唐友亮 劉萍　張金花　朱東峰

【摘 要】數(shù)控編程課程是一門理論性與實踐性非常強的課程，課程教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生能夠掌握一定的編程與操作的技能。在本課程的教學(xué)中，筆者將仿真軟件應(yīng)用到數(shù)控編程的教學(xué)中。實踐表明這種教學(xué)方式，不僅可以使教師更方便、生動地完成教學(xué)任務(wù)，而且提高了學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的動手能力，達到了本課程預(yù)期的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控編程；仿真軟件；應(yīng)用

數(shù)控編程是我院自動化（數(shù)控技術(shù)）專業(yè)的一門專業(yè)主干必修課程，它以培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握數(shù)控機床的基本編程與操作加工技能為目標。傳統(tǒng)的教學(xué)方式一般是老師在上面講編程指令，學(xué)生在下面聽講和做筆記，往往一堂課下來，學(xué)生筆記做了不少，但腦子卻是一片空白，根本不清楚指令是如何控制機床加工的，教學(xué)效果也較差。隨著計算機的普及和數(shù)控仿真軟件的出現(xiàn)，數(shù)控編程課程教學(xué)方法也應(yīng)隨之改變。

1 數(shù)控仿真軟件的特點

數(shù)控加工仿真軟件是基于虛擬現(xiàn)實的仿真軟件，源自美國的虛擬現(xiàn)實技術(shù)。數(shù)控仿真軟件有一個完整的集成化設(shè)計環(huán)境，具有直觀的圖形界面和較為齊全的數(shù)控系統(tǒng)，完善的虛擬機床操作功能，功能強大的切削加工仿真能力。目前，比較常見的數(shù)控加工仿真軟件有南京斯沃仿真軟件、VNUC數(shù)控仿真軟件、南京宇航仿真軟件、上海宇龍仿真系統(tǒng)等，它們均具有數(shù)控機床的常規(guī)功能，不僅有對計算機配置要求低、系統(tǒng)兼容性好和運行成本低的特點，而且還有可利用的網(wǎng)絡(luò)搭建的練習(xí)與考核平臺，方便學(xué)生的練習(xí)和教師對學(xué)生學(xué)習(xí)的考核。數(shù)控加工仿真軟件是一種專業(yè)的數(shù)控機床編程與操作的模擬應(yīng)用軟件，在數(shù)控課程的教學(xué)和數(shù)控職業(yè)技能培訓(xùn)與考核中具有很大的應(yīng)用市場和發(fā)展前景。

2 仿真軟件在數(shù)控編程課程中的應(yīng)用實例

下面筆者以具體的教學(xué)內(nèi)容來說明仿真軟件在數(shù)控編程課程中的教學(xué)過程。在講解粗精加工循環(huán)指令G71＼G70（以FANUC0i-T為例）時，筆者設(shè)計了這樣一個教學(xué)任務(wù)，要求完成圖1所示零件的加工，其中毛坯為已經(jīng)粗加工過的 50mm圓棒料，材料為45#鋼。

圖1 零件圖

對于該教學(xué)任務(wù)，課堂的教學(xué)過程是這樣設(shè)計的：任務(wù)布置——仿真演示該零件的加工過程——提出問題與指令講解——工藝分析與安排加工工藝——加工程序編制——啟動與操作仿真軟件——分步與整體演示加工程序——任務(wù)總結(jié)與鞏固練習(xí)。

（1）任務(wù)布置。通過多媒體課件布置圖1所示的加工任務(wù)，并作簡單的說明，讓學(xué)生知道本節(jié)課要解決的任務(wù)是什么。

（2）仿真演示該零件的加工過程。課前先完成該零件加工前的一切準備工作（零件的加工程序編制好、毛坯和刀具設(shè)置好、完成對刀操作等等），上課時利用仿真軟件直接演示該零件加工過程。讓學(xué)生對整個的過程有個初步的印象，并產(chǎn)生如何完成該任務(wù)的思考。

（3）提出問題。針對完成該任務(wù)需要的新知識，提出問題。該例中關(guān)鍵問題是如何解決大毛坯余量切削問題，接著引入講解粗精加工循環(huán)指令G71＼G70。

（4）工藝分析與安排加工工藝。工藝分析與安排加工工藝主要包含的內(nèi)容有對零件加工要求的分析、加工工藝的安排、設(shè)備的選取、刀具及加工參數(shù)的確定等等。

（5）加工程序編制。按照安排好的工藝過程和確定的工藝參數(shù)，編制該零件的加工程序。

（6）啟動與操作仿真軟件。啟動仿真軟件，通過仿真軟件形象的演示數(shù)控機床的啟動、回零、程序輸入、對刀等操作，讓學(xué)生了解和掌握數(shù)控機床的基本操作技能。

（7）單步運行演示與程序連續(xù)運行演示。利用仿真軟件可以反復(fù)操作的優(yōu)點，單步運行演示、連續(xù)運行演示、軌跡查看、仿真結(jié)果分析等相結(jié)合的方法，讓學(xué)生加深零件切削過程和對G70/G71指令的理解，更好的掌握指令應(yīng)用的場合。圖2為本例利用仿真軟件的模擬加工軌跡與仿真加工結(jié)果的截圖。

圖2 仿真結(jié)果圖

（8）任務(wù)總結(jié)與鞏固練習(xí)。最后對本次教學(xué)任務(wù)進行總結(jié)，布置相應(yīng)的類似零件加工的鞏固練習(xí)題，并要求學(xué)生利用仿真軟件完成零件的仿真加工。

3 數(shù)控加工仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用效果

為了驗證數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用的效果，筆者對我院11級數(shù)控技術(shù)專業(yè)兩個班級實施了兩種教學(xué)方法：數(shù)控（1）班采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，數(shù)控（2）采用借助數(shù)控仿真軟件進行教學(xué)的方法。本節(jié)教學(xué)之后進行了課堂編程的測試和調(diào)研。測試結(jié)果表明（下轉(zhuǎn)第73頁）（上接第22頁）采用了數(shù)控仿真軟件教學(xué)班級（即數(shù)控（2）班）的學(xué)生編程的正確率達92%，而采用傳統(tǒng)教學(xué)方式的班級的學(xué)生編程的正確率只有68%。參與調(diào)研的學(xué)生反映在教學(xué)中采用仿真軟件的教學(xué)方式生動直觀，能夠充分調(diào)動他們學(xué)習(xí)的興趣和積極性，便于他們理解和掌握所學(xué)指令的含義。

4 結(jié)束語

綜上所述，將數(shù)控仿真軟件應(yīng)用到數(shù)控編程課程的教學(xué)中，不僅使教學(xué)過程更加直觀、形象，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生感覺數(shù)控編程和機床操作易懂、易學(xué)和實用，而且采用數(shù)控仿真軟件教學(xué)也為學(xué)生提供了一個方便的學(xué)習(xí)與實踐操作平臺，增加了學(xué)生的平時學(xué)習(xí)操作機床的機會，對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)控機床編程與操作技能具有較好的效果。

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[責(zé)任編輯：薛俊歌]