在數(shù)控教學(xué)中借用數(shù)控仿真系統(tǒng)的感想

摘要：隨著以數(shù)控技術(shù)為代表的現(xiàn)代加工技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)的廣泛應(yīng)用，社會對現(xiàn)代技術(shù)人才的需求越來越高。但由于種種原因現(xiàn)有的數(shù)控教學(xué)對數(shù)控人才的培養(yǎng)已經(jīng)跟不上社會的需求，因此探索和嘗試新的教學(xué)方法已刻不容緩。本文根據(jù)數(shù)控教學(xué)中的難點、疑點問題，提出了數(shù)控仿真軟件引入數(shù)控教學(xué)的必要性，最終提出了彌補數(shù)控仿真軟件缺陷的辦法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控教學(xué);仿真;模擬加工

一、前言

隨著現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為衡量制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，也是衡量一個國家綜合國力的重要標(biāo)志。我國在“機械工業(yè)振興綱要”中將數(shù)控機床列為基礎(chǔ)機械，因此中等職業(yè)學(xué)校的實習(xí)教學(xué)，開始由傳統(tǒng)的實習(xí)內(nèi)容向新技術(shù)新工藝實習(xí)內(nèi)容的轉(zhuǎn)變，對職業(yè)教育也提出了新的要求。由于學(xué)生數(shù)量逐年增加，學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備有限，再加上數(shù)控實習(xí)本身實踐性強和知識抽象的特點，怎樣改善實習(xí)現(xiàn)況和質(zhì)量，使學(xué)生能學(xué)練結(jié)合是我們教學(xué)工作面臨的一個難題。

過幾年的數(shù)控教學(xué)，發(fā)現(xiàn)數(shù)控仿真軟件能在其中顯示出橋梁作用，能使理論和實踐有效的銜接，打破了傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)模式，增加了學(xué)生動手的機會，提高了操作的熟練程度。經(jīng)了解并試用國內(nèi)幾家較好的數(shù)控加工仿真教學(xué)系統(tǒng)，我們最終選擇了上海宇龍數(shù)控仿真軟件，此軟件能在計算機上進(jìn)行三維動態(tài)仿真，操作方法及功能使用同真實機床基本一致，并能進(jìn)行手工編程練習(xí)，與國內(nèi)各類數(shù)控系統(tǒng)有較好的兼容性。

1???? 定義毛坯及選擇刀具

利用數(shù)控仿真軟件的操作模塊，結(jié)合實際數(shù)控機床及相關(guān)工藝，選擇合適的機床型號及系統(tǒng)類型，根據(jù)所加工零件形狀定義工件毛坯的大小和材料，確定工件裝夾方式;在所提供的刀具庫中正確選擇刀具。

2???? 手工編程及零件加工

數(shù)控機床加工時所需的全部信息按規(guī)定的代碼及格式編制成數(shù)控程序，然后將程序內(nèi)容輸入到數(shù)控裝置，從而控制機床加工。數(shù)控程序的編制對學(xué)生專業(yè)技術(shù)要求很強，單純的理論教學(xué)易使初學(xué)者感到抽象，加上參加實習(xí)的學(xué)生多數(shù)是非機械專業(yè)，專業(yè)基礎(chǔ)知識較為薄弱，學(xué)生編寫同一零件的加工程序會有多種，批改作業(yè)十分困難，這一難題在數(shù)控仿真軟件中得以解決，將數(shù)控代碼輸入編輯方式下的程序界面上。然后按照實際數(shù)控機床的操作步驟進(jìn)行回參考點、對刀、設(shè)定刀具補償，在自動運行方式下執(zhí)行程序，可以直觀看到加工過程，判斷所編程序是否合理，這樣使抽象、枯燥的學(xué)習(xí)變得形象、生動，更容易掌握，突現(xiàn)了數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)中的優(yōu)點。

二、數(shù)控仿真軟件的優(yōu)點

（一）打破了傳統(tǒng)枯燥、抽象的數(shù)控教學(xué)方式.

傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)都是以先理論后實踐的教學(xué)方法進(jìn)行的，在理論教學(xué)階段對于初學(xué)的學(xué)生來說顯得較難接受，尤其是數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、工作原理等方面難于理解。仿真軟件在數(shù)控理論多媒體教學(xué)中的引入，從不同角度對數(shù)控機床結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入觀察，熟知各個部位的工作原理，結(jié)合理論講解圖文并茂.學(xué)生尤如身臨真實機床加工現(xiàn)場，從而達(dá)到化“苦學(xué)”為“樂學(xué)”的教學(xué)目的。在數(shù)控機床手動編程理論講解方面，由于各類系統(tǒng)所制定的編程代碼有所不同，對于初學(xué)者來說容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。但只要將完整的程序輸入仿真軟件，就可以以單純路徑模擬和實際加工兩種形式運行程序，學(xué)生不僅可以從中看出每條指令所代表的意義還可以驗證程序的對錯，也實現(xiàn)了化“抽象”為“具體”的教學(xué)目的。

