在數控教學中借用數控仿真系統的感想

摘要：隨著以數控技術為代表的現代加工技術在國民經濟的廣泛應用，社會對現代技術人才的需求越來越高。但由于種種原因現有的數控教學對數控人才的培養已經跟不上社會的需求，因此探索和嘗試新的教學方法已刻不容緩。本文根據數控教學中的難點、疑點問題，提出了數控仿真軟件引入數控教學的必要性，最終提出了彌補數控仿真軟件缺陷的辦法。

關鍵詞：數控教學;仿真;模擬加工

一、前言

隨著現代技術的飛速發展，數控技術已經成為衡量制造業發展水平的重要標志之一，也是衡量一個國家綜合國力的重要標志。我國在“機械工業振興綱要”中將數控機床列為基礎機械，因此中等職業學校的實習教學，開始由傳統的實習內容向新技術新工藝實習內容的轉變，對職業教育也提出了新的要求。由于學生數量逐年增加，學?，F有設備有限，再加上數控實習本身實踐性強和知識抽象的特點，怎樣改善實習現況和質量，使學生能學練結合是我們教學工作面臨的一個難題。

過幾年的數控教學，發現數控仿真軟件能在其中顯示出橋梁作用，能使理論和實踐有效的銜接，打破了傳統的數控教學模式，增加了學生動手的機會，提高了操作的熟練程度。經了解并試用國內幾家較好的數控加工仿真教學系統，我們最終選擇了上海宇龍數控仿真軟件，此軟件能在計算機上進行三維動態仿真，操作方法及功能使用同真實機床基本一致，并能進行手工編程練習，與國內各類數控系統有較好的兼容性。

1???? 定義毛坯及選擇刀具

利用數控仿真軟件的操作模塊，結合實際數控機床及相關工藝，選擇合適的機床型號及系統類型，根據所加工零件形狀定義工件毛坯的大小和材料，確定工件裝夾方式;在所提供的刀具庫中正確選擇刀具。

2???? 手工編程及零件加工

數控機床加工時所需的全部信息按規定的代碼及格式編制成數控程序，然后將程序內容輸入到數控裝置，從而控制機床加工。數控程序的編制對學生專業技術要求很強，單純的理論教學易使初學者感到抽象，加上參加實習的學生多數是非機械專業，專業基礎知識較為薄弱，學生編寫同一零件的加工程序會有多種，批改作業十分困難，這一難題在數控仿真軟件中得以解決，將數控代碼輸入編輯方式下的程序界面上。然后按照實際數控機床的操作步驟進行回參考點、對刀、設定刀具補償，在自動運行方式下執行程序，可以直觀看到加工過程，判斷所編程序是否合理，這樣使抽象、枯燥的學習變得形象、生動，更容易掌握，突現了數控加工仿真軟件在教學中的優點。

二、數控仿真軟件的優點

（一）打破了傳統枯燥、抽象的數控教學方式.

傳統的數控教學都是以先理論后實踐的教學方法進行的，在理論教學階段對于初學的學生來說顯得較難接受，尤其是數控機床的結構、工作原理等方面難于理解。仿真軟件在數控理論多媒體教學中的引入，從不同角度對數控機床結構進行深入觀察，熟知各個部位的工作原理，結合理論講解圖文并茂.學生尤如身臨真實機床加工現場，從而達到化“苦學”為“樂學”的教學目的。在數控機床手動編程理論講解方面，由于各類系統所制定的編程代碼有所不同，對于初學者來說容易產生厭學情緒。但只要將完整的程序輸入仿真軟件，就可以以單純路徑模擬和實際加工兩種形式運行程序，學生不僅可以從中看出每條指令所代表的意義還可以驗證程序的對錯，也實現了化“抽象”為“具體”的教學目的。

（二）彌補了設備和師資的不足，充分利用現有資源。

數控機床實習不比鉗工或車工，它的設備投入是很大的，如果要使每個學生有充足的實習時間的話，可能投入要幾百萬以上，因此很多學?？紤]“小班化”的教學方法，但是小班化是要有師資做后盾的，很多學校都沒有這樣的條件。就我們學校而言，目前數控班級多，教師少，數控機床不足，這樣的條件下，如果按照傳統的實習方法根本無法進行。但如果在學生實踐操作之前，利用仿真軟件進行模擬操作，就可以做到給學生充分的實習機會，節省操作時間，這樣問題就能在這一階段解決，而且為下一步的實際操作做好準備，實習效果也提高了。

