數控仿真系統在中職數控教學中的應用

華春蔚

數控仿真系統具有經濟、安全、實用等特點，能有效解決中職學校學生多、數控設備少、機床數量有限等教學問題，促進學生數控技術的學習。通過分析數控仿真系統在中職教學中的應用，談談數控仿真系統在中職數控教學中應注意的問題。

1 前言

隨著我國機械制造業的不斷發展，數控技術得到廣泛應用，社會對數控技術型人才的需求也大大增加。我國各大中職學校相繼增設或擴展了數控專業，大量擴招數控專業學生，近年來為社會輸送了大批數控技術型人才。由于中職學校辦學實力不雄厚，數控設備、機床數量遠遠不能滿足學生參與學習實踐的需求，運用數控仿真系統能讓學生模擬真實數控機床的操作，學習數控技術，彌補學生在實際操作中的不足，因此，數控仿真系統在中職教學中的應用處于越來越顯著的地位。

2 數控仿真系統

數控仿真系統是虛擬現實的仿真軟件，具有能演示講解數控操作編程、模擬真實數控機床的操作、幫助數控技術人員學習數控技術知識、協助工程技術人員預測檢驗數控程序等功能，目前已被廣泛應用到各大院校的數控教學和機械制造企業中[1]。我國現今采用的數控仿真系統主要來自上海宇龍、廣州超軟、北京斐克等。

3 數控仿真系統在中職教學中的應用

中職學校一般比較注重對數控專業學生實用技能的培養，在數控教學中融入數控仿真系統，能有效提高學生對數控機床設備的操作水平，實現中職數控教學效果的顯著增強。

3.1 培養學生的學習興趣

數控專業涉及的加工、編程等方面的知識，都具有很強的理論性以及實踐性，數控課程的內容往往比較抽象，不易理解。由于中職學校的大多數學生的起點較低，對知識的領會理解能力較差，學生在學習數控理論知識的過程中容易產生倦怠感，教師與學生面對面教學的傳統方法已經很難達到良好的教學效果。數控仿真系統的網絡功能十分強大，教師通過多媒體教學廣播的形式，可以讓學生在電腦屏幕上清楚看到自己演示的教學內容，并讓學生在電腦上進行同步模仿操作。通過數控仿真系統，教師還能時時關注學生的操作情況，方便教師及時發現學生操作的錯誤，對學生進行針對性的指導。這種交互性的理論教學方式大大提高了師生的互動性和學生的動手操作能力，有助于培養學生的學習興趣，保持學生學習的熱情。

3.2 幫助學生熟悉數控設備機床的基本操作

由于辦學資金、場地、數控機床種類多價格貴等多種因素的限制，目前大部分中職學校可供學生實際操作的機床的型號和數量非常有限，數控教學中，學生不能接觸多種型號的機床，實際機床操作的次數和時間也相對有限。數控仿真系統全面模擬了數控機床操作的環境，不僅操作面板與真實的數控機床完全一樣，操作的步驟也一致，數控機床工件的運動狀況以及刀具的加工情況等都可以通過數控仿真系統直觀地演示出來。學生可以通過數控仿真系統熟悉各種型號的數控機床對刀、工件裝夾、刀具安裝等一般操作。數控教學中，數控仿真系統還可以模擬演示不準確的數控程序和不規范的數控操作，幫助學生領會引發干涉和碰撞等狀況的原因，在機床實際操作次數少的情況下，幫助學生熟悉各種數控機床操作，拓寬學生的知識面。

3.3 輔助數控編程教學

數控仿真系統具有檢驗數控編程代碼是否正確，提示錯誤信息，并發出準確提示的功能。學生編寫數控程序代碼后，只要將程序代碼輸入數控仿真系統，數控仿真系統就會根據代碼進行虛擬的加工，并驗證學生編程程序的正確性，幫助學生找出編程程序的錯誤之處，并提示學生調試編程代碼，實現正確的仿真加工。學生還可以通過數控仿真系統，全方位地旋轉觀察，了解仿真加工的進展，讓學生在一定程度上加深對數控編程相關知識的了解，不僅能提高學生學習的效率，也減輕教師在數控編程教學方面的負擔。

