軟件仿真模擬與數控教學(xué)

　　軟件仿真模擬與數控教學(xué)

　　摘要：適當、適度、合理地利用軟件仿真模擬有利于提高數控教學(xué)效果，有利于提高數控培訓效率，有利于解決數控設備昂貴與資金短缺的普遍性矛盾，但是，必須注意消除其可能產(chǎn)生的負面影響。

　　關(guān)鍵詞：數控軟件;仿真模擬;實(shí)訓教學(xué)

　　仿真模擬技術(shù)是指使用儀器設備、模型、計算機虛擬技術(shù)，以及利用場(chǎng)地、環(huán)境的布置，模仿出真實(shí)工作程序、工作環(huán)境、技術(shù)指標、動(dòng)作要求，進(jìn)行科學(xué)研究、工業(yè)設計，模擬生產(chǎn)、教學(xué)訓練和考核鑒定等的一項綜合技術(shù)。

　　該技術(shù)正在得到教育培訓領(lǐng)域廣泛的重視和應用，為了提高數控教學(xué)的效率和所培養學(xué)生的適用性，我結合自己的教學(xué)實(shí)踐談幾點(diǎn)如何在數控教學(xué)當中充分利用好仿真軟件。

　　1.把軟件仿真應用到數控理論教學(xué)當中

　　理論是深入學(xué)習數控的基礎，數控作為一項技術(shù)很強的學(xué)科，要使學(xué)生扎實(shí)學(xué)習數控的基本理論和正確認識數控設備，軟件仿真模擬作為一種圖文并茂的教學(xué)手段是的一種不可缺少的教學(xué)資源，在教學(xué)中起到了激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，提高教學(xué)效果的作用。

　　初學(xué)數控的學(xué)生認為數控設備非常神秘，既有探索的欲望又覺(jué)得無(wú)從下手，尤其是在講述數控技術(shù)的發(fā)展和數控設備的基本結構時(shí)，更是讓許多學(xué)生不知所云，這種狀態(tài)如果在短期內得不到改善，學(xué)生的興趣和積極性就會(huì )隨之減退，從而影響學(xué)生的學(xué)習和教學(xué)效果。

　　如果能及時(shí)利用仿真軟件為學(xué)生揭開(kāi)數控這層神秘的面紗，學(xué)習和教學(xué)效果將會(huì )得到明顯的提高。

　　因此，對于給學(xué)生建立基本的數控認識和改變認為數控深不可測的思想狀態(tài)具有立竿見(jiàn)影的效果。

　　2.把軟件仿真應用到數控實(shí)習教學(xué)當中

　　在數控實(shí)習教學(xué)中適當應用軟件仿真，會(huì )對整個(gè)訓練過(guò)程起到積極的作用，也能解決數控設備太少，學(xué)生太多的矛盾。

　　對把軟件仿真應用到數控實(shí)訓教學(xué)當中談幾點(diǎn)不太成熟的體會(huì );首先，可以利用軟件仿真來(lái)訓練學(xué)生的編程能力，尤其是拓寬對數控指令應用的知識面是一種行之有效的方法，軟件仿真與實(shí)際操作相結合，可以通過(guò)實(shí)踐給學(xué)生糾正在編程中出現問(wèn)題而軟件仿真又沒(méi)有反映出來(lái)的問(wèn)題。

　　比如，進(jìn)給量和切削深度，軟件仿真時(shí)把進(jìn)給量設為F10.0�/r，切削深度ap=20.0�時(shí)也能正常加工，并且也不報警，但是在一般條件下數控機床是不能在這樣的切削用量之下工作的。

　　因此，軟件仿真不能解決的問(wèn)題可以通過(guò)實(shí)踐來(lái)彌補。

　　其次，實(shí)習教學(xué)也離不開(kāi)軟件仿真，由于數控機床數量有限，不可能為每名學(xué)生提供一臺機床，又鑒于中職學(xué)校學(xué)生不太成熟，有不教不學(xué)的共性，因此在上機床操作之余又能在軟件上仿真不失為一種既能使其有所提高又能培養學(xué)生自覺(jué)、自律的習慣。

