數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床編程與操作實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

史文杰SHI Wen-jie；魏茂源WEI Mao-yuan

（煙臺南山學(xué)院機械工程實驗中心，龍口 265713）

（Mechanical Engineering Experimental Center of Yantai Nanshan University，Longkou 265713，China）

0 引言

目前在機械制造行業(yè)中越來越多的應(yīng)用到了數(shù)控加工，自然對此類人才的需求也就與日俱增了。但因為數(shù)控設(shè)備的價格很昂貴，很難做到每個學(xué)生都有足夠的操作數(shù)控機床的時間，并且如果學(xué)生操作失誤，很容易造成數(shù)控設(shè)備的損壞，既占用了設(shè)備加工時間，又增大了風(fēng)險。因此，如何增加學(xué)生的實踐操作機會，提高學(xué)生的實踐動手能力，培養(yǎng)出更多的相關(guān)專業(yè)人才，就成為擺在廣大職業(yè)院校的一道難題。各高職院校必須重視這一問題，探索出一套適合自己現(xiàn)狀的教學(xué)方法和教學(xué)模式。數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效的解決學(xué)生缺乏實踐操作機會的問題，因為該系統(tǒng)可以通過進行數(shù)控加工全過程的演示，比如數(shù)控加工程序的編制、虛擬仿真數(shù)控機床的操作、工件加工和測量等，讓學(xué)生了解和掌握到數(shù)控機床的各項程序指令和基本操作方法，為今后的實際操作打下良好的基礎(chǔ)。

分析數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床編程與操作實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，它作為前期的輔助教學(xué)手段已經(jīng)成為了一種最安全有效的教學(xué)方法和教學(xué)途徑。

1 數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床編程與操作實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

1.1 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高教學(xué)效率、節(jié)約成本。數(shù)控設(shè)備價格昂貴，數(shù)量有限。數(shù)控仿真系統(tǒng)通過計算機大量配置終端，徹底解決了數(shù)控機床數(shù)量不足的難題。同時數(shù)控仿真系統(tǒng)不存在安全問題，若操作失誤，系統(tǒng)會及時報警，并不會出現(xiàn)安全事故。不僅鞏固了學(xué)生的操作能力，讓學(xué)生有更多的實踐學(xué)習(xí)機會，也在很大程度上節(jié)約了教學(xué)成本，是數(shù)控機床編程與操作實訓(xùn)教學(xué)前期良好的輔助教學(xué)手段。

1.2 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以減少教師的工作量，提高教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)教學(xué)中，數(shù)控程序批閱的工作量非常大而且繁瑣。應(yīng)用數(shù)控仿真系統(tǒng)，學(xué)生程序出現(xiàn)小的失誤，數(shù)控仿真系統(tǒng)會及時報警，幫助學(xué)生改正編程過程中的錯誤。數(shù)控仿真系統(tǒng)自帶的考試功能能夠自動記錄學(xué)生操作過程的失誤，自動評分，極大的減少了教師工作量，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.3 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。數(shù)控機床編程與操作實訓(xùn)是理論和實踐相結(jié)合的課程，按照傳統(tǒng)的方法在課堂上講授編程指令，學(xué)生很難理解這些指令的內(nèi)涵以及與實際應(yīng)用之間的關(guān)系，學(xué)生會感覺空洞、枯燥、提不起興趣，而利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進行多媒體教學(xué)，直觀地向?qū)W生展示編程指令的實際加工應(yīng)用，學(xué)生可以將所學(xué)的指令在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進行模擬加工，發(fā)現(xiàn)編程過程中出現(xiàn)的錯誤，教師針對學(xué)生的錯誤及時進行講解，讓編程指令變得具體、形象，增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.4 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以增強學(xué)生動手操作能力。教師把數(shù)控機床操作的課程安排在實訓(xùn)車間來講授，其一受數(shù)控機床數(shù)量的限制，學(xué)生自己動手操作的時間不足；其二學(xué)生操作一旦出現(xiàn)失誤，輕則造成刀具或者機床的損壞，重則造成安全事故的發(fā)生。因此在進行數(shù)控機床實際操作之前，應(yīng)先利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，增強學(xué)生的動手操作能力。數(shù)控仿真系統(tǒng)采用的操作面板和按鍵功能與實際的數(shù)控機床完全相同，學(xué)生可以在數(shù)控仿真系統(tǒng)上自己動手操作機床來加深理解。即使操作過程中有失誤的地方，仿真系統(tǒng)也只是及時出現(xiàn)報警提示，而不會造成安全事故的發(fā)生，這樣學(xué)生就可以放心大膽地進行各種操作練習(xí)，從而增強了學(xué)生的動手操作能力。經(jīng)過了大量的數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作練習(xí)，再到數(shù)控機床進行實際操作，就會避免安全事故的發(fā)生。

