對(duì)仿真教學(xué)的幾點(diǎn)思考

摘 要：仿真軟件確實(shí)給教學(xué)帶來(lái)一定的便利。同時(shí)必須要擺正一個(gè)事實(shí)：仿真軟件加工與實(shí)踐加工存在一定的差距。數(shù)控教學(xué)只能用軟件仿真進(jìn)行初期感性訓(xùn)練和基本程序與指令代碼的練習(xí)，而不能把整個(gè)教學(xué)活動(dòng)完全放在軟件上，并且在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中還必須給學(xué)生講明白兩者所存在的差距和容易出現(xiàn)的問(wèn)題，使其對(duì)軟件仿真有正確的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：FANUC；工藝分析；直觀教學(xué)；規(guī)范操作

現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電機(jī)、電氣傳動(dòng)、測(cè)量、監(jiān)控、機(jī)械制造等技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域最新成果而形成的一門(mén)跨學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的高新技術(shù)之一。仿真軟件加工與實(shí)踐加工存在一定的差距，要摒除這樣一種思想：學(xué)好仿真軟件，就等于掌握了數(shù)控加工技術(shù)。我們只有合理地處理好仿真軟件與數(shù)控加工之間的問(wèn)題，才能使我們的教學(xué)服務(wù)成為真正的技術(shù)服務(wù)。結(jié)合這幾年的數(shù)控教學(xué)以及教學(xué)中涉及的一些問(wèn)題，我比較淺顯地談一下仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的利與弊。

一、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

機(jī)械數(shù)控專(zhuān)業(yè)是一門(mén)很枯燥的專(zhuān)業(yè)。仿真軟件的教學(xué)為我們提供了一個(gè)豐富多彩的平臺(tái)，類(lèi)似WINDOWS的操作窗口，鼠標(biāo)式的操作方法，生動(dòng)逼真的加工過(guò)程，讓學(xué)生應(yīng)接不暇，沒(méi)有油污的污染和機(jī)器轟鳴，更讓學(xué)生樂(lè)不思蜀。這樣既鞏固了學(xué)習(xí)知識(shí)，又提高了學(xué)習(xí)興趣。

二、提高了編程能力

學(xué)習(xí)數(shù)編程是個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，作為教師不可能通過(guò)幾個(gè)課時(shí)或者一兩個(gè)程序的加工演示就能讓學(xué)生掌握編程技巧。學(xué)生必須熟悉各個(gè)指今代碼及其格式、功能。對(duì)于初次接觸的學(xué)生在這方面還是“一知半解”。仿真軟件確實(shí)解決了這一問(wèn)題，非常形象并且直觀的描述了其功能。

三、解決了學(xué)?！吧嘀嗌佟钡囊淮箅y題

對(duì)職業(yè)學(xué)校來(lái)說(shuō)，特別是中小型職業(yè)學(xué)校，價(jià)格不菲的數(shù)控機(jī)床確實(shí)成為數(shù)控專(zhuān)業(yè)發(fā)展的難題。實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不可能做到一人一臺(tái)機(jī)床，仿真軟件卻可以做到一人一機(jī)，從而緩解了這一矛盾。讓學(xué)生在實(shí)踐操作的同時(shí)，可以鞏固理論基礎(chǔ)。

同時(shí)，仿真軟件還解決了耗材和機(jī)械磨損等方面的問(wèn)題。程序只有在不斷加工過(guò)程中才得以完善，在軟件上我們可以重復(fù)加工，反復(fù)訓(xùn)練而沒(méi)有上述消耗，只需要進(jìn)行一兩次實(shí)際操作就能達(dá)到事半功倍的效果。

四、便捷了直觀教學(xué)

“把機(jī)床搬到教室”，讓不可能變成可能。理實(shí)一體化教室對(duì)大部分中等職業(yè)學(xué)校的學(xué)生可能是個(gè)遙不可及的規(guī)劃。但是靈活、直觀的教學(xué)是學(xué)生學(xué)好機(jī)械課程的必備前提，理論教學(xué)的直觀問(wèn)題讓我們一籌莫展時(shí)，仿真讓我們的教學(xué)達(dá)到立竿見(jiàn)影的效果。

