韋建益

（桂林工業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，廣西桂林，541004）

論數(shù)控加工仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的作用

韋建益

（桂林工業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，廣西桂林，541004）

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一款教學(xué)與訓(xùn)練，仿真與實(shí)踐相結(jié)合的軟件，可以滿足大批量學(xué)生仿真實(shí)訓(xùn)需求，能很好解決了培訓(xùn)時(shí)學(xué)員多機(jī)床設(shè)備少的問題。

仿真軟件 ；數(shù)控教學(xué)

1 研究現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，所形成的先進(jìn)制造技術(shù)日益引起各國(guó)的重視，它是提高企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新能力的根本途徑，而先進(jìn)制造技術(shù)又以數(shù)控技術(shù)為主要標(biāo)志。我國(guó)在“機(jī)械工業(yè)振興綱要”中將應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的“數(shù)控機(jī)床”列為基礎(chǔ)機(jī)械。因此中職校的實(shí)習(xí)教學(xué)，開始由傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)內(nèi)容向新技術(shù)新工藝實(shí)習(xí)內(nèi)容的轉(zhuǎn)變，對(duì)職業(yè)教育也提出了新的要求。但由于數(shù)控專業(yè)是機(jī)電專業(yè)的的一個(gè)分支，課程設(shè)置老化，教學(xué)理念和方法陳舊，知識(shí)更新緩慢、滯后，師資力量缺乏；再加上中職學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)差，學(xué)習(xí)被動(dòng)無(wú)興趣等，要在這樣的條件下要培養(yǎng)一個(gè)合格的數(shù)控專業(yè)人才談何容易，這就要求探索出一套適合當(dāng)前現(xiàn)狀的教學(xué)方法。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，我發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工仿真軟件能在其中顯示出橋梁的作用，使理論和實(shí)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(dòng)手的機(jī)會(huì)，提高了操作的熟練程度。

2 軟件介紹

數(shù)控仿真軟件是通過計(jì)算機(jī)的編程和建模，將加工過程用三維圖形或二維圖形以動(dòng)態(tài)形式演示出來的軟件。目前比較常見的有天傲TNS-Ver2.0、聯(lián)高VNUC、上海宇龍等數(shù)控仿真軟件，它們都有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：它能全面的仿真數(shù)控加工的過程，包括機(jī)床設(shè)定（支持多種數(shù)控系統(tǒng)）、定義毛坯、刀具準(zhǔn)備、基準(zhǔn)測(cè)量、G代碼處理、面板操作等）配置要求低、只需仿真軟件和要求不是很高的 機(jī)，并能與多種計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)兼容；操作的安全性很高，不會(huì)因?yàn)閷W(xué)生的錯(cuò)誤操作而造成人身傷害，更不會(huì)損壞機(jī)床；不需要原材料，投入資金少，占地小，不會(huì)造成資源的浪費(fèi)；利用網(wǎng)絡(luò)可以搭建交流平臺(tái)，為師生提供良好的交互空間等。

3 數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的作用

3.1 利用數(shù)控仿真軟件可以彌補(bǔ)設(shè)備和師資的不足，充分利用現(xiàn)有資源

數(shù)控機(jī)床實(shí)習(xí)不比鉗工或車工的實(shí)習(xí)，它的設(shè)備投入是很大的，如果要使每個(gè)學(xué)生有充足的實(shí)習(xí)時(shí)間的話，可能投入要上幾百萬(wàn)，這對(duì)于不是省級(jí)重點(diǎn)專業(yè)的學(xué)校而言顯然難以承受的。因此很多學(xué)?？紤]采用“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，機(jī)模專業(yè)4個(gè)班級(jí)，數(shù)控專業(yè)老師只有2個(gè)，數(shù)控機(jī)床6臺(tái)，這樣的條件下，如果按照傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)方法根本無(wú)法進(jìn)行。但如果我們?cè)趯W(xué)生實(shí)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(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，節(jié)省了操作的時(shí)間，縮短了實(shí)習(xí)的周期。以一個(gè)班級(jí)40個(gè)人，實(shí)習(xí)一次時(shí)間3小時(shí)為例，平均每臺(tái)機(jī)床10個(gè)人，每人操作的時(shí)間只有18分鐘。試想在這么短的時(shí)間里面學(xué)生真正能掌握的東西有多少呢？但如果我們利用每個(gè)學(xué)校都有的機(jī)房，把3個(gè)小時(shí)換成上機(jī)進(jìn)行和實(shí)際機(jī)床幾乎一樣的仿真操作的話，可以保證每個(gè)同學(xué)有充足的時(shí)間來動(dòng)手。這樣很多問題在這一個(gè)階段就能夠解決，實(shí)習(xí)周期縮短了，對(duì)于機(jī)床操作的熟練程度將大大提高，而且為下一步的實(shí)際操作也做好了準(zhǔn)備，實(shí)習(xí)效果也提高了。

3.2 利用數(shù)控仿真軟件能有效的結(jié)合理論學(xué)習(xí)，可實(shí)現(xiàn)同步教學(xué)

