數(shù)控仿真與數(shù)控加工實訓教學銜接的探討

趙軍強

摘 要：本文從加強和提高學生數(shù)控專業(yè)理論知識和操作技能水平出發(fā)，根據(jù)學校教學實際，結合數(shù)控實訓教學特點，對數(shù)控仿真與數(shù)控加工實訓教學銜接中的教學安排、教學重點、教學內容等方面進行了探索和實踐。

關鍵詞：數(shù)控仿真 數(shù)控實訓 教學銜接

數(shù)控加工實訓是數(shù)控技術專業(yè)核心教學與訓練項目，是一門主要專業(yè)實踐課。其課程設計以實踐為核心，輔以必要的理論知識，并兼顧培養(yǎng)學生創(chuàng)造思考、問題解決、適應變遷及自我發(fā)展的能力，使學生具有就業(yè)與繼續(xù)進修的需求所需基本知識和技能。在教學安排中，一般先利用仿真軟件進行機床的模擬操作訓練，在學生熟練后再上實際機床進行操作訓練，這樣不僅能降低實訓成本而且能縮短實訓時間，更能提高實訓效率，因此數(shù)控加工仿真實訓的教學對數(shù)控加工實訓教學具有重要的作用。近幾年來，為把數(shù)控專業(yè)辦出特色，加強和提高學生數(shù)控專業(yè)理論知識和操作技能水平，筆者在數(shù)控加工仿真教學與數(shù)控加工實訓教學的教學安排、教學重點、教學內容等方面進行了一些探索和實踐。

一、充分認識數(shù)控仿真對數(shù)控加工的輔助作用，正確把握教學重點

目前在有數(shù)控技術專業(yè)的許多職業(yè)院校中，為使學生在數(shù)控加工實訓中較好地掌握數(shù)控操作技能，在課程設置中都有數(shù)控仿真實訓和數(shù)控加工實訓兩門課程。明確數(shù)控仿真實訓和數(shù)控加工實訓的主輔，避免重復教學和訓練，發(fā)揮數(shù)控仿真實訓和數(shù)控加工實訓各自的教學優(yōu)勢，對實現(xiàn)培養(yǎng)數(shù)控技能人才目標是十分重要的。

1.把握仿真實訓和加工實訓的主次，明確數(shù)控實訓教學目標

中職數(shù)控技術專業(yè)培養(yǎng)目標主要是數(shù)控機床操作工，學生技能水平達到國家職業(yè)標準的相關等級要求，并具有相關理論及實踐能力。由于數(shù)控仿真實訓運用仿真軟件在計算機上進行，仿真軟件在工件毛坯選擇、裝夾、測量和工藝參數(shù)設定合理性，以及對刀精度控制等方面與數(shù)控加工實訓的實際加工有較大的差距與不同，也就是說在仿真軟件上完成的課題任務并不能代表在實際加工中就能完成該課題任務，因此數(shù)控仿真實訓不能替代數(shù)控加工實訓。同樣數(shù)控加工實訓教學也不能完全依賴數(shù)控仿真實訓教學，要提高學生數(shù)控操作技能水平，取得技能等級證書，必須加強數(shù)控加工實訓的訓練，數(shù)控仿真只能對數(shù)控加工實訓教學起輔助作用。

2.把握數(shù)控加工實訓教學特點，提高機床使用效率

操作技能掌握和技巧的形成需要大量和反復的訓練。為提高學生數(shù)控機床操作技能水平，強化專業(yè)技能訓練，結合技能掌握、形成和提高的規(guī)律，在數(shù)控加工實訓中有針對性地加大技能訓練量，多完成課題任務。在數(shù)控加工實訓教學中以數(shù)控機床的系統(tǒng)操作、項目工件加工和技術應用及技能訓練為主，減少工藝分析、數(shù)學處理、程序編制占用數(shù)控機床的時間，使數(shù)控機床更多地用在工件的切削加工和精度控制等訓練環(huán)節(jié)。讓學生有更多的時間練習數(shù)控仿真中不能體會和實現(xiàn)的內容，如刀具的安裝、工件的測量和裝夾等，體會和學習程序的參數(shù)設定，強化固定的規(guī)范操作，如開機回零、初次輸入的程序需校驗等。

