數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實訓教學中的應用

何琦

摘 要：隨著數(shù)控加工在現(xiàn)代制造中彰顯出越來越重要的地位，中職學校教育受到了社會的重視，但數(shù)控設備缺少，如何保證學生正常的實踐操作時間，成為新環(huán)境下的一個大問題，很多學校為此把數(shù)控仿真加工軟件引進課堂，確保學生的實踐操作時間與效果。淺談數(shù)控仿真軟件的應用和方法，并對應用仿真軟件產生負面影響做簡要的分析。

關鍵詞：數(shù)控；仿真軟件；中職教學

一、問題闡述

隨著中職數(shù)控教學越來越受到社會、家長重視的同時，數(shù)控教學也面臨著一些危機，如加強學生動手能力和技能考證的同時，教學資金投入不足而引起設備短缺的矛盾越來越明顯。職業(yè)教育緊扣市場需要，大力發(fā)展和擴大數(shù)控加工專業(yè)掌握數(shù)控機床編程和操作技術的數(shù)控技能型人才成為中職數(shù)控教學必須關注的問題。如何把數(shù)控理論和實踐教育有機地結合起來是值得中職數(shù)控專業(yè)型教師必須認真探討和研究的。

二、傳統(tǒng)數(shù)控實訓教學的弊端

1.理論脫離實際

傳統(tǒng)教學中，數(shù)控技術類理論和實踐教學往往是分開的，單純的理論教學很難引發(fā)學生的學習興趣，學習的效果也會大大降低。

2.資金短缺

數(shù)控車床、銑床價格普遍較高，得不到政府和企業(yè)的支持，很多學校都難以承受，如果要做到一人一機的教學模式，費用必然

更大。

3.安全性降低

數(shù)控機床操作不當，會引起機床精度損壞甚至對操作者造成

人身傷害。學生是初學者，如果直接上機操作機床的話，往往會引起機床或刀具的損害，有時甚至出現(xiàn)安全事故。

三、什么是數(shù)控仿真軟件

數(shù)控仿真軟件是實踐制造和計算機相結合，可以直接模擬實

踐設備及其工作狀態(tài)產生真實場景系統(tǒng)，通過這套系統(tǒng)可以將加

工過程用三維或二維圖形以動態(tài)形式演示出來。目前常見的有上海宇龍、UVNC4.0、天傲等數(shù)控仿真軟件。各軟件都有以下優(yōu)點：

（1）采用與數(shù)控機床相同系統(tǒng)和面板；（2）可以對NC代碼進行校核，操作的安全性較高；（3）可以直接、真實地看到三維加工仿真過程，場景逼真。

四、數(shù)控仿真軟件在教學中的優(yōu)勢

1.數(shù)控仿真軟件可以彌補數(shù)控設備不足，利用現(xiàn)有的計算機機房，實現(xiàn)節(jié)約教學經費和設備投入

建立一個數(shù)控實訓基地，其設備的投入是巨大的，上百萬的資金投入也未必能滿足一個學校正常的實訓計劃。如，建立一個50人的實訓基地，以兩人一臺的教學模式，起碼要25臺數(shù)控車床。每臺數(shù)控車床以10萬元計算起碼需要250萬元的資金投入，這里還不包括刀具的費用。而采用數(shù)控仿真軟件進行該工種實習教學，需要50臺計算機，每臺4 000元計算需要20萬元即可，同樣滿足了教學的需要，而且能做到一人一機，保證了學生充分的動手能力，提高教學質量。

2.數(shù)控仿真軟件有效地讓理論知識與實踐相結合，實現(xiàn)同步教學

在教學的實踐中發(fā)現(xiàn)，理論教學中光紙上談兵不能提升學生學習的積極性和主動性，而且學生難以理解。如，數(shù)車上對刀的過程，學生在沒有接觸數(shù)車之前，專業(yè)老師無論講得如何仔細與投入，學生也沒辦法想象對刀過程。但如果利用仿真軟件一邊演示一邊教學，通過軟件看到刀具與工件的運動過程，學生就能很容易理解，做到抽象內容形象化，復雜問題簡單化的教學過程。

3.數(shù)控仿真軟件提升學生學習興趣，培養(yǎng)學習能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識

對于中職生來講，基礎薄弱、素質較差是一個比較普遍的現(xiàn)象，如何把抽象的數(shù)控知識灌輸?shù)綄W生當中去，如何把枯燥乏味的理論教學過程讓學生吸引，如何在學生學習數(shù)控知識的同時，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，這些都是專業(yè)教師所必須考慮的問題。數(shù)控仿真教學軟件很好地解決了教學過程中的弊端。

4.數(shù)控仿真軟件使學生得到崗位技能的全面訓練

引入數(shù)控仿真軟件之后，學生把編好的程序在軟件中模擬，檢查其正確性，這樣既能減少突發(fā)事故，又能讓學生全面地把握加工方法和技巧，使他們崗位技能得到全面的提升。

