論數控仿真軟件在《數控機床》課程教學中的應用

鄭漫

摘 要：《數控機床》這門課程，以往采用的教學方法都是在教室板書教學。這種教學方法有利有弊。有利的是板書重點內容會一目了然，并且板書保留時間長，可以方便教師帶領學生回顧知識點。板書也有弊，比較中規中矩、沒有新意、學生不感興趣。并且對于數控機床這門課程，里面有很多機械結構圖，講解機床的機械結構，只能看圖分析。 如果把復雜的圖要畫到黑板上，不大現實，這樣學生對機床機械結構的認識理解就不是很透徹。如果采用數控機床的仿真軟件教學，效果就會大不一樣。

關鍵詞：數控機床 仿真軟件 教學

《數控機床》是高職高專類機電專業開設的一門專業課。比如機電一體化專業、數控技術專業、機電設備與維修專業等均開設這門課程。在以往的教學中，都是采用教室內板書教學，結合一個學期的教學計劃安排，安排三四次實訓樓參觀設備，熟練機床的實際操作練習。這樣的教學方法，有他的優點，也有缺點。優點呢，很明顯，符合提倡的理論聯系實際這種教學模式，在實際操作的時候，可以做到在數控機床上進行機床面板的練習和動手操作機床。缺點呢，對于數控機床的內部結構，組成，動作過程等，看不見，練習不了，不能滿足對技能型人才的培養要求。如果購買一臺數控機床專門用于讓學生熟悉機床結構，這樣投入太大。并且在操作的過程中也容易造成機床的損壞，容易發生事故。如果采用仿真軟件進行模擬機床的裝拆，熟悉機床的結構部件及其功能，可以很好的解決這一問題。除了解決學生的技能問題之外，還可以解決教師在動手這一環節薄弱的情況。

本著以“學生為主體，教師為主導”的教學理念為指導，以社會需求為導向，以高等教育規律為指導，改革教學模式。現合理運用現代技術手段，改革傳統的教學思想觀念、教學方法、教學手段。《數控機床》課程教學先采用在教室板書學習理論知識和機床結構，后采用在機房應用斯沃仿真軟件進行機床結構部件和整機的裝拆實際操作練習。根據一學期的教學計劃安排，理論教學和仿真軟件練習操作各占學期一半。最后考核學生的學習，采用筆試和上機操作兩部分相結合的方式檢驗學生對知識的掌握程度。

首先，介紹一下斯沃仿真軟件。該軟件有多個環節，其中有機床模型這一環節。在這一環節下分為多個模塊可以練習。有機床結構、機床裝配、機床拆卸、機床拆裝、機床檢驗這樣五個模塊。在每個模塊里都有絲杠連接總成、主軸箱總成、伺服總成、Z軸總成、Z軸結構、銑床整體模型、車床整體模型、銑床VRI整體模型這樣八個練習單元。其中每個練習單元在不同的模塊里練習的內容不同。比如絲杠連接總成，在機床拆卸這個模塊里就是練習如何把絲杠連接總成這個傳動部件拆成一個個構件和零件。而在機床拆裝模塊里主要練習的就是如何把一個個零件和構件裝配成絲杠連接總成這個傳動部件。比如在機床拆卸模塊里，在絲杠連接總成的拆卸環節，把如圖這樣一個部件拆卸成一個個零件和構件。按照這樣一個順序進行拆卸。先把伺服電動機螺栓拆卸掉，緊接著拆卸伺服電動機，再拆聯軸器，拆卸絲杠組件，拆卸軸承、軸承座，拆卸伺服電機座法蘭，最后是拆卸伺服電機座。這樣就可以把絲杠連接總成拆卸完成。相反的，我們也可以按照這個順序把各個零件和構件裝配成絲杠連接總成。其他模塊里，每個環節都是如此。按照一定的順序練習拆卸和裝配。

其次，采用斯沃仿真軟件在數控機床教學中的應用意義。

1、彌補設備缺陷，增強教學效果。數控機床教學過程中，由于學校現有設備有限，現有的數控機床可以用于學生的數控加工，但是對于機床內部的結構，不可能拆了機床用于學生對機床結構的熟識。如果購買設備用于學生機床拆裝實驗，投入太大，在實際操作的過程中，不可避免會導致機床損壞，也可能在實訓操作過程中帶來學生受傷。根據學校目前的情況，無法提供給學生用于拆裝熟悉機床結構的設備，令整個教學無法提高。學生在學習的過程中，如果僅僅通過課本和教師的講解，無法對理論內容進行實踐操作，那么在知識的掌握程度上也會困難重重。學校購買的斯沃仿真軟件，里面機床模型的這個環節很好的彌補了無設備實訓的缺陷。這個軟件給學生提供了實踐操作動手的一個平臺，學生可以在這個軟件上練習機床的拆裝，在拆裝的過程中了解熟悉機床的結構和組成。這樣教學的效果就得到很大的一個提升。

2、提高學生的學習興趣和積極性。現在學生的特點，喜歡動手，喜歡新事物，不喜歡陳舊的教學模式。在教室板書上課，學生多是低頭族，看手機、睡覺，對上課內容不感興趣。一次授課過程中，少部分人在聽課，多數學生都不在上課狀態，效果非常不好。對知識的掌握程度遠遠達不到課程的要求。即使聽課的同學，對知識的掌握也不是很牢固，容易忘記。如果采用他們感興趣的電腦教學，效果會有顯著提高。采用少講多練，在軟件上進行機床的多次拆裝練習，把理論知識融入到動手中去，在動手的過程中掌握知識。學生能夠使用軟件，熟練的掌握數控車床、數控銑床、加工中心的主要功能部件，各功能部件的具體結構，大到一個模塊，整個部件，小到結構中每個組成零件的局部結構細節，在結構中所處的位置等。并且還能夠掌握機床各部件的安裝，部件上零件的安裝順序，多次練習，可以對機床各個功能部件進行熟練的裝拆。這樣可以大大提高學生的學習興趣，并且學生對機床的認識會得到一個質的飛躍，從書本上的結構圖到一個個零件的組裝這樣一個整體的認識。對于機床維修的學習，起到了很好的鋪墊作用。在熟練掌握機床具體結構的前提下，學習機床的維修知識，帶來很大的便利！

3、考核更公平。在學生的成績考核方面，改變過去單一的考核學生的辦法，以往是把期末考試成績作為學生的課程考核成績，現加入把仿真軟件上裝拆機床的練習也作為學生考核成績的一部分，兩者并用，綜合的衡量一個學生對知識技能的掌握程度。考核機制的變化，對學生來說，更加公平合理。

4、豐富教師的教學經驗。對于授課教師來說，軟件的學習使用，教學模式的改革，可以豐富自己的教學經驗，還可以提升自身的教學技能，提高實踐教學水平。當學校條件成熟許可的時候，建設一個數控機床拆裝實訓室進行實際“練兵”，這在軟件商學習的拆裝技術，就會派上大用場，為實際的機床拆裝做了充足的準備。

《數控機床》這門課程在教學上采用傳統教學方法與軟件教學相結合的方法，可以很好的提高學生的學習興許，使學生對知識的掌握程度得到大幅提高。對這門課程的認可度也得到很大提升，從學習中也會很有成就感。