模擬仿真在數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

馮鏗鏘

【摘要】隨著模擬仿真軟件的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，在數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中引入模擬仿真軟件，有效克服了傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)的弊端。文章著重探討了模擬仿真在數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用情況，以供參考。

【關(guān)鍵詞】模擬仿真;數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué);應(yīng)用

一、傳統(tǒng)數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

對于一線車床操作車間而言，需要大量的技術(shù)人員。隨著數(shù)控車床制造行業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴大，專業(yè)人才的需求量將越來越大。作為培養(yǎng)技術(shù)人才的高職院校，承擔(dān)著重要的使命。數(shù)控車教學(xué)既要注重理論知識教學(xué)，又要加強實踐操作，才能不斷提高學(xué)生的操作技能，更好地將所學(xué)的理論知識進行應(yīng)用，從而培養(yǎng)學(xué)生的就業(yè)崗位技能。傳統(tǒng)的數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)主要是通過教師進行示范，并在真實的環(huán)境下開展職業(yè)技能訓(xùn)練，從而讓學(xué)生在實踐中增長經(jīng)驗。但是由于受到教學(xué)條件限制，我國數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)存在動手機會少、學(xué)生數(shù)量多、難以全面進行實操訓(xùn)練的困境。數(shù)控車床配置數(shù)量比較有限，學(xué)生缺少實踐經(jīng)驗，直接進行現(xiàn)場動手操作也存在很大的安全風(fēng)險，如果操作不當(dāng)，會對設(shè)備造成一定的損傷。加上學(xué)生在操作過程中不能大膽放開進行鍛煉，難以將所學(xué)的理論知識直接加以應(yīng)用，影響了技能的鍛煉，不利于提高操作水平。

二、模擬仿真在數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）CAXA數(shù)控車軟件

CAXA數(shù)控車軟件是一種新型設(shè)計軟件，是在全新的數(shù)控加工平臺上開發(fā)的一種數(shù)控車床加工編程與二維圖設(shè)計軟件。該類軟件具備CAD軟件的繪圖功能、外部數(shù)據(jù)接口功能，可以根據(jù)實際需求繪制所需要的設(shè)計圖形，通過應(yīng)用軟件自帶的軌跡生成系統(tǒng)和通用后置處理程序，進而形成復(fù)雜圖形加工軌跡，生成各種類型的機床代碼格式、G代碼，從而便于后續(xù)檢驗和加工仿真。

由于CAXA數(shù)控車軟件可以進行編程仿真，生成不同類型的機床數(shù)控程序，所以引入數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中，教師可以借助該類軟件，在加強學(xué)生基礎(chǔ)CAD制圖軟件基礎(chǔ)訓(xùn)練的前提下，引導(dǎo)學(xué)生針對性地了解繪圖基本要求，熟悉CAXA數(shù)控車軟件的基本操作要領(lǐng)，根據(jù)教學(xué)示例圖形應(yīng)用專用軟件生成特定軌跡，對數(shù)控車床加工程序，包括粗車、精車、切槽、鉆孔等進行模擬訓(xùn)練，聯(lián)系實際，設(shè)定相應(yīng)的各類參數(shù)，最后根據(jù)實戰(zhàn)模擬情況運用軟件軌跡生成和格式轉(zhuǎn)化功能，形成完善的機床數(shù)控程序。在整個訓(xùn)練過程中，一方面要注意堅持規(guī)范原則，確保嚴格按照圖形坐標系設(shè)置要求進行軌跡生成和參數(shù)設(shè)置，避免導(dǎo)致程序設(shè)置失誤影響機床運行;另一方面要緊密結(jié)合生產(chǎn)具體情況，機床后置處理方面要結(jié)合配置設(shè)備編程情況來進行確定。

（二）斯沃數(shù)控仿真軟件

斯沃數(shù)控仿真軟件在數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用也比較普遍，該軟件共包含八大類、二十八個系統(tǒng)以及六十二個控制面板。學(xué)生可以借助計算機操作軟件對數(shù)控車、銑及加工中心等進行直觀的了解，全面認知數(shù)控機床操作要領(lǐng)，并對自己的編程程序進行檢驗。教師可以借助計算機網(wǎng)絡(luò)平臺對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行檢查，并發(fā)現(xiàn)存在的問題，提出修改意見。

