數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

華春蔚

數(shù)控仿真系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)、安全、實(shí)用等特點(diǎn)，能有效解決中職學(xué)校學(xué)生多、數(shù)控設(shè)備少、機(jī)床數(shù)量有限等教學(xué)問題，促進(jìn)學(xué)生數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)。通過分析數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職教學(xué)中的應(yīng)用，談?wù)剶?shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)中應(yīng)注意的問題。

1 前言

隨著我國機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，社會對數(shù)控技術(shù)型人才的需求也大大增加。我國各大中職學(xué)校相繼增設(shè)或擴(kuò)展了數(shù)控專業(yè)，大量擴(kuò)招數(shù)控專業(yè)學(xué)生，近年來為社會輸送了大批數(shù)控技術(shù)型人才。由于中職學(xué)校辦學(xué)實(shí)力不雄厚，數(shù)控設(shè)備、機(jī)床數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生參與學(xué)習(xí)實(shí)踐的需求，運(yùn)用數(shù)控仿真系統(tǒng)能讓學(xué)生模擬真實(shí)數(shù)控機(jī)床的操作，學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)，彌補(bǔ)學(xué)生在實(shí)際操作中的不足，因此，數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職教學(xué)中的應(yīng)用處于越來越顯著的地位。

2 數(shù)控仿真系統(tǒng)

數(shù)控仿真系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真軟件，具有能演示講解數(shù)控操作編程、模擬真實(shí)數(shù)控機(jī)床的操作、幫助數(shù)控技術(shù)人員學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)知識、協(xié)助工程技術(shù)人員預(yù)測檢驗(yàn)數(shù)控程序等功能，目前已被廣泛應(yīng)用到各大院校的數(shù)控教學(xué)和機(jī)械制造企業(yè)中[1]。我國現(xiàn)今采用的數(shù)控仿真系統(tǒng)主要來自上海宇龍、廣州超軟、北京斐克等。

3 數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職教學(xué)中的應(yīng)用

中職學(xué)校一般比較注重對數(shù)控專業(yè)學(xué)生實(shí)用技能的培養(yǎng)，在數(shù)控教學(xué)中融入數(shù)控仿真系統(tǒng)，能有效提高學(xué)生對數(shù)控機(jī)床設(shè)備的操作水平，實(shí)現(xiàn)中職數(shù)控教學(xué)效果的顯著增強(qiáng)。

3.1 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

數(shù)控專業(yè)涉及的加工、編程等方面的知識，都具有很強(qiáng)的理論性以及實(shí)踐性，數(shù)控課程的內(nèi)容往往比較抽象，不易理解。由于中職學(xué)校的大多數(shù)學(xué)生的起點(diǎn)較低，對知識的領(lǐng)會理解能力較差，學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控理論知識的過程中容易產(chǎn)生倦怠感，教師與學(xué)生面對面教學(xué)的傳統(tǒng)方法已經(jīng)很難達(dá)到良好的教學(xué)效果。數(shù)控仿真系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能十分強(qiáng)大，教師通過多媒體教學(xué)廣播的形式，可以讓學(xué)生在電腦屏幕上清楚看到自己演示的教學(xué)內(nèi)容，并讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行同步模仿操作。通過數(shù)控仿真系統(tǒng)，教師還能時(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生的操作情況，方便教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作的錯(cuò)誤，對學(xué)生進(jìn)行針對性的指導(dǎo)。這種交互性的理論教學(xué)方式大大提高了師生的互動(dòng)性和學(xué)生的動(dòng)手操作能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保持學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

