數控仿真在數控專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應用論文

　　數控仿真在數控專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應用論文【1】

　　摘要：隨著(zhù)數控加工技術(shù)的廣泛應用，數控機床的編程與操作已成為中專(zhuān)數控專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的一項技能。

　　根據中專(zhuān)院校在數控加工教學(xué)中存在的投入大、消耗多、成本高的問(wèn)題提出了數控加工仿真軟件，并在教學(xué)中逐漸得到了廣泛的應用。

　　關(guān)鍵詞：數控教學(xué)仿真教學(xué)

　　1.什么是仿真教學(xué)

　　所謂數控加工仿真教學(xué)就是模擬實(shí)際機床加工環(huán)境及其工作狀態(tài)，應用虛擬現實(shí)技術(shù)于數控加工操作技能訓練中的一種教學(xué)。

　　數控仿真作為一種新興的教學(xué)模式，改變了傳統的教學(xué)模式，提高了學(xué)生的學(xué)習興趣;其次仿真軟件的網(wǎng)絡(luò )功能為師生交流提供了平臺;再次仿真軟件具備多種數控機床和數控系統，彌補了實(shí)訓設備的不足，降低了實(shí)訓成本。

　　2.仿真教學(xué)在數控技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的優(yōu)勢

　　(1)方便了教師授課

　　實(shí)習教學(xué)中，如果教師光在課堂上講解，學(xué)生會(huì )難以理解，但教師在機床上對學(xué)生進(jìn)行示范時(shí)，又很難保證所有的學(xué)生能夠聽(tīng)清、看清，教學(xué)效果往往都不太理想。

　　而數控仿真軟件的互動(dòng)教學(xué)功能使得教師可以在每個(gè)學(xué)生的屏幕上演示其教學(xué)內容，使所有的學(xué)生均能清楚地觀(guān)看并進(jìn)行模仿，同時(shí)教師也可以在自己屏幕上看到每個(gè)學(xué)生的操作情況，實(shí)時(shí)了解教學(xué)情況并對學(xué)生進(jìn)行指導。

　　(2)減少設備投入，一對一仿真實(shí)習解決實(shí)習設備與學(xué)生人數不成比例的問(wèn)題

　　由于數控設備具備“高速、高效、高精度”的加工特點(diǎn)，且屬于集機電、通訊、傳感于一身的智能化產(chǎn)品，這就決定了其高額的成本。

　　因此，數控專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓教學(xué)僅依靠購買(mǎi)數控機床則投入過(guò)大，若采用數控仿真進(jìn)行一對一實(shí)習教學(xué)可以很好的解決這一難題。

　　(3)提供多種機床多種系統，解決設備型號單一，學(xué)生的知識面狹窄等問(wèn)題

　　由于數控技術(shù)發(fā)展迅速，當前數控機床的種類(lèi)和系統眾多，對學(xué)校而言不可能將所有系統配齊，這就導致學(xué)生所學(xué)與工廠(chǎng)所用不符，而數控仿真軟件提供了基本涵蓋當今我國數控加工中常見(jiàn)的數控機床和主流的數控系統，所以在教學(xué)時(shí)可根據需要選擇相應的機床和系統對學(xué)生進(jìn)行授課，提高學(xué)生對不同數控系統及不同數控機床的適應能力，彌補了實(shí)習設備型號單一，學(xué)生的知識面狹窄等問(wèn)題。

　　(4)安全性高，便于學(xué)生直觀(guān)性學(xué)習，降低教師工作強度

　　由于數控加工仿真系統是一種虛擬加工技術(shù)，不存在安全問(wèn)題，所以學(xué)生的錯誤操作也不會(huì )損壞機床，更不會(huì )造成人身傷害，使學(xué)生可以?huà)侀_(kāi)思想包袱大膽地、獨立地進(jìn)行練習。

　　軟件中不僅具有對學(xué)生編制的數控程序進(jìn)行自動(dòng)檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實(shí)設備上無(wú)法實(shí)現的三維測量功能。

　　這些功能使得學(xué)生可以進(jìn)行自我學(xué)習，自我檢測加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強度。

　　(5)可在計算機上完成所編程序的檢驗，模擬加工，減少實(shí)際操作出錯的概率，提高加工效率

　　在實(shí)際加工時(shí)，一般要反復檢查程序，并利用機床的圖形模擬校驗功能來(lái)檢驗程序的正確性，這就導致占機調試時(shí)間過(guò)長(cháng)。

