数控仿真在中职教育的创新应用

邓玉伦

【摘 要】数控仿真软件在中职数控专业教学中运用非常普及，它在激发学生学习兴趣、缓解机床数量不足等方面发挥了重要作用。但是，不同的学校在仿真软件的应用方面还有较大差距，本文以重庆市育才职业教育中心数控技术应用专业为例，从一名长期从事数控专业实训教学人员的视角阐述中职学校对仿真软件的应用实践，为其他中职学校数控专业教学提供参考。

【关键词】中职教育 数控仿真 实训教学

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，该技术是面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态逼真再现，能使每一位学生，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，有效地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。它不但效率高，成本低，可操作性强，而且安全，性能稳定，在数控机床教学领域里发挥着越来越重要的作用。2015年5月19日，国务院印发《中国制造2025》，明确了智能制造是建设制造强国的主攻方向，这不仅需要大量的的研究型人才，同时也需要我们中职学校培养大量的与产业发展相适应的应用型人才。随着数字化制造技术的广泛应用与成熟，对技能型人才提出了更高的要求。各个学校都在不断完善实训条件，探索有效的教学方法，为学生提供更科学、合理、优质、高效的实训教学场地，提升教学质量和水平。数控仿真系统作为基于虚拟现实的仿真软件，广泛应用于数控加工操作技能培训和考核。近年来，随着数控加工技术的进步和普及程度的提高，人们通过不断完善软件的功能、提升仿真度、降低应用条件等，充分挖掘仿真软件的潜力，让其为我们的教学、培训、鉴定等发挥更大的作用。

一、辅助进行编程指令教学

数控技术是集数字控制、机械加工、电工等知识于一体的综合学科，而中职学生普遍理论知识薄弱、自主学习能力差、学习动力不足，学生对数控知识的学习和理解有一定的难度。

如数控车工手动编程指令G71，作为一个非常实用、常用的外（内）圆粗车复合循环指令，学生在学习特别是初学时对各字段的含义、编程格式、走刀路线等，很不容易理解，所以很难运用G71指令编制出科学、合理的零件加工程序。为此，我们利用仿真软件来对学生编写的典型零件加工程序（包含G71指令）进行校验、试车，让学生学习理解吃刀量△d、退刀量r、X方向精车余量△x/2、Z方向精车余量△z的含义，同时在仿真系统的指导下，完成工件安装、刀具安装、对刀、工件试切、零件测量等操作流程，有利于学生更好的理解数控编程指令，弄清各字段含义、编程格式、走刀路线等（如图）。对G71在车削外圆和内孔、左偏刀和右偏刀、前置刀架和后置刀架等在编程上的不同进行区分。通过这种简便、生动、直观的形式将数控知识展现在学生面前，使学生能够快速理解数控编程知识，从而提高他们对数控知识的掌握程度。

二、助力理实一体化教学改革

当前，很多中职学校都在大力推行理实一体化教学法。该教学法打破理论课和实训课的界限，将某门课程的理论教学、实践教学、生产、技术服务融于一体，教学环节相对集中，由同一教师主讲，教学场所直接安排在实验室或实训车间，来完成某个教学目标和教学任务。师生双方边教、边学、边做，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而是理中有实，实中有理，突出学生动手能力和专业技能的培养，充分调动和激发学生学习兴趣。它非常适合如控制技术、数控编程加工、测量技术、烹饪等不深入现场无法讲授的课程。

有数控专业的中职学校，基本上都建有数控加工仿真实训室，专门开设数控仿真实训课程。而在数控机床上实际加工，则安排另外的时间、到另外的数控加工实训基地进行。仿真和实践分别、独立的进行，便于各自的教学、管理，但存在很多不足之处，如学生在进行仿真学习后，没有及时上机床实践学习，不利于技能的巩固，待到下次上机床实践训练时容易因操作不熟练而引起安全事故。

我校将数控仿真实训与数控机床加工科学地融为一体。在数控加工实训基地，为每台数控机床配备一台计算机，并安装数控加工仿真和绘图编程软件，学生在机床实际操作之前，先听老师讲解，再进行计算机仿真操作，通过仿真操作进一步学习机床操作要领、步骤，确定加工程序无误后才直接将仿真加工后的加工程序传输到机床再进行机床实际切削加工操作。这样既培养了学生的学习兴趣，，大大减小了学生因操作错误引发的安全事故，增强了学生的自信，让学生巩固了机床操作的要领，同时又缓解了学生多机床少的矛盾。

三、培养学生的学习自信心

行业企业对数控专业毕业生的岗位能力需求决定了学生在编程和加工方面应掌握的知识和技能，尤其是加工方面需要积累一定的理论知识及操作技能。数控机床是集数字控制、电气、机械于一体的综合设备，对中职学生来说有一定的学习难度，特别是数控加工，存在设备、工件等的高速运动，客观上存在一定的危险性。以致于一些学生在出现撞刀等现象后产生了恐惧、退缩、害怕等心理，对学生学习数控专业技能的自信心产生严重影响。

近年在数控车工、数控铣工实训教学过程中，教师充分利用数控仿真软件的特点和优势，让学生在机床上对刀之前，首先在仿真软件上进行相应的对刀操作，确定无误后再在机床上操作；在机床上进行首件试切前，首先在仿真软件上进行试切，通过这样计算机仿真和在真实机床上操作交替进行，通过仿真系统帮助学生及时找出操作过程中存在的问题，并與教师一起及时改正，这就使得在机床上实际加工时最大限度的避免程序错误、误操作等引起的加工错误、撞刀、甚至是机床设备损坏，危及人身安全等事件的发生。不仅有利于帮助学生积累实践经验、提升动手操作能力，同时最大可能保证不发生安全事故，增强学生的自信心，收到了非常好的教学效果。

四、培养学习兴趣，激发学习动力

中职教育面对的学生群体文化基础比较薄弱，自主学习能力不强，传统的教学方式效果不好，就需要灵活应用和创新教学方法。现代教育心理学研究表明，教师应从培养学生的学习兴趣开始，正视学生的实际，充分发挥学生的主体作用，激发学生的求知欲望和探索问题的热情，让其体验学习成功的喜悦，从而促进学习方式的转变。“兴趣是最好的老师”，数控仿真软件的教学应用就是一个较好的触发器。它有别于传统的数控机床教学的枯燥、复杂、操作性要求高等，它唤醒了学生的好奇心，让学生对新知识新技术的应用产生了一种急于探究的心情，而且学生可以积极参与，亲身体验，在动手操作的过程中激发动力，体验学习的成果。培养动手性人才，这一点对于中职教育尤为重要。

我校作为国家中等职业教育改革发展示范学校、国家级高技能人才培训基地，除了全日制中职学生教学外，还承担了大量的农民工转岗培训、退役士兵就业培训、数控车工职业技能等级鉴定及培训等任务。而数控仿真加工的创新运用，对于我们丰富教学内容和手段具有十分重要作用。未来，我们将不断总结、探索，让数控仿真技术为中职数控专业的发展发挥更大作用。

参考文献：

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[2]宋新华，薛海华.数控仿真软件在数控教学中的应用——以车削零件加工为例[J].《价值工程》，2015-08-08.

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