淺談數(shù)控仿真軟件在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：數(shù)控仿真加工是利用軟件來模擬實(shí)際加工過程，是驗(yàn)證數(shù)控加工程序和加工軌跡正確性的工具。為了緩解學(xué)生多、設(shè)備少的問題，學(xué)校利用仿真加工軟件進(jìn)行數(shù)控加工的編程和操作訓(xùn)練教學(xué)，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，還掌握了基本操作過程，還可以通過仿真來解決實(shí)訓(xùn)中存在的一些問題，使實(shí)踐教學(xué)達(dá)到事倍功半的效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；數(shù)控教學(xué)；仿真軟件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.130

數(shù)控技術(shù)是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高技術(shù)的產(chǎn)物。它的出現(xiàn)及所帶來的巨大效益，已引起了世界各國(guó)科技與工業(yè)界的普遍重視。隨著數(shù)控機(jī)床用量的增加，急需培養(yǎng)一批熟練掌握現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)床編程、操作和維護(hù)的技能型人才，對(duì)人才的需求也使得機(jī)械領(lǐng)域的人才培養(yǎng)模式越來越完善。但是數(shù)控機(jī)床是一類價(jià)格相對(duì)昂貴的設(shè)備，數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)投資較大，在數(shù)量上很難滿足數(shù)控教學(xué)的要求。因而，數(shù)控仿真軟件就起到了很好的替代作用。

1 數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中的意義

數(shù)控仿真軟件是利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)控加工操作過程進(jìn)行模擬仿真的一種教學(xué)軟件。目前常見的有上海宇龍、南京斯沃等不同數(shù)控加工仿真軟件。仿真系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合的過程中所起到的作用，也日益得到了好評(píng)。

（1）仿真系統(tǒng)中，機(jī)床操作面板和操作步驟與相應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)際數(shù)控機(jī)床基本相同，在這種虛擬的環(huán)境下，使學(xué)生通過仿真系統(tǒng)熟悉數(shù)控系統(tǒng)的編程方法及基本操作，又克服了數(shù)控設(shè)備不足的困難；

（2）能全面模擬數(shù)控加工的整個(gè)過程，包括機(jī)床選擇、定義毛坯、工件裝夾、安裝刀具、對(duì)刀、機(jī)床手動(dòng)操作、程序編輯、自動(dòng)加工等，讓學(xué)生完整的了解和掌握整個(gè)數(shù)控加工操作過程；

（3）仿真軟件教學(xué)的安全性高，配置要求低，只要有仿真軟件和電腦，就能實(shí)現(xiàn)模擬教學(xué)。

2 數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

（1）彌補(bǔ)設(shè)備不足的問題，節(jié)約教學(xué)和設(shè)備經(jīng)費(fèi)。數(shù)控編程的教學(xué)和數(shù)控實(shí)訓(xùn)相對(duì)其他實(shí)訓(xùn)或其他文科專業(yè)的實(shí)訓(xùn)相比，設(shè)備投入量大大增加，要讓每個(gè)學(xué)生都能有充足的時(shí)間來學(xué)習(xí)機(jī)床的操作，資金投入會(huì)相當(dāng)大。同時(shí)，學(xué)校還要建設(shè)一定規(guī)模的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，才能滿足需要。而我們利用軟件教學(xué)，每個(gè)學(xué)生可以配備一臺(tái)裝有仿真軟件的計(jì)算機(jī)，在機(jī)床不充足的情況下，可以安排一部分學(xué)生進(jìn)行仿真加工，及時(shí)掌握自己的不足之處，解決編程和加工過程中的問題。同時(shí)又能保證每個(gè)學(xué)生都有充足的時(shí)間來動(dòng)手操作，提高實(shí)訓(xùn)效果。

（2）利用軟件教學(xué)能夠有效地結(jié)合理論學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)做”一體化。數(shù)控編程是一門抽象的專業(yè)核心課程，更注重實(shí)踐性。即使學(xué)生能夠快速完整的將程序編出來，但實(shí)際加工的軌跡只有在加工過程中才能夠完整的體現(xiàn)。加工過程中的某些操作，也只有在學(xué)生動(dòng)手過程中，才能夠熟練掌握。因此，利用仿真軟件一邊演示一邊教學(xué)，通過刀具和工件的運(yùn)動(dòng)使學(xué)生更容易理解。在學(xué)生動(dòng)手操作的過程中，加深對(duì)知識(shí)的理解，使知識(shí)形象化，提高教學(xué)質(zhì)量。