3.2 幫助學(xué)生熟悉數(shù)控設(shè)備機(jī)床的基本操作

由于辦學(xué)資金、場地、數(shù)控機(jī)床種類多價(jià)格貴等多種因素的限制，目前大部分中職學(xué)?？晒W(xué)生實(shí)際操作的機(jī)床的型號和數(shù)量非常有限，數(shù)控教學(xué)中，學(xué)生不能接觸多種型號的機(jī)床，實(shí)際機(jī)床操作的次數(shù)和時(shí)間也相對有限。數(shù)控仿真系統(tǒng)全面模擬了數(shù)控機(jī)床操作的環(huán)境，不僅操作面板與真實(shí)的數(shù)控機(jī)床完全一樣，操作的步驟也一致，數(shù)控機(jī)床工件的運(yùn)動(dòng)狀況以及刀具的加工情況等都可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)直觀地演示出來。學(xué)生可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)熟悉各種型號的數(shù)控機(jī)床對刀、工件裝夾、刀具安裝等一般操作。數(shù)控教學(xué)中，數(shù)控仿真系統(tǒng)還可以模擬演示不準(zhǔn)確的數(shù)控程序和不規(guī)范的數(shù)控操作，幫助學(xué)生領(lǐng)會引發(fā)干涉和碰撞等狀況的原因，在機(jī)床實(shí)際操作次數(shù)少的情況下，幫助學(xué)生熟悉各種數(shù)控機(jī)床操作，拓寬學(xué)生的知識面。

3.3 輔助數(shù)控編程教學(xué)

數(shù)控仿真系統(tǒng)具有檢驗(yàn)數(shù)控編程代碼是否正確，提示錯(cuò)誤信息，并發(fā)出準(zhǔn)確提示的功能。學(xué)生編寫數(shù)控程序代碼后，只要將程序代碼輸入數(shù)控仿真系統(tǒng)，數(shù)控仿真系統(tǒng)就會根據(jù)代碼進(jìn)行虛擬的加工，并驗(yàn)證學(xué)生編程程序的正確性，幫助學(xué)生找出編程程序的錯(cuò)誤之處，并提示學(xué)生調(diào)試編程代碼，實(shí)現(xiàn)正確的仿真加工。學(xué)生還可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)，全方位地旋轉(zhuǎn)觀察，了解仿真加工的進(jìn)展，讓學(xué)生在一定程度上加深對數(shù)控編程相關(guān)知識的了解，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，也減輕教師在數(shù)控編程教學(xué)方面的負(fù)擔(dān)。

3.4 實(shí)現(xiàn)數(shù)控教學(xué)的多元化

目前，在我國應(yīng)用比較廣泛的數(shù)控系統(tǒng)有廣州數(shù)控、FANUC、三菱、SIEMENS、華中數(shù)控等數(shù)控系統(tǒng)[2]，但由于教學(xué)經(jīng)費(fèi)等問題，大多數(shù)中職學(xué)校的數(shù)控教學(xué)只涉及2~3種數(shù)控系統(tǒng)，對于培養(yǎng)高素質(zhì)的數(shù)控技能人才有很大的影響。數(shù)控仿真系統(tǒng)能模擬仿真各類數(shù)控系統(tǒng)的操作和編程，將數(shù)控仿真系統(tǒng)運(yùn)用到數(shù)控教學(xué)中，能輔助增加其他數(shù)控系統(tǒng)的仿真操作，使中職數(shù)控教學(xué)多元化，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)不同數(shù)控系統(tǒng)的操作和編程，全面提高學(xué)生對各類數(shù)控系統(tǒng)的操作能力。

3.5 增強(qiáng)學(xué)生對參數(shù)的認(rèn)識

為了提高數(shù)控機(jī)床的使用率，保障學(xué)生在實(shí)際操作中的安全，在中職數(shù)控教學(xué)中，數(shù)控加工的參數(shù)主要由教師操作確定，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中幾乎不懂得如何確定參數(shù)，對參數(shù)的合理性認(rèn)識有待加強(qiáng)。數(shù)控仿真系統(tǒng)可以模擬真實(shí)的數(shù)控加工參數(shù)，學(xué)生可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)了解切削深度、進(jìn)給率、削速度等多種切削參數(shù)，預(yù)測工件和刀具破損和變形情況，進(jìn)而領(lǐng)會不同參數(shù)對數(shù)控加工質(zhì)量的影響，學(xué)會優(yōu)化和調(diào)整切削參數(shù)，提高數(shù)控加工參數(shù)的認(rèn)識[3]。