　　再次是利用軟件訓練學(xué)生是一種合算而又有效的辦法，既能形象加工又能節約實(shí)習經(jīng)費，有的技術(shù)是需要多次重復訓練才能掌握的，如果是在機床上實(shí)際加工來(lái)掌握這種能力，除了機床的折舊與磨損之外還有較高的刀具與材料消耗;在軟件上我們可以重復加工，反復訓練而沒(méi)有上述消耗，只需要進(jìn)行一兩次實(shí)際操作就能達到事半功倍的效果。

　　3.數控仿真模擬軟件應用于教學(xué)的弊

　　仿真教學(xué)不是真正機床的操作，具有局限性：采用仿真教學(xué)可以縮短學(xué)生實(shí)際上機操作時(shí)間，但決不能替代學(xué)生的實(shí)際機床操作這個(gè)重要教學(xué)環(huán)節。

　　學(xué)生無(wú)法通過(guò)仿真軟件體會(huì )真實(shí)的加工環(huán)境：作為一個(gè)仿真軟件，它和實(shí)際機床加工還是存在區別的，它無(wú)法代替機床在實(shí)際加工中的真實(shí)感受。

　　在仿真系統中很難看出切削深度對工件及刀具的影響;不同材質(zhì)、幾何角度的刀具對切削加工的影響;主軸轉速的對切削的影響等等。

　　學(xué)生若想了解這些方面的加工信息，就必須在真正的機床上去不斷的嘗試、總結。

　　不利于學(xué)生嚴謹工作態(tài)度的養成：仿真中系統會(huì )對誤操作給出提示和警告，學(xué)生根據這些信息可以進(jìn)行相應的修改，時(shí)間長(cháng)了就會(huì )對此產(chǎn)生依賴(lài)，容易造成學(xué)生的操作隨意、不嚴謹的習慣。

　　不利于學(xué)生安全生產(chǎn)意識的養成：仿真中的誤操作只提示操作錯誤，而在實(shí)際生產(chǎn)中哪怕一個(gè)很小的失誤，都可能造成很?chē)乐氐暮蠊��?/p>

　　輕則工件質(zhì)量不合格、刀具損壞，嚴重時(shí)還會(huì )造成機器損壞和人員傷亡。

　　例如撞刀，仿真中有聲音報警提示，操作者只要將刀沿相反方向退回，報警隨即消失，刀具仍然可以繼續使用。

　　而在實(shí)際加工中一旦撞刀，刀具基本就損壞了，不能再使用，必須更換刀具。

　　4.在使用數控仿真軟件教學(xué)時(shí)，應注意以下事項

　　4.1嚴格按實(shí)際操作的要求進(jìn)行。

　　雖然是在計算機上進(jìn)行仿真加工，但教師一定要按照實(shí)際操作加工中的要求來(lái)做，如正確裝夾零件，合理選用刀具及切削用量;對刀的步驟和動(dòng)作也要規范，讓學(xué)生在學(xué)習的初期就養成正確的習慣。

　　另外，應盡量避免使用計算機的鍵盤(pán)而采用鼠標點(diǎn)擊仿真軟件上系統面板，使學(xué)生盡快熟悉面板上各鍵的位置，等到實(shí)際操作時(shí)就能很快適應。

　　4.2及時(shí)說(shuō)明軟件與機床不符之處。

　　對于軟件中與機床的不同之處，教師應及時(shí)給學(xué)生說(shuō)明，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。

　　4.3分配好仿真軟件學(xué)習和機床操作練習的時(shí)間比例。

　　根據總的實(shí)習時(shí)間，合理分配好軟件練習和機床操作的時(shí)間，特別是當實(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。

　　參考文獻

　　[1]曾小惠，吳明華，潘鐵虹.在線(xiàn)數控加工仿真教學(xué)系統的實(shí)現，1998

　　[2]余勤科，岳應娟，劉宏.虛擬數控機床技術(shù)及其應用，2000

　　[3]王曉楠，王仲海.虛擬現實(shí)技術(shù)及其應用，2002

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