數(shù)控仿真軟件在機電數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用研究

司媛媛 河南工學(xué)院

隨著科技時代的到來，科技已經(jīng)逐漸改變了人們的生活，尤其是在機電數(shù)控教學(xué)中，由于機電數(shù)控教學(xué)涉及的知識比較復(fù)雜，同時在實際訓(xùn)練的過程中需要大量的設(shè)備，為實際教學(xué)提供了較高的難度，導(dǎo)致機電數(shù)控教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量始終無法得到有效提高。而在機電數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用仿真軟件，能夠有效解決以上問題進而達到提高機電數(shù)控教學(xué)質(zhì)量的目的。

1 數(shù)控仿真軟件應(yīng)用的優(yōu)點

數(shù)控仿真軟件在實際應(yīng)用教學(xué)中的優(yōu)點主要包括以下幾點，第一，節(jié)約教學(xué)成本，提高教學(xué)訓(xùn)練質(zhì)量。在應(yīng)用仿真軟件的過程中，由于機電教學(xué)中需要應(yīng)用的設(shè)備價格較高，即使學(xué)校配備了相應(yīng)設(shè)備，也無法使每個學(xué)生都得到充分鍛煉。要想提高教學(xué)質(zhì)量，學(xué)校就要耗費大量的資金，提高了教學(xué)成本。但是在機電數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，能夠使學(xué)生在仿真軟件中進行鍛煉，將機床訓(xùn)練與實際訓(xùn)練相互結(jié)合，這種方式不僅能夠?qū)W(xué)生的實際操作能力進行鍛煉，同時還能夠降低教學(xué)成本。在傳統(tǒng)教學(xué)中，應(yīng)用機床設(shè)備進行教學(xué)，會產(chǎn)生一定數(shù)量的殘次品，造成零件材料出現(xiàn)浪費的情況，而將仿真軟件應(yīng)用在其中，不會出現(xiàn)殘次品，節(jié)省教學(xué)材料。另外，數(shù)控仿真軟件的安裝方式非常簡單，不需要專業(yè)人員進行安裝，維護使用的成本也較低，非常適合大面積的進行教學(xué)應(yīng)用。

第二，保證教學(xué)設(shè)備的應(yīng)用效率。在實際教學(xué)中，由于機床設(shè)備的價格比較昂貴，要想滿足教學(xué)需求，學(xué)校至少要花費幾百萬購買機床設(shè)備，而對于普通學(xué)校來說教學(xué)成本過高。在這種形式下，大多數(shù)學(xué)校開設(shè)了小班教學(xué)，這種教學(xué)方式雖然能夠節(jié)省教學(xué)成本，但是要求學(xué)校具有雄厚的師資力量，大多數(shù)學(xué)校也依然無法滿足這種要求，這也是教學(xué)質(zhì)量始終無法提高的根本原因。而將數(shù)控仿真軟件應(yīng)用在機床教學(xué)中，能夠減少數(shù)控機床的使用數(shù)量，進而節(jié)約了教學(xué)成本，對教學(xué)設(shè)備進行充分利用[1]。

2 數(shù)控仿真軟件在數(shù)控機電教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 在實踐教學(xué)中的應(yīng)用

