數(shù)控仿真軟件在數(shù)控機(jī)床教學(xué)中的應(yīng)用

吳彩君（貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院　貴州貴陽(yáng)　750000）

數(shù)控仿真軟件在數(shù)控機(jī)床教學(xué)中的應(yīng)用

吳彩君（貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院貴州貴陽(yáng)750000）

對(duì)初次學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床操作的學(xué)生，易出現(xiàn)操作過(guò)程中事故率高、機(jī)床設(shè)備等損壞大特點(diǎn)，并結(jié)合我校數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備少，學(xué)生多的實(shí)際情況，利用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行數(shù)控編程和數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)。結(jié)果表明，該方法基本上保證每個(gè)學(xué)生都能操作，解決了數(shù)控設(shè)備少的問(wèn)題，提高了學(xué)生的編程能力和機(jī)床的操作能力，為學(xué)生以后真正操作數(shù)控機(jī)床打下良好的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)化，人才培養(yǎng)的理念也發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變，著重強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育。數(shù)控編程是一門對(duì)科學(xué)思維和實(shí)踐操作能力要求很高的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，如果僅僅通過(guò)單純的理論教學(xué)和實(shí)踐上機(jī)操作，容易使初學(xué)者感到抽象、難學(xué)，再加上學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等諸多不利因素，無(wú)法有效地利用工程實(shí)訓(xùn)的有限時(shí)間，掌握數(shù)控機(jī)床的編程和操作技能。

數(shù)控；仿真；應(yīng)用

數(shù)控仿真是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)控加工操作過(guò)程進(jìn)行模擬仿真的一門新技術(shù)。該技術(shù)面向?qū)嶋H生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)床仿真操作，加工過(guò)程三維動(dòng)態(tài)的逼真再現(xiàn)，能使每一個(gè)學(xué)生，對(duì)數(shù)控加工建立感性認(rèn)識(shí)，可以反復(fù)動(dòng)手進(jìn)行數(shù)控加工操作，有效解決了因數(shù)控設(shè)備昂貴和有一定危險(xiǎn)性，很難做到每位學(xué)生“一人一機(jī)”的問(wèn)題，在培養(yǎng)全面熟練掌握數(shù)控加工技術(shù)的實(shí)用型技能人才方面發(fā)揮顯著作用。數(shù)控仿真軟件是應(yīng)用計(jì)算機(jī)的編程和建模，將加工過(guò)程用二維圖形或者三維圖形的動(dòng)態(tài)形式演示出來(lái)的軟件，使在傳統(tǒng)數(shù)控教學(xué)中，需要數(shù)控實(shí)驗(yàn)室或者實(shí)習(xí)工廠才能完成的大部分教學(xué)演示功能在虛擬軟件環(huán)境中就能實(shí)現(xiàn)，使數(shù)控教學(xué)模式變得更加靈活、方便。

一、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中的作用

數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中的使用，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)的效果有重要的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①數(shù)控仿真軟件可以模擬真實(shí)數(shù)控機(jī)床加工，使數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)變得生動(dòng)形象，易于理解學(xué)習(xí)。數(shù)控仿真軟件提供了多種數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以全面仿真加工的整個(gè)過(guò)程，學(xué)生可以多方位了解數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)，通過(guò)仿真軟件的模擬加工，掌握實(shí)際數(shù)控機(jī)床的操作方法。②數(shù)控仿真軟件提供了學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床操作的安全平臺(tái)，避免了數(shù)控機(jī)床操作時(shí)易于發(fā)生的安全隱患。在使用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行加工時(shí)，所有的加工都是在虛擬環(huán)境中進(jìn)行，不會(huì)因?yàn)閷W(xué)生的錯(cuò)誤操作引起人身安全問(wèn)題，也不會(huì)損壞機(jī)床。③數(shù)控仿真軟件的使用可以節(jié)省教學(xué)設(shè)備的投資，減少材料的消耗。如果按照傳統(tǒng)的方法來(lái)進(jìn)行數(shù)控實(shí)訓(xùn)，學(xué)生在操作的過(guò)程中要消耗大量的材料，并且集中實(shí)訓(xùn)期間，連續(xù)40天，每天都有學(xué)生參加數(shù)控實(shí)訓(xùn)，數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)和維護(hù)無(wú)法滿足需要，如果一臺(tái)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不良，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)數(shù)控實(shí)訓(xùn)受到嚴(yán)重阻礙。在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中如果引入數(shù)控仿真軟件，可以避免機(jī)器長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)得不到維護(hù)的問(wèn)題，也可以減少原材料的消耗。仿真軟件一般都是綠色軟件，不用安裝，只要有一臺(tái)普通的電腦，就可以安裝使用。學(xué)生可以在機(jī)房練習(xí)，也可以在自己的電腦上練習(xí)，節(jié)約了學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間，提高了學(xué)習(xí)的效率。