（三）減輕了授課教師的負擔

在數控編程中學生對同一圖形編制的程序也是因人而異的，授課教師批改程序便成為了極大的負擔，如果學生在仿真軟件中自行輸入程序并驗證程序的準確性，就省卻了教師批改這一環節?？梢姅悼胤抡孳浖粌H為學生的學習帶來了興趣，也為教師的授課減輕了負擔。

（四）具有實用靈活的考試系統

數控仿真軟件可用于遠程網絡學習、作業、考試等，并實現答卷保存、自動評分、成績查詢和分析等，輕松實現無紙化的考核與測評。如今很多學校已經將此功能應用于職業技能鑒定中，解決了考試用機床緊張和試題泄漏問題。

三、數控仿真軟件的缺點

（一）加工參數設置隨意.無法保證產品質量

仿真環境是一個虛擬的完美的過程，一旦程序正確就不會出現加工問題。但是學生在使用數控仿真軟件時，對加工的相關參數隨意設定，或在機床實際加工時忽略矯正問題，會導致加工出的工件無法達到尺寸精度要求，更有甚者發生碰撞等事故。

（二）加工工藝性差

由于模擬仿真軟件的虛擬性，許多需要實際親身操作的才可進行的步驟無法實現。如對工件的加工工序進行排序整理、工件和刀具的裝夾、試切法對刀、演示專用夾具的裝夾過程和分析其設計原理等，而這些正是實踐加工中必不可少且難于掌握的部分。

（三）缺乏現場的親身感知.安全意識淡薄

數控機床的實際加工中，操做人員必須具備相應的聽辨能力，根據機床不同狀態下發出的聲音及時調整參數，減少機床發生故障和停機的概率。在仿真軟件的學習中，無法學習到真正的聽辨能力，如在事故發生時及時按下急停按鈕、加工前關閉機床安全門等，這些環節都忽略不計，使學生安全意識淡薄。

四、數控仿真軟件缺陷的解決方案

（一）強調加工工藝安排的重要性.

加強練習加工工藝的安排，在任何機械加工中都是必不可少的環節。它需要操作者綜合考慮較多的因素，比如加工的先后，如何以最少的裝夾次數完成工件的整體加工。怎樣裝夾才能保證加工精度等。如果在教學中能夠多加練習多舉實例.一定會給具體的加工操作帶來極大指導，也比單純的加工操作高一個層次。

（二）強調仿真軟件與機床的區別點

一般的仿真軟件是針對主流機型和系統研發，而學校購進的設備不盡與仿真軟件完全匹配，有些差別則可能會引發重大事故。所以在教學中一定要加以強調，讓學生明白真正的實體機床加工操作才是主體，也是教學的最終目的。

（三）加強安全意識培養

千萬不能在實際加工時.主觀地受仿真軟件的影響。忽視安全問題。任何一個小小的疏忽都可能釀成巨大的安全事故，決不能馬虎。

五、小結

綜上所述，數控機床實體仿真軟件不僅在數控機床結構原理和編程這一理論教學中被廣泛使用，還可作為數控實際操作技能訓練的輔助工具。但由于軟件仿真和實際操作尚存在差距，我們的數控教學只能用軟件仿真進行初期感性訓練和基本程序與指令代碼的練習，而不能把整個教學活動完全放在軟件上，對實際加工必須有足夠的重視，有效地組織數控教學，使我們的數控教學既科學又客觀，既高效又實用。

參考文獻：

[1]?? 機械數控加工仿真軟件的教學應用（J）.李河水.南方農機，2007.01

[2]?? 數控仿真系統在數控機床教學實踐中的應用（J）.張紅英.交通職業教育，2006.03

作者簡介：

姓名：楊成林性別：男，出生年月：1984年 11月生，籍貫：河南靈寶人，民族：漢，學歷：大學本科，職稱：中小學一級，研究方向：機電技術應用。