淺談數(shù)控技能仿真考試

張倩穎

摘 要：隨著近些年數(shù)控行業(yè)的發(fā)展，數(shù)控仿真考試也正在如火如荼的向前發(fā)展，數(shù)控技能仿真作為考試的成績評定的基礎(chǔ)以及數(shù)控職業(yè)資格考試的主要內(nèi)容，在進行數(shù)控機床教學(xué)過程中，運用數(shù)控技能仿真軟件可以大大提高了學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，為數(shù)控的教學(xué)模式帶來了新的希望。結(jié)合數(shù)控仿真軟件的功能與應(yīng)用，并舉例典型事件將應(yīng)用于教學(xué)考試中的數(shù)控加工仿真軟件的結(jié)合在一起淺談數(shù)控技能仿真考試。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技能 仿真 考試 仿真軟件

中圖分類號：G712.4；TG659-4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-0177-02

目前近些年數(shù)控機床行業(yè)在企業(yè)中的應(yīng)用范圍和概率的幅度都大大提高了，對于此項目數(shù)控技能型的人才非?？杖钡那闆r日復(fù)一日的嚴重。而且數(shù)控機床設(shè)備的價格還比較昂貴，更新更是比較快，大多數(shù)院校在此方面想要大力發(fā)展和培養(yǎng)可塑性人才會很多方面考慮到資金和設(shè)備防止場地的諸多限制，院校對于設(shè)備的購置也會受到限制，這些都會影響學(xué)生的實訓(xùn)的效果。所以對數(shù)控仿真的軟件的投資較少、更新又非?？?、效果也要比較好的教學(xué)實訓(xùn)模式也是以后發(fā)展的趨勢。所以我校也對此加大了重視并將其放到了日常教學(xué)中，并將數(shù)控技能仿真作為考試的鑒定必考項目。

1 數(shù)控技能仿真考試

數(shù)控仿真考試是利用數(shù)控仿真的軟件用計算機上操作機床進行模擬，再自己軟件的圖紙的要求對程序進行編制和加工的一種考試方式。數(shù)控技能面對生產(chǎn)過程的實際機床仿真操作，對其過程進行加工可以利用三維動態(tài)圖像將其逼真再現(xiàn)，使得每位學(xué)生對數(shù)控技能建立有一個比較感性的認識，手動反復(fù)操作數(shù)控機床加工，可以有效解除了因數(shù)控設(shè)備額比較高和它具有的一定危險性，大大降低了每個學(xué)生一人一機的問題的難度，這培養(yǎng)實用性技能綜合人才可以熟練掌握其使用數(shù)控加工的技術(shù)起到了不可忽略的重要作用以及影響。數(shù)控仿真的加工則是運用數(shù)控仿真加工的軟件為基礎(chǔ)，計算機作為其平臺等為支持進行的加工過程。目前我國國內(nèi)主要以北京斐克、南京宇航和上海宇龍等數(shù)控加工仿真軟件為主流。這些主要相似點是都是在數(shù)控加工過程中運用了三維立體圖像顯示和真實機床的模擬仿真操作方法，對其諸多方面進行研究探討。

1.1 環(huán)境

要對數(shù)控技能進行相應(yīng)考核，首先就要具有考試的場所?？紙龅脑O(shè)置不但要以考核人員的數(shù)目為依據(jù)再做決定，還要在考場上考慮到考核結(jié)果的公正公開性，要設(shè)置相應(yīng)的教師使用的機床，以及學(xué)生考試所用的標(biāo)準(zhǔn)考核機床。因為數(shù)控技能仿真特別是在加工過程和數(shù)控機床中心的運算量是非常大的，這就要在考試的計算機配備就要選用CPU在2.0以上，1個G的內(nèi)存，64M以上的顯卡，這樣可以使得學(xué)生在進行數(shù)控技能仿真考試的過程中不出現(xiàn)死機的情況，最佳的是將系統(tǒng)還成XP系統(tǒng)并安裝。

1.2 網(wǎng)絡(luò)連接

網(wǎng)絡(luò)的連接主要是在教師的計算機和外界的網(wǎng)絡(luò)相互連接，用來接受以及上傳數(shù)控技能仿真考試的數(shù)據(jù)和資料。教師所用的機子還要與學(xué)生考試的機子相連接保持通暢，建立合理的安全的局部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，方便教師接收相關(guān)數(shù)據(jù)和資料以及觀察學(xué)生考試時的情況等。還要做好網(wǎng)絡(luò)連接的相關(guān)安全問題，防止出現(xiàn)黑客侵入數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.3 數(shù)控仿真軟件

