數控加工仿真系統在教學中的應用

摘要：以數控加工仿真系統軟件為研究載體，闡述了數控加工仿真系統軟件在教學中的應用方法、應用效果以及應用存在的問題，提出了應對措施。

關鍵詞：仿真軟件； 數控教學； 應用研究

作為數控編程與操作的專業教師，深感如何將數控編程教學與數控機床操作實踐有機地結合起來，是值得我們認真探討和研究的。

數控機床屬于高科技產品，品種多、價格高，操作訓練時若完全依賴數控機床進行實作訓練，投入大、消耗多、成本高，危險性大、易出事故，一般的職業院校無法承擔這種消耗與投入。因此，探索一種新的數控加工技術教學模式，達到投入少、見效快，培養的學生適應性強，受企業歡迎的教學模式勢在必行。運用數控加工仿真系統教學，是解決這一問題的有效途徑。

數控加工仿真系統是結合各種數控系統操作要求與學校教學訓練一體所開發的一種機床控制虛擬仿真系統軟件。其優點在于：系統完全模擬真實CNC機床的控制面板和屏幕顯現，可輕松操作。在虛擬環境下，對NC代碼的切削狀態進行檢驗，操作安全。用戶可看到真實的三維加工仿真過程，仔細檢查加工后的工件，可以更迅速的掌握CNC機床的操作過程，過程逼真。采用虛擬機床替代真實機床進行初期培訓，在降低操作危險性和費用的同時獲得較佳的培訓效果，使用更經濟。

一、 數控加工仿真系統的應用方法

1. 靈活應用教學方法，寓教于樂。采用傳統的教學方法已很難使學生接受，必須利用有效的教學方法、教學手段來提高學生的學習興趣。編程課可以結合仿真軟件進行教學，數控編程是數控教學中最關鍵的一步，但是大段的講解會使學生感到枯燥、無味。

2. 恰當運用數控加工仿真系統，充分發揮教師在教學中的引導作用。教師應十分重視數控加工仿真系統在教學中的應用方法，擺正數控加工仿真系統在教學中的位置，既不能完全依賴數控加工仿真系統，放棄教師在教學中的引導作用，也不能在教學中教師唱獨角戲，采用常規的教學模式而忽視數控加工仿真系統的應用，應該科學地充分發揮數控加工仿真系統在教學中的作用。教師在教學中應重點解決編程方法，并進一步強調在編程中工藝問題的處理，學生上機則利用數控加工仿真系統，解決程序校驗以及不同系統不同機床的操作問題，每次上機，學生都有明確的課題。

3. 科學安排教學內容，循序漸進地掌握數控編程與操作技巧。在教學過程中應以常用的一種數控系統為主，適當的擴大學生的知識面，提高學生對不同操作系統、不同操作面板的編程與操作能力。

4. 正確進行教學評價，提高學生的學習意識和自覺性。教學時所進行的教學評價應客觀、公正、評價方式因人而異，認真地關注學生在整個學習過程中的學習效果。

二、 數控加工仿真系統的應用效果

1. 理論教學應用數控加工仿真系統，可極大地提高學生的學習興趣。在引入數控加工仿真系統應用軟件之前，數控編程與操作課程與其他課程教學模式相同，主要是課堂教學中學生對自己所編的程序正確與否，是通過教師批改作業來知曉的。這種方法教師檢查程序需逐個程序進行查閱，內容多而十分麻煩，一些在數控機床上常常無法通過的書寫錯誤也不易查出，而這些問題的解決在實際數控編程中是十分重要的。至于數控操作問題，在黑板上講各按鍵的作用、名稱與使用，更是一件費力不討好的事，學習者枯燥，教者乏味。引入數控加工仿真系統進行教學后，學生所編程序可以直接在數控加工仿真系統進行模擬加工演示，對程序編寫和書寫的錯誤也能直接看出來，機床操作面板的使用，零件加工成成品的過程歷歷在目，直觀形象，便于學習與掌握。編程與操作的作業可以直接在計算機上檢查，每次有檢查，次次有結果，使學生對這門課程有了濃厚的學習興趣，學生的學習主動性與積極性大大提高。

2. 技能訓練應用數控加工仿真系統可以降低成本，提高訓練效率和安全性。數控機床是一種較為昂貴的機電一體化的新型設備，如果初學時就讓學生直接控機操作，可能出現撞壞車刀、損壞工件與機床、浪費材料等現象，甚至因操作失誤對學生造成人身危害。

三、 數控加工仿真系統的負面效應及應對方法，數控加工仿真

系統是一種模擬教學應用軟件，它不能也不可能全盤代替教學，尤其是技能訓練。如果教師一味地依賴數控加工仿真系統而將學生放任自流，必將會引起一些負面效應，我們必須拿出切實可行的應對方法。數控加工仿真系統只是加工教程的模擬并非真實的加工教程，它無法代替學生在真實切削加工的實際感受，尤其是切削用量的選擇，無法進行控制，只能對切削深度過大時加以限制。因此，學生在應用數控加工仿真系統進行編程與操作訓練時，往往容易忽視切削用量的選擇，數控刀具的選用，零件的裝夾方法，而這些程序一旦應用在實際中便可能出現打刀或影響實際零件的加工質量，降低生產效率等問題，教師應引起足夠的重視。為此要求學生在數控仿真中一定要根據在普通機床加工的各種方法及切削用量的選擇技巧，來彌補對數控加工仿真系統進行教學的缺陷。

總之，數控加工仿真軟件在教學中的應用尚處在起步與研究探索階段，只要積極考察在應用中產生的問題，主動采取應對措施，正確發揮其在教學中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。

參考文獻：

[1]上海宇龍數控仿真系統說明書.

[2] [美]彼得·斯密德.數控編程手冊.北京：化學工業出版社.

(新鄉市高級技工學校)