基于数控机床联网后教学特点的研究实践

何群英　胡伟心

摘 要 先进加工制造业要想持续稳定发展，就必须要有适应需求的技术技能型人才，源源不断地向企业及时输送。总结高职院校在数控机床联网后教学和管理方面的特点，做出实际探索的有益尝试。

关键词 数控机床；联网管理；教学特点

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）10-0042-03

Abstract To achieve sustained and stable development for advanced mechanic manufacturing industry， it must have the technical skilled personnel which can be continuously supplied to the enterprise to meet their needs. The article summarizes the teaching and management features of vocational colleges after the CNC machine networking. And it also makes a useful attempt for actual explore.

Key words CNC machine； network management； teaching feature

1 前言

在先进的加工制造中，把独立的数控机床联网管理运行，已经是一个发展趋势，它有很多优势，在企业里已经开始应用。然而到目前为止，为企业培养技术技能型人才的高职院校，在数控机床的教学（尤其是实践教学）环节，总体上明显滞后于行业的发展。这一现状既不利于学院自身的发展，也必然会给企业的可持续发展带来隐患，因此，加快这方面教学的步伐很有必要。

2 机床不联网管理的缺陷

传统的数控加工实验室或者说数控车间，它的机床相互之间是完全独立没有联系的。浙江同济科技职业学院的数控实训室，在2012年经过中央财政支持以后，基本状况见表1。机床和控制系统都比较杂，给教学带来很大的不方便，缺陷主要表现在以下几个方面。

程序输入效率低、易出错 联网前一些程序量较少的数控加工，都是采用最基本的手工输入。这种方式显然是效率低、耗时长且易出错，输入程序的时间占数控实习机床开机时间一半以上，影响机床的使用效能。相对程序输入量较大的数控加工，也是通过RS232接口进行一对一专机传输，效率并不比手工输入快多少。图1、图2是两个学生加工练习件，表2是根据实际得出的手工输入时间与出错的关系。很明显，时间越长，错误越多。

程序检查耗时多 学生编好的程序需要教师逐一检查，而不同的学生对同一个零件的加工工艺和方法又不尽相同。这样一来，指导教师在检查程序这个环节会相当费时。当程序不完全一致时，容易给初学的学生带来理解上的偏差。

程序文件管理混乱 被加工零件和加工程序要相对应，但这对于独立的机床，管理起来并不容易。机床本身都是分散的，不同机床上不同的学生往往很难做到程序名一致。还有程序到机床以后，要根据实际情况进行调试并做修改，而改好以后真正运行的程序又不在电脑里，同样也造成不能对应。看起来一个小问题，却真的会给教学管理带来麻烦，影响教学质量。

3 机床联网的优点

为了适应数控加工行业的发展，提高教学质量和效率，对数控实训室进行升级改造，将所有机床联网。采用CAXA网络DNC系统，以服务器/客户端的形式，所有被管理机床的全部数据均置于服务器数据库中。机床作为客户端，通过智能终端转换器将RS232串口方式改为以太网络的RJ45方式，进行网络化管理。其核心内容主要是两大模块：通信模块和管理模块。通信模块负责跟相关机床数据内容的设置，实现机床和计算机网络的通讯；管理模块负责代码及其相关文档的管理，它以产品结构为核心，组织和管理数控加工过程中，与加工有关的各类设计、工艺、代码文档，解决文档的共享、查询、安全控制及版本管理问题。改进以后的实训室具有明显的优点。

教学效率明显提高 机床联网以后，加工程序是从服务器下载的，改变了每个学生都要手工输入的状况，大大缩短了程序录入的时间；教师也可以从服务器上更及时地了解情况，从而指导变得更有序；程序修改更容易，加工程序一旦在现场进行了修改，立即可以上传存储以供下次调用。几个细节上都可以加快速度，学生操作机床的实际时间自然增加了，提高了综合效率。图3为用户应用流程图。

实现更大程度上的资源共享 联网以后，全部程序均储存在服务器上，每台机床都可以查看本机床目录和公共目录下的所有NC程序，上传下载极为方便。所有机床几乎可以腾出所有的储存量，这种资源共享不仅带来实际操作上的便利，同时也使得设备的利用率会大大增加。