參加了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控仿真考試就要安裝其要使用的考試軟件，要分別在教師用的和學(xué)生用的區(qū)別開安裝不同使用版本，例如在性能最高的計算機上安裝教師版本，其余的副機上安裝學(xué)生使用的學(xué)生版本；在這一點上需要我們注意的是兩者之間的版本要大體保持一致，而且軟件還要跟隨著時代的進步進行著不斷的更新和升級。

1.4 數(shù)控仿真技能的應(yīng)用

在教師應(yīng)用的計算機上安裝考試鎖，在進入數(shù)控仿真技能考試的系統(tǒng)時要首先選擇考點服務(wù)器的設(shè)置，將自己院校的名稱、考點編號進行數(shù)控仿真技能的考核網(wǎng)址，輸入自己的密碼。將自己的計算機設(shè)計安裝好，在運行考試系統(tǒng)，輸入自己的賬戶名稱和密碼，在對每個考生的信息進行錄入，分別在學(xué)生計算機上設(shè)置自己的IP地址，不可重復(fù)，建立起安全的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。在考試前都可以通過這個系統(tǒng)分別進行準(zhǔn)考證的打印，在考試時可以有效對考試過程進行監(jiān)控和解決考試中遇到的突發(fā)狀況，在考試結(jié)束后可以對考生的信息進行整合在分析分類，對考核結(jié)果進行判定及保存。在資料存檔后再上傳給相應(yīng)的企業(yè)，在這里需要特別注意，再等待實訓(xùn)的考試成績就要及時在管理考生的系統(tǒng)中將學(xué)生的考試成績錄入在機床操作成績等級的表格中，并上傳到相合作的企業(yè)系統(tǒng)中完成最后的收卷過程，由此企業(yè)再通過網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)頁進行考試成績結(jié)果的公布。

2 數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)點

2.1 科學(xué)配備數(shù)控機床設(shè)備和安排實習(xí)的多樣性

數(shù)控技術(shù)，它作為一項實踐性很高的一門課程，實習(xí)環(huán)境的優(yōu)劣也會對數(shù)控教學(xué)產(chǎn)生影響。良好的操作實訓(xùn)環(huán)境會高效率的完成其操作過程，但在實習(xí)設(shè)備的配備上會面對很多問題，最為新興的高科技產(chǎn)品最主要的問題就是價格昂貴，一臺數(shù)控設(shè)備少則十多萬多達要上百萬。每個班級的學(xué)生數(shù)量平均要有四五十人，要想做到一人一機就會非常困難，機床配備的短缺會使得學(xué)生們的練習(xí)量降低。在對數(shù)控機床的數(shù)量和安全性的角度考慮，會比較不適合在學(xué)生之間普及進行相應(yīng)的實訓(xùn)和教學(xué)。若是在學(xué)校內(nèi)數(shù)控機床仿真技能的培訓(xùn)完全按照實際操作進行，就要引進相當(dāng)足量的設(shè)備供應(yīng)學(xué)生實訓(xùn)，一般院校對于這樣巨大的資金、消耗成本都很高這樣的投入都會明顯吃不消，而數(shù)控加工仿真軟件的出現(xiàn)和有效運用將會作為解決此問題的最佳方法。它可以把設(shè)備需要量大且價格昂貴的問題解決，也將學(xué)生實訓(xùn)操作時間大大延長，對于初學(xué)者來說又是解決對數(shù)控機床系統(tǒng)控制面板比較陌生而引發(fā)的安全問題的最佳方法，又從根本上增強了學(xué)生對數(shù)控操作和面板的控制能力及其熟悉程度，讓學(xué)生放心地根據(jù)仿真軟件對編程程序進行核實，對實訓(xùn)內(nèi)容的安排可以做到多樣化，使得實訓(xùn)操作教學(xué)變的更加生動形象有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣甚至加強了編程的能力，從而實現(xiàn)了數(shù)控機床技能教學(xué)投資少效果好的教學(xué)模式，將會發(fā)展為一種經(jīng)濟實用，安全可靠功能齊全的輔助教學(xué)工具。

