论数控仿真软件在《数控机床》课程教学中的应用

郑漫

摘 要：《数控机床》这门课程，以往采用的教学方法都是在教室板书教学。这种教学方法有利有弊。有利的是板书重点内容会一目了然，并且板书保留时间长，可以方便教师带领学生回顾知识点。板书也有弊，比较中规中矩、没有新意、学生不感兴趣。并且对于数控机床这门课程，里面有很多机械结构图，讲解机床的机械结构，只能看图分析。 如果把复杂的图要画到黑板上，不大现实，这样学生对机床机械结构的认识理解就不是很透彻。如果采用数控机床的仿真软件教学，效果就会大不一样。

关键词：数控机床 仿真软件 教学

《数控机床》是高职高专类机电专业开设的一门专业课。比如机电一体化专业、数控技术专业、机电设备与维修专业等均开设这门课程。在以往的教学中，都是采用教室内板书教学，结合一个学期的教学计划安排，安排三四次实训楼参观设备，熟练机床的实际操作练习。这样的教学方法，有他的优点，也有缺点。优点呢，很明显，符合提倡的理论联系实际这种教学模式，在实际操作的时候，可以做到在数控机床上进行机床面板的练习和动手操作机床。缺点呢，对于数控机床的内部结构，组成，动作过程等，看不见，练习不了，不能满足对技能型人才的培养要求。如果购买一台数控机床专门用于让学生熟悉机床结构，这样投入太大。并且在操作的过程中也容易造成机床的损坏，容易发生事故。如果采用仿真软件进行模拟机床的装拆，熟悉机床的结构部件及其功能，可以很好的解决这一问题。除了解决学生的技能问题之外，还可以解决教师在动手这一环节薄弱的情况。

本着以“学生为主体，教师为主导”的教学理念为指导，以社会需求为导向，以高等教育规律为指导，改革教学模式。现合理运用现代技术手段，改革传统的教学思想观念、教学方法、教学手段。《数控机床》课程教学先采用在教室板书学习理论知识和机床结构，后采用在机房应用斯沃仿真软件进行机床结构部件和整机的装拆实际操作练习。根据一学期的教学计划安排，理论教学和仿真软件练习操作各占学期一半。最后考核学生的学习，采用笔试和上机操作两部分相结合的方式检验学生对知识的掌握程度。

首先，介绍一下斯沃仿真软件。该软件有多个环节，其中有机床模型这一环节。在这一环节下分为多个模块可以练习。有机床结构、机床装配、机床拆卸、机床拆装、机床检验这样五个模块。在每个模块里都有丝杠连接总成、主轴箱总成、伺服总成、Z轴总成、Z轴结构、铣床整体模型、车床整体模型、铣床VRI整体模型这样八个练习单元。其中每个练习单元在不同的模块里练习的内容不同。比如丝杠连接总成，在机床拆卸这个模块里就是练习如何把丝杠连接总成这个传动部件拆成一个个构件和零件。而在机床拆装模块里主要练习的就是如何把一个个零件和构件装配成丝杠连接总成这个传动部件。比如在机床拆卸模块里，在丝杠连接总成的拆卸环节，把如图这样一个部件拆卸成一个个零件和构件。按照这样一个顺序进行拆卸。先把伺服电动机螺栓拆卸掉，紧接着拆卸伺服电动机，再拆联轴器，拆卸丝杠组件，拆卸轴承、轴承座，拆卸伺服电机座法兰，最后是拆卸伺服电机座。这样就可以把丝杠连接总成拆卸完成。相反的，我们也可以按照这个顺序把各个零件和构件装配成丝杠连接总成。其他模块里，每个环节都是如此。按照一定的顺序练习拆卸和装配。

其次，采用斯沃仿真软件在数控机床教学中的应用意义。

1、弥补设备缺陷，增强教学效果。数控机床教学过程中，由于学校现有设备有限，现有的数控机床可以用于学生的数控加工，但是对于机床内部的结构，不可能拆了机床用于学生对机床结构的熟识。如果购买设备用于学生机床拆装实验，投入太大，在实际操作的过程中，不可避免会导致机床损坏，也可能在实训操作过程中带来学生受伤。根据学校目前的情况，无法提供给学生用于拆装熟悉机床结构的设备，令整个教学无法提高。学生在学习的过程中，如果仅仅通过课本和教师的讲解，无法对理论内容进行实践操作，那么在知识的掌握程度上也会困难重重。学校购买的斯沃仿真软件，里面机床模型的这个环节很好的弥补了无设备实训的缺陷。这个软件给学生提供了实践操作动手的一个平台，学生可以在这个软件上练习机床的拆装，在拆装的过程中了解熟悉机床的结构和组成。这样教学的效果就得到很大的一个提升。

2、提高学生的学习兴趣和积极性。现在学生的特点，喜欢动手，喜欢新事物，不喜欢陈旧的教学模式。在教室板书上课，学生多是低头族，看手机、睡觉，对上课内容不感兴趣。一次授课过程中，少部分人在听课，多数学生都不在上课状态，效果非常不好。对知识的掌握程度远远达不到课程的要求。即使听课的同学，对知识的掌握也不是很牢固，容易忘记。如果采用他们感兴趣的电脑教学，效果会有显著提高。采用少讲多练，在软件上进行机床的多次拆装练习，把理论知识融入到动手中去，在动手的过程中掌握知识。学生能够使用软件，熟练的掌握数控车床、数控铣床、加工中心的主要功能部件，各功能部件的具体结构，大到一个模块，整个部件，小到结构中每个组成零件的局部结构细节，在结构中所处的位置等。并且还能够掌握机床各部件的安装，部件上零件的安装顺序，多次练习，可以对机床各个功能部件进行熟练的装拆。这样可以大大提高学生的学习兴趣，并且学生对机床的认识会得到一个质的飞跃，从书本上的结构图到一个个零件的组装这样一个整体的认识。对于机床维修的学习，起到了很好的铺垫作用。在熟练掌握机床具体结构的前提下，学习机床的维修知识，带来很大的便利！

3、考核更公平。在学生的成绩考核方面，改变过去单一的考核学生的办法，以往是把期末考试成绩作为学生的课程考核成绩，现加入把仿真软件上装拆机床的练习也作为学生考核成绩的一部分，两者并用，综合的衡量一个学生对知识技能的掌握程度。考核机制的变化，对学生来说，更加公平合理。

4、丰富教师的教学经验。对于授课教师来说，软件的学习使用，教学模式的改革，可以丰富自己的教学经验，还可以提升自身的教学技能，提高实践教学水平。当学校条件成熟许可的时候，建设一个数控机床拆装实训室进行实际“练兵”，这在软件商学习的拆装技术，就会派上大用场，为实际的机床拆装做了充足的准备。

《数控机床》这门课程在教学上采用传统教学方法与软件教学相結合的方法，可以很好的提高学生的学习兴许，使学生对知识的掌握程度得到大幅提高。对这门课程的认可度也得到很大提升，从学习中也会很有成就感。