探析中職學(xué)校數(shù)控實習(xí)教學(xué)中仿真軟件的應(yīng)用

張鳳玲 林嵩

【摘 要】本文考慮到中職學(xué)校數(shù)控仿真教學(xué)需要更加科學(xué)合理的發(fā)展，通過對中職生心理特點的分析，本文對數(shù)控仿真軟件的概念和作用做了簡要闡述。得出了其在數(shù)控加工教學(xué)中的優(yōu)點，提出仿真教學(xué)存在的問題及解決方法。為中職數(shù)控專業(yè)利用數(shù)控仿真軟件教學(xué)提供了理論支持。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控；實習(xí)教學(xué)；仿真軟件；中職

【中圖分類號】G402 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0308-01

基于虛擬現(xiàn)實的仿真軟件，就是數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。這種富有價值的虛擬技術(shù)起源于90年代初的美國，它可以挖掘傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的潛力，提升其層次。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)上的價值體現(xiàn)在：用于產(chǎn)品設(shè)計與制造，可以避免開發(fā)新產(chǎn)品的風(fēng)險，有效降低成本；用于產(chǎn)品的演示，借助于多媒體效果可吸引顧客、爭取訂單；可將“虛擬設(shè)備”用于培訓(xùn)來加強員工的熟練操作程度，提高培訓(xùn)的效率，降低培訓(xùn)的成本。

目前，國內(nèi)的數(shù)控仿真系統(tǒng)主要有：上海宇龍、廣州超軟、北京斐克和南京宇航等。筆者所在學(xué)校采用了上海宇龍軟件工程有限公司的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對數(shù)控車床、加工中心的加工全過程仿真，其中包括毛坯、夾具、刀具的定義與選用；零件基準測量、設(shè)置；數(shù)控程序的輸入、編輯、調(diào)試；加工仿真及各種加工錯誤檢測功能。

一、應(yīng)用數(shù)控仿真軟件教學(xué)的必要性

隨著全球制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)專業(yè)從高職院校逐步的推向了中職學(xué)校。各中職學(xué)校為適應(yīng)市場需求，大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)專業(yè)。傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)教學(xué)，理論教學(xué)抽象，學(xué)生學(xué)著沒勁，教師教著乏味。而大部分中職學(xué)校設(shè)備不能滿足教學(xué)，實習(xí)教學(xué)需要購置數(shù)控設(shè)備，這就需要雄厚的資金基礎(chǔ)。這種教學(xué)方式已很不能適應(yīng)當今數(shù)控專業(yè)教學(xué)的需求，掌握先進的教學(xué)方法、教學(xué)手段，教學(xué)媒介來提高教學(xué)效果就顯得尤為重要了。

中職學(xué)校學(xué)生的底子薄，理論知識較差，而數(shù)控技術(shù)這門課程具有很強的實踐性，要想達到理想的教學(xué)和實踐效果，就必須探索出一種新的數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式來達到投入少、見效快、培養(yǎng)適應(yīng)性強、企業(yè)歡迎的學(xué)生勢存必行。這就應(yīng)運而生了許多數(shù)控仿真軟件，而上海宇龍數(shù)控仿真軟件是其應(yīng)用比較廣泛的一種仿真軟件，這使它成為一種輔助中職數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)教學(xué)的一種選擇。

二、數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

1、利用數(shù)控仿真系統(tǒng)快速熟悉機床的基本操作

熟悉數(shù)控機床的面板操作和對刀操作一般是數(shù)控實訓(xùn)的開始階段。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是5-6人為一組，由實訓(xùn)教師在數(shù)控機床前，對數(shù)控機床的操作面板進行講解和操作演示。由于環(huán)境的嘈雜，空間有限，雖然每組只有5-6個學(xué)生，但學(xué)生看的也不是很清楚，聽起來就更費勁了，如果學(xué)生人數(shù)多，分組就多，這勢必增加了實訓(xùn)老師的負擔(dān)。老師講解完，演示過后，由于學(xué)生人數(shù)遠遠大于數(shù)控機床臺量，所以能夠馬上操作機床的學(xué)生是很有限的，這樣的教學(xué)效果也是大打折扣的。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)完全模擬了數(shù)控機床的操作環(huán)境，它的操作面板和操作步驟完全與真實的機床一模一樣。筆者所在學(xué)校是在擁有100多臺計算機的機房內(nèi)，通過多媒體教學(xué)廣播系統(tǒng)將教師在數(shù)控仿真系統(tǒng)中操作數(shù)控機床的視頻和語音，即時傳送到每名學(xué)生的電腦終端上，使學(xué)生聽得明白，看得清楚，同時還可以錄制操作錄像，提供給當時沒聽懂的學(xué)生，便于重復(fù)觀看學(xué)習(xí)。當教師講解完后，學(xué)生馬上就能自己進行練習(xí)操作，而老師則可以巡回解答學(xué)生提出的各種問題。經(jīng)過實踐，一般只需2—4節(jié)課，就可以讓學(xué)生熟練的掌握數(shù)控機床的基本操作方法，其效果非常明顯。