1.讓仿真走進(jìn)多媒體教室

它生動(dòng)逼真的界面可以讓學(xué)生置身于真實(shí)當(dāng)中，我們不需要手把手的指著某個(gè)按鈕或是某個(gè)路徑而講解得口干舌燥。我們可以根據(jù)學(xué)生掌握的情況，通過(guò)學(xué)生操作的結(jié)果，共同找出問(wèn)題，然后解決問(wèn)題。既熟悉了操作過(guò)程，又避免了一些不必要的事故發(fā)生，為老師的教學(xué)帶來(lái)了和諧統(tǒng)一。

2.解決了課堂和實(shí)操室所不能解決的問(wèn)題

數(shù)控教學(xué)中，數(shù)控指令的應(yīng)用是數(shù)控加工的靈魂。仿真不僅可以讓我們很直觀地看到該指令的操作過(guò)程，更能清晰地看到數(shù)控機(jī)床上不可能直接顯示出的走刀路線(xiàn)。同時(shí)，它猶如三維動(dòng)畫(huà)的演示讓學(xué)生身臨其境，從而讓學(xué)生達(dá)到學(xué)與悟的統(tǒng)一。

3.緩解了教學(xué)壓力

數(shù)控領(lǐng)域一直都處在摸索階段，并且在成長(zhǎng)中不斷改進(jìn)。仿真給我們提供了這樣一個(gè)平臺(tái)，可以通過(guò)邊教邊運(yùn)用、邊學(xué)邊試切等方法來(lái)在課堂上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題從而解決問(wèn)題。這樣，教師也不會(huì)因?yàn)樵谡n堂中某個(gè)模棱兩可的問(wèn)題而束手無(wú)策，更不因在課堂模糊的教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生加工中的誤操作。

五、拓展了數(shù)控教學(xué)的知識(shí)領(lǐng)域

我國(guó)從華中數(shù)控的研發(fā)開(kāi)始，數(shù)控系統(tǒng)以及數(shù)控機(jī)床的發(fā)展相當(dāng)迅速。仿真幾乎影響了市場(chǎng)的全部數(shù)控系統(tǒng)，其軟件開(kāi)發(fā)公司為了占盡先機(jī)，系統(tǒng)更新更快。在感觀上，對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型有輪廓認(rèn)識(shí)；特別是在實(shí)操上，更重要的是可以能通過(guò)各個(gè)系統(tǒng)的使用，然后比較該系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)和不同之處。有比較的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生更容易掌握各系統(tǒng)，可以靈活運(yùn)用。

總的來(lái)說(shuō)，這些仿真的教學(xué)在一定程度上填補(bǔ)了數(shù)控領(lǐng)域的空白，讓學(xué)生的知識(shí)得到延伸，更為數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用做了更好的鋪墊。

六、忽略了工藝問(wèn)題

在數(shù)控機(jī)床或者車(chē)削加工中心上加工零件，首先要根據(jù)零件圖制定合理的工藝方案，這樣才能進(jìn)行編程加工。工藝方案的優(yōu)劣不僅影響數(shù)控機(jī)床效率的發(fā)揮，而且將將直接影響到零件的加工質(zhì)量。仿真軟件在這方面不能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榉抡孳浖系母杏^認(rèn)識(shí)與數(shù)控加工中的直接認(rèn)識(shí)存在著一定的差距，我們只有在找出這些問(wèn)題時(shí)，針對(duì)學(xué)生對(duì)癥下藥。

七、模糊學(xué)生的操作導(dǎo)向

盡管仿真教學(xué)給我們的教學(xué)中帶來(lái)直觀和便捷，但在仿真學(xué)習(xí)的過(guò)程中，有些三維的描述以及直觀性不如實(shí)地操作那樣具有真實(shí)的、全方位的認(rèn)識(shí)。甚至在某些方面會(huì)誘導(dǎo)學(xué)生的操作導(dǎo)向，具體表現(xiàn)在這兩種情況上。

