数控教学中引入数控加工仿真系统的作用

林俊耀

【摘 要】当前学生在进行数控机床实训时容易出现事故、机床损耗严重、实训环节资金投入较大等，需使用数控加工仿真系统软件来完成一些操作任务。笔者首先分析数控实习教学中存在的一些问题，然后论述数控加工仿真系统软件的作用以及功能，以期进一步提升数控教学的质量和水平，为社会输送更多高质量的应用型人才。

【关键词】数控教学 数控加工 仿真系统

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2016）03-0032-02

进入21世纪后，科学技术有了很大的发展，各行各业中广泛使用数控技术。市场上最紧缺的人才包括数控人才，怎样培养出符合社会需求的数控技能人才是从事数控教学的工作者深入研究和探讨的重要问题。

一 数控实习（实验）教学中存在的问题

第一，社会上出现了一种新的机电一体化设备——数控机床，但和普通机床相比价格较高。如果运用数控机床开展相关的数控实训，需要较高的费用。

第二，由于科技发展速度不断加快，数控机床样式繁多，更新换代较快，一般院校很难配备所有的系统，会出现学生工作后操控的设备和在学校所学不一样的情况，要是不能尽快适应，将会对自己的工作造成一定的影响。

第三，数控机床自动运行性较好，学生刚开始学习的时候，由于不熟悉编程或者操作失误会损坏机床或者刀具，严重的会威胁到人身安全。为了切实解决上述问题，笔者建议使用数控加工仿真系统代替数控机床实际操作。

二 数控加工仿真系统的产生

进入信息时代，虚拟现实理论和技术获得很大的突破，出现了一种计算机仿真培训系统，可以对实际设备的加工环境以及工作的实际状态进行准确的模拟。在学习的过程中使用计算机仿真培训系统，不仅会让学习者的素质得到有效的提升，同时比较安全，花费的费用相对较少。国内很多学校在教学中已经引进计算机仿真系统，在培养数控操作人才中也得到了广泛的应用。简而言之，就是借助计算机技术以及其他专门的硬件、软件，模拟真实的场景，在这个仿真的场景下参与者通过交互体验会产生一种真实的感觉，对操作者实际工作能力的培养很有利。

三 数控加工仿真系统的应用方法

1.数控加工仿真系统应用的过程

第一，数控加工仿真系统的选用。当前市场上的数控仿真系统软件有很多种，如北京斐克公司VNUC数控仿真软件、南京宇航数控仿真软件等等。通过多方面的比较，笔者认为北京斐克公司VNUC数控仿真软件具有较好的性能，其在教学辅助中具有较高的价值。该仿真软件可以仿真数控车床、数控铣床和数控加工中心加工零件的全过程。其中主要有定义毛坯、刀具准备、基准测量等多项功能，内存的数控系统也比较多，涵盖FANUC、SIEMENS等多种系统，具有仿真多种机床、多种系统的能力。

第二，定义毛坯及选择刀具。在数控仿真软件的辅助下，和数控机床以及相关工艺知识有效地结合在一起，选择符合学校情况的系统类型以及机床型号；以加工零件的形状对工件毛坯的材料和大小进行定义，选择合适的工件装夹形式，在刀具库中选择合适的刀具。

第三，手工編程及零件加工。零件的尺寸、过程、参数、刀具的位置等是数控机床加工所需的信息，这些信息在编码的操控下执行一系列命令。数控编程对学生的思维以及专业技术要求较高。学生编制的程序通过教师的审批确认是否正确。这种教学方式需要教师逐个查阅学生编写的程序，内容比较烦琐，实际上很多在数控机床上无法通过的程序错误教师难以检查出来。在数控仿真软件中可以很好地解决该难题，在编辑方式下的程序界面上输入数控代码，然后以实际数控机床操作回到参考点，对刀——设定刀具补偿。自动运行编写程序，加工的全过程均可以观看，自主判断程序的正确性。让学生对知识更容易掌握，凸显仿真软件在教学中的优点。

