淺談仿真加工軟件在數(shù)控教學中的作用

鄧菁

【摘要】隨著數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代加工中的廣泛應(yīng)用，我國各大中高職學校擴展或增設(shè)了數(shù)控專業(yè)。但資金投入，數(shù)控設(shè)備、機床數(shù)量、師資條件等，遠遠不能滿足學生參與學習實踐的需求，因此，數(shù)控仿真加工軟件在教學中的應(yīng)用尤為重要。本文結(jié)合湖北工程職業(yè)學院的實際情況，介紹了數(shù)控仿真加工軟件在數(shù)控教學中的作用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控；仿真軟件；職業(yè)教育

數(shù)控仿真系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實的仿真軟件，是一種富有價值的教學輔助工具，它可以實現(xiàn)對數(shù)控車、數(shù)控銑和數(shù)控加工中心零件加工全過程的仿真，其中包括毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準測量和對刀步驟的操作，數(shù)控程序輸入、編輯和調(diào)試，擁有華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)、FANUC數(shù)控系統(tǒng)、SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)等多種系統(tǒng)，具有多零件、多機床、多系統(tǒng)的仿真加工模擬功能，目前已被廣泛應(yīng)用到各大院校的數(shù)控教學和機械制造企業(yè)中。湖北工程職業(yè)學院現(xiàn)采用的數(shù)控仿真系統(tǒng)是上海宇龍仿真系統(tǒng)。

一、數(shù)控教學的現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)專業(yè)一直是湖北工程職業(yè)學院建設(shè)的重點專業(yè)，把培養(yǎng)數(shù)控機床編程與操作的高等技能型人才作為主要培養(yǎng)目標。數(shù)控機床編程與加工實訓是學院數(shù)控技術(shù)專業(yè)的重要的理論和實踐教學環(huán)節(jié)。

1、教學設(shè)備

學院在數(shù)控技術(shù)教學設(shè)備方面投入了大量資金，于2007年建成了國家數(shù)控基地。目前有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花、數(shù)控加工仿真實驗室等主要教學設(shè)備，并配置了廣州數(shù)控、華中數(shù)控系統(tǒng)。但是，學院現(xiàn)有的數(shù)控設(shè)備數(shù)量相對于每學期參加實習的學生仍不能滿足實訓教學的需要，也難以保證實訓教學的效果，這已經(jīng)成為教學過程中的一個難題。由于數(shù)控設(shè)備的成本較高，如果數(shù)控機床的實訓教學完全安排在數(shù)控機床上進行，那么即便再加大投入、擴建實習場地，也很難在規(guī)定時間內(nèi)完成教學目標。

2、教學師資

學院非常重視數(shù)控教學師資力量的引進和培養(yǎng)。由于數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)的特殊性，要求教師首先能做到集理論知識和實踐技能于一身。全面提高教師的專業(yè)水平和實踐能力，積極培養(yǎng)“雙師型”教師。但由于學生數(shù)量眾多，實訓壓力大，目前學院在數(shù)控實訓師資的配備上還應(yīng)加強。

3、教學方式

數(shù)控機床編程與操作是作為專業(yè)技能課在大二開設(shè)的。絕大多數(shù)學生之前都沒接觸過數(shù)控機床，很難掌握數(shù)控機床的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，以及數(shù)控編程、數(shù)控加工工藝等專業(yè)基礎(chǔ)知識。由于各種原因，理論老師不從事實訓教學，學生學習完編程后長時間沒接觸數(shù)控設(shè)備，數(shù)控實習也獨立展開，理論和實踐脫節(jié)，導致實訓和教學不能有效的結(jié)合起來。