1.在刀具的安裝使用上

在數(shù)控加工上，為了體現(xiàn)“一刀活”的效率，針對(duì)加工精度不高的工件，我們經(jīng)常用右偏刀既加工外圓又加工端面。例如，在端面車(chē)削簡(jiǎn)單循環(huán)，G94加工工藝決定了刀具的安裝形式：Z（軸向）方向進(jìn)刀，X（徑向）方向車(chē)削。所以在裝夾刀具的時(shí)，應(yīng)將右偏刀的主切削刃切削工件。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是讓刀具橫著安裝，增加切削面積，這樣有利于完全切削與進(jìn)刀。但是在仿真模擬演示中，卻是直著安裝，也就是說(shuō)是副切削刃接觸工件，并用副切削刃切削加工。所以在實(shí)際加工中，學(xué)生常誤解這一問(wèn)題，用副切削刃強(qiáng)力切削，結(jié)果導(dǎo)致崩刀或是表面極不光滑。

2.走刀路徑的模糊

在G72端面復(fù)合循環(huán)的加工中，在很多系統(tǒng)的教材中都明確指出加工形狀路徑為臺(tái)階狀。無(wú)論是法蘭克系統(tǒng)還是華中系統(tǒng)沒(méi)有明確指出該路徑中退刀路徑的區(qū)別。同樣在仿真模擬中，這兩種進(jìn)刀、退刀、車(chē)削路徑所描述的也完全相同。但是在實(shí)操過(guò)程中，這兩種加工路徑還是有明顯的區(qū)別，特別是在某些特殊輪廓的加工中，不同的走刀路徑會(huì)導(dǎo)致完全不同的操作結(jié)果。這些模糊不清的問(wèn)題讓學(xué)生又一次走進(jìn)誤區(qū)并且還茫然不知。

八、導(dǎo)致學(xué)生的不規(guī)范操作

安全生產(chǎn)是機(jī)械加工的重中之重，其中規(guī)范操作是保證安全生產(chǎn)的前提。在數(shù)控大賽中，現(xiàn)場(chǎng)裁判組也將規(guī)范操作劃為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的第二大塊。但是，在仿真軟件的教學(xué)中學(xué)生卻往往忽視。

1.開(kāi)機(jī)后不回零

在有關(guān)數(shù)控系統(tǒng)的說(shuō)明書(shū)中，開(kāi)篇就警示：開(kāi)機(jī)后應(yīng)先回參考點(diǎn)。但是在仿真軟件中，學(xué)生感受不到該操作的嚴(yán)重性。從而養(yǎng)成了這種不規(guī)范操作的習(xí)慣。

2.刀具的安裝

刀具的安裝包括墊片選用、夾緊以及對(duì)中心高等，但是仿真軟件中刀具的安裝較為簡(jiǎn)單，容易導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)際加工中漏掉對(duì)中心高的操作和疏忽夾緊操作。

3.不進(jìn)行程序的校驗(yàn)

實(shí)際加工前，必須通過(guò)校驗(yàn)程序來(lái)檢驗(yàn)他的正確性。但是很多仿真數(shù)控系統(tǒng)沒(méi)有其校驗(yàn)功能，所以很多學(xué)生認(rèn)為仿真加工實(shí)際上就是一次校驗(yàn)加工，只要仿真加工沒(méi)有問(wèn)題，則實(shí)際加工就沒(méi)有問(wèn)題，從而導(dǎo)致了不規(guī)范操作。

這三種操作現(xiàn)象只是在仿真教學(xué)中突出的三種表象，我們應(yīng)嚴(yán)肅學(xué)生的操作規(guī)范，在仿真教學(xué)和實(shí)際加工中形成規(guī)范操作的一條龍?bào)w系。

綜上所述，在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中還必須給學(xué)生講明白兩者的差距和容易出現(xiàn)的問(wèn)題，必須對(duì)學(xué)生嚴(yán)加管理，使其對(duì)軟件仿真有正確的認(rèn)識(shí)，對(duì)實(shí)際操作加工有足夠的重視；必須保證軟件仿真教學(xué)得到充分的運(yùn)用，同時(shí)又要保證實(shí)際操作的地位得到權(quán)威性的提高，才能有效地組織數(shù)控教學(xué)，使我們的數(shù)控教學(xué)既科學(xué)又客觀，既高效又實(shí)用。

參考文獻(xiàn)：

劉小平.多路多道仿真軟件的研究[A].第7屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（二）[C]，1994.

編輯 李 姣