形成设备档案库规范管理 服务器储存了所有机床的控制系统的全部参数，除此之外，每台机床的所有数据，包括最高转速、最大行程、传输速率、刀具管理、NC容量、最大功率、换刀气压等，都统一录入形成完整的技术档案。同时，加工程序实现统一化，机床的调用、储存都有自动记录，所有内容非常清晰，真正做到规范管理。

4 用于教学的作用与特点

可以避免学生初学时容易出的错误 对于学习数控机床操作的学生，尽管前期已经经过了仿真练习，但在真正的机床上操作，毕竟难免会有一些小问题。比如对刀操作，在量取并录入数据、刀号对应、磨耗的位置等环节；又比如程序输入；更有刀具选择、切削用量选择等方面，都很有可能发生错误。而正是这些小问题，在机床独立的情况下，需要教师每一台机床从头到尾的现场指导，一旦顾及不到，就会造成意想不到的事故。当实训设备网络化管理以后，彻底改变了这种状况，教师只需要在服务器前逐一检查核对，在同样避免事故的前提下，增加了学生操作机床的有效时间，提高了机床利用率。

学生能够比较容易地掌握两个控制系统 按照教学规律，学生学习数控机床，一般先掌握一个控制系统，在这个基础上，必要时再学习另外一个系统，以强化操作技能。但是这个环节学生往往学起来问题比较多，主要是程序里面的代码、书写格式等编辑细节容易混淆。以典型的SINUMERIK 802Se和FANUC-0i为例，每分进给和每转进给分别是G94、G95和G98、G99。

其次是在程序传输方式上，这两个控制系统的加工程序传输方式差异很大，同样也比较容易出错。不同的控制系统以及不同的版本之间，都会有一些操作上的区别，然而这些问题在机床网络化管理以后就会变得简单易学。教师在讲解以后，把同一个加工程序传到另一台其他系统的机床上，让学生一边慢慢比较，一边就可以单步加工，以观察刀具路径，加深了解掌握。

教学管理既方便又规范 在数控机床操作的实训教学中，学生的基本操作是否规范合理，是一个老生常谈的问题，既关系到安全规则，也影响学生的职业习惯。实行机床网络化管理以后，学生的操作行为，教师通过装在机床内部的摄像头，在服务器视频上实时观察，对出现的错误及时指导纠正；当系统管理员设定自动监测后，系统将自动监测每台机床发送来的各类请求文档，可以由教师解读后给予回应，非常方便地做到安全操作、规范职业习惯以及正确处理各类文档等教学管理。

简单故障实时监控 学生作为初学者，在数控机床操作实训期间，经常会出现一些误操作，机床一旦有报警，就需要教师及时处理。联网管理以后，机床有报警时，服务器马上可以知道是哪一台机床报警，教师可以直接过去处理，整个过程明了有序，跟以前学生找教师的情形有明显区别。

需要注意的几个问题 机床网络化管理以后，在很大程度上方便了学生的加工操作，提高了机床利用率，但是有几个问题应该说值得注意。

第一是不能因为方便而忽略了学生的基本操作。诸如手工程序输入、操作面板、程序校验等一些数控机床最基本的操作，虽然可以用得比较少了，但仍然应该要求学生必须熟练掌握，因为掌握了基本操作，才会对数控加工有真正的理解。

第二是要求学生对加工过程仍然要仔细观察，背吃刀量是否恰当，进给量是不是合适，冷却液有没有到位，等等，要全过程关注。

第三是要建立一个理念，那就是电脑以及一切机器设备都是有可能出错的。作为操作者，任何时候都不能松懈，决不允许离开工作岗位。

高职院校以培养技术技能型人才为目的，只有适应行业发展需求，才能真正做到自身的可持续发展。

参考文献

[1]古文伟，黄河.DNC系统在数控实践教学考核及技能竞赛中的应用[J].实验技术与管理，2011，28（1）：112-115.

[2]汪代勇，吴昌盛.机床网络DNC的构建与应用[J].制造业信息化，2010（3）：131-134.

[3]胡育辉.数控网络化加工技术的研究[J].机械设计与制造，2011（2）：257-259.