鄧菁

【摘要】隨著數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代加工中的廣泛應(yīng)用，我國(guó)各大中高職學(xué)校擴(kuò)展或增設(shè)了數(shù)控專業(yè)。但資金投入，數(shù)控設(shè)備、機(jī)床數(shù)量、師資條件等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生參與學(xué)習(xí)實(shí)踐的需求，因此，數(shù)控仿真加工軟件在教學(xué)中的應(yīng)用尤為重要。本文結(jié)合湖北工程職業(yè)學(xué)院的實(shí)際情況，介紹了數(shù)控仿真加工軟件在數(shù)控教學(xué)中的作用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控；仿真軟件；職業(yè)教育

數(shù)控仿真系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真軟件，是一種富有價(jià)值的教學(xué)輔助工具，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車、數(shù)控銑和數(shù)控加工中心零件加工全過(guò)程的仿真，其中包括毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準(zhǔn)測(cè)量和對(duì)刀步驟的操作，數(shù)控程序輸入、編輯和調(diào)試，擁有華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)、FANUC數(shù)控系統(tǒng)、SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)等多種系統(tǒng)，具有多零件、多機(jī)床、多系統(tǒng)的仿真加工模擬功能，目前已被廣泛應(yīng)用到各大院校的數(shù)控教學(xué)和機(jī)械制造企業(yè)中。湖北工程職業(yè)學(xué)院現(xiàn)采用的數(shù)控仿真系統(tǒng)是上海宇龍仿真系統(tǒng)。

一、數(shù)控教學(xué)的現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)專業(yè)一直是湖北工程職業(yè)學(xué)院建設(shè)的重點(diǎn)專業(yè)，把培養(yǎng)數(shù)控機(jī)床編程與操作的高等技能型人才作為主要培養(yǎng)目標(biāo)。數(shù)控機(jī)床編程與加工實(shí)訓(xùn)是學(xué)院數(shù)控技術(shù)專業(yè)的重要的理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

1、教學(xué)設(shè)備

學(xué)院在數(shù)控技術(shù)教學(xué)設(shè)備方面投入了大量資金，于2007年建成了國(guó)家數(shù)控基地。目前有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花、數(shù)控加工仿真實(shí)驗(yàn)室等主要教學(xué)設(shè)備，并配置了廣州數(shù)控、華中數(shù)控系統(tǒng)。但是，學(xué)院現(xiàn)有的數(shù)控設(shè)備數(shù)量相對(duì)于每學(xué)期參加實(shí)習(xí)的學(xué)生仍不能滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需要，也難以保證實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果，這已經(jīng)成為教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)難題。由于數(shù)控設(shè)備的成本較高，如果數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)教學(xué)完全安排在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，那么即便再加大投入、擴(kuò)建實(shí)習(xí)場(chǎng)地，也很難在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)目標(biāo)。

2、教學(xué)師資

學(xué)院非常重視數(shù)控教學(xué)師資力量的引進(jìn)和培養(yǎng)。由于數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)的特殊性，要求教師首先能做到集理論知識(shí)和實(shí)踐技能于一身。全面提高教師的專業(yè)水平和實(shí)踐能力，積極培養(yǎng)“雙師型”教師。但由于學(xué)生數(shù)量眾多，實(shí)訓(xùn)壓力大，目前學(xué)院在數(shù)控實(shí)訓(xùn)師資的配備上還應(yīng)加強(qiáng)。

3、教學(xué)方式

數(shù)控機(jī)床編程與操作是作為專業(yè)技能課在大二開設(shè)的。絕大多數(shù)學(xué)生之前都沒接觸過(guò)數(shù)控機(jī)床，很難掌握數(shù)控機(jī)床的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，以及數(shù)控編程、數(shù)控加工工藝等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。由于各種原因，理論老師不從事實(shí)訓(xùn)教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)完編程后長(zhǎng)時(shí)間沒接觸數(shù)控設(shè)備，數(shù)控實(shí)習(xí)也獨(dú)立展開，理論和實(shí)踐脫節(jié)，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)和教學(xué)不能有效的結(jié)合起來(lái)。

由于以上幾方面原因，實(shí)訓(xùn)中心引進(jìn)數(shù)控仿真加工系統(tǒng)，有效的減輕了教學(xué)方式不合理，師資、設(shè)備不足帶來(lái)的影響。

二、數(shù)控仿真加工軟件的作用

1、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

數(shù)控專業(yè)涉及的編程與加工的知識(shí)，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，課程內(nèi)容也比較抽象，不易理解。由于我校的大多數(shù)學(xué)生的起點(diǎn)較低，接受能力不強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)時(shí)容易產(chǎn)生倦怠感，教師與學(xué)生面對(duì)面教學(xué)的傳統(tǒng)方法已經(jīng)很難達(dá)到良好的教學(xué)效果。教師通過(guò)局域網(wǎng)教學(xué)演示的形式，可以讓學(xué)生在電腦屏幕上清楚看到演示的教學(xué)內(nèi)容，并讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行同步模仿操作。通過(guò)數(shù)控仿真系統(tǒng)，教師還能時(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生的操作情況，方便及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作的錯(cuò)誤，對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)。這種交互性的理論教學(xué)方式提高了師生的互動(dòng)性和學(xué)生的動(dòng)手操作能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2、彌補(bǔ)設(shè)備及師資不足

