仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

周家領(lǐng)

【摘 要】本文主要論述了數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，分析了仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的優(yōu)勢及存在的問題和不足，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控加工；仿真軟件；優(yōu)勢不足；改進(jìn)措施。

現(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在制造領(lǐng)域得到了日新月異的發(fā)展和壯大，各種型號及各種系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用越加廣泛，因此，為企業(yè)培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)高級應(yīng)用型人才，是職業(yè)院校的迫切任務(wù)。職業(yè)院校如何利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)更是處在探索階段，因此有必要對數(shù)控仿真軟件進(jìn)行科學(xué)的分析，明確其優(yōu)勢與不足，在數(shù)控教學(xué)中運(yùn)用數(shù)控仿真軟件，會(huì)收到很好的數(shù)控培訓(xùn)效果。

1. 仿真軟件的介紹

數(shù)控仿真軟件是通過計(jì)算機(jī)，將需要加工的零件通過三維圖形或者二維圖形的方式演示出來的軟件。目前，市場上常見的有上海宇龍、南京斯沃等數(shù)控仿真軟件，它們都能完成以下操作：編程、定義毛坯、刀具準(zhǔn)備、基準(zhǔn)測量、 G代碼處理、面板操作等；配置要求低，只需要仿真軟件和要求不是很高的計(jì)算機(jī)，并與計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)兼容；操作的安全性很高，不需要購買原材料、刀具等，投入資金少，占地小，減少資源浪費(fèi)；為師生的交互提供了方便等。現(xiàn)在很多仿真軟件在網(wǎng)上都有下載或者試用版本，如果考慮到節(jié)約投入成本，這些軟件對于數(shù)控教學(xué)而言還是非常實(shí)用。下面就本人在數(shù)控教學(xué)中的使用情況談一些我的看法。

2.仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的優(yōu)勢

2.1改變了傳統(tǒng)的枯燥、抽象的數(shù)控教學(xué)方式.

傳統(tǒng)的教學(xué)是“先理論，后實(shí)踐”，在理論教學(xué)階段對于初學(xué)者來說數(shù)控加工非常枯燥無味，尤其是數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、工作原理等方面難于消化。仿真軟件在數(shù)控理論教學(xué)方面可以直接通過結(jié)構(gòu)三維圖去直觀學(xué)習(xí)，從不同角度對數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，從而也了解了機(jī)床的工作原理，結(jié)合理論講解圖文并茂.學(xué)生尤如身臨真實(shí)的車間。從而達(dá)到了化繁為易的教學(xué)目的。仿真軟件的引入便解決了教師這種困境。只要我們將完整的程序輸入仿真軟件，它就可以以單純路徑模擬和實(shí)際加工兩種形式運(yùn)行程序。學(xué)生不僅可以從中看出每條指令所代表的意義還可以驗(yàn)證程序的對錯(cuò)，2.2減輕了學(xué)校數(shù)控設(shè)備的建設(shè)難度，節(jié)約了教學(xué)成本

數(shù)控機(jī)床是高精密高自動(dòng)化加工設(shè)備，種很多，價(jià)格昂貴，一臺(tái)普通數(shù)控機(jī)床一般在10―20萬，一臺(tái)小型加工中心價(jià)格一般在15―30萬左右，進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床價(jià)格多達(dá)上百萬甚至上千萬。使用數(shù)控仿真軟件.大大減少占用機(jī)床時(shí)間，降低實(shí)訓(xùn)的消耗，從而降低教學(xué)成本，從而也更安全。

2.3提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

一般來說，職業(yè)院校的學(xué)生的知識(shí)水平較低，而數(shù)控教學(xué)理論知識(shí)抽象、枯燥、乏味，使用數(shù)控仿真軟件，使很多知識(shí)更生動(dòng)、直觀，例如對刀、程序的輸入與驗(yàn)證等。應(yīng)用仿真軟件，可以直觀的看到操作過程，讓學(xué)生在“學(xué)中做，做中學(xué)”。這樣能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，開發(fā)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