3.6 豐富教學(xué)評價(jià)內(nèi)容

數(shù)控仿真系統(tǒng)具有自動(dòng)檢測學(xué)生的數(shù)控程序、指出數(shù)控程序錯(cuò)誤原因以及三維測量等多項(xiàng)功能，學(xué)生可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控加工和編程的自我練習(xí)和自我測試，教師可以通過學(xué)生的操作記錄，對學(xué)生作出相關(guān)的教學(xué)評價(jià)，中職學(xué)校也可以從數(shù)控仿真系統(tǒng)中學(xué)生的操作記錄對教師的教學(xué)效果進(jìn)行科學(xué)合理的評價(jià)[4]。數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)的應(yīng)用中，為中職學(xué)校的教學(xué)評價(jià)體系增加了一條新的標(biāo)準(zhǔn)，豐富了其教學(xué)評價(jià)內(nèi)容。

4 在中職數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)注意的問題

在中職數(shù)控教學(xué)中，數(shù)控仿真系統(tǒng)是一種有效的輔助教學(xué)工具。但中職學(xué)校也要認(rèn)識到數(shù)控仿真系統(tǒng)的缺陷，明確數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)中存在的問題，并采取相應(yīng)措施，加大數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)中的作用。

首先，數(shù)控仿真系統(tǒng)仍未完善，學(xué)生在進(jìn)行模擬仿真數(shù)控操作時(shí)，數(shù)控仿真系統(tǒng)的某些指令有時(shí)會出現(xiàn)無法執(zhí)行的現(xiàn)象，致使學(xué)生對數(shù)控的相關(guān)理論知識產(chǎn)生疑惑，在一定程度上阻礙了學(xué)生對數(shù)控知識的深入理解和運(yùn)用[5]。因此，在中職數(shù)控教學(xué)中，教師要科學(xué)合理地安排仿真操作和實(shí)際操作的時(shí)間，把仿真操作練習(xí)與實(shí)際操作練習(xí)交替進(jìn)行。

其次，很多中職學(xué)校為了提高數(shù)控機(jī)床的使用率，延長數(shù)控機(jī)床的使用年限和維修成本，沒有根據(jù)教學(xué)計(jì)劃制定科學(xué)合理的數(shù)控操作課程安排，人為減少學(xué)生機(jī)床實(shí)訓(xùn)的時(shí)間，過分依賴于數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作練習(xí)。過多模擬仿真操作練習(xí)，容易造成學(xué)生對實(shí)際操作的忽視，不利于學(xué)生實(shí)際數(shù)控技能水平的提高。因此，教師要制定合理的教學(xué)安排，在引入數(shù)控仿真系統(tǒng)輔助學(xué)生學(xué)習(xí)之前，要先安排學(xué)生對數(shù)控加工、編程、機(jī)床操作課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對數(shù)控知識有總體上的認(rèn)識后，再引入數(shù)控仿真系統(tǒng)，從而有效幫助學(xué)生快速學(xué)會數(shù)控仿真系統(tǒng)使用的各個(gè)步驟和方法，提高學(xué)習(xí)效率。

5 結(jié)語

數(shù)控仿真系統(tǒng)能有效地促進(jìn)中職學(xué)校的數(shù)控教學(xué)，幫助其解決機(jī)床設(shè)備不足，不能滿足學(xué)生實(shí)訓(xùn)要求的難題。中職學(xué)校要好好利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的缺陷與不足，并積極改進(jìn)，把數(shù)控仿真系統(tǒng)訓(xùn)練和實(shí)訓(xùn)操作緊密地結(jié)合在一起，推進(jìn)對學(xué)生數(shù)控技能的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)中的巨大作用。

[1]劉杰.淺淡中職數(shù)控教學(xué)[J].河南農(nóng)業(yè),2010,31(06):69-75.

[2]宣國強(qiáng).數(shù)控教學(xué)之“五步法”[J].中國教育技術(shù)裝備,2010(5):57-63.

[3]劉光定,潘愛民.論數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的作用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2010,18(1):38-52.

[4]王麗哲,付海燕.淺談數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用[J].才智,2010,16(4):103-117.

[5]毛剛.關(guān)于中職生數(shù)控加工專業(yè)的教學(xué)研究[J].職業(yè),2010,19(6):52-61.