和其它專業(yè)課一樣，數(shù)控課程也是非常抽象的學(xué)科，它注重的是實(shí)踐性。比如對(duì)刀過程，其實(shí)是很容易的事情，但如果用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，僅在課堂上紙上談兵，大多數(shù)學(xué)生都難以理解，如果利用仿真軟件一邊演示一邊教學(xué)，通過車刀和工件的運(yùn)動(dòng)學(xué)生就很容易理解，而且還能自己親手操作來加深認(rèn)識(shí)，理論和實(shí)踐也能兼顧了。凡是涉及數(shù)控編程和操作的內(nèi)容，如工件坐標(biāo)和機(jī)床坐標(biāo)、G指令、M指令等都可以實(shí)現(xiàn)同步教學(xué)，使抽象內(nèi)容形象化，提高了教學(xué)質(zhì)量。

3.3 利用數(shù)控仿真軟件的使用能極好的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)

對(duì)于職技校的學(xué)生來講，由于學(xué)生各方面的基本素質(zhì)普遍比較差，而數(shù)控專業(yè)課又要求極高的抽象性，加上教學(xué)過程的枯燥乏味，很容易讓學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)的情緒，教學(xué)效果也不理想。而數(shù)控仿真軟件以其和實(shí)際機(jī)床相同的用戶界面和它的可操作性，很大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，再開展教學(xué)就容易多了。

3.4 利用數(shù)控仿真軟件教學(xué)中允許出錯(cuò)，使學(xué)生得到崗位技能的全面訓(xùn)練

在模擬仿真中，可設(shè)計(jì)出實(shí)際工作中可能發(fā)生的變化，包括事故、故障和生產(chǎn)中極少出現(xiàn)的突然情況，讓學(xué)生全面把握加工方法和技巧。如在講解直線插補(bǔ)指令G01和快速插補(bǔ)指令G00的應(yīng)用與區(qū)別時(shí)，可在運(yùn)行中的第一個(gè)G01后面加F與不加F，學(xué)生就可以在仿真時(shí)看到切削進(jìn)給與快速插補(bǔ)對(duì)工件造成的影響。從而加深認(rèn)識(shí)達(dá)到課堂教學(xué)中無(wú)法達(dá)到的效果。

4 數(shù)控加工仿真在應(yīng)用中可能存在的負(fù)面影響及應(yīng)對(duì)措施

作為一個(gè)仿真軟件，它和實(shí)際機(jī)床還是存在很大區(qū)別的，無(wú)法替代實(shí)際機(jī)床，也無(wú)法替代學(xué)生在真實(shí)切削加工的實(shí)際感受。包括走刀路徑不明顯，切削深度和刀具要求不夠?qū)嶋H，對(duì)刀時(shí)對(duì)操作者要求不高，對(duì)產(chǎn)品粗糙無(wú)法進(jìn)行檢驗(yàn)等。而這些恰恰是對(duì)一個(gè)學(xué)生重要技能訓(xùn)練要求。對(duì)此，教師應(yīng)引起高度重視。解決辦法是可以通過在應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行初期訓(xùn)練前，先進(jìn)行車刀刃磨訓(xùn)練和機(jī)加訓(xùn)練，讓其對(duì)機(jī)械加工有較為扎實(shí)的能力基礎(chǔ)。同時(shí)，在數(shù)控仿真訓(xùn)練時(shí)以實(shí)踐要求進(jìn)行強(qiáng)調(diào)和要求。盡最大可能彌補(bǔ)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)這一缺陷。

在利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行技能訓(xùn)練時(shí)容易使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生依賴心理，沉湎于仿真加工，而疏于上數(shù)控機(jī)床操作，甚至很容易滋生學(xué)生的自滿情緒，夜郎自大，以仿真論數(shù)控，通過幾道程序的編寫加工而沾沾自喜，從而放松學(xué)習(xí)，渙散訓(xùn)練。最終只求得一知半解的結(jié)果，嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量和浪費(fèi)了教學(xué)資源。這就要求數(shù)控教師應(yīng)提高管理能力和教學(xué)水平，合理分組科學(xué)安排應(yīng)用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行技能訓(xùn)練的時(shí)間，仿真訓(xùn)練與操作訓(xùn)練在后階段穿插進(jìn)行。同時(shí)，教師要跟學(xué)生闡述教學(xué)仿真與實(shí)際加工的區(qū)別，使其對(duì)軟件仿真有正確的認(rèn)識(shí)，對(duì)實(shí)際操作加工有足夠的重視，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲。采用科學(xué)管理，有效組織數(shù)控仿真教學(xué)，從而使仿真教學(xué)工作既科學(xué)又客觀，既高效又實(shí)用。

5 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控技術(shù)作為先進(jìn)的制造技術(shù)是時(shí)代進(jìn)步的產(chǎn)物，而教育也應(yīng)該適應(yīng)時(shí)代的進(jìn)步，這就要求我們不斷的探索和嘗試新的教學(xué)方法和理念，只有這樣才能培養(yǎng)出更多更好的數(shù)控技術(shù)人才，為我們的現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)，也只有這樣才能振興我們的機(jī)械加工行業(yè)。

[1]上海宇龍軟件工程有限公司，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)使用手冊(cè).2004.

[2]黃筱調(diào),趙松年.《機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用》.機(jī)械工業(yè)出版社,1994.

On the function of NC simulation software in NC Teaching

Wei Jianyi
（Guilin industrial secondary specialized school,Guilin Guangxi,541004）

NC machining simulation system is a combination of teaching and training, simulation and practice of software, can meet the needs of large quantities of students simulation training. The utility model can solve the problem that the students have less machine tools in teaching practice

simulation software; numerical control teaching