虚拟数控机床在数控维修教学中的运用

隋海倬

【摘要】在职业院校里，运用原有的数控机床维修教学方法取得的教学效果并未达到理想的效果，一方面是因为随着科学技术的发展，数控机床的结构以及功能的复杂化加大了维修的难度，同时也给维修教学带来一定的困难，另一方面，由于学校的设备有限，无法满足学生的实践维修需求。而虚拟数控机床的出现很好地解决了以上的问题。本文就虚拟数控机床在数控维修教学中的运用进行理论详细的阐述，希望能为数控维修教学工作提供一些帮助。

【关键词】虚拟 ； 数控机床 ； 数控维修 ； 教学

【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）7-0029-01

随着我国经济的迅速崛起，数控机床被广泛地应用于制造业中，与此同时，企业也需要优秀的、专业的数控人员，不仅需要他们有熟练的操控技术以及数控编程，而且还应具备维护和维修技术。这些数控人员大多是从学校或经过培训所获得的技能，而在传统的教学和培训方式上已经难以达到社会对数控人员的技术和能力的要求，虚拟数控机床的出现很好的缓解了这一尴尬的局面。不但能提高学生的实际操作能力，而且投入少，非常经济、安全、可靠。

一、虚拟数控机床的概况

（一）虚拟技术的开发利用

数控技术的发展加快了工业化文明的进程，科技的发展使得工业机床的功能不断增多，结构日益复杂，这同时也加大了数控维修的教学难度。在如此的大背景下，其传统老套的教学方法难以真正诠释和授予学生现代机床维修技术。因此，学校应该利用当前的科技成果，深入研究和创新教学方式，在此过程中，新的教学理论体系——虚拟数控机床应运而生。

随着虚拟数控机床技术在教学中的应用与发展，赋予了数控维修教学新的方向。在运用此技术之前教师更多的是教授理论知识，在实际操作却因学校的真实机床少而无法满足每个学生的动手操作能力。现如今，虚拟数控机床技术成功地解决了这个困难，使得学生理论联系实际，真正掌握维修手段和方法。

（二）虚拟数控机床概述

数控技术的发展加快了工业化文明的进程，而虚拟数控机床技术是通过利用计算机，模拟出一个真实的环境，帮助学生通过模拟操作提高控制能力以及实际的工作决策。它的应用不仅还原了现实的加工流程，十分逼真，若机器出现故障，还会及时发出预警消息提出操作人员，进而促进实际加工流程的合理化，有效地节省了开资，相比于实际工作，其风险也降低了不少，随着生产效率也提高了。

二、虚拟数控机床的功能

虚拟数控机床几乎是复制了现实的数控机床，不仅是在其结构上，而且真实数控机床上的全部功能，虚拟数控机上同样具备，换言之，在维修教学上虚拟数控机可以替代现实的数控机床，这一功能上可以有效避免数据的丢失。除此之外，虚拟数控机床拥有真实机床的界面风格，减少学生心理的排斥，保障实际操作训练。其次，虚拟机床相对于真实的机床更显独立性，因为机床模块属于颗粒性，能够独立的开发、工作，又因为颗粒度与对应的模块的抽象度密不可分，其实虚拟机床的框架极具抽象性，既可以随意组合，满足不同类型数控机床的教学。值得注意的是，虚拟机床能完善图形接口，能将真实图形显示在计算机中，其运行参数也同步显示，方便观察以便进行数据控制和分析，如同置身于现实环境中操作，真正实现人机结合。第三，虚拟数控机床对于数据的处理和储存更加安全，降低了现实数据丢失的风险。第四，为了达到教学效果，虚拟数控机床通过对材料和方法进行仿真模拟，使用真实数据，然后以三维立体的形式呈现，完成数控机床操作。与此同时，还可监控整个流程，若出现差错会在最快的时间得到分析并加以改正，保证结果的准确性。虚拟数控机床有强大的网络功能的支持，能迅速地找到相关制造资源，与其之间的操作性加强，它的各个部件都非常灵活，以便精确定位维修机床。

三、虚拟数控机床在数控维修教学中的运用

（一）虚拟数控机床服务于数控维修理论教学

数控维修理论的教学枯燥且乏味，教师单凭教学课件和动画讲解日渐复杂的机床功能和工作原理，只会让磨灭学生学习的乐趣，而且在真實数据机床上的操作少，使得学生难以消化学到的理论知识。虚拟数控机床技术在维修教学中的应用，教师可以将理论知识中的机床功能，结构利用逼真的三维动画呈现在学生面前进行详细的演示，有利于学生更好地理解和掌握所学到的相关数控机床的知识。

（二）虚拟拆装

拆装是维修教学的一个重要环节，能帮助学生在动手操作期间更深层次地了解专业知识。虚拟拆装是计算机模拟一个真实的实训环境，选择正确的零部件和工具进行拆装。在拆装过程中了解数控机床的功能、结构及工作原理，能有效的提高学生的实践能力。

（三）故障诊断

故障诊断考验一个数控人员的洞察力和分析能力。在故障诊断中，每个学生都会配有一台计算机和虚拟数控机床，他们利用计算机对数控机床进行全面的诊断和检查，并显示出相关诊断信息。学生们可以根据分析得出的数据信息，对故障进行诊断维修。利用虚拟数控机床来施行故障诊断，一方面为学校节省了相应的实验资源，减少资源浪费，另一方面，每个学生都有机会进行实践的维修操作，为今后的数控维护能力以及维修能力奠定了坚实的基础。

四、结语

综上所述，虚拟数控机床的出现为数控维修教学提供了一个非常好的实践平台，提高教学效率的同时，其教学成果也十分显著，学生能将学到的理论知识通过模拟实训很好的融会贯通。帮助社会的各大行业培育了众多的优秀的、专业的数控人才，促进社会经济长期稳定的发展。

参考文献

[1]吴南，赵岐刚.数控机床电气控制实训平台的开发[J].科协论坛（下半月），2010（11）.

[2]王卫东，李海清.虚拟现实技术在数控维修软件开发与教学中的应用[J].四川理工学院学报（自然科学版），2012，02：31-34.

[3]安祥瑞.数控维修教学中如何运用好虚拟数控机床[J].黑龙江科技信息，2013（9）.endprint