數控仿真軟件在數控實踐教學中的作用

【摘要】 數控實踐指導教師在數控實踐教學中學生多、數控設備少這樣的情況下，引入數控仿真軟件進行輔助教學，解決了數控實踐教學中因設備不足實訓效率低，保證了實訓教學中學生安全問題，提高了學生數控編程能力和數控機床的利用率。

【關鍵詞】 數控仿真;實踐教學;數控加工

一、引言

隨著現代科學技術的發展，企業數控機床利用率的大幅度提高，數控設備在生產加工的各個領域得到了越來越廣泛的應用。因此，培養一大批數控技術高級應用型人才，是我國振興機械工業的關鍵。由于數控機床價格昂貴，學校建立機床類型齊、系統全的實訓基地，多則達百萬甚至千萬。所以探索一種新的數控實訓教學方法早已是數控專業教師研究的課題，把數控加工仿真軟件與實際機床操作有機結合起來，是解決這一難題的有效途徑。

二、傳統數控實訓存在的問題

1.設備不足，工位短缺，系統單一。數控機床實訓與其他專業實訓相比具有特殊性，數控機床價格昂貴，一臺經濟型數控車床售價在10萬左右，很多學校一臺機床實訓人數在10人以上，大部分同學只能在機床旁邊看，沒有充足的時間來動手，實訓效果差，且機床系統單一。

2.學生及機床的安全難以保證。數控機床是一種昂貴的機電一體化的新型設備，在實訓過程中，初學者往往會因為操作失誤或者程序編制出現錯誤，導致崩刀、撞刀、工件報廢、損傷機床，甚至對學生人身造成傷害，機床的精度嚴重受到影響。

3.教學成本高。一節實訓課下來，實習材料費、機床保養費、設備維護費、刀量具費用、機床磨損等一系列費用，相對傳統理論課是一筆相當大的費用。

4.缺乏動手能力強的教師。高校教師具有非常豐富的理論教學經驗，但他們對機床的性能、切削參數的設置、磨刀等現場加工的經驗就顯得有點不足。為保證實習的安全，兩個實習工位必須安排一位教師，這就需要大量的實習指導教師。

三、數控加工仿真軟件在數控實習教學中的具體應用

數控加工仿真軟件是為學校實訓教學的需求而開發的一種機床控制虛擬仿真系統，應用計算機虛擬技術對數控機床整個操作加工過程用三維或者二維圖形的方式演示出來。與實際機床的真實情況完全一樣。鑒于數控仿真軟件在數控實訓教學中有著積極的作用，江西理工大學南昌校區2009年新建數控仿真實驗室，購置60個節點的數控仿真軟件，該軟件經過一個學期的使用，實踐證明，合理使用仿真軟件進行教學是非常經濟有效的。作用表現在以下幾個方面:

1.增加實習操作工位，彌補機床不足、系統單一。以江西理工大學南昌校區為例，學校2006年始建數控實訓基地，基地加工型設備有:6臺數控車床，2臺數控銑床，1臺加工中心，當時花費近300萬元，三年制高職數控技術與應用專業每屆有3個班，共180余人，加上機電、模具專業也要參加數控實訓，共10個班，近550人。實習工位嚴重不足，實習時間難以保證，嚴重影響實訓教學效果。2009年數控仿真實訓室建立后，每個學生能操作一臺電腦，可以有充足的時間來進行模擬操作、熟悉機床、加工零件，一套仿真軟件有FANUC、西門子、華中、廣州數控等多種系統，學生又能在掌握一種系統的前提下熟悉其他系統。

2.操作安全。數控加工仿真系統采用虛擬技術，學生在計算機上模擬操作機床，出現編程錯誤、操作失誤，也不會損壞工具、機床，更不會危害到同學們的人身安全，學生可以大膽嘗試，吸取大量的經驗和教訓，減少實習初期的畏懼心理。依據軟件出現的報警提示，改正錯誤，從而提高實訓效率。

3.節約教學成本。節約了實訓過程中的材料費、機床保養費、設備維護費、刀量具費用等。數控仿真中，虛擬毛坯、虛擬刀具、虛擬機床、虛擬加工、虛擬切削等等，極大地降低了實訓的消耗，節約了實習成本。

4.彌補師資不足。在機床上實訓，一位教師僅能照看到2～3臺機床上的學生，照顧一臺機床的時候，還要擔心其他機床的安全問題。而且現場講課噪聲大，同樣的問題需要重復講，效率不高，而在仿真實驗室，僅需要一名教師就可以指導60余名學生進行仿真學習，且不用擔心出現安全問題。

因此，將數控仿真軟件應用到教學中，充分發揮其優勢，科學、有效的探索出一種新型的數控實訓模式，是非常有必要的。

參考文獻

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