二、數(shù)控實(shí)訓(xùn)中要把數(shù)控軟件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合

在以往的數(shù)控實(shí)訓(xùn)中，我們的數(shù)控實(shí)訓(xùn)開展方法是，教師在課堂上講解數(shù)控編程的基本方法，要求學(xué)生學(xué)完數(shù)控編程之后提交一個(gè)手工編程的程序。學(xué)生在數(shù)控車間學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的原理和操作方法，這一項(xiàng)要求學(xué)生能夠用給定的程序完成一個(gè)簡(jiǎn)單零件的加工操作。傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)方法在執(zhí)行過(guò)程中，學(xué)生感覺(jué)學(xué)習(xí)枯燥、單調(diào)；在編寫數(shù)控程序提交給教師中，增大了教師的工作量；在機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生因?yàn)閷?duì)刀失誤或者忘記關(guān)艙門等失誤，導(dǎo)致安全問(wèn)題頻出，教學(xué)的效果不是很理想。我校工程訓(xùn)練中心在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中根據(jù)傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析問(wèn)題原因，參照兄弟院校成功的經(jīng)驗(yàn)，多次修改我校數(shù)控實(shí)訓(xùn)的教學(xué)方法，并根據(jù)本校學(xué)生實(shí)訓(xùn)的特點(diǎn)，把傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)方法和仿真軟件進(jìn)行結(jié)合，使得學(xué)生在短期的數(shù)控實(shí)訓(xùn)中，快速掌握數(shù)控編程的基本原理和數(shù)控機(jī)床的基本操作，取得了良好的教學(xué)效果。

針對(duì)學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)都是集中實(shí)訓(xùn)，數(shù)控實(shí)訓(xùn)的時(shí)間一般是2天。在這個(gè)前提下，學(xué)生開始學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)理論知識(shí)，內(nèi)容主要包括學(xué)生實(shí)訓(xùn)所要用到的數(shù)控機(jī)床的編程方法。通過(guò)數(shù)控編程理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握自己將要使用的數(shù)控機(jī)床的數(shù)控編程方法。學(xué)生在學(xué)習(xí)期間有不明白的地方，可以找老師咨詢，也可以自己查閱我們編寫的《機(jī)械制造技術(shù)實(shí)踐》中關(guān)于數(shù)控編程部分的內(nèi)容。在學(xué)生掌握了基本的編程方法之后，學(xué)生開始在數(shù)控車間學(xué)習(xí)機(jī)床操作，實(shí)訓(xùn)教師會(huì)給學(xué)生講解數(shù)控機(jī)床的面板和操作方法，主要講解如何對(duì)刀，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，練習(xí)對(duì)刀。因?yàn)閷?duì)刀是數(shù)控加工中非常重要的一部分內(nèi)容，所以要求每個(gè)學(xué)生都在機(jī)床上練習(xí)如何對(duì)刀。

經(jīng)過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備編寫數(shù)控編程軟件的能力和數(shù)控機(jī)床的基本操作能力，很多學(xué)生因?yàn)榭吹椒抡孳浖梢钥焖偌庸こ隽慵瑢?duì)數(shù)控仿真軟件操作產(chǎn)生了興趣，已經(jīng)開始想自己設(shè)計(jì)加工零件了。這時(shí)，教師對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo)，讓學(xué)生觀看以往同學(xué)設(shè)計(jì)的零件圖樣，啟發(fā)學(xué)生自主設(shè)計(jì)零件圖樣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。學(xué)生在模擬仿真加工后，可以提交自己仿真加工完成的作品給老師，教師可以對(duì)學(xué)生作品評(píng)分，并挑選部分設(shè)計(jì)加工得比較好的零件，組織學(xué)生在數(shù)控車間里使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)際加工。

在把仿真軟件和傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)相結(jié)合進(jìn)行數(shù)控實(shí)訓(xùn)后，我校的數(shù)控實(shí)訓(xùn)避免了以往數(shù)控實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，數(shù)控仿真軟件本身的優(yōu)勢(shì)極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控編程的積極性，在每次實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生都很積極主動(dòng)地設(shè)計(jì)和加工，獨(dú)立完成數(shù)控實(shí)訓(xùn)的要求。針對(duì)我校集中實(shí)訓(xùn)的特點(diǎn)和要求，教學(xué)效果明顯提高。［1-3］

［1］鄧遵義，李攀峰.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用淺析［J］.中國(guó)電力教育，2013，21（6）26

［2］劉才志.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用之思考［J］.湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，10（2）67

［3］蔣楊永，王海根，秦春節(jié).基于仿真技術(shù)的數(shù)控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建及應(yīng)用［J］.計(jì)算機(jī)仿真，2015，8（11）87