　　并且圖形模擬也無(wú)法對刀具的干涉、運動(dòng)中與夾具的碰撞、工件上一些細小的結構等進(jìn)行全面真實(shí)的反映。

　　所以在加工之前，可以將程序輸入仿真軟件，先模擬加工，觀(guān)察零件的加工過(guò)程，并初步檢驗零件的形狀尺寸，最后將正確的程序導入到數控機床中，既可節省時(shí)間提高加工效率，又保證了加工的安全性。

　　(6)實(shí)現虛擬加工，減少實(shí)訓費用

　　數控仿真系統的核心是虛擬數控機床，它完全模擬零件的切削過(guò)程，能檢驗指令正確與否，并用三維動(dòng)畫(huà)實(shí)時(shí)模擬顯示程序路徑和工件圖形，從而真實(shí)的再現了零件的加工過(guò)程，并且在模擬加工過(guò)程中不會(huì )有機床、刀具、材料的損耗，極大的減小實(shí)訓費用。

　　3.與真實(shí)機床相比，仿真軟件在數控技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的不足之處

　　(1)安全性方面

　　仿真軟件與真實(shí)機床相比，安全系數較高，主要由于仿真加工中，不會(huì )出現任何事故，使學(xué)生容易放松對安全生產(chǎn)的要求，一些嚴格的操作規程無(wú)法得以實(shí)施。

　　如加工過(guò)程中不要把頭和手隨意伸進(jìn)機床中、加工前關(guān)閉機床安全門(mén)等，這些環(huán)節在仿真時(shí)往往都可忽略不計，而對于在練習時(shí)出現的撞刀等現象也毫不在意。

　　如果學(xué)生一旦養成這樣的不良習慣，將會(huì )在實(shí)際生產(chǎn)中造成重大損失。

　　因此，在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中教師應不斷強調安全操作，嚴格要求，并給學(xué)生講解仿真與實(shí)操的差別。

　　(2)產(chǎn)品質(zhì)量準確性方面

　　數控加工仿真軟件進(jìn)行編程與操作練習時(shí)，比較容易忽視切削用量、刀具的選用，零件的裝夾等問(wèn)題。

　　而且無(wú)法判斷工件的表面粗糙度、尺寸精度等。

　　所以學(xué)生在實(shí)際機床上加工時(shí)也會(huì )不自覺(jué)的忽略這些重要的部分，從而導致加工的工件無(wú)法達到尺寸精度要求，更有甚者發(fā)生碰撞等事故。

　　因此，教師一定應嚴格要求學(xué)生按照實(shí)際操作的要求來(lái)做，如合理選用刀具及切削用量，正確裝夾零件;規范對刀的步驟和動(dòng)作，讓學(xué)生從開(kāi)始就養成正確的習慣，提高產(chǎn)品的準確度。

　　(3)教學(xué)質(zhì)量方面

　　仿真加工與實(shí)際機床有一定差異，如車(chē)刀在數控仿真上加工時(shí)，背吃刀量不大于刀刃長(cháng)度就可以直接切削。

　　但在實(shí)際數控機床上加工，則會(huì )受機床、刀具和材料性能的影響，不可能選取太大背吃刀量。

　　再如切斷刀在實(shí)際加工中只能用來(lái)切槽或者切斷加工，而在仿真系統中即使用來(lái)車(chē)削外圓也不會(huì )有錯誤提示。

　　這些問(wèn)題就需要我們在教學(xué)過(guò)程中反復強調，及時(shí)說(shuō)明軟件與機床不符之處，并根據機床的實(shí)際情況對學(xué)生詳細講解，以免使學(xué)生產(chǎn)生誤解，影響到將來(lái)在機床上的編程與操作，提高教學(xué)質(zhì)量。

　　總之，在今后的教學(xué)中應分配好仿真軟件學(xué)習和機床操作練習的時(shí)間比例。

　　實(shí)習條件較好時(shí)，上機操作的時(shí)間應占較大比例，因為數控仿真軟件的優(yōu)勢體現在入門(mén)基礎培訓上，學(xué)生實(shí)際操作技能的提高主要還是要依靠上機實(shí)際操作練習。

　　只有在教學(xué)中將仿真訓練與實(shí)踐操作訓練有機結合，擺正仿真軟件在整個(gè)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的位置，才能充分地發(fā)揮其作用，才能真正為教學(xué)服務(wù)。

　　參考文獻:

　　[1]郭德橋.加強數控實(shí)習教學(xué) 提高學(xué)生實(shí)踐能力[J].職業(yè)教育研究，2006,(7)：140.