（二）彌補了設(shè)備和師資的不足，充分利用現(xiàn)有資源。

數(shù)控機床實習(xí)不比鉗工或車工，它的設(shè)備投入是很大的，如果要使每個學(xué)生有充足的實習(xí)時間的話，可能投入要幾百萬以上，因此很多學(xué)?？紤]“小班化”的教學(xué)方法，但是小班化是要有師資做后盾的，很多學(xué)校都沒有這樣的條件。就我們學(xué)校而言，目前數(shù)控班級多，教師少，數(shù)控機床不足，這樣的條件下，如果按照傳統(tǒng)的實習(xí)方法根本無法進(jìn)行。但如果在學(xué)生實踐操作之前，利用仿真軟件進(jìn)行模擬操作，就可以做到給學(xué)生充分的實習(xí)機會，節(jié)省操作時間，這樣問題就能在這一階段解決，而且為下一步的實際操作做好準(zhǔn)備，實習(xí)效果也提高了。

（三）減輕了授課教師的負(fù)擔(dān)

在數(shù)控編程中學(xué)生對同一圖形編制的程序也是因人而異的，授課教師批改程序便成為了極大的負(fù)擔(dān)，如果學(xué)生在仿真軟件中自行輸入程序并驗證程序的準(zhǔn)確性，就省卻了教師批改這一環(huán)節(jié)?？梢姅?shù)控仿真軟件不僅為學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了興趣，也為教師的授課減輕了負(fù)擔(dān)。

（四）具有實用靈活的考試系統(tǒng)

數(shù)控仿真軟件可用于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、作業(yè)、考試等，并實現(xiàn)答卷保存、自動評分、成績查詢和分析等，輕松實現(xiàn)無紙化的考核與測評。如今很多學(xué)校已經(jīng)將此功能應(yīng)用于職業(yè)技能鑒定中，解決了考試用機床緊張和試題泄漏問題。

三、數(shù)控仿真軟件的缺點

（一）加工參數(shù)設(shè)置隨意.無法保證產(chǎn)品質(zhì)量

仿真環(huán)境是一個虛擬的完美的過程，一旦程序正確就不會出現(xiàn)加工問題。但是學(xué)生在使用數(shù)控仿真軟件時，對加工的相關(guān)參數(shù)隨意設(shè)定，或在機床實際加工時忽略矯正問題，會導(dǎo)致加工出的工件無法達(dá)到尺寸精度要求，更有甚者發(fā)生碰撞等事故。

（二）加工工藝性差

由于模擬仿真軟件的虛擬性，許多需要實際親身操作的才可進(jìn)行的步驟無法實現(xiàn)。如對工件的加工工序進(jìn)行排序整理、工件和刀具的裝夾、試切法對刀、演示專用夾具的裝夾過程和分析其設(shè)計原理等，而這些正是實踐加工中必不可少且難于掌握的部分。

（三）缺乏現(xiàn)場的親身感知.安全意識淡薄

數(shù)控機床的實際加工中，操做人員必須具備相應(yīng)的聽辨能力，根據(jù)機床不同狀態(tài)下發(fā)出的聲音及時調(diào)整參數(shù)，減少機床發(fā)生故障和停機的概率。在仿真軟件的學(xué)習(xí)中，無法學(xué)習(xí)到真正的聽辨能力，如在事故發(fā)生時及時按下急停按鈕、加工前關(guān)閉機床安全門等，這些環(huán)節(jié)都忽略不計，使學(xué)生安全意識淡薄。

四、數(shù)控仿真軟件缺陷的解決方案

（一）強調(diào)加工工藝安排的重要性.

加強練習(xí)加工工藝的安排，在任何機械加工中都是必不可少的環(huán)節(jié)。它需要操作者綜合考慮較多的因素，比如加工的先后，如何以最少的裝夾次數(shù)完成工件的整體加工。怎樣裝夾才能保證加工精度等。如果在教學(xué)中能夠多加練習(xí)多舉實例.一定會給具體的加工操作帶來極大指導(dǎo)，也比單純的加工操作高一個層次。

（二）強調(diào)仿真軟件與機床的區(qū)別點

一般的仿真軟件是針對主流機型和系統(tǒng)研發(fā)，而學(xué)校購進(jìn)的設(shè)備不盡與仿真軟件完全匹配，有些差別則可能會引發(fā)重大事故。所以在教學(xué)中一定要加以強調(diào)，讓學(xué)生明白真正的實體機床加工操作才是主體，也是教學(xué)的最終目的。

（三）加強安全意識培養(yǎng)

千萬不能在實際加工時.主觀地受仿真軟件的影響。忽視安全問題。任何一個小小的疏忽都可能釀成巨大的安全事故，決不能馬虎。

五、小結(jié)

綜上所述，數(shù)控機床實體仿真軟件不僅在數(shù)控機床結(jié)構(gòu)原理和編程這一理論教學(xué)中被廣泛使用，還可作為數(shù)控實際操作技能訓(xùn)練的輔助工具。但由于軟件仿真和實際操作尚存在差距，我們的數(shù)控教學(xué)只能用軟件仿真進(jìn)行初期感性訓(xùn)練和基本程序與指令代碼的練習(xí)，而不能把整個教學(xué)活動完全放在軟件上，對實際加工必須有足夠的重視，有效地組織數(shù)控教學(xué)，使我們的數(shù)控教學(xué)既科學(xué)又客觀，既高效又實用。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 機械數(shù)控加工仿真軟件的教學(xué)應(yīng)用（J）.李河水.南方農(nóng)機，2007.01

[2]?? 數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床教學(xué)實踐中的應(yīng)用（J）.張紅英.交通職業(yè)教育，2006.03

作者簡介：

姓名：楊成林性別：男，出生年月：1984年 11月生，籍貫：河南靈寶人，民族：漢，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：中小學(xué)一級，研究方向：機電技術(shù)應(yīng)用。