數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用

趙海龍，劉 洋

（1.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)，天津 300222；2.天津職業(yè)大學(xué)，天津 300410）

0 引言

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)和虛擬技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)系統(tǒng)，是數(shù)控教學(xué)的重要工具。利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控教學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控教學(xué)的真實(shí)性模擬，并且操作比較安全，教師可以針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行操作。不僅可以有效提高學(xué)生的動(dòng)手能力，還可以大幅度提升自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，可以讓學(xué)生了解理論與實(shí)踐的差距，實(shí)現(xiàn)更好的學(xué)習(xí)。

1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

（1）保證教學(xué)財(cái)務(wù)支出的合理性。傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)中采用的是真實(shí)的數(shù)控機(jī)床設(shè)備，置辦這些設(shè)備需要花費(fèi)大量的財(cái)力，給學(xué)校造成很大的經(jīng)濟(jì)壓力。教學(xué)時(shí)無(wú)法讓每位學(xué)生都有機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)際操作，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也造成很大影響。引進(jìn)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)后，既可有效避免上述弊端，還可以節(jié)省教學(xué)開(kāi)支，降低了設(shè)備成本，減輕了學(xué)校經(jīng)濟(jì)壓力，可以讓每位學(xué)生進(jìn)行充分練習(xí)，提高了學(xué)習(xí)積極性，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量有著重要的意義。

（2）具有較好的安全性。因?yàn)閷W(xué)生未接觸過(guò)數(shù)控設(shè)備，對(duì)機(jī)床型號(hào)、操作、刀具等均不了解，操作時(shí)容易出現(xiàn)安全事故。利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)，可有效避免上述弊端。當(dāng)出現(xiàn)操作錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)給出提醒和警告，可以讓學(xué)生有充足的時(shí)間找出錯(cuò)誤和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。教師可以利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)讓學(xué)生更加直觀的對(duì)操作過(guò)程、設(shè)備型號(hào)、刀具性能等進(jìn)行觀察，既滿足了學(xué)生的好奇心，也增加了學(xué)習(xí)興趣。

（3）提高學(xué)生解決問(wèn)題能力。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以讓學(xué)生對(duì)不同的操作環(huán)節(jié)和零件的加工方式進(jìn)行觀察，體驗(yàn)每種方式的區(qū)別，增加記憶。研究設(shè)備參數(shù)，掌握不同參數(shù)對(duì)機(jī)床的作用，學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟操作技巧，體驗(yàn)不同參數(shù)下機(jī)床操作的差異性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正教學(xué)中的問(wèn)題。

（4）實(shí)現(xiàn)多樣化技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)有著極好的靈活性，可以讓學(xué)生進(jìn)行多樣化的訓(xùn)練。同時(shí)可以允許學(xué)生操作失誤，由于學(xué)生的掌握情況不同，遇到的問(wèn)題也不同，利用仿真系統(tǒng)可以讓其發(fā)現(xiàn)自身不足，明白失誤的原因，提高操作能力。

（5）存在問(wèn)題和應(yīng)注意的地方。雖然數(shù)控加工仿真系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一些缺點(diǎn)和不足。由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用于在教學(xué)中的時(shí)間比較短，技術(shù)還不是很成熟，在操作中還存在著一些不足，無(wú)法完全通過(guò)仿真系統(tǒng)的操作而實(shí)現(xiàn)真實(shí)的數(shù)控加工。所以說(shuō)，在教師利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)時(shí)要盡量避免這些不利因素。必須不斷的研發(fā)出新技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)與實(shí)際操作的無(wú)痕銜接。

（6）處理好仿真和實(shí)訓(xùn)的關(guān)系。雖然仿真系統(tǒng)大部分操作和實(shí)際數(shù)控機(jī)床一致，但二者之間還存在一定差異，無(wú)法完全取代真實(shí)教學(xué)。所以在對(duì)學(xué)生進(jìn)行仿真系統(tǒng)操作訓(xùn)練時(shí)，也要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行真實(shí)數(shù)控機(jī)床的操作練習(xí)，應(yīng)將兩者的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短。特別是在編程及實(shí)操練習(xí)方面，要鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，如工件的裝夾、量具的使用、刀具安裝與調(diào)整等，學(xué)生必須通過(guò)實(shí)際操作才能真正掌握。