2.4降低了安全隱患

數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，初學(xué)者在數(shù)控實(shí)際操作過程中，沒有經(jīng)驗(yàn)，如果直接到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行實(shí)操，很容易出現(xiàn)打刀、撞機(jī)等現(xiàn)象，甚至對機(jī)床和操作者造成傷害。數(shù)控仿真仿真軟件，是利用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際的加工過程。操作者可以通過仿真軟件熟悉數(shù)控機(jī)床操作面板，可以放心驗(yàn)證，強(qiáng)化練習(xí)，全面提高學(xué)生的編程能力。

2.5教學(xué)效果明顯改善

在數(shù)控教學(xué)中使用仿真軟件，學(xué)生有更多練習(xí)時(shí)間，學(xué)習(xí)過程中，遇到問題，學(xué)生可以先獨(dú)立思考，也可以和同學(xué)探討。以往實(shí)踐操作時(shí)，一教師示范操作并講解，下面幾十名學(xué)生聽課，現(xiàn)場噪音大，聽課人多，影響效果。使用數(shù)控仿真軟件，教師可以錄制講解過程，然后反復(fù)播放，使每位學(xué)生都能看清楚操作的步驟及順序，然后學(xué)生獨(dú)立操作，訓(xùn)練學(xué)生實(shí)習(xí)操作的技能技巧，教師針對性對不同學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)與訓(xùn)練，教學(xué)效果明顯改善。

3.存在的問題及措施

3.1教學(xué)中只注重軟件仿真訓(xùn)練，忽視實(shí)訓(xùn)操作

仿真加工時(shí)，學(xué)生無法充分體會(huì)安全操作的重要性。在教學(xué)的過程中，教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作，安全第一，強(qiáng)調(diào)仿真加工與實(shí)際操作的區(qū)別，讓學(xué)生牢牢記住安全第一，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一種模擬軟件，它不可能完全代替實(shí)訓(xùn)。必須合理安排仿真教學(xué)和實(shí)操教學(xué)，在教學(xué)中將仿真訓(xùn)練與實(shí)踐操作訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合。

3.2仿真加工中很難合理選擇切削三要素及加工工藝參數(shù)

仿真軟件在對加工過程的模擬過程中，無法真實(shí)反應(yīng)刀具切削的實(shí)際狀態(tài)，加工完成時(shí)，零件的加工精度和加工表面質(zhì)量不能準(zhǔn)確展示出來。因此，在教學(xué)中，教師要詳細(xì)講解影響工件加工精度的一些主要因素，仿真加工時(shí)嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，使學(xué)生養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

3.3數(shù)控仿真教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)差異大，避免發(fā)生安全事故

數(shù)控仿真軟件與實(shí)際機(jī)床還存在一定差異。例如仿真時(shí)，鉆頭也可以進(jìn)行輪廓及形腔加工，而在實(shí)際加工中，鉆頭只能鉆孔。又如仿真對刀，采用G00快速對刀，軟件會(huì)提示可能撞刀，而在實(shí)際加工中，是不允許快速對刀的。仿真時(shí)工藝參數(shù)設(shè)置的不合理，模擬加工一樣進(jìn)行加工等等。教學(xué)中，教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)易出錯(cuò)的地方，避免實(shí)操時(shí)，出現(xiàn)安全事故。

3.4很難正確處理仿真系統(tǒng)中存在的問題

目前，我國數(shù)控加工仿真軟件的功能還不是很完善，如有些功能不識(shí)別，易死機(jī)，運(yùn)行速度慢等等，教學(xué)過程中，教師要提前將軟件的主要缺陷告知學(xué)生，并將使用軟件時(shí)所遇到的問題及時(shí)反饋給軟件廠家，以便廠家予以改進(jìn)。

由此可見，數(shù)控仿真軟件有其自身的優(yōu)點(diǎn)，也有不足，我們數(shù)控專業(yè)教師在教學(xué)中合理運(yùn)用數(shù)控仿真軟件，不僅可以降低教學(xué)成本，增加學(xué)生的加工練習(xí)時(shí)間，還可以拓展學(xué)生的知識(shí)面，很好的適應(yīng)企業(yè)的需求，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

4.參考文獻(xiàn)

[1]徐偉 《數(shù)控機(jī)床仿真實(shí)訓(xùn)》 電子工業(yè)出版社.

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[3]張紅英 《數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用》交通職業(yè)教育，2006，.

[4]上海宇龍數(shù)控仿真軟件使用說明書. 2008