3.發(fā)揮數(shù)控仿真系統(tǒng)優(yōu)勢，輔助數(shù)控加工實訓教學

理論聯(lián)系實際，改進教學方法，提高學生分析和解決問題的能力。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有與數(shù)控機床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能，能實現(xiàn)加工模擬演示功能和程序自診斷功能以及快速測量功能。在數(shù)控仿真實訓教學中以工藝分析、數(shù)學處理、程序編制、工件的模擬加工的基本知識和技能應用為主，使學生在操作數(shù)控機床前，能先熟悉機床的結構，了解機床的主要技術參數(shù)、操作系統(tǒng)，掌握控制面板按鈕功能、坐標系設定和選擇等性能，特別是在理解、掌握和運用各指令字進行編程方面，如對半徑補償功能、刀具偏置等模擬演示和訓練，能有效地幫助提高學生提高手工編程的技能和技巧，為數(shù)控加工實訓的開展做好操作理論和技術方面的準備。

二、協(xié)調課程教學內容和模式，實現(xiàn)仿真與加工實訓的對接

在數(shù)控加工實訓中，由于學生的操作熟練性和切削進給速度等因素，往往加工一個課題任務需要一定的課時數(shù)，并且還存在人多機床少的現(xiàn)狀，所以在數(shù)控機床上完成的課題任務并不多，較難達到操作熟練性。為提高實訓教學效率，在有限的課時數(shù)里提高學生操作技能水平，需要在教學中不斷探索和改進。

1.數(shù)控仿真與實訓訓練課題合理穿插，提高教學效率

在數(shù)控仿真教學中安排一定的數(shù)控加工實訓的課題任務，如對數(shù)控加工實訓中單項基本訓練的項目，先在仿真軟件上完成工藝分析、編程和模擬加工，然后再上數(shù)控機床實訓加工。這樣既提高數(shù)控機床實際使用率，又能克服數(shù)控機床程序校驗時只顯示零件的大致輪廓或刀具運動軌跡的不足，保證程序的正確性，同時在仿真和實訓中完成同一課題任務也能體驗和區(qū)分仿真軟件和數(shù)控機床的差異，如切削用量、工件的裝夾等，更為學生課后練習和自學提供幫助。

2.數(shù)控仿真與加工實訓教學內容各有側重，保證教學質量

由于軟件開發(fā)原因，在數(shù)控仿真軟件中有些指令、操作方法和功能還不能反映和實現(xiàn)，如FANUC系統(tǒng)的直接圖樣編程功能、華中系統(tǒng)的G71有凹槽粗車循環(huán)、用G00和G01切削效果相同等。為避免學生誤解和形成錯誤觀念，除了向學生說明外，將相關的教學內容安排在數(shù)控加工實訓中加以指導和強調，如進行G71有凹槽粗車循環(huán)指令的編程示范和對學生輸入機床的程序進行切削用量相關參數(shù)的檢查等。同時在用數(shù)控仿真軟件進行課題任務模擬加工中，利用軟件可以高速切削的特點，提高模擬加工切削速度快速驗證對刀、程序等的正確性，增加單位課時的課題任務訓練次數(shù)，提高編程的熟練性和正確性。

3.采用靈活的教學模式，調動學生積極性

在教學活動中，學生不是被動的受教育者，而是自覺的積極的參加者。在數(shù)控仿真教學中根據(jù)教學內容，以專業(yè)知識學習和技能提高為目標，發(fā)揮仿真軟件優(yōu)勢，采用靈活多樣的教學模式，提高教學效果。如利用軟件的“授課”功能，除了教師在每個學生的屏幕上示范講解和演示外，讓部分學生操作演示進行交流機床操作和編程。利用軟件“考試”功能，在教學過程中配合數(shù)控加工實訓適時開展一些競賽，提高操作熟練性和編程正確性。從而督促和鼓勵學生認真學習、獨立訓練，減少抄襲，調動學生學習積極性和主動性。