5.數(shù)控仿真軟件培養(yǎng)學生換位思考的能力，提升學生的社會競爭力

現(xiàn)代社會同種機床的操作系統(tǒng)各式各樣，而學校實訓基地購

置的機床不可能是多品種的，這樣就可能產生學生走上崗位，知道加工該零件工藝但不會操作其他機床系統(tǒng)的現(xiàn)象，為此數(shù)控仿真軟件提供了多種系統(tǒng)的界面，更大程度地滿足學生的需要。

五、數(shù)控仿真軟件的應用

1.轉變教學觀念，讓學生成為課堂的主體

事實說明，中職學生缺乏學習的主動性，對學習不感興趣，再加上專業(yè)課程粗糙乏味。為此，專業(yè)教師傳統(tǒng)的教學理念、方法已很難讓學生接受。

在這個大的環(huán)境下，利用先進的教學方法、教學手段、教學理念來提高學生的學習興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師必須具有較高的實踐動手能力，在課堂中熟練地應用行為導向法和項目教學法，使被動的學習轉變?yōu)橹鲃拥膶W習，使枯燥乏味的數(shù)控課轉變?yōu)樨S富多彩的“研討課”，在這樣的氣氛中做到每節(jié)課的知識點盡可能集中、由淺到深，便于學生掌握編程的方法和技巧。事實也充分證明了這一點，我們學校去年在數(shù)控課程中使用項目教學法，課堂的氣氛變得很活躍，學生參與程度大幅提高。

2.有目的地利用仿真軟件，發(fā)揮其最大“功率”

任何教學手段在教學中應發(fā)揮其在課堂中的最大作用，數(shù)控

仿真軟件也不例外。實踐證明盲目地使用數(shù)控仿真軟件會讓學生產生依賴感，在真正的動手操作機床時產生畏懼感。所以，教師要擺正數(shù)控仿真軟件在課堂教學中的位置，發(fā)揮其最大“功率”。

3.科學安排教學內容，循序漸進地掌握數(shù)控編程與操作技巧

數(shù)控教學中，在“項目教學法”作為大環(huán)境的背景下，教學內容可以分為四個模塊。其一為理論基礎模塊：主要講解最基本的數(shù)控編程方法和工藝安排。其二為提高和拓展模塊：主要利用數(shù)控仿真軟件讓學生熟悉加工步驟和各個系統(tǒng)的界面。其三為實踐基礎模塊：主要培養(yǎng)學生實踐操作能力與技巧，取得職業(yè)等級中級證書或高級證書。其四為拔高模塊：主要講解其他系統(tǒng)的編程方法和操作步驟，擴大學生的知識面，適應社會發(fā)展的需要。

4.選拔高技能型人才，參加各類大賽

中職教學中，高技能型人才是在各類大賽中得到培養(yǎng)和鍛煉的。同時各個學?？扛黝惔筚愔械玫降某煽儊砀淖冋麄€學校在社會中的地位與價值。數(shù)控技能型人才的培養(yǎng)是一個巨大的工程，從發(fā)現(xiàn)人才到培養(yǎng)再到取得成績至少也要一年的時間。我們學校在數(shù)控

人才的培養(yǎng)方式上是非常明確的，利用課余時間進行訓練，晚上考慮到安全因素，選手就在基地的機房利用仿真軟件進行訓練，賽前再加強動手方面的強化訓練，這樣既能確保選手正常的教學時間，又能為學校培養(yǎng)出更加優(yōu)秀的人才。

六、數(shù)控仿真軟件存在的負面效應

任何事物的出現(xiàn)都存在著兩面性，數(shù)控仿真軟件是一種模擬

的教學，具有強大的發(fā)展空間。但它不可能完全代替教學，尤其是技能訓練。中職學校培養(yǎng)的是腳踏實地的一線操作工，數(shù)控仿真軟件只是純粹模擬而非真實的加工，它無法讓學生體會到真實切削加工中的感受。下面舉兩個例子說明：其一在模擬的環(huán)境中主軸轉速達到20 000r/min，主軸是照樣運轉而不報警的，但在現(xiàn)實中是永遠達不到這個轉速的。其二模擬的環(huán)境中主軸轉速達到1 500r/min，學生感受不到實際產生的效果，但在現(xiàn)實中這個轉速很容易讓新手產生一種畏懼感，無法平下心來操作機床。其三看下面某段加工程序：GO1X60Z-20F0.3改寫成GO1X60Z-20F0.15，兩個程序設置的加工速度不同，實際加工時產生的表面質量有很大的區(qū)別，在模擬的環(huán)境中是無法體現(xiàn)的。為此，數(shù)控仿真軟件和實際操作兩者怎樣配合使用才能讓它發(fā)揮最大的效果是每一個數(shù)控專業(yè)教師必須探索的問題。

數(shù)控設備的不斷更新，對技能型人才的要求也越來越高，只有在教學中科學、合理、有效地利用仿真軟件才能更好地為教學服務。專業(yè)教師必須積極思考實踐的教學中所產生的問題，找到應對的措施，將仿真軟件與實際訓練有機結合，學生才能容易接受，教學效果才能得到改善，仿真軟件才能發(fā)揮最佳效果。

參考文獻：

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[3]楊黎明.職業(yè)教育的模式研究.上海教育科學研究院.

（作者單位 浙江信息工程學校）