數控仿真軟件在機電數控教學中的應用研究

司媛媛 河南工學院

隨著科技時代的到來，科技已經逐漸改變了人們的生活，尤其是在機電數控教學中，由于機電數控教學涉及的知識比較復雜，同時在實際訓練的過程中需要大量的設備，為實際教學提供了較高的難度，導致機電數控教學的教學質量始終無法得到有效提高。而在機電數控教學中應用仿真軟件，能夠有效解決以上問題進而達到提高機電數控教學質量的目的。

1 數控仿真軟件應用的優點

數控仿真軟件在實際應用教學中的優點主要包括以下幾點，第一，節約教學成本，提高教學訓練質量。在應用仿真軟件的過程中，由于機電教學中需要應用的設備價格較高，即使學校配備了相應設備，也無法使每個學生都得到充分鍛煉。要想提高教學質量，學校就要耗費大量的資金，提高了教學成本。但是在機電數控教學中應用數控仿真軟件，能夠使學生在仿真軟件中進行鍛煉，將機床訓練與實際訓練相互結合，這種方式不僅能夠對學生的實際操作能力進行鍛煉，同時還能夠降低教學成本。在傳統教學中，應用機床設備進行教學，會產生一定數量的殘次品，造成零件材料出現浪費的情況，而將仿真軟件應用在其中，不會出現殘次品，節省教學材料。另外，數控仿真軟件的安裝方式非常簡單，不需要專業人員進行安裝，維護使用的成本也較低，非常適合大面積的進行教學應用。

第二，保證教學設備的應用效率。在實際教學中，由于機床設備的價格比較昂貴，要想滿足教學需求，學校至少要花費幾百萬購買機床設備，而對于普通學校來說教學成本過高。在這種形式下，大多數學校開設了小班教學，這種教學方式雖然能夠節省教學成本，但是要求學校具有雄厚的師資力量，大多數學校也依然無法滿足這種要求，這也是教學質量始終無法提高的根本原因。而將數控仿真軟件應用在機床教學中，能夠減少數控機床的使用數量，進而節約了教學成本，對教學設備進行充分利用[1]。

2 數控仿真軟件在數控機電教學中的應用

2.1 在實踐教學中的應用

在實際數控機床教學中，由于機床的價格在幾萬到幾百萬之間，同時數控機床有許多種類，每種機床的運行系統以及操作系統都不同，因此學校不僅需要購買各種類型的數控機床，同時還要對每種數控機床的操作方式進行教學，在耗費大量的教學資源的同時還需要大量的資金投入，為學校正常教學提供了一定的難度。而仿數控真軟件在實際應用過程中，能夠對數控機床中的大量設備終端系統進行實踐教學，這種教學方式能夠大大降低數控機床的使用數量。也就是說，需要在多種類型數控機床上進行的教學，只需要在一種數控機床中進行教學就可以，使學生將更多的時間應用在實踐訓練中。另外，數控仿真軟件中安裝了各種類型的訓練系統，學生可以利用不同的訓練模塊進行實踐操作。例如，學生在制作實際模型的過程中，可以利用軟件中的仿真系統進行制作，這種方式不僅能夠節約制作材料，學生如果在操作過程中遇到不會的問題，還可以通過反復操作進行練習，大幅度提高學生的實踐操作能力。在學習機床操作流程的過程中，學生可以可以利用軟件中的模擬教學板塊，對機床的操作流程進行模擬訓練，增強學生對正確操作流程的熟悉程度，避免在實際操作中出現安全問題，保證學習質量[2]。

2.2 在培養創新意識中的應用

創新意識無論是在學生的理論學習還是實踐學習中都有非常重要的作用，創新意識的培養不僅能夠鍛煉學生的思維拓展能力，同時還能夠提高學生的動手能力，促進學生全面發展，因此，教師在實際教學中需要對學生的創新能力進行重點培養。數控仿真軟件是將數控機床中的各個流程模擬出來，使學生能夠直觀的觀察到機床的應用流程以及正確操作步驟。其中主要包括計算機網絡繪圖、計算機并行處理以及計算機仿真應用等技術，對數控機床中的設備進行模擬，最終達到提高實踐教學質量的目的。例如，學生在學習數控機床中刀具運行軌跡的過程中，真實機床在觀察過程中需要一定的成本，而利用數控仿真軟件進行學習，則可以將刀具的運軌跡直接顯示在計算機中，使學生能夠直接觀察到刀具軌跡的變化情況，進而完成對刀具軌跡的學習。在此過程中，學生需要自己進行反復觀察，進而在腦海中形成機床運行的畫面，最終不斷加深對數控機床編程方法的熟練程度。這種教學方式能夠在對學生自主學習能力以及創新能力進行培養的同時，提高學生的學習質量。