1.5 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控編程時，如果不利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進行驗證，很難發(fā)現(xiàn)編程過程中出現(xiàn)的小的失誤。利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，即使再小的錯誤，如數(shù)字0 輸成字母O，坐標(biāo)值掉了小數(shù)點，字母Z 輸成數(shù)字2 等等，數(shù)控系統(tǒng)都會及時報警，程序無法運行。因此要在數(shù)控仿真系統(tǒng)上正確的運行程序，必須保證輸入的程序是正確無誤，這就培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。數(shù)控程序沒有60 分、90 分，只有0 分和100 分。

1.6 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和遠程培訓(xùn)。隨著社會對技能人才的大量需求，職業(yè)院校還應(yīng)擔(dān)負起社會勞動力的培訓(xùn)任務(wù)，利用數(shù)控仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)搭建的平臺，進行遠程教育將成為一種新的教育教學(xué)模式，它打破了地域和時間的限制，擴大培訓(xùn)人員的數(shù)量，縮短了培訓(xùn)的周期。

2 數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)用中的注意事項

2.1 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能檢查程序的對錯，無法檢查程序的好壞。數(shù)控仿真系統(tǒng)對數(shù)控程序編寫技巧、加工工藝安排無法檢查。教師應(yīng)在課堂上重點講解這些問題，學(xué)生應(yīng)結(jié)合所掌握的加工方法，進行加工工藝安排，然后在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進行模擬練習(xí)。

2.2 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能完成加工過程，不能檢查加工質(zhì)量。數(shù)控仿真系統(tǒng)在切削速度、進給量、吃刀量等對加工質(zhì)量的影響無法體現(xiàn)，實際加工中的刀具磨損在數(shù)控仿真系統(tǒng)里也不存在。在數(shù)控仿真系統(tǒng)里，只要程序是正確的，加工完成后的尺寸就是絲毫不差的。但是在實際操作中，刀具磨損、各種加工參數(shù)的設(shè)置都會影響最終的加工結(jié)果。數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用，會在一定程度上讓學(xué)生放松對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的認識。因此數(shù)控仿真系統(tǒng)只能用于數(shù)控機床編程與操作實訓(xùn)教學(xué)前期輔助教學(xué)，不能完全拋開實際機床的實習(xí)內(nèi)容，后期還要安排適當(dāng)?shù)膶嵙?xí)時間，通過實際操作來糾正以上不足。

綜上所述，數(shù)控仿真系統(tǒng)盡管畢竟和實際機床還是有很多區(qū)別，無法真正替代實際機床，但是數(shù)控仿真系統(tǒng)減少了資金投入，充分利用有限資源，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，減輕了老師的工作量，對于學(xué)生動手操作機床的能力培養(yǎng)，也起到了提高和增強的作用。

[1]吳長有.數(shù)控仿真應(yīng)用軟件實訓(xùn)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

[2]周金元.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].鄂州大學(xué)學(xué)報，2009（02）:74-77.

[3]上海宇龍仿真軟件工程有限公司.宇龍數(shù)控仿真軟件使用說明書[Z].2007.