數控仿真軟件在數控機床教學中的應用分析

蔣飛

（湖北工業大學，湖北 武漢 430068）

當前，機械制造業迅猛發展，數控加工技術應用范圍逐漸擴大，數控方面的技術人員隨之增加，因此，多數院校都會開設機械類數控機床相關專業，從而培養專業人才，為了滿足社會發展需求，招生數量也在逐年增加。在教學過程中不僅僅要對學生進行理論知識的教學，還要為學生創設良好的實踐教學環境，因此，需要增設相關教學設備，為學生提供實踐機會，在使用數控仿真軟件進行教學時，可以讓學生融入到真實情境中，不僅可以更加深度地理解理論知識，還可以提高學生編程能力。創新教學方式，提高教學效率與質量，促進學生全面發展。

1 數控仿真軟件概述與特點

1.1 數控仿真軟件概述

計算機通過編程與建模，在加工過程中，通過二維碼或者三維圖的方式呈現出來，從而得到仿真軟件。使用該軟件進行教學，需要在數控實驗室中利用該軟件模擬虛擬環境，從而進行數控方面知識教學，促使教學變得更加靈活。

1.2 數控仿真軟件的特點

顧名思義，數控仿真軟件就是模擬真實情境，給學生構建一個虛擬的環境，讓學生根據相應學習任務進行現場操作。因此，數控仿真軟件的特點之一就是具有相對全面的機床結構，數控系統由于現實需要和相關配置的不同，會分成多種類型，如經濟型、全功能型與普通型。而在院校中配備的數控仿真軟件，多數數控仿真軟件的功能相對齊全，供學生在課程中進行練習。二是數控仿真軟件能夠模擬機床操作的全過程，學生通過電腦上的操作，可以選擇工件裝夾方案，壓板安裝，精準對刀等操作都可以進行模擬，讓學生根據模擬過程，熟練掌握相關理論知識，明白其中原理。不會受到因為實際操作需要受到資金限制，影響教學效率。三是具有及時檢測與測量功能，在機床運行過程中可能會由于程序操作不當而出現各種失誤現象，影響整個操作環節，使用數控仿真軟件可以對其進行檢測與測量，從而檢查出哪里出現錯誤，及時改正，積累經驗，避免在實際操作中出現錯誤。四是具有標準數據接口及網絡功能，用戶在使用該軟件時，能將其他軟件，如CAD或UG、Pro等產生的NC程序直接調入，并進行加工，發揮網絡優勢，進行遠程教學，實現雙向互動。最后，數控仿真軟件具有較靈活的考試系統，教師利用該軟件可以布置作業，進行相關內容的練習，最后進行知識測驗考試等，并且能夠對學生的作業進行評分，讓學生根據自己以往的考試或測評，分析自己已有的知識水平，從而進行查漏補缺。

2 數控仿真軟件在數控機床教學中的具體應用

2.1 解決教學設備不足問題

高校在經營發展過程中，會用到大量資金，如果很多教學設備都用實際工作中的相關設備，那么會對高校教學造成很大阻礙，因此，在高校教學過程中會發揮科學信息技術的作用，模擬工作中的場景，讓學生能夠得到練習。高校開展數控機床相關專業，如果引入數控機床設備，會投入大量資金。運用數控仿真軟件進行教學，可以為高校解決教學設備不足問題，從而減少高校教學設備的投資，還可以為學生提供實踐機會，從而深入掌握相關理論知識。

2.2 安全系數高，方便學生進行學習

高校大學生正處于專業理論知識學習時期，如果為學生提供真實工作設備，會存在較大的安全問題，教師在教學過程中既要對相關理論知識進行嚴謹教學，還要提高學生的實踐能力，因此，無暇顧及全部學生的安全問題，危險系數相對較高。因此，運用數控仿真軟件進行教學，幾乎不會涉及安全問題，且教師為學生講解相關知識，可以引領學生進行步驟操作，在計算機上也可以模擬工作場景，方便學生學習，同時，也減輕教師教學壓力。

2.3 有利于教師進行授課

教師在進行數控機床教學時，利用數控仿真軟件，并且通過互聯網，構建網絡學習與交流平臺，為師生提供方便的溝通渠道，進行互動式教學，有利于教師及時指出學生的問題，在第一時間內給出正確合理的建議。與此同時，利用數控仿真軟件進行教學，學生可以通過計算機屏幕直觀地觀看教師是如何演練教學內容的，可以增加師生之間互相了解的機會，便于教師全面掌握學生的學習情況。

