張　樺

隨著我國(guó)職業(yè)教育事業(yè)的飛速發(fā)展，以及數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控人才成為市場(chǎng)急需的人才。如何盡快地培養(yǎng)出滿足市場(chǎng)需要、掌握數(shù)控機(jī)床編程知識(shí)和操作技術(shù)的數(shù)控技能型人才，成為數(shù)控教學(xué)工作者必須認(rèn)真思考和研究解決的問(wèn)題。

一、采用數(shù)控加工仿真技術(shù)的必要性

在傳統(tǒng)的操作教學(xué)中，數(shù)控機(jī)床編程與操作的有效訓(xùn)練必須在真實(shí)的機(jī)床上進(jìn)行。但隨著學(xué)生人數(shù)的不斷增加，問(wèn)題逐漸突顯出來(lái)。首先，有限的機(jī)床數(shù)量難以保證每位學(xué)生有足夠的上機(jī)操作時(shí)間；并且，數(shù)控機(jī)床屬于高科技產(chǎn)品，品種多、價(jià)格高，數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練如果完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)作訓(xùn)練，投入成本太高。其次，學(xué)生在真實(shí)機(jī)床上操作具有一定的危險(xiǎn)性，訓(xùn)練中的錯(cuò)誤操作經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的損壞，甚至引發(fā)人身傷害事故?？傊瑐鹘y(tǒng)的機(jī)床操作訓(xùn)練方法效率低、教師工作量大、實(shí)習(xí)訓(xùn)練費(fèi)用高，已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展的要求。探索一種新的數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式來(lái)取代傳統(tǒng)的訓(xùn)練方式，成為必然趨勢(shì)。筆者認(rèn)為，數(shù)控加工仿真技術(shù)的出現(xiàn)，是解決這一問(wèn)題的重要途徑。

二、什么是數(shù)控加工仿真技術(shù)

數(shù)控加工仿真技術(shù)，模擬實(shí)際機(jī)床加工環(huán)境及其工作狀態(tài)，是一個(gè)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)于數(shù)控加工操作技能培訓(xùn)的仿真軟件。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了各種數(shù)控加工仿真教學(xué)系統(tǒng)，并且也運(yùn)用于數(shù)控操作人才培訓(xùn)的教學(xué)之中。利用計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，不僅可以迅速提高被培訓(xùn)人員的理論、操作水平，而且安全、可靠，培訓(xùn)費(fèi)用低。

數(shù)控仿真系統(tǒng)的核心是虛擬數(shù)控機(jī)床，而虛擬數(shù)控機(jī)床又是虛擬制造技術(shù)中的一個(gè)重要執(zhí)行單元。它不僅在數(shù)控加工過(guò)程中為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了可制造性的分析，而且在數(shù)控系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)中，為被培訓(xùn)人員提供了完善的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)環(huán)境。數(shù)控仿真系統(tǒng)完全模擬真實(shí)零件的加工過(guò)程，可以檢驗(yàn)各種數(shù)控指令是否正確，能提供與真實(shí)機(jī)床完全相同的操作面板，其調(diào)試、編輯、修改和跟蹤執(zhí)行等功能也一應(yīng)俱全。

三、數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

1．在數(shù)控編程教學(xué)中引入數(shù)控仿真軟件

數(shù)控編程是一門綜合性很強(qiáng)的課程，它不僅僅是數(shù)控指令代碼的編寫，更是數(shù)控加工工藝的編寫，需要考慮許多工藝問(wèn)題。同時(shí)，數(shù)控編程又是一門抽象、枯燥的課程。特別是初學(xué)者，面對(duì)一串串的數(shù)控代碼程序，不能夠確定所編寫的程序是否正確，缺乏直觀性和吸引力。數(shù)控仿真軟件的引入，能夠使學(xué)生在學(xué)習(xí)編程的同時(shí)進(jìn)行模擬加工，易于發(fā)現(xiàn)編程中的不足之處，使編程的教學(xué)變得直觀、具體，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果也明顯得到提高。

2．在機(jī)床操作中使用數(shù)控仿真軟件

學(xué)生在操作數(shù)控機(jī)床之前，首先用數(shù)控仿真軟件練習(xí)，熟悉數(shù)控機(jī)床面板和操作方法。由于仿真軟件不存在安全問(wèn)題，使得學(xué)生可以大膽地、獨(dú)立地進(jìn)行練習(xí)，發(fā)現(xiàn)并改正操作中的錯(cuò)誤。之后，操作數(shù)控機(jī)床時(shí)，可以將加工出錯(cuò)率及事故發(fā)生率降低到最低程度。

數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用還可以緩解機(jī)床數(shù)量不足的問(wèn)題。由于仿真軟件相對(duì)數(shù)控機(jī)床而言，其成本較低，可以較多地配置終端，在部分學(xué)生操作數(shù)控機(jī)床的同時(shí)，其余學(xué)生用仿真軟件練習(xí)，統(tǒng)籌安排操作機(jī)床的時(shí)間。另外，學(xué)生在使用仿真軟件之后，操作數(shù)控機(jī)床的熟練程度相對(duì)來(lái)講有所提高，加工零件的時(shí)間相對(duì)就會(huì)縮短。

數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用還可以降低訓(xùn)練成本。操作數(shù)控機(jī)床的熟練程度是經(jīng)過(guò)多次練習(xí)才能提高的，直接使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行練習(xí)需要投入大量的刀具、材料，訓(xùn)練的成本較高。采用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行訓(xùn)練，是一種虛擬的加工，刀具、材料可以任意設(shè)定。訓(xùn)練時(shí)，學(xué)生仿真軟件等操作熟悉到一定程度再使用數(shù)控機(jī)床加工，可以使訓(xùn)練成本大大降低。

數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用還可以拓寬同學(xué)們的視野，認(rèn)識(shí)更多的數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)很普及，數(shù)控系統(tǒng)也是百花齊放，有若干種數(shù)控系統(tǒng)，每種系統(tǒng)又會(huì)根據(jù)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)出一系列的產(chǎn)品，每個(gè)機(jī)床廠家又會(huì)有自己的機(jī)床面板，結(jié)合廠家的情況使用不同的數(shù)控系統(tǒng)。因此，學(xué)生到工作崗位上之后所遇到的機(jī)床類型也是不同的。在數(shù)控教學(xué)中，學(xué)校不可能擁有每一種數(shù)控系統(tǒng)、每個(gè)廠家的機(jī)床面板，而數(shù)控仿真軟件解決了這一問(wèn)題。現(xiàn)有的數(shù)控仿真軟件一般都有當(dāng)前較為普及的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床控制面板，學(xué)生在仿真軟件中可以學(xué)習(xí)到不同的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床面板，認(rèn)識(shí)不同的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床的操作方法。

（作者單位：河南省開(kāi)封市高級(jí)技工學(xué)校）