數控機床理實一體化教學方法探索

　　一、“理實一體化”教學模式的特點：

　　所謂理實一體化教學，就是將專業理論課與實習實訓課進行有機組合，這一教學方式強調發揮教師主導作用，在教學過程中通過設定教學任務和教學目標，讓師生雙方邊教、邊學、邊做，全程構建素質和技能培養框架，豐富課堂教學和實踐教學環節，提高專業教學質量，它解決了以往理論教學與專業實踐相脫節的現象，在整個教學環節中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實，而是理中有實，實中有理，不僅做到了理論與實踐的溝通和聯系，而且有利于激發學生主動學習的興趣和激情。這種教學方法注重學生素質教育與操作技能的培養，強調在做中學、學中做，在做與學的過程中達到培養學生獨立分析問題、解決問題的能力，注重學生職業素養的培養。

　　二、微型臺式數控機床在“理實一體化”教學應用：

　　在老式的教學方法中，有很多學校的實習設備都是大型設備，在學生實習的時候通常是十幾個人一臺機床，學生的上機實踐的時間很短，有的甚至都沒有辦法接觸到機床，所以就無法提高教學質量完成教學任務，培養出來的人才通常也是理論型的。小型數控機床應用于教學是大勢所趨，機床雖小、五臟俱全，以幾分之一的投入就可產生更好的教學效果，既切實解決現實教學中資金和場地不足的難題，降低采購成本，加強教學密度、降低實習消耗、提高教學實效、多種安全設置提高操作的安全性，解決前期階段數控教學難題，在保證安全穩定，節能環保，高效減耗，規?；虒W，增加機時的同時，學生安全，老師放心，減輕老師負擔。

　　臺式小型數控機床在理實一體化教學應用的主要特點：

　　1、體積小、重量輕、使用220電源，一個標準教室可放30臺小型數控機床，一人一機。

　　2、 結構與大型數控機床完全一樣、配置大型數控機床一樣的操作數控系統，是大型數控的縮小版。

　　3、使用安全，減少學生初次面對機器的畏懼感，學生實操上手快，主動性強;機床實習材料和刀具的消耗少;占地小，放在普通課桌就可以;電能消耗，即使長時間實習，也無需心痛電費，倒是挺符合節能環保政策。

　　4、配置專業的數控系統，如廣數、華中、西門子、法那科，并配有電子手脈、冷卻系統、潤滑系統等，使用方法和功能與大型專業數控機床一樣，可加工鋼、鐵、鋁銅、塑料等;學生掌握的不止是編程與數控系統操作面板知識，更重要的是學生利用專業數控系統的小型數控機床，還可以掌握機加工的工藝安排、工件加工精度要求及針對不同硬度的材料使用刀具的選擇(實際機加工必需掌握的要求)，淋漓盡致地把小型數控機床在數控教學理論與實踐的各項教學要求充份體現出來.

　　三、“理實一體化”機床配置：

　　四、“理實一體化”教學優勢：

　　理實一體化教學，實際就是 “教、學、做、考”四位一體的教學模式，在教學過程中，這一教學方式具有以下明顯的優越性:

　　(1)打破了傳統的課堂教學講授模式，解決了教學中所存在的理論知識與實際操作技能不連貫、不銜接等問題，既調動了學生主觀能動性，又培養了學生分析解決問題的綜合能力，活躍了課堂氣氛，充分發揮了教學場地和設施設備的優勢，有效地利用了有限的教學時間，提高了課堂教學效率。

　　(2)科學地、有效地把抽象而枯燥的理論知識轉化到生動有趣的實踐過程中去，在實踐中加以驗證，使學生從實踐中得到感性認識，并將感性認識自覺地上升為理性認識，從而開發思維能力，鍛煉動手能力，使整個教學過程收到事半功倍的效果。

　　(3)有效地將課堂教學和專業實踐結合起來，將技能實踐融入課堂教學，讓學生直接在課堂上學到今后就業所必須的操作技能，變被動學習為主動參與，調動了學生學習的積極性與主動性，強化了學生的實踐能力，對提高教學效果，增強學生的實踐操作技能具有積極意義。

　　(4)有效地提高了師資隊伍理論水平和實際操作能力，并能在教學過程中促使教師不斷地去鉆研教學方法，不斷地去掌握新知識、新技術，以此來滿足教學所需，從而不斷提高教師的教學能力和教學水平。

　　五、理實一體化實訓設備技術能數

　　C17A臺式小型數控銑床(4軸聯動)