建立數(shù)控仿真實(shí)驗(yàn)室，可同時(shí)滿足1—2個(gè)班學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)。利用仿真軟件，每個(gè)學(xué)生操作一臺(tái)電腦，可以有充足的時(shí)間來(lái)模擬和實(shí)際機(jī)床幾乎一樣的數(shù)控加工。在機(jī)床上實(shí)訓(xùn)時(shí)，一個(gè)教師僅僅能夠照顧到2—3臺(tái)機(jī)床上的學(xué)生，而且同樣的問(wèn)題可能需重復(fù)多次講解，老師工作量大，效率不高，學(xué)生學(xué)習(xí)的效果也不好。而在仿真實(shí)驗(yàn)室中，一個(gè)教師可以同時(shí)指導(dǎo)50名學(xué)生進(jìn)行仿真練習(xí)。通過(guò)多媒體演示，教師可以與學(xué)生同步操作仿真軟件，出現(xiàn)問(wèn)題也可及時(shí)解決。

3、輔助數(shù)控編程教學(xué)

學(xué)生編寫數(shù)控程序代碼后，把程序代碼輸入到仿真軟件里并對(duì)好刀，數(shù)控仿真系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)程序進(jìn)行仿真加工，并驗(yàn)證程序的正確性，幫助學(xué)生找出編程程序的錯(cuò)誤，并提示學(xué)生調(diào)試編程代碼，實(shí)現(xiàn)正確的仿真加工。學(xué)生還可以通過(guò)數(shù)控仿真系統(tǒng)，全方位地旋轉(zhuǎn)觀察，了解仿真加工的進(jìn)展，讓學(xué)生在一定程度上加深對(duì)數(shù)控編程相關(guān)知識(shí)的了解，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，也減輕教師在數(shù)控編程教學(xué)方面的負(fù)擔(dān)。

4、增強(qiáng)學(xué)生對(duì)參數(shù)的認(rèn)識(shí)

為了提高數(shù)控機(jī)床的使用率，保障學(xué)生在實(shí)際操作中的安全，在數(shù)控教學(xué)中，數(shù)控加工的參數(shù)主要由教師操作確定，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中幾乎不懂得如何確定參數(shù)，對(duì)參數(shù)的合理性認(rèn)識(shí)有待加強(qiáng)。數(shù)控仿真系統(tǒng)可以模擬真實(shí)的數(shù)控加工參數(shù)，學(xué)生可以通過(guò)數(shù)控仿真系統(tǒng)了解主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)退刀量、進(jìn)給速率及倍率等多種切削參數(shù)，進(jìn)而領(lǐng)會(huì)不同參數(shù)對(duì)數(shù)控加工質(zhì)量的影響，學(xué)會(huì)優(yōu)化和調(diào)整切削參數(shù)，提高數(shù)控加工參數(shù)的認(rèn)識(shí)。

5、提高機(jī)床操作的安全性

學(xué)生在課堂上進(jìn)行了編程和機(jī)床操作知識(shí)的學(xué)習(xí)后，如果直接上機(jī)操作，對(duì)學(xué)生自身安全或機(jī)床安全來(lái)講，危險(xiǎn)性都會(huì)比較高。因?yàn)閷W(xué)生對(duì)機(jī)床操作方法和性能不熟悉，而且初學(xué)編程時(shí)程序不合理或錯(cuò)誤率高；在剛剛接觸機(jī)床時(shí)也會(huì)緊張，錯(cuò)誤的操作可能性也大。而在數(shù)控仿真軟件上，學(xué)生可以放心大膽地操作仿真機(jī)床，不存在真實(shí)機(jī)床上刀具與工件的碰撞、工作臺(tái)超程等危險(xiǎn)操作。通過(guò)仿真，讓學(xué)生能夠充分熟悉數(shù)控機(jī)床操作面板、掌握數(shù)控機(jī)床基本的操作、驗(yàn)證數(shù)控程序是否正確。從數(shù)控仿真加工中學(xué)生可以盡可能把將來(lái)在數(shù)控機(jī)床操作中的錯(cuò)誤表現(xiàn)出來(lái)，并學(xué)習(xí)到相應(yīng)的解決方法。這樣到了實(shí)際機(jī)床上可以大大降低數(shù)控實(shí)訓(xùn)的危險(xiǎn)性，保護(hù)學(xué)生自身安全，也保護(hù)機(jī)床設(shè)備安全。

三、總結(jié)

數(shù)控仿真加工系統(tǒng)能有效地促進(jìn)職業(yè)院校的數(shù)控教學(xué)，幫助其解決設(shè)備不足，師資不足等不能滿足學(xué)生實(shí)訓(xùn)要求的難題。利用好數(shù)控仿真系統(tǒng)，把理論教學(xué)、數(shù)控仿真系統(tǒng)訓(xùn)練和實(shí)訓(xùn)操作緊密地結(jié)合在一起，加強(qiáng)學(xué)生數(shù)控技能的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的巨大作用。

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