《数控车床》仿真软件实验的教学探索

黄文军

【摘 要】数控机床以高效率、高精度、高的自动化在机械加工中广泛使用。《数控车床》作为一门以实践为核心，理论与实践相结合的专业课，运用数控仿真软件，针对本校《数控车床》实训课程教学特点以及存在的问题，通过机电一体化的教学改革，实现“一人一机”教学模式，取得了明显的教学成果。

【关键词】数控；教改；仿真

0 前言

数控技术也叫计算机数控技术（Computerized Numerical Control 简称：CNC），它是用计算机按事先存贮的控制程序来实现对机械零件自动化。随着我国经济、科学技术的发展，以及《中国制造2025》和工业4.0标准的制定，我国机械制造业正逐步由加工组装基地向加工自动化蜕变。数控加工技术以及高效、可靠、高速、高精度以及自动化等特点，备受制造业企业的亲睐[1]。

《数控车床》是本科院校机械类专业的一门专业必修实训课程，它把理论知识与实践应用相结合，涉及到金属工艺学、机械制造、机械制图、AutoCAD等多学科专业知识，以培养学生动手能力为目标，致力于培养满足市场需求的数控应用型、技能型人才[2]。

本文结合机械类专业学生《数控车床》实训课程教学经验以及企业用人的实际情况，对《数控车床》实训教学经验进行分析和探讨，总结了《数控车床》实训课程的特点，提出了相应措施和解决方案，从而使学生能够扎实掌握数控车床操作技能，满足企业生产实际需求。

1 数控加工课程的体系定位

当前，我国本科院校机械类专业的基本培养目标是面向科学技术发展及社会主义现代化建设需要，培养具备信息技术、自动化技术方面的基础理论、应用方法与专业技能，在设计制造行业的生产和研究一线从事机电产品设计制造、机电系统研究开发、技术运用与改造、运行管理和经营销售的高级工程研究型及工程应用型人才。这就要求机械类专业的毕业生不但具有有较高文化素养、创新意识以及职业道德，而且具有全面的专业知识、扎实的基本功与实践操作能力。《数控车床》实训教学大纲要求学生能熟练掌握数控加工编程与数控加工工艺，熟练操作设备。企业要求数控专业人才更应具备零件与图纸的辨识与设计能力，能书写复杂的各类复杂的数控加工文件。同时，应具有较强的实践操作能力，会合理利用新型刀、夹具、量具并结合CAD/CAM技术进行一般零件的制造，能独自操作机床，掌握数控机床的维修与养护。另外，作为现代化人才，应实时跟进数控加工技术发展，终身学习以适应职业发展的要求。

2 数控仿真软件的概括

计算机数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，能使每一个学生，对数控加工建立感性认识，可以反复动手进行数控加工操作，有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性，很难做到每位学生“一人一机”的问题，在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥不可替代作用。当前国内较为流行的仿真软件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc、上海宇龙等数控加工仿真软件。这些软件一般都具有数控加工过程的三维显示和模拟真实机床的仿真操作[3]。

3 当前数控加工课程的现状

《数控车床》实训课程以数控车床为研究对象，内容包括数控技术的理论基础、实践操作等方面。《数控车床》集多学科技术于一身，包括机、电、液、控制、自动化等多个领域，在机械制造、自动控制、微电子技术以及计算机等方面应用非常广泛。

3.1 课程实践性强

《数控车床》实训课程与生产实际紧密联系，以培养学生的动手操作能力为主要目标，学生首先要系统、全面地掌握相关理论知识，然后经过实际动手训练，才能具备一定的实践操作能力。在教学过程中，实训指导教师要不断对教学理论、教学方法进行研究，不断改进和优化教学中存在的问题，实训才能取理想的效果

3.2 数控车床数量不足

随着国内经济的高速发展，学习先进制造设备的学生越来越多，本校现有数控车床4台，然而购买一台数控车床设备要花几万、十几万、甚至几十万，现有仪器设备无法同时保证《数控车床》实训课程的正常秩序。

3.3 危险性大

《数控车床》实训课程对于没有受过专业技能培训的初学者来说，从理论学习到实际操作，学生要经历从心理到肢体的适应阶段，无形当中在学生的心理压力。另外，由于车床结构及操作的复杂性给学生熟练操作数控机床增加了难度，加之机床高速旋转零件多等因素，有很大的危险性。

4 运用数控仿真软件的教学成果

4.1 降低设备成本，实现“一人一机”教学模式。

数控仿真软件是一种以计算机为中心的模拟数控机床操作的软件。随着计算机的普及，价格也越来越便宜，一台数控车床价格可以购买多台计算机，有效的降低了设备成本。数控仿真软件是属于一次性投入的教学设备，没有类似于数控机床设备的后期维修、保养等费用，有效的减少了学校教育成本的后期投入。在传统的数控教学方式中由于数控设备有限，通常是一台数控机床由几名学生一起操作。这种教学方式不利于学生对知识的理解及掌握。采用数控仿真软件教学后，每一位学生操作一台计算机，有助于学生独立的思考问题、解决问题，提高了学生动手、动脑的能力。

4.2 降低耗材损耗，有效“节能减排”

《数控车床》是一门实践操作性强的实训课，要求学生有较强的实践动手能力，因此学生在学习的过程中必然消耗大量的实验耗材。刚开始学习，由于学生对知识掌握不牢靠、经验不足等原因，增加了消耗实践耗材量，更有可能出现撞刀，对机床也造成了一定的损坏，并且相应的也增加了老师的工作量和学生的学习时间。采用数控仿真软件教学后，学生可以利用软件进行编程、对刀、模拟、仿真等操作。在实习操作前预先进行模拟操作，有效的减小错误、防止失误，减少实践耗材的消耗，同时也增加了学生学习的自信心。

5 总结

数控仿真软件学习是依靠计算机普及发展而诞生的新思路，是理论与实践相结合的一种教学模式，是对传统教学模式的改革。教师在教学过程中，应当注意切勿脱离实际教学，学生在学习的过程中应当注重实践。将数控仿真软件融入到数控教学中，降低教学成本，提高了办学质量，适应了新时代的发展，增强学校的综合竞争力。

【参考文献】

[1]盛雪华，张玲，盛君.《数控加工编程》课程知识结构分析[J].职业教育研究，2012（7）：85-86.

[2]张红英.数控仿真系统在数控机床教学实践中的应用[J].交通职业教育，2006.

[3]蒲志新，熊永超，李霞，李赢.数控实验教学仿真软件的开发[J].制造业自动化，2003（03）.

[责任编辑：王楠]