　　特點

　　1、選配第四軸可4軸聯動，配備工業級面板4軸數控系統，并帶有電子手脈，機床雖小、五臟俱全，用該設備培訓的學生，可以直操作大機床;

　　2、可結合工業4.0機器人組成自動化生產線，強大的網絡功能，可實現多機互聯，支持遠程監視和DNC文件傳輸加工、U盤等通訊方式;

　　3、完善的自診斷功能，內、外部狀態實時顯示，出現異常立即報警;

　　4、采用ISO標準G代碼編程，支持M代碼及S代碼，全面兼容FANUC，三菱G代碼和多種CAD/CAM軟件( MasterCAM、UG、CAXA等軟件編程等);支持強大的B類宏解析功能,方便用戶開發自己的運動控制程序;

　　5、示教功能：示教+指令編程，采用表格式教導方式，教導方法簡單，直觀;

　　6、圖形仿真功能：顯示加工程序的圖形以及實際運行時的刀具移動軌跡，不控制機床運行而進行仿真刀路加工，檢驗編制的加工程序是否正確;

　　7、采用精選的優質鑄鐵材料鑄造、采用高精度研磨滾珠絲桿，全封閉結構，提高安全性和觀摩性;占地0.5平方米，在放置上有較大的隨意性，可放在講臺上，使用220V電壓。具有實際加工能力和精度的實用型機床，安全穩定，能讓學生掌握實際的數控機床編程與操作能力，告別用仿真軟件學習數控機床模式;

　　8、可拆裝，機床雖小、五臟俱全的小型數控銑床結構展示機床的各個零部件并實現機床拆裝、調試、測量、裝配;學習銑床結構構造原理、拆裝工藝、調試方法和機床維修;鑄造零部件、整機重量合適，全開放結構設計，大小合適，學生們裝配調試時無須爬上爬下，對實驗室場地面積的要求大大降低，學生單獨一人可在實驗室無吊裝設備的情況下輕松裝調，搬動可拆卸;

　　9 、主要加工材料有：鋼、鐵、銅、鋁、塑料等材料(耗材基本不受限制);

　　技術參數：

　　●重復定位精度：0.02mm

　　●最大鉆孔直徑：13mm

　　●最大銑削直徑：16mm

　　●系統分辨率：0.0025mm

　　●工作臺尺寸：380×90mm

　　●X/Y/Z軸方向行程：210/95/200mm

　　●工作臺T型槽尺寸：12 mm

　　●工作臺T型槽個數：3

　　●主軸錐度：MT3

　　●絲桿：工業級C3級滾珠絲桿

　　●電子手輪 ：配有4軸電子手輪(手脈)

　　●主軸轉速范圍：100-3500 轉/分鐘 (數控系統G代碼控制變頻調速)

　　●快速移動速度：1200mm/min

　　●機器可聯網、支持遠程監視和DNC文件傳輸加工、U盤等多種通訊方式

　　●機器結構： 全封閉結構，提高教學安全性和觀摩性

　　●主軸輸出功率： 350W

　　●數控系統：工業級面板4軸數控系統、7 寸超大彩液晶顯示屏幕、具有圖形仿真功能

　　●多軸聯動功能： 預留有第4軸接口，可加裝第四軸，可實現四軸聯動

　　●支持軟件及格式：全面兼容FANUC，三菱G代碼和多種CAD/CAM軟件( MasterCAM、UG、CAXA等軟件編程等);支持強大的B類宏解析功能,方便用戶開發自己的運動控制程序;

　　●數控分度頭(第四軸)： 支持數控分度頭(可選配件)

　　●使用電源： AC220V/50Hz

　　●機床尺寸： 845×580×850mm

　　●包裝尺寸： 950×680×950mm

　　●凈重/毛重： 100Kg /120Kg

　　●精度檢測設備： 采用雷尼紹激光干涉儀精確檢測

　　隨機配件：鉆夾頭1個、鉆夾頭鑰匙1把、鉆夾頭鎖緊螺桿1根、T型螺母1套、內六角扳手1套、雙頭扳手1套、油壺1個、鉤頭扳手2把、頂桿1根，保險絲1個、平口鉗1個、鉆頭1個、單頭扳手1把、說明書2套、機床照明燈

　　C56A臺式小型數控車床

　　1、配置專業的工業級面板數控系統，并帶有電子手脈，內置內存滿足各種大程序工件加工、G代碼控制主軸轉速;