2.4 提供多種數控機床和數控系統

利用實際教學設備，不僅投資高，而且設備占用空間較大，那么很多時候種類就相對較少，無法為學生提供全面的教學服務。數控仿真軟件可以包括多種數控教學系統，教師可以根據不同的教學內容選擇相應的教學系統，能夠進行針對性教學，促使學生能夠適應熟悉不同類型的數控機床，提高學生的適應能力，有利于學生在今后的實際工作中能夠在最短時間內適應工作環境。

2.5 減少實際操作的出錯率

在實際工作中，如果出現錯誤，可以利用數控機床相關功能對程序進行檢驗，但是，如果出現這種情況，占用機床的時間非常長，在圖形模式的時候，僅能觀看到大致輪廓，不能對其進行詳細具體的觀察，這樣也會給工作人員造成一定程度的誤解，從而做出錯誤的判斷。利用數控仿真軟件就可以有效避免這種情況發生，學生在進行實際操作之前，可以通過數控仿真軟件進行模擬與操作，輸入相關程序，然后觀察其加工情況，根據學習的理論知識判斷編程是否存在錯誤之處，如果仿真正確，就可以將正確的程序輸入數控機床中，不僅可以減少實際操作的出錯率，還可以保證學生的安全，節省實際操作時間，提高效率。

3 數控仿真軟件應用中存在的問題

3.1 無法讓學生產生切實感受

在高校數控機床教學中，利用仿真軟件進行教學，改變傳統教學模式，創新教學方式，增加師生互動環節，雖然它能夠為學生營造虛擬操作環境，但是多數情況下，學生只能憑借計算機進行觀看，模擬操作，并不能真正地進行實際操作，這兩種教學方式，還存在很大差別，因此，學生無法真正地切實感受實際加工過程，無法積累相關經驗，因此，在實際教學中，無法獲得良好的教學效果，多數情況下不能做到切實可行。甚至，由于教師長時間使用數控仿真軟件進行教學，會讓學生產生依賴感，在實際數控機床操作中，出現錯誤的概率相對較大，使得學生不能適應實際加工過程。

3.2 綜合性實踐較差

高校在培養人才過程中，會根據社會人才需求方向進行專業培訓，多數企業在招聘人才時，要求專業技能較強，能夠熟練掌握相關軟件進行操作，全面型人才大量缺失。當前，部分高校在數控機床教學中，無法對學生進行全面培養，很多學生都缺乏實踐操作經驗，空有滿腹經綸，不能很好地適應工作崗位，缺乏綜合性實踐，多數情況下，學生只能對其進行部分功能方面的操作，真正的高技術人才數量非常少。

4 數控仿真軟件在數控機床教學中的應用方式

4.1 合理安排課程教學進度

教師在數控機床教學中，利用仿真軟件教學，首先應該合理地安排課程教學進度，增加學生的訓練實踐課程，利用多種數控仿真系統，讓學生能夠基本掌握各種數控機床的操作方式以及加工方法，從而熟悉各個工作步驟與工作環節，讓學生首先能夠對其有一個合理的認知。

4.2 與相關數控機床企業進行合作

在數控機床教學中，高校應該尋找合作企業，讓其定期指派相關工作人員到校進行指導，為學生指導實際操作，為學生進行答疑，有利于提高學生的興趣，促使學生對未來的工作更加向往；另外，高校還可以定期派送學生進企業實習，讓有工作經驗的人員帶領學生進行實際數控機床操作，從而讓學生真正地提高工作經驗，促使與學過的理論知識相融合。因此，高校必須提高自身管理水平，尋找優秀企業，為學生提供良好的實踐機會。

5 結語

綜上所述，將數控仿真軟件應用到數控機床實際教學中，既有其優勢之處，可以提高教學質量與教學效率，將仿真軟件應用到數控教學工藝分析、編程指令以及模擬加工環節，有利于拓寬學生的知識面，與此同時，也便于教師進行教學，增加師生互動環節，教師在教學過程中能夠全面掌握學生的學習動態，利用數控仿真軟件改變教學方式，為學生營造良好的學習環境，可以將教學的重點與難點分開教學，提高教學效率。但是，利用數控仿真軟件進行教學還存在不足之處，學生容易對其產生依賴感，無法培養綜合性人才，因此，高校在教學過程中，應掌握其優勢，為學生提供實際操作機會，提高學生的實踐能力，為學生今后的發展奠定良好的基礎。