在實際數(shù)控機床教學(xué)中，由于機床的價格在幾萬到幾百萬之間，同時數(shù)控機床有許多種類，每種機床的運行系統(tǒng)以及操作系統(tǒng)都不同，因此學(xué)校不僅需要購買各種類型的數(shù)控機床，同時還要對每種數(shù)控機床的操作方式進行教學(xué)，在耗費大量的教學(xué)資源的同時還需要大量的資金投入，為學(xué)校正常教學(xué)提供了一定的難度。而仿數(shù)控真軟件在實際應(yīng)用過程中，能夠?qū)?shù)控機床中的大量設(shè)備終端系統(tǒng)進行實踐教學(xué)，這種教學(xué)方式能夠大大降低數(shù)控機床的使用數(shù)量。也就是說，需要在多種類型數(shù)控機床上進行的教學(xué)，只需要在一種數(shù)控機床中進行教學(xué)就可以，使學(xué)生將更多的時間應(yīng)用在實踐訓(xùn)練中。另外，數(shù)控仿真軟件中安裝了各種類型的訓(xùn)練系統(tǒng)，學(xué)生可以利用不同的訓(xùn)練模塊進行實踐操作。例如，學(xué)生在制作實際模型的過程中，可以利用軟件中的仿真系統(tǒng)進行制作，這種方式不僅能夠節(jié)約制作材料，學(xué)生如果在操作過程中遇到不會的問題，還可以通過反復(fù)操作進行練習，大幅度提高學(xué)生的實踐操作能力。在學(xué)習機床操作流程的過程中，學(xué)生可以可以利用軟件中的模擬教學(xué)板塊，對機床的操作流程進行模擬訓(xùn)練，增強學(xué)生對正確操作流程的熟悉程度，避免在實際操作中出現(xiàn)安全問題，保證學(xué)習質(zhì)量[2]。

2.2 在培養(yǎng)創(chuàng)新意識中的應(yīng)用

創(chuàng)新意識無論是在學(xué)生的理論學(xué)習還是實踐學(xué)習中都有非常重要的作用，創(chuàng)新意識的培養(yǎng)不僅能夠鍛煉學(xué)生的思維拓展能力，同時還能夠提高學(xué)生的動手能力，促進學(xué)生全面發(fā)展，因此，教師在實際教學(xué)中需要對學(xué)生的創(chuàng)新能力進行重點培養(yǎng)。數(shù)控仿真軟件是將數(shù)控機床中的各個流程模擬出來，使學(xué)生能夠直觀的觀察到機床的應(yīng)用流程以及正確操作步驟。其中主要包括計算機網(wǎng)絡(luò)繪圖、計算機并行處理以及計算機仿真應(yīng)用等技術(shù)，對數(shù)控機床中的設(shè)備進行模擬，最終達到提高實踐教學(xué)質(zhì)量的目的。例如，學(xué)生在學(xué)習數(shù)控機床中刀具運行軌跡的過程中，真實機床在觀察過程中需要一定的成本，而利用數(shù)控仿真軟件進行學(xué)習，則可以將刀具的運軌跡直接顯示在計算機中，使學(xué)生能夠直接觀察到刀具軌跡的變化情況，進而完成對刀具軌跡的學(xué)習。在此過程中，學(xué)生需要自己進行反復(fù)觀察，進而在腦海中形成機床運行的畫面，最終不斷加深對數(shù)控機床編程方法的熟練程度。這種教學(xué)方式能夠在對學(xué)生自主學(xué)習能力以及創(chuàng)新能力進行培養(yǎng)的同時，提高學(xué)生的學(xué)習質(zhì)量。

2.3 在編碼器教學(xué)中的應(yīng)用

編碼器在數(shù)控機床教學(xué)中有非常重要的作用，數(shù)控機床在實際運行過程中需要使用光柵尺，對機床中零件的生產(chǎn)以及機床的運行狀態(tài)進行反饋，對數(shù)控機床的運行質(zhì)量起著決定性的作用。但是，在數(shù)控機床斷開電源之后，光柵尺記錄的標記將會回到原位，編碼器的作用就是將數(shù)控機床中記錄的位置恢復(fù)到原位，并在此基礎(chǔ)上建立坐標系，保證機床的運行質(zhì)量。編碼器在實際應(yīng)用的過程中，通過建立坐標系的方式對原點信號進行檢測，在仿真平臺中，系統(tǒng)能夠?qū)﹄姍C的位置進行檢測和確定，這種方式保證每次開機之后設(shè)備的位移位置為0。另外，在電機中設(shè)有三個傳感器開關(guān)，分別表示正極線、原點以及負極線，數(shù)控仿真軟件在檢索原點信號位置的過程中主要對以上三個傳感器進行信息檢索的方式進行，一旦出現(xiàn)相關(guān)信息，三個傳感器開關(guān)會將相關(guān)信息提供給數(shù)控仿真軟件，最終將機械設(shè)備上的原定位置顯示在系統(tǒng)中，實現(xiàn)編碼器的實際應(yīng)用。

