網絡化數控教學系統的研究和開發

徐建

南陽市高級技工學校

網絡化數控教學系統的研究和開發

徐建

南陽市高級技工學校

隨著計算機技術、互聯網技術的不斷深入發展與應用，網絡化的數控機床成為現代數控機床的發展趨勢，然而我國相應的機制、機電等專業人才培訓相對滯后。在我國的傳統教學中，數控操作與編程序操作都需進行實際操作，這需要學校加大設備的投入。而現階段數控教學一般采用單機教學，教學系統的設計不能滿足數控機床系統網絡化發展需求。作者就網絡時代數控教學過程中存在的問題進行分析，如何建立網絡化教學系統提出自己的見解，以供參考。

網絡化；數控教學系統；研究開發

1 前言

計算機與網絡技術的廣泛應用，引起世界經濟的轉型，新的網絡經濟加速了全球經濟一體化的發展進程。網絡化已在各行各業中得到廣泛的應用，在這樣的大環境下，制造、加工企業的網絡化發展成為企業發展的新方向。而數控的網絡化發展主要是實現數控代碼的遠程上傳與下送。遠程計算機可能生產環節中的任意一臺計算機，通過網絡、服務器，協調機床的加工，同時保存數控代碼，在遠程計算機的協助下進行產品生產，生產環節中人員、資源、設備與生產活動分布于網絡的各個環節。如何才能實現遠程操作，需要大批的網絡化數控操作技術人員，這是現階段網絡化數控教學發展的重中之重。

2 數控教學存在的問題分析

隨著制造業網絡化發展的不斷深入，制造業數控數量、數控化率成為國家現代工業化的重要標志。對機電、機制等專業人才的需求，給我國高校機電、機制等人才培養帶來新的發展機遇與挑戰，在網絡環境下，網絡化數控教學面臨許多亟待解決的問題。

2.1 學校硬件設施投入嚴重不足。在數控教學設備的投入上與實際教學需要還存在很大的差距，數控加工技術的培養，需要將理論與實踐相結合，但現在在我國的各高校，對于數控機床的購買投入嚴重不足，設備落后，不能滿足培養人才之需要。

2.2 師資力量薄弱，教師的綜合素質有待提高。數控機床設備不但價格昂貴，而且技術要求高、結構復雜、功能繁多，對于教師與維護人員都要求有較高的技術水平，傳統的教學方式，不能很好的將理論與實踐相結合，教師理論知識豐富，缺乏實踐經驗，學生很難在短時間內掌握數控技術。由于學校硬件設施的缺乏，學生親自操作，實踐的機會少。同時，教師對理論知識熟悉，也缺乏實踐操作經驗，在教學的過程中存在安全隱患。

3 網絡化數控教學體系的構建

現代化的數控機床設備，需要工作人員既有豐富的數控技術知識，又能熟練的操作技能。網絡一體化的數控教學體系，是把教學、培訓有機的結合，實現教學內容、老師與設備之間形成三位一體的新型網絡數控教學體系。

3.1 數控教學系統結構分析。數控教學系統設計主要是使學生學習到數控技術應用，在構建數控教學系統的過程中，需要有數控實訓基地，讓學生真實的體驗數控生產氛圍。由于數控教學設備配置嚴重不足，學生實訓體驗的機會較少，并且存在不安全因素，現階段我國高校主要利用數控仿真系統，有效的解決教學難題。同時，在數控機床進行操作的過程中，操作者隨時需要在線幫助，就需要一個教學輔助系統幫助完成教學。另外，還需要對數控技術的理論知識與教學結果進行檢驗，完成師生互動、教學效果評價等。因而完整的數控教學體系主要由數控仿真、教學輔助、教學交互和考試系統組成

3.2 數控仿真系統結構分析。數控仿真系統是模擬真實的生產環境，在相對安全、優越的條件下，對真實機床進行模擬操作。模擬仿真的主要形式有三維動畫仿真和三維實體幾何仿真。系統設計要遵從準確性、有效性、實用性和可擴展性的原則。設計一個數控加工過程仿真的總體系統結構，表達數控加工過程和數控加工系統，依照制造業對數控加工過程的功能需求進行構建。仿真系統的整體結構包括幾何建模、運動模型、數控程序翻譯、碰撞干預檢查、材料切除、加工動畫、加工過程仿真的結果輸出七個模塊組成。數控加工仿真系統技術關鍵包括系統的總體結構設計、加工設備的建模技術、刀具（定義、管理與加載）、CNC程序的優化與檢查、加工過程中碰撞檢測技術及CNC仿真技術。

3.3 教學輔助系統。教學輔助系統包括數控機床操作內容和數控技術理論知識，把文字與動態演示相結合，在學生進行實際操作的過程中，學習更多的理論知識，有效的解決了數控理論與實踐相結的問題。數控教學輔助系統主要包括：數控技術基礎（包括數控機床的結構、加工工藝、數控相關知識鏈等）、數控編程（指令系統、指令代碼及相關知識鏈接等）和數控機床操作（開機、操作面板、主功能、相關知識鏈接等）三個部分，

3.4 教學交互和考試系統。教學交互與考試系統是對數控機床仿真教學軟件進行拓展，根據數控機床仿真教學實際需要而構建，利用網絡、多媒體技術和DELPHE開發純軟件的教學方式與考試系統，進而為仿真軟件教學、考試提供良好的教學環境。根據數控仿真系統的邏輯需要，可把教學交互與考試系統分為教學、考試及控制三個部分。教學部分主要具有廣播教學、分組教學、電子舉手及學生示范等功能；考試部分可分成編輯試卷、考試組織、評閱以查詢成績等功能；控制部分主要是對學生學習屏幕、學習機進行監控。通過教學交互與考試系統可以更直觀的了解學生學習過程中存在問題及學生學習的效率，根根監測結果，制定有效的教學方案，才能在教學中做到有的放矢。

[1]黃永平,韓甸蘋,胡謙.用Visual basic的通信控件實現串行通信[J].長春郵電學院學報2012(10)

[2]鄭運廷,張君.CAXA制造工程師CAD/CAM系統在數控加工中的應用[J].中國水運(學術版).2013(06)

[3]劉明璽,李紅,劉宏利.開放式CAXA數控車軟件后置處理技術模式探索[J].新技術新工藝.2011(03)