　　2、強大的網絡功能，可實現多機互聯，支持遠程監視和DNC文件傳輸加工、U盤等通訊方式;

　　3、完善的自診斷功能，內、外部狀態實時顯示，出現異常立即報警;

　　4、采用ISO標準G代碼編程，支持M代碼及S代碼，全面兼容FANUC，三菱G代碼和多種CAD/CAM軟件( MasterCAM、UG、CAXA等軟件編程等);支持強大的B類宏解析功能,方便用戶開發自己的運動控制程序;

　　5、示教功能：示教+指令編程，采用表格式教導方式，教導方法簡單，直觀;

　　6、圖形仿真功能：顯示加工程序的圖形以及實際運行時的刀具移動軌跡，不控制機床運行而進行仿真刀路加工，檢驗編制的加工程序是否正確;

　　7、采用精選的優質鑄鐵材料鑄造、采用高精度研磨滾珠絲桿，全封閉結構，提高安全性和觀摩性;占地0.5平方米，在放置上有較大的隨意性，可放在講臺上，使用220V電壓。具有實際加工能力和精度的實用型機床，安全穩定，能讓學生掌握實際的數控機床編程與操作能力，告別用仿真軟件學習數控機床模式;

　　8、可拆裝，真實的小型車床床結構展示機床的各個零部件并實現機床拆裝、調試、測量、裝配;學習銑床結構構造原理、拆裝工藝、調試方法和機床維修;鑄造零部件、整機重量合適，全開放結構設計，大小合適，學生們裝配調試時無須爬上爬下，對實驗室場地面積的要求大大降低，學生單獨一人可在實驗室無吊裝設備的情況下輕松裝調，搬動可拆卸;

　　9 、主要加工材料有：鋼、鐵、銅、鋁、塑料等材料;

　　技術參數

　　●重復定位精度：0.02mm

　　●最大回轉直徑：140mm

　　●最大夾持直徑：70mm

　　●X/Z軸行程：70/160mm

　　●機器結構：全封閉結構，提高教學安全性和觀摩性

　　●主軸轉速(無級調速)： 100~2000 轉/分鐘 (數控系統G代碼控制變頻調速)

　　●最大移動速度：2000mm/min

　　●X/Z 軸最大進給速度：1100mm /min

　　●主軸通孔：10mm

　　●工作臺有效尺寸：130mm × 85mm

　　●電子手輪：配有電子手輪

　　●主軸孔莫氏錐度：莫氏2號

　　●尾軸孔莫氏錐度：莫氏1號

　　●分辨率：0.0025mm

　　●主軸輸出功率：150W

　　●機器可聯網、支持遠程監視和DNC文件傳輸加工、U盤等多種通訊方式

　　●絲桿：C5級珠珠絲桿

　　●數控系統：工業級面板系統、7 寸超大彩液晶顯示屏幕、具有圖形仿真功能、內置內存

　　●支持軟件及格式：全面兼容FANUC，三菱G代碼和多種CAD/CAM軟件( MasterCAM、UG、CAXA等軟件編程等);支持強大的B類宏解析功能,方便用戶開發自己的運動控制程序;