2.4 在模塊化教學(xué)中的應(yīng)用

在實際機電數(shù)控教學(xué)中，為了保證最終的教學(xué)質(zhì)量，教師可以將整個教學(xué)內(nèi)容分為幾個模塊，并對每個模塊設(shè)立一個教學(xué)目標，這種方式能夠有效提高機電數(shù)控教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。將數(shù)控仿真軟件應(yīng)用在其中，能夠使學(xué)生對數(shù)控機電教學(xué)有一個深入的了解。例如，教師在上課過程中可以利用數(shù)控仿真軟件建立一個網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，教師可以利用這個平臺對學(xué)生知識的運用程度以及對機床的實踐操作情況等進行了解，如果在某一階段出現(xiàn)問題，教師則可以對學(xué)生進行針對性的訓(xùn)練，進而培養(yǎng)學(xué)生的機床實踐操作能力。這種模塊教學(xué)的方式不僅可以進行分層次教學(xué)，同時還可以將數(shù)控仿真軟件進行充分應(yīng)用，最終達到提高學(xué)生對機床的實踐操作能力的目的。

2.5 在培養(yǎng)學(xué)生認知能力中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)數(shù)控教學(xué)過程中，教師將數(shù)控機電知識寫到黑板上，這種方式不僅會讓學(xué)生感到枯燥乏味，同時還無法對其中抽像知識進行有效講解。在數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控仿真軟件教學(xué)，教師就可以通過編寫程序的方式對知識進行講解，同時學(xué)生也可以將自己編寫的程序顯示在軟件中，軟件會自動檢測出程序軟件中出現(xiàn)的問題，并及時提出，保證教學(xué)質(zhì)量。例如，在進行數(shù)控機床教學(xué)的過程中，數(shù)控仿真軟件中機床的生產(chǎn)流程以及軟件的運行模式與真正的機床運行相同，學(xué)生通過對數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用可以對真實數(shù)控機床的運行流程進行詳細了解，進而對企業(yè)中數(shù)控機床的實際流程進行掌握，這種方式可以使學(xué)生對數(shù)控機床知識進行全面認知。由此可以看出，在教學(xué)過程中應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，可以提高學(xué)生對數(shù)控機床的實際認知能力，保證學(xué)生機床的實際操作質(zhì)量，為今后的工作和學(xué)習提供良好的條件[3]。

隨著人們對數(shù)控教學(xué)質(zhì)量的要求越來越高，如何將數(shù)控仿真軟件應(yīng)用在機床教學(xué)中，成為有關(guān)人員關(guān)注的重點問題。本文通過對數(shù)控仿真軟件在機電教學(xué)中的應(yīng)用方法進行研究發(fā)現(xiàn)，對其進行研究，能夠有效提高機電數(shù)控的教學(xué)質(zhì)量，同時還能降低教學(xué)的教學(xué)成本。由此可以看出，對數(shù)控仿真軟件在實際教學(xué)中的應(yīng)用方法進行研究，能夠?qū)窈髾C電數(shù)控教學(xué)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

[1]劉赫釗，張敬.數(shù)控仿真軟件在機電數(shù)控教學(xué)中的運用[J].無線互聯(lián)科技，2017，22:60-61+64.

[2]柳靜.淺談數(shù)控仿真軟件在數(shù)控機床教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2016，13:282+284.

[3]劉赫釗，張敬.數(shù)控仿真軟件在機電數(shù)控教學(xué)中的運用[J].無線互聯(lián)科技，2017，22:60-61+64.