數控仿真軟件在數控機床教學(xué)的應用論文
摘要：隨著(zhù)機械制造業(yè)對數控技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的大量需求，高職院校都非常重視數控專(zhuān)業(yè)學(xué)科建設。將模擬實(shí)際機床加工環(huán)境及工作狀態(tài)的虛擬機床仿真軟件、以零件設計和加工程序為主的CAD/CAM一體化軟件等，應用于數控機床教學(xué)中，提高了學(xué)生學(xué)習的積極性及教師的教學(xué)效率。但應注意將仿真操作與實(shí)際訓練相結合。
關(guān)鍵字：機械制造；數控仿真軟件；數控機床教學(xué)
中圖分類(lèi)號：TP391.9文獻標識碼：A文章編號：2095-980X（2015）11-0098-02
隨著(zhù)數控加工技術(shù)在機械制造業(yè)的廣泛應用，對數控相關(guān)技術(shù)人員的需求增大和要求提高。為此，各院校的機械類(lèi)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設了“數控機床與加工”相關(guān)課程以契合市場(chǎng)需求，與此同時(shí)，昂貴的教學(xué)用數控設備及資金短缺的矛盾也凸顯。因此，須探索出一套既符合本校教學(xué)現狀，又能滿(mǎn)足數控專(zhuān)業(yè)教學(xué)要求的模式。經(jīng)教學(xué)實(shí)踐發(fā)現：將數控加工仿真軟件運用于實(shí)際教學(xué)，既能有效緩解教學(xué)實(shí)訓需投入大量資金購置設備的矛盾，又能利用感觀(guān)激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)意識和自覺(jué)意識，是一種有效的教學(xué)途徑。
1、仿真軟件原理及軟件類(lèi)型
數控仿真軟件是在虛擬現實(shí)技術(shù)與計算機技術(shù)相結合的基礎上建立起來(lái)的，是一種利用計算機編程及建模，用二維或三維圖形將加工過(guò)程以動(dòng)態(tài)形式演示出來(lái)的軟件。簡(jiǎn)而言之，就是通過(guò)計算機技術(shù)，對現實(shí)的運動(dòng)過(guò)程進(jìn)行模擬及聲像演示。利用該軟件，操作者可以如臨其境地查看生產(chǎn)、實(shí)驗、施工等過(guò)程，從而確認系統的性能或發(fā)現運動(dòng)過(guò)程的缺陷。數控加工過(guò)程涉及多種不同類(lèi)型的軟件，根據其使用范圍，可分為仿真軟件及一體化軟件等。
�。�1）模擬實(shí)際機床加工環(huán)境及工作狀態(tài)的虛擬機床仿真軟件。該類(lèi)軟件可以模擬真實(shí)的場(chǎng)景，實(shí)現操作者和仿真場(chǎng)景的交互，使操作者體驗到真實(shí)的機床操作的感覺(jué)。這類(lèi)軟件以實(shí)用為出發(fā)點(diǎn)，較典型的例子如南京航宇自動(dòng)化技術(shù)研究所、廣州超軟公司、武漢金銀花公司等開(kāi)發(fā)的數控仿真系統。
�。�2）以零件設計和加工程序為主的CAD/CAM一體化軟件。這一類(lèi)軟件可以利用計算機完成零件加工前期的編程、設計等過(guò)程，使數控更佳精準、規范。如丹麥CIMCO公司的CImcoSoftwareSulte、SolidWorks等，該仿真流程如圖2所示。數控仿真系統有著(zhù)全面的仿真功能、完善的圖形和標準數據接口；而且能與多種計算機操作系統兼容，對設備的配置要求較低；能大大節省教學(xué)設備投資，有效避免資源浪費。
2、仿真軟件在數控機床教學(xué)中的應用
�。�1）激發(fā)學(xué)生學(xué)習數控機床的積極性。數控理論相對來(lái)說(shuō)比較復雜、枯燥，加之課程實(shí)踐機會(huì )少、學(xué)習難度大，學(xué)生對該門(mén)學(xué)科缺乏一定的學(xué)習主動(dòng)性。因此，利用先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)手段來(lái)激發(fā)學(xué)生的參與熱情顯得尤為重要。數控機床課程要求理論與實(shí)踐的高度結合，采用傳統的教學(xué)方法對編程指令進(jìn)行按部就班地講解，學(xué)生只能接收到一些抽象、空泛、枯燥的計算機語(yǔ)言，而無(wú)法理解指令的真正內涵及實(shí)際應用情況。數控仿真軟件具有和實(shí)際機床相同的用戶(hù)界面和可操作性，利用仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué)，直觀(guān)地向學(xué)生展示編程指令的實(shí)際加工過(guò)程，使學(xué)生能夠更具象、更真實(shí)地了解數控機床的各個(gè)運動(dòng)過(guò)程，輕松掌握機床的操作方法，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性，挖掘學(xué)生的內在潛力，培養學(xué)生刻苦鉆研、勇于創(chuàng )新的精神。