由于以上幾方面原因，實訓中心引進數(shù)控仿真加工系統(tǒng)，有效的減輕了教學方式不合理，師資、設(shè)備不足帶來的影響。

二、數(shù)控仿真加工軟件的作用

1、培養(yǎng)學生的學習興趣

數(shù)控專業(yè)涉及的編程與加工的知識，具有很強的理論性和實踐性，課程內(nèi)容也比較抽象，不易理解。由于我校的大多數(shù)學生的起點較低，接受能力不強，學生在學習理論知識時容易產(chǎn)生倦怠感，教師與學生面對面教學的傳統(tǒng)方法已經(jīng)很難達到良好的教學效果。教師通過局域網(wǎng)教學演示的形式，可以讓學生在電腦屏幕上清楚看到演示的教學內(nèi)容，并讓學生在電腦上進行同步模仿操作。通過數(shù)控仿真系統(tǒng)，教師還能時時關(guān)注學生的操作情況，方便及時發(fā)現(xiàn)學生操作的錯誤，對學生進行針對性的指導。這種交互性的理論教學方式提高了師生的互動性和學生的動手操作能力，有助于培養(yǎng)學生的學習興趣。

2、彌補設(shè)備及師資不足

建立數(shù)控仿真實驗室，可同時滿足1—2個班學生進行仿真實訓。利用仿真軟件，每個學生操作一臺電腦，可以有充足的時間來模擬和實際機床幾乎一樣的數(shù)控加工。在機床上實訓時，一個教師僅僅能夠照顧到2—3臺機床上的學生，而且同樣的問題可能需重復多次講解，老師工作量大，效率不高，學生學習的效果也不好。而在仿真實驗室中，一個教師可以同時指導50名學生進行仿真練習。通過多媒體演示，教師可以與學生同步操作仿真軟件，出現(xiàn)問題也可及時解決。

3、輔助數(shù)控編程教學

學生編寫數(shù)控程序代碼后，把程序代碼輸入到仿真軟件里并對好刀，數(shù)控仿真系統(tǒng)就會根據(jù)程序進行仿真加工，并驗證程序的正確性，幫助學生找出編程程序的錯誤，并提示學生調(diào)試編程代碼，實現(xiàn)正確的仿真加工。學生還可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)，全方位地旋轉(zhuǎn)觀察，了解仿真加工的進展，讓學生在一定程度上加深對數(shù)控編程相關(guān)知識的了解，不僅能提高學生學習的效率，也減輕教師在數(shù)控編程教學方面的負擔。

4、增強學生對參數(shù)的認識

為了提高數(shù)控機床的使用率，保障學生在實際操作中的安全，在數(shù)控教學中，數(shù)控加工的參數(shù)主要由教師操作確定，學生在實訓中幾乎不懂得如何確定參數(shù)，對參數(shù)的合理性認識有待加強。數(shù)控仿真系統(tǒng)可以模擬真實的數(shù)控加工參數(shù)，學生可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)了解主軸轉(zhuǎn)速、進退刀量、進給速率及倍率等多種切削參數(shù)，進而領(lǐng)會不同參數(shù)對數(shù)控加工質(zhì)量的影響，學會優(yōu)化和調(diào)整切削參數(shù)，提高數(shù)控加工參數(shù)的認識。

5、提高機床操作的安全性

學生在課堂上進行了編程和機床操作知識的學習后，如果直接上機操作，對學生自身安全或機床安全來講，危險性都會比較高。因為學生對機床操作方法和性能不熟悉，而且初學編程時程序不合理或錯誤率高；在剛剛接觸機床時也會緊張，錯誤的操作可能性也大。而在數(shù)控仿真軟件上，學生可以放心大膽地操作仿真機床，不存在真實機床上刀具與工件的碰撞、工作臺超程等危險操作。通過仿真，讓學生能夠充分熟悉數(shù)控機床操作面板、掌握數(shù)控機床基本的操作、驗證數(shù)控程序是否正確。從數(shù)控仿真加工中學生可以盡可能把將來在數(shù)控機床操作中的錯誤表現(xiàn)出來，并學習到相應(yīng)的解決方法。這樣到了實際機床上可以大大降低數(shù)控實訓的危險性，保護學生自身安全，也保護機床設(shè)備安全。

三、總結(jié)

數(shù)控仿真加工系統(tǒng)能有效地促進職業(yè)院校的數(shù)控教學，幫助其解決設(shè)備不足，師資不足等不能滿足學生實訓要求的難題。利用好數(shù)控仿真系統(tǒng)，把理論教學、數(shù)控仿真系統(tǒng)訓練和實訓操作緊密地結(jié)合在一起，加強學生數(shù)控技能的培養(yǎng)，實現(xiàn)數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學中的巨大作用。

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