仿真軟件在《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

茍建峰

摘要：《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用》是高職學(xué)院機(jī)械制造及自動化、模具設(shè)計與制造專業(yè)必修的一門主干專業(yè)課程。本文就仿真軟件在該課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，提出幾點(diǎn)體會，旨在提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：仿真軟件；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用；課程教學(xué)；應(yīng)用研究

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0160-02

《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用》是高職學(xué)院機(jī)械制造及自動化、模具設(shè)計與制造專業(yè)必修的一門主干專業(yè)課程。本文就仿真軟件在該課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，提出幾點(diǎn)體會，旨在進(jìn)一步規(guī)范教學(xué)方法和教學(xué)手段，改善課程教學(xué)條件；提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。

一、該課程目前在教學(xué)中存在的問題

《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用》課程是機(jī)械制造及自動化專業(yè)的主干專業(yè)核心理論課程。本院每學(xué)年開設(shè)該課程的班級較多，授課老師也多，在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)存在以下問題：

1.課程教學(xué)內(nèi)容比較抽象，學(xué)生理解困難。一般機(jī)制專業(yè)的學(xué)生前期對數(shù)控相關(guān)知識和設(shè)備了解較少，初步接觸該課程時沒有感性認(rèn)識，對所講內(nèi)容感覺抽象不易理解和掌握，學(xué)習(xí)興趣不濃。

2.傳統(tǒng)教學(xué)往往將理論和實(shí)訓(xùn)分開進(jìn)行，不僅導(dǎo)致理論老師和實(shí)訓(xùn)教師重復(fù)講授，而且造成了師資、時間和設(shè)備的極大浪費(fèi)，也不利于理論和實(shí)踐的結(jié)合。

3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對理論較為滯后，加之學(xué)生之前對數(shù)控設(shè)備沒有接觸，實(shí)驗(yàn)時間比較緊張（在規(guī)定時間內(nèi)很難完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容），以及學(xué)生在初學(xué)時對編程操作不熟練，往往存在一定的安全隱患；極易造成機(jī)床、刀具的損壞，更有甚者造成人身傷害。

4.數(shù)控設(shè)備不足以及機(jī)制專業(yè)數(shù)控實(shí)訓(xùn)少，學(xué)生很難通過幾次實(shí)驗(yàn)掌握所學(xué)內(nèi)容。如果數(shù)控機(jī)床的編程操作完全依靠數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)作訓(xùn)練，則投入大消耗較大成本極高。一般學(xué)校很難承擔(dān)起此種消耗與投入，且也完全沒有必要。

5.數(shù)控系統(tǒng)型號多且復(fù)雜。一般院校所使用的教材可能會與實(shí)際實(shí)訓(xùn)的設(shè)備系統(tǒng)不一致，且學(xué)校也不可能將所有的系統(tǒng)配齊。這樣便導(dǎo)致課堂所講系統(tǒng)與實(shí)際實(shí)訓(xùn)不同，在校所學(xué)的系統(tǒng)與工廠中不符，而最終導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)后不能很快定崗生產(chǎn)。

二、仿真軟件在該課程教學(xué)過程中的優(yōu)勢

1.在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中實(shí)際的數(shù)控機(jī)床往往只是某一種數(shù)控系統(tǒng)，有可能與課堂所講系統(tǒng)不同。而仿真軟件往往自帶多種數(shù)控系統(tǒng)（如圖1所示），可以方便學(xué)生熟悉和學(xué)習(xí)不同系統(tǒng)。

2.仿真軟件一般包含多個廠家的數(shù)控設(shè)備，而且仿真的機(jī)床面板和實(shí)際機(jī)床完全一致且系統(tǒng)模擬仿真真實(shí)（如圖2所示），學(xué)生練習(xí)操作面板極為方便。

3.仿真軟件可以在虛擬環(huán)境下對程序進(jìn)行仿真驗(yàn)證、圖像模擬等。仿真的圖像形象逼真，真實(shí)再現(xiàn)了實(shí)際加工過程。（如圖3所示）

4.仿真軟件的三維仿真加工過程形象逼真，學(xué)生可以直觀形象地感受數(shù)控機(jī)床的實(shí)際加工過程，更容易理解和接受所學(xué)知識。

5.仿真軟件具有多種模式，授課模式、練習(xí)模式以及測驗(yàn)?zāi)Ｊ降龋瑯O大地方便教師講授和學(xué)生練習(xí)以及在線測驗(yàn)。

6.利用仿真軟件采用虛擬機(jī)床替代真實(shí)機(jī)床進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，不僅可以解決設(shè)備和師資的不足，同時也可以節(jié)約實(shí)訓(xùn)成本，更經(jīng)濟(jì)。

