數(shù)控仿真技術(shù)在中職數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

郭華豐

摘 要：一般來說，數(shù)控教學(xué)設(shè)備的投入很大，在中職教學(xué)中這些數(shù)控設(shè)備的投入往往不足，這就與學(xué)生實踐時的巨大需求形成了明顯的矛盾，為提高數(shù)控教學(xué)效率以及提升學(xué)生的數(shù)字編程以及操作能力，數(shù)控仿真系統(tǒng)在這里得到更好的應(yīng)用。數(shù)控仿真系統(tǒng)，具有使用安全、投入少的特點，大大緩解了中職教學(xué)實踐嚴(yán)重不足的問題，不僅提升了教學(xué)質(zhì)量，同時也提升了學(xué)生的技能水平。數(shù)控仿真系統(tǒng)模擬實際操作工作環(huán)境，能夠驗證數(shù)控加工程序的正確性與預(yù)測切削，替代數(shù)控設(shè)備訓(xùn)練，不僅能夠提高教學(xué)效率，最關(guān)鍵的是還能避免設(shè)備的工作耗損和學(xué)生的人身安全。

關(guān)鍵詞：數(shù)控仿真；中職教學(xué)；數(shù)控編程；系統(tǒng)教學(xué)

隨著社會經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，數(shù)控機床在制造業(yè)的應(yīng)用越來越普遍，數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用是一個國家工業(yè)機械化水平的重要體現(xiàn)，以及衡量國家綜合實力的重要標(biāo)準(zhǔn)。由于我國勞動力優(yōu)勢，我國已成為世界制造中心，一線的專業(yè)性數(shù)控人才形成了巨大缺口，培養(yǎng)優(yōu)秀的數(shù)控專業(yè)人才是中職教育的職責(zé)所在。如何培養(yǎng)一個合格的數(shù)控人才是現(xiàn)實教育中亟待解決的問題，其中教學(xué)設(shè)備昂貴、教學(xué)時長、新手學(xué)習(xí)危險系數(shù)高都是數(shù)控教學(xué)的最直接問題。伴隨著數(shù)控仿真技術(shù)的出現(xiàn)，恰好解決了教育中面臨的關(guān)鍵問題和主要困難。

一、數(shù)控機床及仿真系統(tǒng)的簡介與優(yōu)勢

數(shù)控機床的操作過程主要由數(shù)控程序完成，具有精度高、質(zhì)量穩(wěn)定的特點，是制造業(yè)中自動化比較高的先進設(shè)備。由于數(shù)控機床設(shè)備型號、類型、規(guī)格等比較多，對操作者的技術(shù)水平和專業(yè)知識要求比較高。由于初學(xué)者的經(jīng)驗不足、知識水平不夠等，在操作中容易導(dǎo)致昂貴設(shè)備的損壞，還有可能導(dǎo)致學(xué)生受傷。數(shù)控仿真系統(tǒng)就是利用模擬仿真技術(shù)，模擬實際相應(yīng)的數(shù)控型號、類型機械的工作狀態(tài)的計算機仿真系統(tǒng)。其主要應(yīng)用于中職教育數(shù)控領(lǐng)域教學(xué)加工培訓(xùn)，數(shù)控仿真技術(shù)能夠彌補教學(xué)設(shè)備昂貴而不足、教學(xué)培訓(xùn)時長以及操作危險系數(shù)高的缺點。同時，數(shù)控仿真系統(tǒng)，能夠模擬多種類型、不同型號、各種操作系統(tǒng)的數(shù)控設(shè)備，能夠有效全面地達到培訓(xùn)教學(xué)目的。同時數(shù)控仿真系統(tǒng)還能夠驗證操作編程數(shù)據(jù)的正確性，零件的加工削切過程，能夠通過仿真系統(tǒng)三維動畫顯示出來，為學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控編程操作中提供了便利。

以往的中職教育機構(gòu)，都以擁有完備的數(shù)控機床教學(xué)設(shè)備而作為招生的重要名片。雄厚的資金是中職辦學(xué)的重要支撐。許多小的中職機構(gòu)雖擁有一定的數(shù)控機床，但是設(shè)備類型和型號都不夠全，所以教學(xué)模式只能“以一頂三”，教學(xué)內(nèi)容也因教學(xué)設(shè)備稀少而單一。同時求學(xué)學(xué)生與實訓(xùn)數(shù)控機床形成“僧多粥少”的尷尬局面，常常形成排隊等候操作數(shù)控機床的現(xiàn)象，教學(xué)效率十分低下。同時，數(shù)控機床編程加工過程是一個漫長的過程，往往一個產(chǎn)品從設(shè)計到完成，需要近一個小時的時間，這樣也直接影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

二、數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職教學(xué)中的改革

中職教育一般比較注重對學(xué)生的專業(yè)技能培養(yǎng)。在數(shù)控教學(xué)中，使數(shù)控仿真系統(tǒng)融入教學(xué)當(dāng)中，能有效提高學(xué)生的編程和操作水平。

1.建立學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力

“興趣是最好的老師?！膘`活應(yīng)用教學(xué)方法，能調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。中職教育面對的學(xué)生群體文化基礎(chǔ)都比較薄弱，自制能力較差，所以灌輸式的教學(xué)模式很難起到作用，只有靈活應(yīng)用和創(chuàng)新教學(xué)方法，用現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)方式以及互動教學(xué)模式，才能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保持學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生深入了解數(shù)控系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生的操作能力，循循善誘，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中擁有成就感，從而讓學(xué)生更好地投入對數(shù)控的學(xué)習(xí)中來。

2.建立兩個主戰(zhàn)場，合理平衡數(shù)控仿真與理論知識的教學(xué)

