在数控教学中借用数控仿真系统的感想

摘要：随着以数控技术为代表的现代加工技术在国民经济的广泛应用，社会对现代技术人才的需求越来越高。但由于种种原因现有的数控教学对数控人才的培养已经跟不上社会的需求，因此探索和尝试新的教学方法已刻不容缓。本文根据数控教学中的难点、疑点问题，提出了数控仿真软件引入数控教学的必要性，最终提出了弥补数控仿真软件缺陷的办法。

关键词：数控教学;仿真;模拟加工

一、前言

随着现代技术的飞速发展，数控技术已经成为衡量制造业发展水平的重要标志之一，也是衡量一个国家综合国力的重要标志。我国在“机械工业振兴纲要”中将数控机床列为基础机械，因此中等职业学校的实习教学，开始由传统的实习内容向新技术新工艺实习内容的转变，对职业教育也提出了新的要求。由于学生数量逐年增加，学校现有设备有限，再加上数控实习本身实践性强和知识抽象的特点，怎样改善实习现况和质量，使学生能学练结合是我们教学工作面临的一个难题。

过几年的数控教学，发现数控仿真软件能在其中显示出桥梁作用，能使理论和实践有效的衔接，打破了传统的数控教学模式，增加了学生动手的机会，提高了操作的熟练程度。经了解并试用国内几家较好的数控加工仿真教学系统，我们最终选择了上海宇龙数控仿真软件，此软件能在计算机上进行三维动态仿真，操作方法及功能使用同真实机床基本一致，并能进行手工编程练习，与国内各类数控系统有较好的兼容性。

1     定义毛坯及选择刀具

利用数控仿真软件的操作模块，结合实际数控机床及相关工艺，选择合适的机床型号及系统类型，根据所加工零件形状定义工件毛坯的大小和材料，确定工件装夹方式;在所提供的刀具库中正确选择刀具。

2     手工编程及零件加工

数控机床加工时所需的全部信息按规定的代码及格式编制成数控程序，然后将程序内容输入到数控装置，从而控制机床加工。数控程序的编制对学生专业技术要求很强，单纯的理论教学易使初学者感到抽象，加上参加实习的学生多数是非机械专业，专业基础知识较为薄弱，学生编写同一零件的加工程序会有多种，批改作业十分困难，这一难题在数控仿真软件中得以解决，将数控代码输入编辑方式下的程序界面上。然后按照实际数控机床的操作步骤进行回参考点、对刀、设定刀具补偿，在自动运行方式下执行程序，可以直观看到加工过程，判断所编程序是否合理，这样使抽象、枯燥的学习变得形象、生动，更容易掌握，突现了数控加工仿真软件在教学中的优点。

二、数控仿真软件的优点

（一）打破了传统枯燥、抽象的数控教学方式.

传统的数控教学都是以先理论后实践的教学方法进行的，在理论教学阶段对于初学的学生来说显得较难接受，尤其是数控机床的结构、工作原理等方面难于理解。仿真软件在数控理论多媒体教学中的引入，从不同角度对数控机床结构进行深入观察，熟知各个部位的工作原理，结合理论讲解图文并茂.学生尤如身临真实机床加工现场，从而达到化“苦学”为“乐学”的教学目的。在数控机床手动编程理论讲解方面，由于各类系统所制定的编程代码有所不同，对于初学者来说容易产生厌学情绪。但只要将完整的程序输入仿真软件，就可以以单纯路径模拟和实际加工两种形式运行程序，学生不仅可以从中看出每条指令所代表的意义还可以验证程序的对错，也实现了化“抽象”为“具体”的教学目的。

（二）弥补了设备和师资的不足，充分利用现有资源。

数控机床实习不比钳工或车工，它的设备投入是很大的，如果要使每个学生有充足的实习时间的话，可能投入要几百万以上，因此很多学校考虑“小班化”的教学方法，但是小班化是要有师资做后盾的，很多学校都没有这样的条件。就我们学校而言，目前数控班级多，教师少，数控机床不足，这样的条件下，如果按照传统的实习方法根本无法进行。但如果在学生实践操作之前，利用仿真软件进行模拟操作，就可以做到给学生充分的实习机会，节省操作时间，这样问题就能在这一阶段解决，而且为下一步的实际操作做好准备，实习效果也提高了。