2.2 提高對數(shù)控機床操作的效果

在對數(shù)控技能教學(xué)時候，它具有的主要理論知識就是數(shù)控機床的編程和加工問題，加工課程單純靠著理論來支持就會顯得非常抽象而不具體，就會忽略本身的實際操作性。比如在對刀的過程中，單純運用課本的知識來講解學(xué)生們大多會趕到枯燥無味還會趕到思想上的疲乏，不能夠很好的理解。若是在這里合理的使用數(shù)控技能仿真軟件，通過演示操作過程再一同進行講解，不但做到了實際和理論知識相結(jié)合完成了同步教學(xué)，在教學(xué)上是一個重大突破，不但改善了教學(xué)模式單一化將抽象的理論知識通過數(shù)控仿真軟件得以形象具體化，還將教學(xué)的效率和質(zhì)量都大大提高了。

3 在教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控方針軟件的方法

3.1 合理使用仿真軟件，使其在教學(xué)中發(fā)揮作用

對于數(shù)控操作中在教學(xué)中最重要的是其編程和使用的問題要解決，這也是后續(xù)工作中對于學(xué)生們需要訓(xùn)練的重要項目內(nèi)容。學(xué)生通過學(xué)習(xí)使用數(shù)控技能仿真軟件進行程序的輸入、運行以及校驗過程等訓(xùn)練，學(xué)生還可以同時掌握以及了解不同的數(shù)控加工技能系統(tǒng)、不同的機床設(shè)備的操作方式。在使用了數(shù)控仿真加工的軟件，不僅讓學(xué)生在更短的時間里更快更好的學(xué)習(xí)掌握了專業(yè)知識技能，還培養(yǎng)了學(xué)生自主創(chuàng)新和獨立解決問題的能力。

3.2 在實訓(xùn)中使用數(shù)控技能仿真軟件

在學(xué)習(xí)使用數(shù)控加工仿真軟件時學(xué)生都是在學(xué)習(xí)了專門的基礎(chǔ)理論知識，再去認識了解其軟件并通過專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)來完成的。仿真教學(xué)考試的目的是充分利用現(xiàn)有的資源，培養(yǎng)學(xué)生實際操作的技能技巧并對其一階段的結(jié)果進行考核。怎樣在教學(xué)過程中運用好數(shù)控加工仿真軟件系統(tǒng)，發(fā)揮最好效果，應(yīng)從以下幾點方面去考慮問題并解決。

3.2.1 數(shù)控教學(xué)第一階段

在教學(xué)任務(wù)的第一階段，都是要把理論教學(xué)作為主要的任務(wù)，學(xué)習(xí)數(shù)控編程的相關(guān)理論知識。但在教學(xué)中同時要應(yīng)當(dāng)插入對數(shù)控仿真軟件的學(xué)習(xí)，仿真軟件需要解決的主要問題是有關(guān)于軟件的安裝和使用時最基本的難點。把數(shù)控仿真軟件學(xué)習(xí)可以先受用多媒體介紹給同學(xué)在集中針對部分同學(xué)進行訓(xùn)練，讓學(xué)生全面了解和認識數(shù)控仿真軟件的使用方法，在通過上機課實際運行操作練習(xí)使用數(shù)控技能仿真軟件，并進行小階段考核，通過小階段的考核結(jié)果進行總結(jié)，在有針對性的對其進行實訓(xùn)。

3.2.2 數(shù)控教學(xué)的第二階段

經(jīng)過數(shù)控教學(xué)的第一階段對仿真軟件學(xué)習(xí)后，學(xué)生幾乎已經(jīng)基本掌握了數(shù)控機床面板及數(shù)控仿真軟件的使用操作方法，數(shù)控教學(xué)應(yīng)有效的建立聯(lián)系在理論和仿真軟件之間，理論方面的教學(xué)主要以編程和工藝的使用方法為主，在進行數(shù)控仿真實訓(xùn)的時候，主要注重的是程序的輸入和校驗等方面的練習(xí)。