數(shù)控仿真系統(tǒng)主要應(yīng)用于加工仿真、數(shù)據(jù)編程與數(shù)控機床教學(xué)培訓(xùn)，教師應(yīng)當(dāng)加強數(shù)控仿真加工系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用方法，擺正數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職教學(xué)中的地位，不能完全依賴數(shù)控仿真系統(tǒng)的模擬實踐教育，忽視數(shù)控理論知識教學(xué)的引導(dǎo)輔助作用。同時也不能讓理論教學(xué)唱獨角戲，忽略數(shù)控仿真系統(tǒng)教學(xué)的實訓(xùn)實練的重要性，要科學(xué)合理地結(jié)合兩種教學(xué)方式。

學(xué)生進行數(shù)控仿真操作學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)按照數(shù)控理論教學(xué)的課題的內(nèi)容來，有條理，遵循難易的操作程序，循序漸進，逐步學(xué)習(xí)掌握相應(yīng)的操作知識和專業(yè)技能，重點解決學(xué)生在數(shù)控仿真操作編程系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，鼓勵同學(xué)間相互學(xué)習(xí)、相互糾正，提高學(xué)生間的協(xié)作與獨立工作能力。

3.驗證數(shù)控程序，模擬真實加工過程，實現(xiàn)人機互動式學(xué)習(xí)

數(shù)控機床的加工過程是根據(jù)數(shù)控程序的指令來完成這一加工過程的，而程序的正確性是保證加工過程正確和加工結(jié)果的關(guān)鍵。數(shù)控機床只能通過操作中出現(xiàn)碰撞和產(chǎn)品結(jié)果的欠缺才能體現(xiàn)出數(shù)控程序的正確與否，其過程繁復(fù)且時長。而數(shù)控仿真系統(tǒng)可以校正數(shù)控代碼，同時能夠通過三維動畫形象反映其加工過程，并與正確程序加工過程形成對比，讓學(xué)生及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)操作中出現(xiàn)的錯誤，通過數(shù)控仿真系統(tǒng)，反復(fù)練習(xí)加工，優(yōu)化設(shè)計程序，從而提高學(xué)生的操作編程水平。

4.分析模擬操作過程對產(chǎn)品質(zhì)量的預(yù)測，加強學(xué)生對編程的認(rèn)識

在長期的教學(xué)實訓(xùn)中，從學(xué)生安全和昂貴的數(shù)控機床設(shè)備與耗損速度過快的現(xiàn)狀來考慮，真實的數(shù)控機床操作，都是教師事先設(shè)計好的正確編程模式，這樣就會使學(xué)生對編程參數(shù)的合理性認(rèn)識存在嚴(yán)重不足。俗話說：“失敗是成功之母?！币虼?，只有在數(shù)控仿真系統(tǒng)中經(jīng)歷反復(fù)的失敗矯正，才能正確而又深刻地認(rèn)識到編程參數(shù)的合理性。

三、用科學(xué)的指導(dǎo)思想引導(dǎo)教學(xué)，應(yīng)對數(shù)控仿真教學(xué)中的不足

1.在新課改的形式下堅持以人為本的思想，注重學(xué)生習(xí)慣和態(tài)度的培養(yǎng)

數(shù)控仿真教學(xué)雖能豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率，彌補教學(xué)設(shè)備資金昂貴而無法滿足實訓(xùn)教學(xué)的作用。但是再仿真的數(shù)控系統(tǒng)也無法取代數(shù)控機床加工工具和產(chǎn)品削切，同時也無法讓學(xué)生體會到真實加工過程中的切割狀態(tài)和感受。由于仿真系統(tǒng)具有聯(lián)系的反復(fù)性，容易讓學(xué)生培養(yǎng)出一種隨意的習(xí)慣，這會給以后實際數(shù)控加工產(chǎn)品質(zhì)量帶來嚴(yán)重后果，甚至引發(fā)安全事故，危害學(xué)生自身和他人財產(chǎn)安全。這就要求我們中職數(shù)控專業(yè)教師，要加強對學(xué)生操作習(xí)慣的培養(yǎng)，樹立學(xué)生認(rèn)真的工作態(tài)度和學(xué)習(xí)態(tài)度。

2.堅持實事求是，鼓勵創(chuàng)新的思維模式

新一代的年輕學(xué)生，思想活躍，學(xué)習(xí)能力和接受能力都比較強。在以人為本和全面發(fā)展的精神指導(dǎo)下，要求我們?nèi)w數(shù)控教師善于激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生用創(chuàng)造性的思維進行學(xué)習(xí)和嘗試加工設(shè)計模型，從而培養(yǎng)學(xué)生勇于實踐的能力。

隨著我國機械制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)得到了廣泛的應(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)或擴展了數(shù)控專業(yè)，大量擴招數(shù)控專業(yè)學(xué)生，近年來為社會輸送了大批數(shù)控新技術(shù)型人才。由于中職學(xué)校辦學(xué)實力不雄厚，數(shù)控設(shè)備、機床數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生參與學(xué)習(xí)實踐的需求，運用數(shù)控仿真系統(tǒng)能讓學(xué)生模擬真實數(shù)控機床的操作，學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)，彌補學(xué)生在實際操作中的不足，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。

參考文獻：

[1]馬永青，郇新.數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用[J].濰坊教育學(xué)院學(xué)報，2008，21（4）.

[2]張津，王林，馬立新.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀[J].機床電器，2006（4）.

[3]李燕.淺談數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用[J].成才之路，2009（26）.

[4]韓俊平，林利芬.虛擬數(shù)控加工在教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2007（12）.

[5]牛鎖良，寧秋麗，王霞.數(shù)控專業(yè)人才培訓(xùn)的方法探究：以哈爾濱理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心為例[J].北方經(jīng)貿(mào)，2009（4）.