浅析利用数控仿真系统提高数控教学的效果

郭冰

中图分类号TG659文献标识码：A文章编号：41-1413（2012）05-0000-01

摘要：随着数控机床在我们国家的普及，数控机床已经成为现代制造业的主要装备，使制造技术进入了数控技术的新时代。各职业技术院校紧追时代步伐与市场需求，大力发展和扩大数控加工专业，使院校形成了学生多而可供实习的设备不足之间的严重矛盾。数控仿真系统是利用现代计算机虚拟机械零件现实加工、设计与仿真功能。改善了目前数控教学过程中学生人数多、设备投入大，学生上机床操作时间短、学习效果差、培训效率低的现象。在数控教学过程中，合理有效的应用数控仿真系统，就可以快速提高职业院校学生的数控编程和操作能力，为学生实际操作机床、进行编程加工打下较好的基础，从而提高数控教学的效果。

关键词：数控仿真系统；数控教学；应用；效果

随着数控技术的快速发展，数控机床已经成为现代制造业的主要装备，使制造技术进入了数控技术的新时代。合理有效的应用数控仿真系统，把专业理论编程与操作课，变成在计算机上利用仿真软件的多媒体教学，激发学习兴趣，就可以快速提高中职院校学生的数控编程和操作能力，为学生实际操作机床、进行编程加工打下较好的基础，从而提高数控教学的效果。

一、数控仿真软件简介

随着虚拟现实技术及计算机技术的发展应用，出现了可以模拟实际机床加工环境及其工作状态的计算机加工系统，它是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训的仿真软件，利用计算机的仿真培训系统进行学习和培训，可以迅速提高被培训人员的理论和实际水平，非常安全而且费用低。

二、数控仿真系统在教学中的应用

1．初次上课以数控仿真教学激发学生技能操作的积极性，用仿真演示激起学生的好奇心和求知的欲望

首先抓住第一节课这一契机，介绍数控编程知识的实用价值，有意识地让学生了解数控编程与今后工作的密切关系，充分展现数控编程及操作的价值，使更多的学生对数控编程产生浓厚的兴趣。老师设计较简单的零件图样进行示范性操作，同时提醒学生认真观察，掌握操作要领。当机床的模拟切削声响起来，切屑飞溅，毛坯随着刀具的加工变成图样要求的工件后，学生的好奇心和求知欲极度膨胀，此时也恰是让学生动手操作，进行模仿的最佳时机。及时表扬学生所取得的成绩，鼓励他们勇于战胜自己，激发每位学生的学习自信心。让学生在一种积极的情感体验中，学习知识，培养动手能力。又提高了课堂教学效果。

2.科学安排教学内容，循环渐进掌握数控编程与操作

在数控教学中，根据教学需要和“以就业为导向”的思想，可将数控编程教学内容安排为两大模块，其一为基础理论模块，主要讲解与训练最常用的数控机床的编程方法、操作及应用，这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握、灵活应用，为学生上机床操作奠定基础。其二为其扩展技能模块，利用仿真软件集合了各种数控系统面板的优点，可在基础模块训练的基础上，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的操作能力，扩大学生知识面，这样，学生就业时能够信心十足的面对操作的数控机床，较快适应所从事的工作，提高他们的就业竞争力。

3．构建多元评价体系，充分调动学生的主动性和积极性。

教学评价直接影响学生学习的主动性和积极性，所以评价要做到；第一，一定是合理的加工工艺，且有一定的弹性，答案不能限制的太死。第二，既要评价技能操作结果，又要评价技能操作的过程。对在技能操作中学生的积极性与表现出来的良好个性品质要给与充分的孤立、肯定嘉奖。第三，转化评价主客体关系。对学生课堂上的技能操作情况及结果不仅仅有教师来评，还可以让学生自评或互评。可采用学生讨论评价的方式，在讨论中发现的问题，得出正确的结果。

4．利用仿真进行教学实验与研究总结

仿真课结束后，我都及时地引导他们思索，对于学生已经做好的零件，提出学生自己认为还有哪些缺点或更先进的方法。通过讨论，看看自己提出来的问题是否别人也存在，并通过小组讨论确定其可行性，然后在老师的辅导下，把创新后的零件作出来。对于一些有价值的零件或积极意义的零件，建议他们保留程序并作详尽的注释，在实际操作中加工出来，为以后工作的积累重要经验。实践证明，我校学生通过数控仿真过关，再进行机床操作的方法，已有不少学生在短时间内掌握数控机床编程与操作。并在省市数控大赛中取得优异成绩。

三、数控加工仿真在应用中出现的问题及应对措施。

数控加工仿真系统是一种模拟教学应用软件，具有强大的生命力。但不能也不可能全盘代替实际机床，在培养过程中我们应从实际出发，在保证学生具备相应的基本理论之后应使学生掌握过硬的操作技能，针对这样的情况，我们应拿出切实可行的应对措施。

1．作为一个仿真软件，它与实际机床还是存在很大的区别，仿真软件无法替代实际机床，也无法替代学生在真实切削加工的实际感受。对此，教师应引起高度重视。必须采用仿真软件与实际机床相结合的方法来培养学生，在数控仿真训练之后，必须进行实践加工。尽最大可能弥补应用数控加工仿真系统进行教学没有真实切削加工的实际感受这一缺陷。

2．正确引导学生利用数控加工仿真系统进行学习，利用数控加工仿真系统进行学习容易使学生对计算机产生依赖心理，沉湎于仿真加工，而疏于上数控机床操作。这就要求数控教师应提高管理能力和教学水平，合理科学安排数控加工仿真软件进行技能训练的时间，加强实际机床的操作。同时，教师要跟学生阐述教学仿真与实际加工的区别，使其对软件仿真有正确的认识，对实际操作加工有足够的重视，充分调动学生的求知欲。采用科学管理，有效组织数控仿真教学，从而使仿真教学工作及科学又客观，即高效又实用。

随着仿真软件的快速发展，与实际加工之间的差距越来越小，较高的仿真效果更加明显，但是毕竟不是真实的机床加工，只有我们在应用过程中做到科学、合理、有效，并积极应对在使用过程中出现的问题，仿真软件就会起到事半功倍的效果，就可以快速提高职业院校学生的数控编程和操作能力，为学生实际操作机床、进行编程加工打下较好的基础。

参考文献：

[1]上海宇龙软件工程有限公司：数控加工仿真系统使用手册，2008

[2]叶伯生、戴永清：数控加工编程与操作，华中科技大学出版社2004

[3]王晓楠、王仲海：虚拟现实技术及应用，航空计算技术，2002

[4]曾小惠、吴明华、潘铁红：在线数控加工仿真教学系统的实现1998