3.2.3 數(shù)控教學(xué)的最后階段

數(shù)控加工仿真軟件只是一種模擬教學(xué)軟件，也可以說是對加工過程的模擬。因為它并不是真實的加工過程，不可以作為教學(xué)完全的替代軟件，特別是數(shù)控的加工實訓(xùn)過程中。有了仿真系統(tǒng)的出現(xiàn)在數(shù)控教學(xué)中一般都會因為過分對數(shù)控仿真系統(tǒng)的依賴，從而導(dǎo)致忽視了機床加工的實際練習(xí)。由于在仿真軟件與實際機床操作時具有著本質(zhì)的分別，在進行機床上加工時學(xué)生會在仿真軟件無法感受到真是的操作體驗感受，主要在切削用量的選擇方面體現(xiàn)的特別明顯。因此，教學(xué)的最后階段對于時間的安排要合理，要有效結(jié)合數(shù)控仿真軟件的實訓(xùn)和實際數(shù)控機床的操作運行，訓(xùn)練時間合理安排，最大限度讓學(xué)生在機床上練習(xí)加工零件，在這里的仿真軟件只是作為驗證程序的有效途徑。在仿真系統(tǒng)上學(xué)生可先將零件模擬加工設(shè)計出來，然后再根據(jù)模擬的零件在機床上實際加工出來，這樣做不但保證了程序的正確性，也避免了在加工的過程中因程序問題而造成的安全事故。

4 數(shù)控技能仿真存在的問題及解決辦法和技巧

因為數(shù)控技能仿真軟件自身還存在諸多的不足和特定因素的影響，在進行仿真考試的典型事例中，零件的編程還要特別注意對刀具補償功能的使用方法。

4.1 考試要注意的問題

（1）在進行考試時，首先輸入自己的準(zhǔn)考證號和密碼，仿真軟件還要求對數(shù)控加工所用的系統(tǒng)進行選擇，一定要注意看自己所用的系統(tǒng)名稱再按確定鍵進入，因為一旦進入其他系統(tǒng)考試界面后就無法跟換系統(tǒng)。

（2）一定要將電源的開關(guān)打開，將急停解除在回到參考點頁面，以防止在考試過程中機床出現(xiàn)報警狀況，機床的準(zhǔn)備工作不完整而會造成扣分處理。

（3）在毛胚安裝的時候要確定好其方向最大程度選擇向外，以防加工時超程報警，不但造成分數(shù)丟失還需要將工件重新移動再對刀，對考試的心情及心理造成影響，而影響了數(shù)控技能仿真考試的成績。

（4）程序的編程結(jié)合后，一定有愛沿著模擬的路線重新評估檢查，路線是否正確，以及數(shù)值的確定尤其是小數(shù)點的位置。在更換刀具時往往會出現(xiàn)道具之間的線路位置不對等這會視為正?，F(xiàn)象。

（5）在線路模擬完成，對刀位置擺放好后，開啟自動單段調(diào)低倍率，在這個過程中注意觀察刀具定位的坐標(biāo)與實際的工件位置是否一致，這樣有利于校正對刀位置，若位置正確才可將單段快速加工取消。

4.2 刀具選擇應(yīng)注意的問題

（1）要在定制道具的選項里面選擇刀尖圓弧半徑為0的刀具。要是要求使用外圓刀時要選擇角度為35°的精車刀，防止在加工過程中凹面使用的刀副偏角干預(yù)。

（2）若是不能選擇圓弧為0的刀具，就要對刀尖的圓弧半徑進行補償處理，系統(tǒng)規(guī)定的內(nèi)孔刀尖圓弧的半徑補償一般要用G41，而車削外圓刀尖的圓弧半徑補償就要用G42，這些都是需要我們在數(shù)控機床操作過程中特別注意的問題。具體的位置在G66粗車循環(huán)第一句定位程序段添加指令開始進行補償，在G65補償后在將退刀程序段取消。

（3）對刀的快速精準(zhǔn)問題。

①加工調(diào)頭要計算好多余的大小，將多余的尺寸切掉，重新對軸Z，而X軸保持原位不變。

②如若在用這種辦法進行對刀，可不切端面在考試過程中進行工件毛胚的設(shè)置時，毛胚的總長度可以和零件的長度設(shè)置相等長，這樣可以節(jié)省工件調(diào)頭后要求做到零件總長這一步驟。

5 結(jié)語

數(shù)控技能仿真操作考試不單單只是注重最后的考試結(jié)果，更加看重的是操作過程的本身。數(shù)控技能仿真考試不但記錄了最后的結(jié)果，還完整的將整個操作過程記錄保存，可以通過回放功能來檢查考試操作過程。但同時還要我們正確處理仿真與實際操作的關(guān)系，教育作為高投入、高產(chǎn)出的行業(yè)，如何利用現(xiàn)有的資源和設(shè)備和最少的投資成本，培養(yǎng)出具有現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)應(yīng)用和開發(fā)能力的新型數(shù)控車加工中心人才，利用數(shù)控技能仿真軟件對學(xué)生進行考核和實訓(xùn)，將會是未來數(shù)控空間技能法陣不可缺少的有效途徑。

參考文獻

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