三、仿真軟件在該課程教學(xué)過程中的創(chuàng)新和應(yīng)用

1.運(yùn)用數(shù)控仿真軟件結(jié)合多媒體教學(xué)。打破了以前的《數(shù)控技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)的傳統(tǒng)方法?，F(xiàn)在老師先利用多媒體或者在黑板上講解原理以及指令的格式、編程方法及注意事項(xiàng)，然后現(xiàn)場運(yùn)用數(shù)控仿真軟件對其所講解的指令進(jìn)行示例編程并模擬真實(shí)機(jī)床生產(chǎn)加工，并結(jié)合多媒體廣播給學(xué)生演示加工過程，這樣學(xué)生就更容易理解和掌握所講內(nèi)容。最后學(xué)生再利用練習(xí)模式進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，并直觀感受，從而較快地理解掌握所學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)自信心。突出學(xué)生手腦并用的效果，使學(xué)生被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。在很大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人；同時也使原本抽象枯燥乏味的理論教學(xué)內(nèi)容更加容易理解和掌握，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.運(yùn)用仿真軟件可以使得學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)或者實(shí)訓(xùn)之前對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行熟悉，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)之前先通過自己的實(shí)際仿真練習(xí)，對相關(guān)設(shè)備的操作和使用有一定的了解，然后再去車間做實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)就能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，同時也避免了學(xué)生在初學(xué)時由于編程錯誤以及設(shè)備操作不熟練或者不當(dāng)，而造成機(jī)床、刀具的損壞，更有甚者造成人身傷害，讓學(xué)生做實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)時更安全高效。老師在上課時可以對不同數(shù)控系統(tǒng)以及設(shè)備進(jìn)行比較和歸納講解，讓學(xué)生能很快清楚和理解掌握不同數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)備之間的區(qū)別并很快適應(yīng)；達(dá)到一通百通的目的。而最終可以使學(xué)生在就業(yè)進(jìn)入工廠后針對不同的數(shù)控系統(tǒng)都能得心應(yīng)手，很快適應(yīng)生產(chǎn)崗位。

3.運(yùn)用仿真軟件可以彌補(bǔ)設(shè)備不足以及實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)較少的問題。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作之前，可以自己先利用仿真軟件對實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行模擬操作，然后再去車間在數(shù)控設(shè)備上進(jìn)行實(shí)際操作，這樣就可以極大地節(jié)省操作的時間，縮短實(shí)習(xí)周期，而且也提高了設(shè)備的利用率。其次現(xiàn)在幾乎所有的學(xué)生都有自己的電腦，這樣學(xué)生就可以在課外或者空余時間足不出戶在自己宿舍對所講的內(nèi)容及自己的作業(yè)等進(jìn)行反復(fù)的仿真練習(xí)和驗(yàn)證。既保證了每個同學(xué)有充足的時間來動手練習(xí)，同時也不僅使學(xué)生掌握了編程知識以及機(jī)床操作技能，一舉兩得。

4.仿真軟件往往包含從經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控到高檔數(shù)控系統(tǒng)等多種數(shù)控系統(tǒng)。教師可以根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)知識的掌握情況以及認(rèn)知水平和發(fā)展的需要，循序漸近地掌握數(shù)控編程與操作技巧。在實(shí)際講授時可分為兩個模塊進(jìn)行：一為基礎(chǔ)模塊，這一模塊是教學(xué)重點(diǎn)，主要講解與訓(xùn)練該課程所講的最常用的數(shù)控系統(tǒng)中的編程指令及方法、操作及應(yīng)用。以及當(dāng)前學(xué)校配備的數(shù)控系統(tǒng)的編程方法和操作，這樣不僅使絕大多數(shù)學(xué)生都能掌握該課程的基本內(nèi)容知識，同時也使學(xué)生進(jìn)行技能練習(xí)時方便，必須使學(xué)生熟練掌握，靈活應(yīng)用。二為提高模塊，由于學(xué)生工作之后可能操作的數(shù)控系統(tǒng)與上學(xué)時所學(xué)的不同，所以這部分主要為學(xué)有余力的學(xué)生講解與訓(xùn)練目前絕大多數(shù)企業(yè)所使用的高檔數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床的編程與操作，以幫助學(xué)生提高在不同數(shù)控系統(tǒng)下對不同數(shù)控機(jī)床的編程方法的理解與應(yīng)用能力；這樣，學(xué)生在從業(yè)時能夠信心十足地面對所操作的數(shù)控機(jī)床，較快適應(yīng)所從事的工作。

四、結(jié)束語

仿真軟件雖然可以代替數(shù)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)踐操作學(xué)習(xí)，但畢竟是虛擬加工，和實(shí)際操作尚存差距。且仿真軟件沒有切削用量概念，操作者可以隨意進(jìn)刀而不會撞刀和崩刀，同時仿真軟件只能進(jìn)行初期感性訓(xùn)練和基本指令代碼與程序的練習(xí)。所以要求教師在利用仿真軟件進(jìn)行實(shí)際教學(xué)過程中重點(diǎn)介紹實(shí)際操作過程以及指令程序的理解和驗(yàn)證，同時要求學(xué)生完全按切削用量進(jìn)行仿真，并告訴學(xué)生仿真軟件操作和機(jī)實(shí)際床操作的區(qū)別?？傊?，正確發(fā)揮其在教學(xué)中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。

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