淺談數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的核心，世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控加工技術(shù)以提高制造能力、制造水平和競(jìng)爭(zhēng)能力。2009年金融危機(jī)過后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速?gòu)?fù)蘇，全國(guó)各地特別是東部地區(qū)頻現(xiàn)用工荒。我國(guó)的加工制造業(yè)正處于由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變的過程中，這必然對(duì)掌握現(xiàn)代化數(shù)控加工技術(shù)的人才，特別是一線工人，形成巨大的需求。技工學(xué)校如何更快更好地培養(yǎng)出滿足市場(chǎng)需要、掌握數(shù)控機(jī)床編程與操作技能的人才，已經(jīng)成為迫在眉睫的需要數(shù)控教學(xué)工作者思考解決的問題。

一、應(yīng)用數(shù)控加工仿真軟件的優(yōu)越性

1.增強(qiáng)了學(xué)校設(shè)備配備的科學(xué)性和實(shí)習(xí)安排的多樣性

數(shù)控機(jī)床屬于機(jī)械加工類的高科技產(chǎn)品，品種多、價(jià)格高。數(shù)控實(shí)習(xí)如果完全按照實(shí)際加工操作進(jìn)行，不但投入大、成本高，而且消耗也多。在當(dāng)下我國(guó)數(shù)控機(jī)床普及率不高、對(duì)教學(xué)成本要進(jìn)行一定控制的實(shí)際情況下，是比較難以實(shí)現(xiàn)的。然而，使用數(shù)控加工仿真軟件可以彌補(bǔ)這方面的不足，使數(shù)控加工技術(shù)的教學(xué)達(dá)到投入少、內(nèi)容多、見效快、培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)性強(qiáng)的目的。它既能避免學(xué)生初期實(shí)習(xí)時(shí)因不熟悉數(shù)控系統(tǒng)操作面板帶來(lái)的設(shè)備安全等問題，又可以克服人多設(shè)備少的矛盾，使實(shí)習(xí)的安排達(dá)到多樣化，減少數(shù)控機(jī)床的使用時(shí)間。同時(shí)，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和編程能力，是一種既經(jīng)濟(jì)實(shí)用、又安全可靠、功能多樣的數(shù)控教學(xué)輔助工具。

2.提高了數(shù)控理論教學(xué)效果

數(shù)控機(jī)床編程與操作的教學(xué)一般主要是課堂教學(xué)，但數(shù)控加工課程是非常抽象的學(xué)科，注重的是實(shí)踐性。例如，對(duì)刀過程，如果僅僅是傳統(tǒng)的教學(xué)方法，僅在課堂上紙上談兵，很多學(xué)生難以理解，但如果利用仿真軟件一邊演示一邊教學(xué)，理論和實(shí)際相互滲透交叉實(shí)現(xiàn)同步教學(xué)，使抽象內(nèi)容形象化，就能在很大程度上提高教學(xué)質(zhì)量。另外，普通的教學(xué)模式不但使教師不易檢查出學(xué)生所編寫的程序是否正確，而且也不利于學(xué)生對(duì)程序的理解。在黑板上講按鍵的作用與操作，極易使學(xué)生感到枯燥難解，教師也會(huì)覺得難以表達(dá)，所以，課堂教學(xué)的效果很差。如果把數(shù)控仿真軟件引入到教學(xué)中，學(xué)生所編寫的程序通過仿真加工軟件演示出來(lái)，對(duì)程序中的錯(cuò)誤及時(shí)發(fā)現(xiàn)，特別是使學(xué)生對(duì)程序中的各種指令有直觀的感受，使其更易理解。通過仿真，可使學(xué)生在教室里就能看到與實(shí)際加工基本相同的零件加工過程，更有助于學(xué)生編程能力的提高，為以后的實(shí)際操作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、如何把數(shù)控仿真軟件應(yīng)用于教學(xué)

1.恰當(dāng)運(yùn)用仿真加工軟件，充分發(fā)揮其在教學(xué)中的作用

數(shù)控編程與操作在課堂教學(xué)中重點(diǎn)解決的是編程方法和工藝問題，這也是對(duì)后續(xù)實(shí)習(xí)所做的必要訓(xùn)練。學(xué)生上機(jī)可利用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行程序的輸入、校驗(yàn)等練習(xí)，同時(shí)可以讓學(xué)生了解不同的數(shù)控加工系統(tǒng)、不同的機(jī)床的操作方式。通過使用仿真加工軟件，不僅能讓學(xué)生更快、更好地掌握專業(yè)技能，還能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。

2.將數(shù)控仿真軟件有機(jī)地安排在數(shù)控實(shí)習(xí)之中

數(shù)控機(jī)床是一種較為昂貴的設(shè)備。如果學(xué)生初學(xué)時(shí)，就直接讓其在機(jī)床上操作，很可能出現(xiàn)撞刀、損壞工件、刀具與機(jī)床、浪費(fèi)材料等現(xiàn)象。所以，實(shí)習(xí)初期，可以先用多媒體將數(shù)控仿真軟件對(duì)學(xué)生進(jìn)行集中訓(xùn)練，然后采用仿真軟件訓(xùn)練與實(shí)際操作訓(xùn)練交叉方式進(jìn)行，直到學(xué)生能夠熟練掌握數(shù)控機(jī)床的實(shí)際操作。

三、數(shù)控仿真軟件在教學(xué)應(yīng)用中常存在的問題及解決措施

1.只注重仿真訓(xùn)練，忽視實(shí)訓(xùn)操作

數(shù)控加工仿真軟件只是對(duì)加工過程的模擬，并非真實(shí)的加工過程，無(wú)法替代實(shí)際機(jī)床，更無(wú)法替代學(xué)生在真實(shí)切削加工時(shí)的實(shí)際感受。尤其在切削用量的選擇方面及刀具的使用等方面，仿真軟件只能在切削深度過大時(shí)才予以“報(bào)警”，對(duì)刀具材質(zhì)及角度等方面不能做出及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)。另外，在對(duì)刀等尺寸控制方面對(duì)操作者要求也不高，與實(shí)際加工的尺寸控制過程明顯不同。長(zhǎng)此下去，易使學(xué)生養(yǎng)成工作輕率的壞毛病，往往忽視對(duì)切削用量、刀具選擇、零件裝夾、零件尺寸精度控制等關(guān)鍵因素的考慮。這樣的程序一旦用于實(shí)際操作，就很容易出現(xiàn)各種故障，影響零件的加工質(zhì)量，繼而影響到實(shí)習(xí)或生產(chǎn)效率。

2.不利于學(xué)生安全生產(chǎn)意識(shí)的培養(yǎng)

在實(shí)際機(jī)械加工過程中，機(jī)器不會(huì)給人出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，一旦出錯(cuò)，輕者零件報(bào)廢，重者機(jī)器損壞，甚至造成人身事故。這要求學(xué)生在加工過程中必須按照操作規(guī)程進(jìn)行，但在仿真軟件系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)撞刀等嚴(yán)重錯(cuò)誤，只是彈出一個(gè)對(duì)話框提示，長(zhǎng)期下去會(huì)讓學(xué)生對(duì)安全產(chǎn)生麻痹思想。

(作者單位:浙江省杭州市第四機(jī)械技工學(xué)校)