（三）减轻了授课教师的负担

在数控编程中学生对同一图形编制的程序也是因人而异的，授课教师批改程序便成为了极大的负担，如果学生在仿真软件中自行输入程序并验证程序的准确性，就省却了教师批改这一环节。可见数控仿真软件不仅为学生的学习带来了兴趣，也为教师的授课减轻了负担。

（四）具有实用灵活的考试系统

数控仿真软件可用于远程网络学习、作业、考试等，并实现答卷保存、自动评分、成绩查询和分析等，轻松实现无纸化的考核与测评。如今很多学校已经将此功能应用于职业技能鉴定中，解决了考试用机床紧张和试题泄漏问题。

三、數控仿真软件的缺点

（一）加工参数设置随意.无法保证产品质量

仿真环境是一个虚拟的完美的过程，一旦程序正确就不会出现加工问题。但是学生在使用数控仿真软件时，对加工的相关参数随意设定，或在机床实际加工时忽略矫正问题，会导致加工出的工件无法达到尺寸精度要求，更有甚者发生碰撞等事故。

（二）加工工艺性差

由于模拟仿真软件的虚拟性，许多需要实际亲身操作的才可进行的步骤无法实现。如对工件的加工工序进行排序整理、工件和刀具的装夹、试切法对刀、演示专用夹具的装夹过程和分析其设计原理等，而这些正是实践加工中必不可少且难于掌握的部分。

（三）缺乏现场的亲身感知.安全意识淡薄

数控机床的实际加工中，操做人员必须具备相应的听辨能力，根据机床不同状态下发出的声音及时调整参数，减少机床发生故障和停机的概率。在仿真软件的学习中，无法学习到真正的听辨能力，如在事故发生时及时按下急停按钮、加工前关闭机床安全门等，这些环节都忽略不计，使学生安全意识淡薄。

四、数控仿真软件缺陷的解决方案

（一）强调加工工艺安排的重要性.

加强练习加工工艺的安排，在任何机械加工中都是必不可少的环节。它需要操作者综合考虑较多的因素，比如加工的先后，如何以最少的装夹次数完成工件的整体加工。怎样装夹才能保证加工精度等。如果在教学中能够多加练习多举实例.一定会给具体的加工操作带来极大指导，也比单纯的加工操作高一个层次。

（二）强调仿真软件与机床的区别点

一般的仿真软件是针对主流机型和系统研发，而学校购进的设备不尽与仿真软件完全匹配，有些差别则可能会引发重大事故。所以在教学中一定要加以强调，让学生明白真正的实体机床加工操作才是主体，也是教学的最终目的。

（三）加强安全意识培养

千万不能在实际加工时.主观地受仿真软件的影响。忽视安全问题。任何一个小小的疏忽都可能酿成巨大的安全事故，决不能马虎。

五、小结

综上所述，数控机床实体仿真软件不仅在数控机床结构原理和编程这一理论教学中被广泛使用，还可作为数控实际操作技能训练的辅助工具。但由于软件仿真和实际操作尚存在差距，我们的数控教学只能用软件仿真进行初期感性训练和基本程序与指令代码的练习，而不能把整个教学活动完全放在软件上，对实际加工必须有足够的重视，有效地组织数控教学，使我们的数控教学既科学又客观，既高效又实用。

参考文献：

[1]   机械数控加工仿真软件的教学应用（J）.李河水.南方农机，2007.01

[2]   数控仿真系统在数控机床教学实践中的应用（J）.张红英.交通职业教育，2006.03

作者简介：

姓名：杨成林性别：男，出生年月：1984年 11月生，籍贯：河南灵宝人，民族：汉，学历：大学本科，职称：中小学一级，研究方向：机电技术应用。