2、利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進行數(shù)控編程的教學(xué)

傳統(tǒng)的數(shù)控編程教學(xué)方法是教師在黑板上講解指令的具體使用，然后由學(xué)生自己編程。對于學(xué)生編出來的程序是否正確，完全通過教師來檢驗。有了數(shù)控仿真系統(tǒng)以后，教師講授完指令，學(xué)生但是就可以如同真實加工一樣，把自己編寫的數(shù)控程序輸入到仿真系統(tǒng)中，然后進行虛擬加工驗證。程序是否正確，就由虛擬加工來檢驗。在仿真加工的過程中，學(xué)生還可以旋轉(zhuǎn)機床和工件，進行任意角度的觀察，了解加工的進展情況。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就被極大地激發(fā)了，進而加深了對編程指令的理解。

三、利用數(shù)控仿真系統(tǒng)的好處

經(jīng)過前面的敘述，利用數(shù)控仿真系統(tǒng)可以有效的降低數(shù)控培訓(xùn)的成本，提高培訓(xùn)的效率，是顯而易見的。具體表現(xiàn)在以下幾點：

1、學(xué)校可以利用現(xiàn)有的計算機教室，只需再花費幾萬元購買一套數(shù)控仿真系統(tǒng)，大大降低了數(shù)控實訓(xùn)的費用。這相對于價格不菲的數(shù)控機床來說，是非常劃算的。

2、特別是初學(xué)者，直接在機床上進行操作，導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)誤操作是無法避免的，還加速了數(shù)控機床的損耗。在仿真系統(tǒng)上進行教學(xué)，沒有了實際機床、刀具、材料的損耗。只有這樣，有效的提高數(shù)控培訓(xùn)的效率，使學(xué)生容易上手，解決數(shù)控機床數(shù)量不足的問題。

3、直觀形象的教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，提高了學(xué)習(xí)效率?？杀ＷC學(xué)生安全，避免學(xué)生在操作真實機床時出現(xiàn)的安全隱患。當學(xué)生能正確熟練的操作以后，再在真實的機床上進行操作中，可以大大降低誤操作率。

四、應(yīng)用數(shù)控仿真軟件進行教學(xué)時存在的問題及解決方法

1、存在的問題

數(shù)控仿真是借助計算機來運行的一個虛擬的加工場景，運行起來存在諸如走刀路徑不明顯，切削用量不切實際，對刀精度要求不高，無法檢驗產(chǎn)品的粗糙度等問題。然而學(xué)生在使用數(shù)控仿真軟件編程加工時，不顧安全生產(chǎn)的要求，如果出現(xiàn)了機床碰撞事故，只需點擊鼠標進行復(fù)位操作就可以重新開始了。這些正是衡量我們的學(xué)生對數(shù)控技術(shù)掌握程度的標準，它們一旦在實際加工中存在，可能就會出現(xiàn)撞刀、影響加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)效率等問題。

數(shù)控仿真系統(tǒng)雖然解決了數(shù)控教學(xué)中的效率和成本等方面的問題，但它只能作為入門級的培訓(xùn)工具，讓學(xué)生快速熟悉機床的操作流程，方便編寫和驗證程序。不能完全取代真實的數(shù)控加工實訓(xùn)。所以在利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進行教學(xué)時，實訓(xùn)指導(dǎo)教師一定要正確地引導(dǎo)學(xué)生，避免學(xué)生走進“仿真”的誤區(qū)，在編程指令的教學(xué)過程中，要讓學(xué)生對加工的工藝引起高度的重視。

2、解決的方法

首先，在進行仿真訓(xùn)練前，先進行機械加工的基本訓(xùn)練，使學(xué)生具備操作機床加工的各種方法及切削用量選擇的技巧，并且對機械加工操作有較為扎實的基礎(chǔ)。其次，教師要經(jīng)常警告學(xué)生數(shù)控仿真與實際加工的本質(zhì)區(qū)別，使其對軟件仿真有正確的認識，對實際操作加工有足夠的重視，按照實際生產(chǎn)的要求來進行仿真教學(xué)。再者，既科學(xué)又客觀地發(fā)揮仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的作用，就要要求教師采用科學(xué)管理，有效組織數(shù)控仿真教學(xué)。

五、結(jié)束語

總之，數(shù)控仿真軟件在中職教學(xué)中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著仿真軟件不斷發(fā)展，其模擬仿真效果將越來越好，但它仍然存在與實際生產(chǎn)的區(qū)別。我們在教學(xué)中只有科學(xué)、合理、有效地利用數(shù)控仿真軟件，才能起到事半功倍的效果，只有積極發(fā)現(xiàn)和解決數(shù)控教學(xué)中產(chǎn)生的問題，才能使其發(fā)揮的作用更強大，才能極大地促進中職數(shù)控教學(xué)改革的發(fā)展。

參考文獻：

[1]徐江濤.淺淺談仿真軟件在中職數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用 [J].新課程學(xué)習(xí)（社會綜合），2011

[2] 張超. 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控專業(yè)課教學(xué)中的應(yīng)用 [J].大眾科技，2011