2.恰当运用数控加工仿真系统，充分发挥其在实习教学中的作用

在实习教学中可以使用数控加工仿真系统进行数控编程和操作。教师在实习教学中要重视使用数控仿真系统的方法，在数控教学中初期的感性训练、训练基本程序以及指令代码的编写可以在数控教学仿真软件中完成，而并不是采用仿真软件进行全过程的教学活动。在数控课程中可以使用数控加工仿真系统，作为辅助训练学生实际操作的工具。教师要重视在教学过程中使用数控加工仿真系统的方法，明确在教学过程中数控加工仿真系统的位置，在教学的过程中不能轻视教师的引导作用而过分依赖数控加工仿真系统，也不能不重视学生在教学中的感受，教师在教学的过程中需要有辨别并科学地使用数控加工仿真系统，以便于提升数控教学的质量和水平。同时也应该重视学生的实际加工能力，不仅要充分运用仿真软件，还要有效地提升学生的操作能力和水平，保证数控教学科学、客观地开展并具有较强的实效性。

3.科学安排教学内容，循序渐进地掌握数控编程与操作

进行实习的时候，笔者建议把教学内容划分为三个模块。第一个模块为基础，主要对FANUC数控系统的编程方法和操作技巧进行详细的介绍和讲解。该部分虽然比较基础，却是教学的重点，学生必须熟练掌握，并活学活用。第二个模块为提高，对SIEMENS数控系统的编程与操作进行细致的讲解，让学生在不同的数控系统下均具有较强的应用能力。第三个模块为拓展，主要对华中数控系统的编程与操作方法进行讲解，拓展学生的知识面。这三个模块相互促进、相互影响，让学生的动手能力得到有效的提升，满足社会对综合性人才的需求。

4.活用教学方法

和本科学生相比，高职学生学习基础较差，教师教学很困难，如果还使用传统的教学方式，不仅难以引起学生的兴趣，而且教学质量也难以提升。应使用先进的教学方法、手段来激发学生的学习兴趣。一般而言，从事数控教学的教师教学水平较高，具有较强的数控能力，可以熟练使用多种教学方式。教师在教学的过程中应以学生为主体，教学中促进学生手脑并用，改变学生的学习观念，让其由“要我学习”变为“我要学习”。

5.正确进行教学评价

教学评价主要包括学生的自我评价、学生间的相互评价以及教师评价。在计算机上使用数控加工仿真系统进行课程的学习，笔者建议以教师评价为主，及时登记每次的练习成绩。评价方式多种多样，可以是课堂测试也可以是口头评价，试题测试又分为两部分：课题测试、期末测试。教师口头评价学生的时候应注意选择激励的语言以及措辞，对表现不好的学生不宜直接批评，应该使用激励的语言，对做得好的部分加以鼓励，不好的地方委婉地表述，并给出具体的改进措施。在课堂上进行测试应该具有一定的目的性，题目不应该过难，通过课堂测试教师了解到学生学习中的不足并且提高学生的学习热情和意识。教学评价的本质是促进学生学习，教师应该掌握科学的评价方法，多用鼓励性的评价方式，不断提升学生学习的兴趣和积极性。

6.数控加工仿真系统的应用优点

使用教学仿真软件没有安全上的顾虑。让学生在仿真系统上进行技能訓练，训练的费用能极大地降低，如果按照50台计算机和50套仿真训练系统来计算，花费的资金仅仅能购买一台价值30多万元的数控机床，却可以解决50～200位处于初学阶段学生的技能训练问题，学生可以轻松地初始化实习进程，保存未训练完成的项目，在反复的训练中可以有效地提升自身的操作能力，提升教学效果的同时，实习成本也得以有效的降低。

和实际加工相比，机床操作面板的使用与零件的加工几乎一模一样，数控机床加工过程中学生可以从任意角度进行观察，直接观察毛坯——成品的过程，形象的画面可以很好地激发学生学习的积极性和动力，对学生学习和掌握知识极为有利，在课堂上随机检查编程与操作的作业，每次都有合理的结果，可以培养学生浓厚的学习兴趣。

四 结束语

在教学中使用数控加工仿真软件，对学生综合职业素质的全面提升具有很好的促进作用，不仅使学生独立思考以及创新的意识得到培养，更让学生勇于锻炼。作为数控教师，在教学的过程中应该摒弃传统的教育教学理念，充分领悟新课改精神，践行素质教育理念，在思考中产生问题，在思考中解决问题，采用积极的措施，很好地使用仿真软件，有效地提升数控教育教学质量。

参考文献

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[2]黄宁健.数控仿真系统在中职数控教学中的应用探讨[J].法制与经济（下旬），2010（2）

[3]蒋永松.数控仿真软件在数控教学中的应用与思考[J].科学咨询，2010（1）

〔责任编辑：庞远燕、汪二款〕