　　[2]呂海,翟華麗.關(guān)于數控實(shí)習的探索與思考[J].職業(yè)教育研究，2005,(4)：75.

　　[3]吳波，伊延吉.仿真軟件在數控教學(xué)中的應用淺析[J].科技信息，2010，(19).

　　數控仿真軟件在數控教學(xué)中的使用【2】

　　摘 要：目前隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現代數控加工技術(shù)已得到廣泛重視和應用，大力發(fā)展數控技術(shù)是社會(huì )發(fā)展之趨勢。

　　技工學(xué)校、職業(yè)中專(zhuān)作為培養數控人才的一個(gè)出口，數控仿真軟件在培訓數控技術(shù)人才的培養中起到了不可磨滅的地位，解決了數控編程與操作在理論教學(xué)中的很多問(wèn)題，教學(xué)中學(xué)生學(xué)中做、做中學(xué)，方便教師授課、提高教學(xué)效率。

　　關(guān)鍵詞：數控加工 理論教學(xué) 數控仿真軟件

　　作為《數控車(chē)床編程與操作》、《數控加工工藝學(xué)》二者合二為一的專(zhuān)業(yè)理論課教師，在教學(xué)過(guò)程中不斷研究與探索，隨著(zhù)現代科技的不斷發(fā)展，發(fā)現數控仿真軟件運用到數控教學(xué)中來(lái)，解決了一系列相關(guān)迫切的問(wèn)題，在使用中學(xué)生學(xué)中做、做中學(xué)，既滿(mǎn)足了教學(xué)中的不同需求。

　　下面我結合在教學(xué)實(shí)踐中的體會(huì )淺談一下數控仿真軟件在數控教學(xué)中的使用感觸。

　　1 數控仿真軟件在數控教學(xué)使用中的優(yōu)越性

　　1.1 利用仿真軟件可以彌補教學(xué)設備不足，降低學(xué)校成本

　　由于數控加工機床設備價(jià)格比較昂貴，數控機床類(lèi)型繁多，常用的有數控車(chē)床、車(chē)削中心、數控銑床，加工中心、數控刨床、數控磨床等，一臺普通數控車(chē)床或者數控銑床至少也要7、8萬(wàn)，還有20萬(wàn)左右的。

　　一般一臺加工中心30萬(wàn)左右，更多則達百萬(wàn)甚至到上千萬(wàn)不等，學(xué)校不僅受投資和辦學(xué)場(chǎng)地的限制，無(wú)法購置大量數控機床設備來(lái)提供學(xué)生實(shí)習實(shí)訓使用。

　　則數控仿真系統可以彌補這方面的不足，使大部分的實(shí)習實(shí)訓操作在數控仿真軟件中實(shí)現，從而解決學(xué)校在數控機床設備上不足和場(chǎng)地不夠的現狀，使數控技術(shù)的教學(xué)達到投入少、類(lèi)型多、見(jiàn)效快、培養的初學(xué)者學(xué)生動(dòng)手能力強目的。

　　數控仿真軟件使學(xué)生增加了有效上機時(shí)間，學(xué)習效果大幅提高，降低學(xué)校成本。

　　1.2 利用仿真軟件的直觀(guān)性提高教學(xué)效果、方便教師授課

　　數控編程與操作因是一門(mén)單純的純理論教學(xué)，在沒(méi)有使用仿真軟件之前和其它課程一樣，直接在黑板上書(shū)寫(xiě)，而在黑板上講按鍵的作用與程序編寫(xiě)、操作，易使學(xué)生感到枯燥無(wú)味，也不容易理解和檢驗程序的對錯，只有通過(guò)老師作業(yè)的批改，而數控仿真軟件的引入使用學(xué)生可以直觀(guān)的看到機床操作面板各個(gè)按鍵的表示符號、作用及功能，也可以通過(guò)模擬演示功能看到真實(shí)圖形大小、尺寸的多少、觀(guān)察機床及工件的不同視角以及刀具的形狀以及刀具的走刀軌跡是否合理，是否為最佳合理刀具走刀軌跡。

　　等這些都可由操作者自己進(jìn)行設計以滿(mǎn)足不同零件的加工需求。

　　學(xué)生通過(guò)仿真軟件對所編寫(xiě)程序進(jìn)行加工與驗證同時(shí)，還可提高學(xué)生對數控技術(shù)的學(xué)習興趣和編程能力，更好的去理解數控技術(shù)這塊內容，所以數控仿真軟件是一種既經(jīng)濟實(shí)惠、實(shí)用、功能多樣又安全可靠的數控技術(shù)教學(xué)輔助工具。