（3）在電腦上完成程序的輸入、機(jī)床的操作、工件的加工和測(cè)量等加工過程，可以使學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)改正。在機(jī)床的實(shí)際操作中，一般會(huì)利用機(jī)床的圖形校驗(yàn)功能來檢驗(yàn)所編程序，如果發(fā)現(xiàn)問題必須在機(jī)床面板上操作修改，因此學(xué)生占用機(jī)床的時(shí)間較長(zhǎng)。所以，實(shí)際操作前，可以讓學(xué)生在數(shù)控仿真軟件上輸入自己的程序，利用軟件上的校驗(yàn)功能來檢查程序的正確性，這樣既能節(jié)省時(shí)間，又能提高學(xué)生的加工操作效率。

3 利用仿真軟件教學(xué)易出現(xiàn)的問題

和真實(shí)的數(shù)控機(jī)床相比，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)只是加工過程的模擬并非真實(shí)加工過程。因此，學(xué)生在利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程與操作練習(xí)時(shí)，往往容易忽視切削用量的選擇、刀具的選用、零件的裝夾、操作的步驟和順序等方面的為題，如果不注意，以后在實(shí)際加工中便會(huì)因?yàn)檫@些問題出現(xiàn)撞到現(xiàn)象，從而影響零件的加工質(zhì)量和操作效率。

其次，由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)不會(huì)對(duì)人身安全造成影響，所有問題都會(huì)以報(bào)警的方式提示學(xué)生，同時(shí)機(jī)床也會(huì)暫停加工，這樣使學(xué)生容易放松對(duì)安全生產(chǎn)的要求，而對(duì)于在練習(xí)時(shí)不在意系統(tǒng)的報(bào)警信息，不及時(shí)處理問題的習(xí)慣一旦養(yǎng)成，可能就會(huì)在實(shí)際操作中損壞機(jī)床，甚至發(fā)生人身安全事故。

因此，利用數(shù)控仿真軟件教學(xué)時(shí)，要注意幾個(gè)問題：

3.1 合理安排仿真教學(xué)的時(shí)間

數(shù)控仿真軟件教學(xué)一般是伴隨數(shù)控編程教學(xué)過程中安排的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生在教師的講授下先學(xué)習(xí)基礎(chǔ)編程和加工工藝方面的知識(shí)，通過掌握了編程的指令以及編程方法之后，再利用仿真軟件進(jìn)行教學(xué)，能讓學(xué)生及時(shí)掌握理論知識(shí)和實(shí)際操作過程中的操作要點(diǎn)。

3.2 規(guī)范學(xué)生對(duì)軟件的使用

雖然是在計(jì)算機(jī)上仿真完成數(shù)控加工過程，但教師一定要要求學(xué)生按照實(shí)際操作加工中的要求來做，如正確裝夾零件，合理選用切削用量，正確的進(jìn)行對(duì)刀。學(xué)生養(yǎng)成了良好的操作習(xí)慣，在以后的教學(xué)中會(huì)起到很大的作用。另外，要求學(xué)生采用仿真系統(tǒng)上的系統(tǒng)操作面板，使學(xué)生盡快熟悉面板上各個(gè)鍵的位置。同時(shí)，在教學(xué)的過程中要告訴學(xué)生哪些操作方法和實(shí)際加工時(shí)是不相同的，及時(shí)跟學(xué)生做詳細(xì)的講解說明，防止在以后實(shí)操中出現(xiàn)問題。

通過數(shù)控仿真軟件的使用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控編程理論時(shí)，提高了學(xué)生的機(jī)床操作能力。同時(shí)減輕了實(shí)訓(xùn)教師的工作強(qiáng)度，減少了工件材料和刀具的損耗，節(jié)約了實(shí)踐環(huán)節(jié)的成本。但是兩者之間始終有差距存在，因此，我們只有在教學(xué)中科學(xué)、合理、有效的利用仿真軟件才能更好的為教學(xué)服務(wù)，并在軟件的應(yīng)用過程中更好的解決實(shí)訓(xùn)中存在的一些問題，使實(shí)踐教學(xué)達(dá)到事倍功半的效果。

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