2 虛擬仿真系統(tǒng)教學(xué)法的應(yīng)用

2.1 保證內(nèi)容的合理性

利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師要確保所教內(nèi)容的科學(xué)性與合理性，采用循序漸進(jìn)的方式對(duì)學(xué)生的操作能力進(jìn)行提高，讓學(xué)生在對(duì)知識(shí)充分理解之后在進(jìn)行動(dòng)手操作。

（1）教師要以基礎(chǔ)的FANUC教學(xué)為依據(jù)，在課堂上可以教授學(xué)生一些操作技巧等，在數(shù)控教學(xué)的仿真系統(tǒng)教學(xué)中，編程教學(xué)和操作教學(xué)是數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的主要教學(xué)模塊，在進(jìn)行這一方面的教學(xué)中，教師要充分提高學(xué)生的理解能力，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用靈活性。

（2）在進(jìn)行提高教學(xué)中，教師要結(jié)合SUMENS的編程和操作進(jìn)行教學(xué)，在編程和操作中不斷變換方式，讓學(xué)生可以對(duì)不同形式的編程和操作進(jìn)行數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的練習(xí)，提高對(duì)操作能力的掌握，同時(shí)鞏固基礎(chǔ)的應(yīng)用能力。

（3）對(duì)學(xué)生進(jìn)行拓展性訓(xùn)練，在學(xué)生充分掌握了基礎(chǔ)知識(shí)和對(duì)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)熟練操作之后，教師可以針對(duì)性進(jìn)行一些拓展練習(xí)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些課本外的知識(shí)，不拘泥于當(dāng)下所學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。

2.2 建立合理化的教學(xué)評(píng)價(jià)體系

（1）教師在完成仿真系統(tǒng)教學(xué)時(shí)，要及時(shí)地對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)和找出問(wèn)題，以便更好的對(duì)學(xué)生進(jìn)行授課。教師要不斷的對(duì)自身的教學(xué)能力進(jìn)行提高，使數(shù)控加工仿真系統(tǒng)能在教學(xué)中發(fā)揮最大的應(yīng)用價(jià)值。

（2）教師除了對(duì)自身教學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)外，還要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生的思維都是不同的，教師要善于發(fā)現(xiàn)他們的長(zhǎng)處和短板，以便制定不同的學(xué)習(xí)方案。如能力強(qiáng)的可適當(dāng)安排一些拓展性訓(xùn)練，能力差的可進(jìn)行鞏固練習(xí)，最終是要提高他們的信心和學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)自主學(xué)習(xí)。

（3）教師可以利用課余時(shí)間對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)適當(dāng)?shù)目荚囎寣W(xué)生加深對(duì)機(jī)床零件、刀具的認(rèn)識(shí)。同時(shí)要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，不能單純的以成績(jī)對(duì)學(xué)生進(jìn)行能力的認(rèn)知，要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行有效性引導(dǎo)，提高他們的學(xué)習(xí)能力。

2.3 恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)

應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)主要在于數(shù)控的編程和操作方面，它與實(shí)際的機(jī)床操作系統(tǒng)一樣都擁有同樣的操作面板和功能。不同的是，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在學(xué)生進(jìn)行操作時(shí)，即使出現(xiàn)編程或操作錯(cuò)誤時(shí)也不會(huì)發(fā)生安全事故等，所以學(xué)生在操作時(shí)就可以放心大膽的進(jìn)行操作，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤可以從中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高對(duì)數(shù)控操作知識(shí)的掌握能力。教師則可以利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)將數(shù)控理論知識(shí)和操作能力有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生邊學(xué)習(xí)理論知識(shí)，邊進(jìn)行操作，加深對(duì)理論知識(shí)的印象，為今后的實(shí)際機(jī)床操作奠定基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，增加了學(xué)生的動(dòng)手能力，在進(jìn)行仿真操作時(shí)，學(xué)生可以自主的提出問(wèn)題，通過(guò)對(duì)學(xué)生不同操作環(huán)節(jié)的觀察可以了解他們對(duì)知識(shí)的掌握情況，教師在進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)就可以有針對(duì)性的進(jìn)行指導(dǎo)。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)不會(huì)對(duì)學(xué)生造成傷害，可以避免傳統(tǒng)機(jī)床教學(xué)中的不利因素，還可為學(xué)校節(jié)省大量開(kāi)支。所以，在進(jìn)行數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)意義重大。

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