3.4 實現數控教學的多元化

目前，在我國應用比較廣泛的數控系統有廣州數控、FANUC、三菱、SIEMENS、華中數控等數控系統[2]，但由于教學經費等問題，大多數中職學校的數控教學只涉及2~3種數控系統，對于培養高素質的數控技能人才有很大的影響。數控仿真系統能模擬仿真各類數控系統的操作和編程，將數控仿真系統運用到數控教學中，能輔助增加其他數控系統的仿真操作，使中職數控教學多元化，有助于學生學習不同數控系統的操作和編程，全面提高學生對各類數控系統的操作能力。

3.5 增強學生對參數的認識

為了提高數控機床的使用率，保障學生在實際操作中的安全，在中職數控教學中，數控加工的參數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，對參數的合理性認識有待加強。數控仿真系統可以模擬真實的數控加工參數，學生可以通過數控仿真系統了解切削深度、進給率、削速度等多種切削參數，預測工件和刀具破損和變形情況，進而領會不同參數對數控加工質量的影響，學會優化和調整切削參數，提高數控加工參數的認識[3]。

3.6 豐富教學評價內容

數控仿真系統具有自動檢測學生的數控程序、指出數控程序錯誤原因以及三維測量等多項功能，學生可以通過數控仿真系統進行數控加工和編程的自我練習和自我測試，教師可以通過學生的操作記錄，對學生作出相關的教學評價，中職學校也可以從數控仿真系統中學生的操作記錄對教師的教學效果進行科學合理的評價[4]。數控仿真系統在中職數控教學的應用中，為中職學校的教學評價體系增加了一條新的標準，豐富了其教學評價內容。

4 在中職數控教學中應用數控仿真系統應注意的問題

在中職數控教學中，數控仿真系統是一種有效的輔助教學工具。但中職學校也要認識到數控仿真系統的缺陷，明確數控仿真系統在中職數控教學中存在的問題，并采取相應措施，加大數控仿真系統在中職數控教學中的作用。

首先，數控仿真系統仍未完善，學生在進行模擬仿真數控操作時，數控仿真系統的某些指令有時會出現無法執行的現象，致使學生對數控的相關理論知識產生疑惑，在一定程度上阻礙了學生對數控知識的深入理解和運用[5]。因此，在中職數控教學中，教師要科學合理地安排仿真操作和實際操作的時間，把仿真操作練習與實際操作練習交替進行。

其次，很多中職學校為了提高數控機床的使用率，延長數控機床的使用年限和維修成本，沒有根據教學計劃制定科學合理的數控操作課程安排，人為減少學生機床實訓的時間，過分依賴于數控仿真系統的操作練習。過多模擬仿真操作練習，容易造成學生對實際操作的忽視，不利于學生實際數控技能水平的提高。因此，教師要制定合理的教學安排，在引入數控仿真系統輔助學生學習之前，要先安排學生對數控加工、編程、機床操作課程的學習，使學生對數控知識有總體上的認識后，再引入數控仿真系統，從而有效幫助學生快速學會數控仿真系統使用的各個步驟和方法，提高學習效率。

5 結語

數控仿真系統能有效地促進中職學校的數控教學，幫助其解決機床設備不足，不能滿足學生實訓要求的難題。中職學校要好好利用數控仿真系統，及時發現數控仿真系統在數控教學中的缺陷與不足，并積極改進，把數控仿真系統訓練和實訓操作緊密地結合在一起，推進對學生數控技能的培養，實現數控仿真系統在中職數控教學中的巨大作用。

[1]劉杰.淺淡中職數控教學[J].河南農業,2010,31(06):69-75.

[2]宣國強.數控教學之“五步法”[J].中國教育技術裝備,2010(5):57-63.

[3]劉光定,潘愛民.論數控加工仿真系統在數控教學中的作用[J].現代商貿工業,2010,18(1):38-52.

[4]王麗哲,付海燕.淺談數控仿真軟件在教學中的應用[J].才智,2010,16(4):103-117.

[5]毛剛.關于中職生數控加工專業的教學研究[J].職業,2010,19(6):52-61.