　　從而提高純理論教學(xué)效果，提高學(xué)生學(xué)習編程能力的提高，同時(shí)也為下面學(xué)習實(shí)際操作奠定了基礎。

　　2 數控仿真軟件在教學(xué)使用中存在的弊端及解決措施

　　2.1 只注重仿真訓練，易忽視實(shí)訓操作

　　數控加工仿真軟件只是模擬加工過(guò)程并非真實(shí)加工過(guò)程，所以無(wú)法代替學(xué)生在真實(shí)切削加工的實(shí)際感受，數控機床加工全過(guò)程的仿真包括機床的選擇、毛坯的選擇與裝夾、刀具以及夾具的選擇與定義;切削用量、進(jìn)給量的選擇，數控程序輸入、編輯、刀具參數的設置等，由于是虛擬的操作，即使出現是不是人為的操作與編程的失誤，也不會(huì )傷害到人身與機床設備的安全。

　　學(xué)生則可以大膽的操作，可以在比較短的時(shí)間里盡可能多得熟練不同機床，不同系統的操作方法，從而能激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣和動(dòng)力。

　　實(shí)際加工零件時(shí)，由于切削量、進(jìn)給量的選擇，以及對安全的疏忽都可能會(huì )出現打刀現象或著(zhù)影響零件實(shí)際的加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)效率等問(wèn)題。

　　因此對教師應引起足夠的重視，在仿真教學(xué)中即時(shí)提醒學(xué)生在真正數控機床加工時(shí)，二者的區別和注意問(wèn)題。

　　例如利用車(chē)刀在數控仿真系統上加工工件時(shí)，只要背吃刀量不大于刀刃長(cháng)度就可以直接切削，而在實(shí)際數控機床上加工，則會(huì )因受到機床、刀具、夾具和材料等各方面性能的影響。

　　不可能選取太大背吃刀量;還有切斷刀在實(shí)際加工中只可以用來(lái)切槽和切斷加工。

　　而在仿真系統中即使用來(lái)車(chē)削外圓，也不會(huì )有報警顯示來(lái)提醒等這些問(wèn)題就需要我們在教學(xué)過(guò)程中一直反復強調避免將來(lái)學(xué)生在實(shí)際操作時(shí)，因一直使用仿真，而忽略實(shí)際操作。

　　造成不必要的人、機、傷亡事故。

　　2.2 長(cháng)期使用仿真，易使學(xué)生依賴(lài)于計算機

　　因部分學(xué)生自控能力差，長(cháng)期使用仿真軟件教學(xué)，會(huì )使學(xué)生產(chǎn)生惰性而依賴(lài)于計算機，而懶于機床操作。

　　有些學(xué)生還會(huì )趁機上網(wǎng)和玩游戲，如應對于技校學(xué)生，本身基礎差、自控能力差，教師在講課時(shí)，可以運用遠程來(lái)進(jìn)行控制學(xué)生電腦，讓學(xué)生可以更清楚去理解所學(xué)內容，學(xué)生自動(dòng)練習時(shí)，可以關(guān)閉學(xué)生網(wǎng)絡(luò )信號，使學(xué)生無(wú)法上網(wǎng)以免長(cháng)期使用電腦來(lái)操作仿真軟件，依賴(lài)于計算機，應合理安排仿真軟件與實(shí)際操作上課的時(shí)間和順序。

　　這就要求老師加強責任心、提高管理、適當改進(jìn)教學(xué)方法，減少數控仿真軟件在教學(xué)中的負效應。

　　3 結語(yǔ)

　　數控仿真軟件有機的將數控編程和實(shí)踐操作結合在一起，通過(guò)學(xué)中做、做中學(xué)，使學(xué)生把學(xué)到的知識靈活的應用到真正的實(shí)踐中去，它不僅提高了學(xué)生的學(xué)習興趣和數控技術(shù)的教學(xué)效果，而且減少了學(xué)校因數控設備少的現狀，同時(shí)也提高了數控技術(shù)人才的培訓效率。

　　數控仿真軟件存在這些優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也存在一定的缺點(diǎn)，教師應靈活掌握運用，則可以更大的發(fā)揮數控仿真軟件在教學(xué)中的使用。

　　參考文獻

　　[1] 明建全.科學(xué)使用數控仿真，提高數控教學(xué)水平[J].西北職教，2008(3)：2.

　　[2] 華小紅，李強偉.數控編程技術(shù)與加工仿真(國家示范性高職高專(zhuān)教改特色教材)[M].鎮江：江蘇大學(xué)出版社，2012.

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