在具體的數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中，需要圍繞教學(xué)目標以及教學(xué)內(nèi)容的具體要求，選取適合的斯沃仿真軟件進行配置設(shè)置和操作。

整體仿真軟件包括主窗口屏幕、操作工具條、數(shù)控系統(tǒng)屏幕、編程面板以及視圖工具欄等，這些共同構(gòu)成了軟件操作系統(tǒng)，且所有功能配置都與數(shù)控機床運行操作模式和原理相同，通過軟件相關(guān)參數(shù)設(shè)計，能夠模擬數(shù)控機床運行情況，通過模擬操作，從而掌握各個子系統(tǒng)的運行情況，并根據(jù)運行狀態(tài)適當(dāng)?shù)貏討B(tài)調(diào)整移動速率。

具體編程操作設(shè)計情況分析如下，按照下面的圖示進行設(shè)計。

圖1

整個零件需要選擇外園粗車刀、外園精車刀、螺紋刀、鉆頭、鏜孔刀刀五個道具，并對毛坯材料、尺寸、夾具類型進行確定。第一步需要實施對工件零點?？梢酝ㄟ^直接進行刀具試切對刀、G50設(shè)置、G54-G59設(shè)置、G30參考設(shè)置等方式進行確定，可以應(yīng)用G53指令將G54-G59工件坐標系予以清除。為了確保重復(fù)加工不亂刀，選用第二參考點G30，則程序開頭為：

G30U0W0

G50X150Z150

在FANUC系統(tǒng)中設(shè)置第二參考點以及參數(shù)，并在斯沃數(shù)控仿真軟件中通過鼠標右鍵點擊對話框，并用鼠標左鍵予以確認就完成了。

在數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中引入斯沃仿真軟件，一方面，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，通過對工作刀具裝夾參數(shù)進行設(shè)計等，可以借助仿真軟件進行反復(fù)設(shè)計演練和創(chuàng)新應(yīng)用，豐富了教學(xué)資源;另一方面，學(xué)生和師生可以實現(xiàn)良好互動，教師可以根據(jù)學(xué)生的實際操作情況對應(yīng)用情況進行評估，找出存在的問題，共同溝通研究具體的改進對策，給學(xué)生創(chuàng)造更多鍛煉的機會。此外，應(yīng)用該軟件，大大降低了實踐成本，減少了實體設(shè)備操作帶來失誤等安全風(fēng)險，學(xué)生可以通過模擬掌控軟件，進而對數(shù)控車床操控情況有更加直觀和深入的了解和把握。

當(dāng)然，數(shù)控模擬仿真軟件在應(yīng)用過程中也暴露出一些問題，比如學(xué)生需要具備一定的理論基礎(chǔ)，才能更好地針對性地進行應(yīng)用。學(xué)生雖然可以進行模擬操作，但是不能進行現(xiàn)場實踐操作感受，在具體操作實踐過程中容易因為打刀等情況影響操作質(zhì)量。在教學(xué)內(nèi)容安排、軟件應(yīng)用以及實際操作等方面還需要教師進行統(tǒng)籌安排，才能更好地借助模擬仿真軟件，使數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)達到事半功倍的效果。

三、小結(jié)

總之，在數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中，模擬仿真軟件的應(yīng)用一定程度上克服了傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)模式存在的弊端，有助于提高教學(xué)成效。但是軟件的應(yīng)用對學(xué)生的基礎(chǔ)功底要求較高，所以教師需要加強對學(xué)生基礎(chǔ)知識的指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生掌握基本技能以及軟件應(yīng)用的具體操作方法，還要根據(jù)模擬應(yīng)用情況注重實習(xí)體驗，才能更好地提高整體操作技能。軟件中所應(yīng)用的刀具應(yīng)當(dāng)和實體刀具高度匹配，在軟件應(yīng)用過程中教師要緊密圍繞教學(xué)目標要求開展針對性教學(xué)，逐漸進行引導(dǎo)，提高參數(shù)設(shè)置的一致性和匹配性，充分發(fā)揮模擬仿真軟件的功能，更好地為實訓(xùn)教學(xué)提供更多的技術(shù)支持。

【參考文獻】

[1]李昌平，楊揚，丁騰飛.西門子仿真軟件在數(shù)控機床實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗室科學(xué)，2017（03）：60-64.

[2]馬春新.模擬仿真在數(shù)控車實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（19）：284.