　　●使用電源： AC220V/50Hz

　　●凈重/毛重：50/60kg

　　●外型尺寸：750×450×450mm

　　●包裝尺寸：850×470×470mm

　　●精度檢測設備：采用雷尼紹激光干涉儀精確檢

　　隨機配件：保險絲、三爪卡盤鑰匙、頂尖 、T形螺母、內六角扳手、油壺、雙頭扳手、鉤頭扳手、卡盤反爪、外圓端面車刀、說明書

　　VMC200微型教學加工中心

　　1、 使用220伏電壓，占地小，耗電少，采用透明亞克力與鈑金結合，提高觀摩安全性的同時又保障機器的結構穩固性全封閉。

　　2、采用4工位自動換刀系統，使用0.6Mpa氣壓。

　　3、功能加大，三軸聯動，配置XENDOLL M4 工業級面板數控系統，適用國際通用程序，故障自動檢測報警功能、斷電記憶功能。

　　4、主軸為高精度工業級高速主軸，主軸精度達0.005mm。

　　5、轉速50-24000無級變頻調速、主軸采用循環水或油冷卻。

　　6、主軸電機功率2.2Kw，可用于銑削、鉆孔、雕刻等工藝加工。

　　7、三軸軌道以防塵防屑伸縮護罩包覆，保護軌道及滾珠螺桿免與切削水、殘料進入造成磨損。

　　8、 三軸C3級精密雙螺母滾珠絲桿,經中周波熱處理及精密研磨，各軸施以預拉減少熱變形，定位及重覆精度高。

　　9、 機器采用雷尼紹激光干涉儀精確檢測，確保三軸精度背隙,保證定位精度。

　　10、配有5軸電子手脈三檔可調極大地方便操作和對刀。

　　適用行業：創客、創新實驗室、高?；蚵殬I院校數控理實一體化技術培訓教學等。

　　技術參數

　　●主軸精度：0.005mm

　　●重復定位精度：0.02mm

　　●裝夾刀具：1-10mm

　　●工作臺：400×110mm

　　●X軸行程：200mm

　　●Y軸行程：110mm

　　●Z軸行程：200mm

　　●主軸轉速：50-24000 轉/分鐘

　　●主軸電機功率：2.2 KW

　　●系統分辨率 0.00125mm

　　●刀庫工位數： 4工位

　　●自動換刀系統形式： 氣動換刀

　　●使用氣壓：0.55-0.6Mpa

　　●數控系統：XENDOLL M4工業級面板數控系統

　　●電子手脈：5軸三檔可調

　　●工作臺 T 型槽尺寸 ：12 mm

　　●工作臺 T 型槽個數：3

　　●使用電源：AC220V/50Hz

　　●外形尺寸 ：850× 670 ×1100 mm

　　●重量：150 kg

　　●精度檢測設備： 采用雷尼紹激光干涉儀精確檢測

　　隨機配件：電子手輪、刀柄、刀柄拉釘、刀柄扳手、ER鎖夾頭、麻花鉆頭1把、銑刀2把、平口鉗、雙頭扳手、外六角螺栓、墊圈、T形螺母、數控系統說明書、數控系統電氣接線說明書、硬件說明書

　　VMC230微型桌面式五軸加工中心

　　顯著特點

　　1、 使用220伏電壓，占地小，耗電少，采用透明亞克力與鈑金結合，提高觀摩安全性的同時又保障機器的結構穩固性全封閉。

　　2、功能加大，5軸聯動，配置XENDOLL M5五軸聯動數控系統，適用國際通用程序，故障自動檢測報警功能、斷電記憶功能。

　　3、主軸為ISO 20型，配置4工位刀庫，可極大提高復雜產品的加工效率及加工精度

　　4、主軸電機功率采用1.1Kw，可以加工鋼件、銅件、鋁件、塑料件等。

　　5、三軸軌道以防塵防屑伸縮護罩包覆，保護軌道及滾珠螺桿免與切削水、殘料進入造成磨損。

　　6、 三軸C3級精密雙螺母滾珠絲桿,經中周波熱處理及精密研磨，各軸施以預拉減少熱變形，定位及重覆精度高。

　　7、 機器采用雷尼紹激光干涉儀精確檢測，確保三軸精度背隙,保證定位精度。

　　8、配有5軸電子手脈三檔可調極大地方便操作和對刀。

　　9、配置間歇潤滑系統，全防護結構及配置氣動拉刀系統。

　　技術參數

　　●重復定位精度：0.01mm

　　●最大鉆孔直徑：16mm

　　●最大銑削直徑：60mm

　　●工作臺：450×160mm

　　●X軸行程：230mm

　　●Y軸行程：210mm

　　●Z軸行程：250mm

　　●刀庫工位數： 4工位

　　●軸聯動性：5軸聯動

　　●數控系統：XENDOLL M5五軸數控系統

　　●電子手脈：5軸三檔可調

　　●工作臺 T 型槽尺寸 ：12 mm

　　●工作臺 T 型槽個數：3

　　●主軸轉速：300-3500 轉/分鐘

　　●主軸電機功率：1.1 KW

　　●主軸類型： ISO20

　　●系統分辨率 0.00125mm

　　●自動換刀系統形式： 氣動換刀

　　●潤滑系統 ：電動自動潤滑系統

　　●使用電源：AC220V/50Hz

　　●外形尺寸 ：1200× 960 ×950 mm

　　●重量：250 kg

　　●精度檢測設備： 采用雷尼紹激光干涉儀精確檢測

　　隨機配件：電子手輪、刀柄、刀柄拉釘、刀柄扳手、ER鎖夾頭、麻花鉆頭1把、銑刀2把、平口鉗、雙頭扳手、外六角螺栓、墊圈、T形螺母、數控系統說明書、數控系統電氣接線說明書

　　六、數控機床理實一體化實應用案例