2.3 在編碼器教學中的應用

編碼器在數控機床教學中有非常重要的作用，數控機床在實際運行過程中需要使用光柵尺，對機床中零件的生產以及機床的運行狀態進行反饋，對數控機床的運行質量起著決定性的作用。但是，在數控機床斷開電源之后，光柵尺記錄的標記將會回到原位，編碼器的作用就是將數控機床中記錄的位置恢復到原位，并在此基礎上建立坐標系，保證機床的運行質量。編碼器在實際應用的過程中，通過建立坐標系的方式對原點信號進行檢測，在仿真平臺中，系統能夠對電機的位置進行檢測和確定，這種方式保證每次開機之后設備的位移位置為0。另外，在電機中設有三個傳感器開關，分別表示正極線、原點以及負極線，數控仿真軟件在檢索原點信號位置的過程中主要對以上三個傳感器進行信息檢索的方式進行，一旦出現相關信息，三個傳感器開關會將相關信息提供給數控仿真軟件，最終將機械設備上的原定位置顯示在系統中，實現編碼器的實際應用。

2.4 在模塊化教學中的應用

在實際機電數控教學中，為了保證最終的教學質量，教師可以將整個教學內容分為幾個模塊，并對每個模塊設立一個教學目標，這種方式能夠有效提高機電數控教學的教學質量。將數控仿真軟件應用在其中，能夠使學生對數控機電教學有一個深入的了解。例如，教師在上課過程中可以利用數控仿真軟件建立一個網絡教學平臺，教師可以利用這個平臺對學生知識的運用程度以及對機床的實踐操作情況等進行了解，如果在某一階段出現問題，教師則可以對學生進行針對性的訓練，進而培養學生的機床實踐操作能力。這種模塊教學的方式不僅可以進行分層次教學，同時還可以將數控仿真軟件進行充分應用，最終達到提高學生對機床的實踐操作能力的目的。

2.5 在培養學生認知能力中的應用

在傳統數控教學過程中，教師將數控機電知識寫到黑板上，這種方式不僅會讓學生感到枯燥乏味，同時還無法對其中抽像知識進行有效講解。在數控教學中應用數控仿真軟件教學，教師就可以通過編寫程序的方式對知識進行講解，同時學生也可以將自己編寫的程序顯示在軟件中，軟件會自動檢測出程序軟件中出現的問題，并及時提出，保證教學質量。例如，在進行數控機床教學的過程中，數控仿真軟件中機床的生產流程以及軟件的運行模式與真正的機床運行相同，學生通過對數控仿真軟件的應用可以對真實數控機床的運行流程進行詳細了解，進而對企業中數控機床的實際流程進行掌握，這種方式可以使學生對數控機床知識進行全面認知。由此可以看出，在教學過程中應用數控仿真軟件，可以提高學生對數控機床的實際認知能力，保證學生機床的實際操作質量，為今后的工作和學習提供良好的條件[3]。

隨著人們對數控教學質量的要求越來越高，如何將數控仿真軟件應用在機床教學中，成為有關人員關注的重點問題。本文通過對數控仿真軟件在機電教學中的應用方法進行研究發現，對其進行研究，能夠有效提高機電數控的教學質量，同時還能降低教學的教學成本。由此可以看出，對數控仿真軟件在實際教學中的應用方法進行研究，能夠對今后機電數控教學的發展奠定基礎。

[1]劉赫釗，張敬.數控仿真軟件在機電數控教學中的運用[J].無線互聯科技，2017，22:60-61+64.

[2]柳靜.淺談數控仿真軟件在數控機床教學中的應用[J].中國科技信息，2016，13:282+284.

[3]劉赫釗，張敬.數控仿真軟件在機電數控教學中的運用[J].無線互聯科技，2017，22:60-61+64.