際的加工聯系起來，總的理解是停留在理論知識上，感性認識不足，實際應用能力的訓練環節很不夠。因此在條件允許的情況下，讓學生將零件的NC程序通過數據接口傳至數控機床，控制機床進行加工。在這個過程中，NC程序、數控系統、數據接口起了非常重要的作用。作為數控技術開發人才，應該熟練掌握數控編程、數據通訊、接口技術等專業基礎知識，并得到相應的動手能力的訓練。

六、小結

我們認為數控實驗室的功能應該是多方面的除滿足教學需要外，還可以進行科研項目研究，提高教師自身的業務水平，同時為生產科研服務，并積極開展對外技術培訓和技術服務，以及承接加工任務等，從中獲得一定的經濟效益，用以改善實驗室的條件、促進正常的教學科研活動，推動教學改革與課程的建設。

參考文獻