�。�2）實(shí)現“教———學(xué)———練”一體式教學(xué)。運用數控仿真軟件，可以實(shí)現“教———學(xué)———練”三位一體化的教學(xué)，如對刀過(guò)程，實(shí)際操作起來(lái)沒(méi)有太大的難度，若采用傳統的教學(xué)方法，僅紙上談兵，就會(huì )使學(xué)生陷入僵硬、呆板的理論學(xué)習怪圈。但結合仿真軟件的演示過(guò)程教學(xué)，通過(guò)對車(chē)刀及其他工件進(jìn)行分步講解與操作演示，學(xué)生就能通過(guò)教師的理論講解和軟件的實(shí)際操作來(lái)加深認識，理論與實(shí)踐教學(xué)相互滲透，實(shí)現兩者的同步教學(xué)。另外，在進(jìn)行數控機床教學(xué)的過(guò)程中，教師可以充分利用仿真系統的示教功能對程序的編制過(guò)程進(jìn)行詳細的介紹，并通過(guò)虛擬的仿真系統顯示加工路線(xiàn)及其過(guò)程�；蛘�，利用測量功能檢測所加工零件的尺度、粗糙程度是否達標。然后教師通過(guò)發(fā)送相關(guān)的編程實(shí)例，讓每一位學(xué)生在該系統中進(jìn)行程序的編制、錄入、校驗及加工，以此來(lái)鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力。對此，教師可以根據學(xué)生的學(xué)習情況設計操作過(guò)程中可能發(fā)生的各種事故、故障、缺陷等，讓學(xué)生在發(fā)現問(wèn)題、處理問(wèn)題的過(guò)程中全面掌握加工技巧和方法。例如，在進(jìn)行直線(xiàn)插補指令G01和快速插補指令G00的應用與區別時(shí)，可以在運行的第一個(gè)G01后面通過(guò)F的添加與否，讓學(xué)生感受到切削進(jìn)給與快速插補所帶來(lái)的不同表現與影響，從而讓學(xué)生在有限的時(shí)間內掌握更多的數控機床的操作方法，提高學(xué)生對不同數控機床的適應能力。
�。�3）提高數控機床課程的教學(xué)效率。傳統的教學(xué)活動(dòng)中，教師往往要花費較大的精力來(lái)批閱學(xué)生的作業(yè)，而數控編程具有較大的靈活性，使得每位學(xué)生編寫(xiě)的程序都存在一定的差異。如某學(xué)生用固定循環(huán)指令編程，而另一位學(xué)生則采用子程序編程，這樣所產(chǎn)生的工藝路線(xiàn)也隨之變化。如果采用傳統的批閱式逐篇查閱，并不能保證每個(gè)課題都考查到；若未按時(shí)閱完學(xué)生的作業(yè)，還有可能影響后續的教學(xué)活動(dòng)。在這種情況下，引入數控仿真軟件，教師可以直接查看由學(xué)生編程導出的刀具軌跡和加工過(guò)程，并據此判定學(xué)生編程是否存在問(wèn)題，或者通過(guò)圖形反映出加工工件的最終形狀，判定工件是否合格。這便有效減輕了教師的教學(xué)工作量，能保證各類(lèi)課題進(jìn)行全面的考核，也有利于后續教學(xué)任務(wù)的開(kāi)展，提高了教學(xué)效率。
3、運用于教學(xué)的優(yōu)勢及注意事項
�。�1）仿真操作在數控機床教學(xué)中的優(yōu)勢。將數控仿真軟件運用于數控機床教學(xué)，充分利用網(wǎng)絡(luò )系統為學(xué)生搭建交流平臺，創(chuàng )設數控實(shí)習環(huán)境，不僅為師生提供了良好、安全的交互空間，還使傳統教學(xué)中只能在數控實(shí)驗室或實(shí)習工廠(chǎng)進(jìn)行的教學(xué)演示功能得以實(shí)現，使教學(xué)過(guò)程變得更加靈活、方便、直觀(guān)、有說(shuō)服力。數控仿真軟件不僅可以提高學(xué)生學(xué)習的積極性，還能促進(jìn)“教———學(xué)———練”的有機結合，提高教學(xué)效率。
�。�2）應將仿真操作與實(shí)際訓練相結合。將數控仿真軟件運用于數控機床教學(xué)具有重大現實(shí)意義。但是，數控仿真軟件畢竟是模擬操作，縱然已取得了較大的發(fā)展，但與真實(shí)的加床加工過(guò)程還存在一定的差距。因此，在進(jìn)行數控機床的教學(xué)時(shí)，教師需要對數控仿真軟件進(jìn)行靈活、科學(xué)、合理的運用，并將仿真操作與實(shí)際訓練相結合，以實(shí)現最佳的教學(xué)效果。
【數控仿真軟件在數控機床教學(xué)的應用論文】相關(guān)文章：
數控機床改造論文10-14
數控機床的保養和維護論文07-05
數控機床故障的分析及處理論文10-01
數控機床實(shí)習報告02-01
數控機床的實(shí)習報告09-21
數控機床實(shí)習報告11-01
數控機床實(shí)習報告08-27
數控機床實(shí)習報告09-21
數控機床的實(shí)習報告11-15