4.運用仿真系統(tǒng)優(yōu)勢，聯(lián)系地方經濟建設

“以服務為宗旨，以就業(yè)為導向?！甭殬I(yè)教育與地方經濟建設是緊密聯(lián)系的。在數(shù)控仿真軟件中提供了較多占主導地位的數(shù)控系統(tǒng)，如德國的SIEMENS、日本的FANUC、廣州數(shù)控GSK和華中數(shù)控等一系列數(shù)控系統(tǒng)，同時還包含了不同刀架位置結構的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、臥式或立式加工中心的可選項目。在數(shù)控仿真教學中，根據(jù)學生學習情況和教學進度，結合地方企業(yè)設備使用的系統(tǒng)情況，選擇1～2個系統(tǒng)進行系統(tǒng)操作和編程的介紹和指導，彌補數(shù)控加工實訓系統(tǒng)單一的不足，以利于學生的發(fā)展和就業(yè)。

三、合理教學安排，提高數(shù)控技能教學效果。

在數(shù)控仿真和數(shù)控加工實訓的教學中，為加強課程間的教學內容、教學進度，教學重點和難點的處理等具體問題，發(fā)揮教師的職業(yè)技能和工作積極性，在具體的教學安排中，制訂教學計劃、分配課時數(shù)和調配教師是十分重要的。

1.科學制訂教學計劃，實現(xiàn)教、學、做合一

在數(shù)控加工實訓教學的單項基本技能、專業(yè)技能和綜合技術應用能力的三個層面的訓練中，考慮在數(shù)控加工實訓的前期，學生進行實際操作前需要具備一定的加工基礎和專業(yè)理論知識，發(fā)揮數(shù)控仿真具有集中教學、訓練和低成本等教學優(yōu)勢，利用仿真軟件理論聯(lián)系實踐，在機床仿真操作中落實理論知識的傳授，提高學生系統(tǒng)操作和編程熟練性。因此在教學計劃安排中，在單項基本技能階段，安排數(shù)控仿真和數(shù)控加工實訓的教學同時進行，同時數(shù)控仿真課時數(shù)可以多些，有利于通過做中學，學中做的教學形式，能使學生盡快掌握專業(yè)知識和操作技能。

2.加強教師專業(yè)技能提高，發(fā)揮教師主導作用

在數(shù)控仿真和數(shù)控加工實訓的教學銜接中，圍繞教學目標組織教學，需要在教學進度上保持同步，課題任務內容上協(xié)調，如完成某課題任務需用課時數(shù)，在圖樣分析、工藝確定、編寫程序等方面也需要一致，另外程序中的編寫格式要求，刀具選用，工序安排等也需要統(tǒng)一。為此安排教師同時承擔一個班級的數(shù)控仿真和數(shù)控加工實訓的教學任務，從課程教學計劃的制訂到教學內容在每課時中具體實施過程，精心策劃，合理安排，最大限度發(fā)揮教師的能力和作用。

四、結語

為使學生全面地了解和掌握數(shù)控機床的編程與操作技術，數(shù)控仿真與數(shù)控加工實訓的教學銜接還有很多工作要做。在充分利用仿真軟件和機床設備，提高教學效率和效果，發(fā)揮教師職業(yè)技能，使學生在有限的教學時間學到更多的相關知識和技能，提高數(shù)控操作技能水平等方面，還需要積極實踐與探索，不斷深化教學改革。

參考文獻：

[1]馬榮剛，張國林.仿真軟件在數(shù)控專業(yè)實訓教學中的應用研究[J].中國校外教育，2011（A，1）

[2]黃祥.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控技術教學中的應用探討[J].菏澤學院學報，2012（5）

[3]安榮，張信群.數(shù)控加工仿真技術在實訓教學中的應用[J].吉林工程技術師范學院學報，2012（4）

（作者單位：浙江科技工程學校）