数控专业教学中仿真软件的应用思考

摘　要：本文以数控仿真软件在专业教学中的作用为基础，阐述了数控仿真软件在教学应用中的注意点以及合理使用的方法

关键词：仿真软件；数控教学；思考
一、数控仿真软件简介
　　数控加工仿真软件是结合机床厂家实际加工制造经验与学校（包括普通高校、职业技术学院、中等专业学校、技工学校等）教学训练所开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件，可以满足大批量学生的教学需求，为学校节省了大量设备购置经费，解决了培训时学员多、机床设备少的问题。目前，比较常见的数控加工仿真软件有VNUC、南京宇航、上海宇龙，浙大辰光等。
二、数控仿真软件在数控专业教学中的作用
　　1.利用数控仿真软件可以充分利用现有资源，弥补数控设备不足，为学校节约经费。数控专业的设备投入量是很大的，如果要使每个学生有充足的实习时间，可能要投人上百万甚至上千万，这对一般的职业学校财力显然是难以承受的。如建立一个满足50人实习的数控车床实习场地，每实习岗位安排两名学生，就需要25台数控车床。每台数控车床以8万元计算就得需要200万元设备投资费。而若采用数控仿真软件进行实习教学，则需要50台计算机，每台以6000元计算（含软件费）则只需42万元即可，同样满足了教学需要，而且由于是一人一机，可以保证每个学生有充足的时间来动手，提高实训效果。
　　2.利用数控仿真软件能有效的结合理论学习，实现同步教学。和其它专业课一样，数控专业课程也是非常抽象的学科，它注重的是实践性。比如对刀过程，其实是很容易的事情，但如果用传统的教学方法，仅在课堂上纸上谈兵，大多数学生很难理解，但如果利用仿真软件一边演示一边教学，通过动画学生就很容易理解，而且能自己亲手操作来加深认识，理论和实践相互渗透交叉，实现同步教学，使抽象内容形象化，提高了教学质量。
　　3.利用数控仿真软件能调动学生的学习积极性，培养创新意识。对于职业学校学生来讲，由于学生基础知识普遍薄弱，而数控专业课程又要求有极高的抽象性，加上教学过程的枯燥乏味，很容易让学生产生厌学情绪，教学效果不理想。而数控仿真软件以其和实际机床相同的用户界面和可操作性，很大程度上激发了学生的学习积极性，学生可以对所学知识及时强化，从而较快的提高训练成绩，激发学习自信心，挖掘内在潜力，形成好学氛围，一定程度上培养其刻苦钻研和创新精神。
　　4.利用数控仿真软件能使学生得到岗位技能的全面训练。在模拟仿真中，可设计出实际工作中可能发生的变化，包括机床故障和生产中极少出现的突然情况，让学生全面把握加工方法和技巧。如在讲解直线插补指令G01和快速插补指令G00的应用与区别时，可在仿真软件中设计一个数控加工程序，分别使用直线插补指令G01和快速插补指令G00，进行模拟，通过仿真，学生就可以看到两个指令对工件造成的影响，从而加深认识，达到课堂教学中无法达到的效果。
三、数控仿真软件的不足
　　1.学生无法通过仿真软件“感受”加工。作为一个仿真软件，它和实际数控机床还是存在很大区别的，无法替代实际机床，也无法替代学生在真实切削加工的实际感受。比如在仿真系统中刀具走刀路径不明显，切削深度和刀具要求与实际不符，对刀要求不高，加工完的成品表面粗糙度无法进行检验等等。而这些对一个学生来讲恰恰是非常重要的技能要求，需要学生反复实践加工去感受。
　　2.不利于学生严谨、认真的工作态度的养成。在数控仿真软件中，软件虽能对学生的操作错误或违规操作做出提示或警告，但很多情况下仿真系统没有就此锁定，学生还可以进一步操作，久而久之学生就会对系统弹出的提示或警告无动于衷。若在生产实践中以这样的工作态度工作，其工作成绩是可想而知的。
　　3.不利于学生安全生产意识的养成。在机械加工行业中，人是与机器在打交道的，机器没有情感，这也就是说它可能会伤着人(当然不会主动伤人)。这要求人在加工时必须按照操作规范进行。比如在数控铣床手动“回零”操作时，按规范应该先对Z轴“回零”，再回X、Y轴。倘若学生在仿真中把次序搞错，仿真系统会弹出即将“撞刀”提示，在这种情况下，大多数学生只是重新改变“回零”次序而根本没有意识到这样的“撞刀”其实就是一次安全事故，从而在实际加工中出现麻痹，引起真正的安全事故。
三、数控加工仿真软件在数控教学应用中要注意的问题
　　1.科学安排教学内容，循序渐进掌握数控编程与操作技巧。在利用数控加工仿真软件教学过程中，根据 “以就业为导向”的思想，可将数控编程教学内容安排为两大模块，其一为基础模块，主要讲解与学校训练最常用的数控机床的编程方法、操作及应用，这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握、灵活应用，为学生上机床操作奠定良好基础。其二为提高和拓展模块，利用仿真软件集合了各种数控系统界面与操作的优点，可在基础模块训练的基础上，主要讲解实习机床以外的机床编程与操作方法，扩大学生知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。这样，学生在就业时能够信心十足的面对所操作的数控机床，较快适应所从事的工作，提高他们的就业竞争力。
　　2.构建多元评价体系，提高学生学习意识和自觉性。教学评价直接影响学生学习的主动性和积极性，所以利用数控加工仿真软件评价学生仿真结果时要做到：第一，合理且有一定的弹性，答案不能限制的太死，只要合理就行，如一些仿真操作中学生实施方案的可行性讨论，实际操作过程中加工线路等。第二，既要评价技能操作结果，又要评价技能操作的过程。对在技能操作中学生的积极参与表现出来的良好个性品质要给予充分的鼓励、肯定、嘉奖。第三，转换评价的主客体关系。对学生在课堂上的技能操作情况及结果不仅仅由教师来评，还可以让学生自评或互评。如加工线路的制定、某些图样的理解、坐标点的计算，可采用学生讨论评价的方式，在研讨中发现问题，得出正确结果，学习的主动性、积极性也就调动出来了。
　　3.恰当运用数控加工仿真软件，充分发挥其在数控教学中的作用。数控专业教师既不能采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用，也不能完全依赖数控加工仿真系统而抛开实际机床的实训教学，应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。数控加工仿真系统只是加工过程的模拟而并非真实加工过程 ，无法替代数控机床的实训教学。例如，工件安装的稳固程度、刀具的刃磨与安装都必须学生亲自操作，才能体会实际情况；加工过程中，切削用量对加工质量的影响、刀具磨损对加工质量的影响，只能通过实际机床的操作加工，才能有实际感受；零件尺寸的测量，也只能通过实际量具的使用，才能熟练掌握零件的测量方法。
　　作为数控教学教师，一定要向学生讲明白数控加工仿真系统加工与实际机床加工的区别。数控加工仿真系统在加工过程中，不会出现撞刀、铁屑飞溅、工件飞出等损坏设备及人身伤害事故，也正因为如此，学生容易放松安全生产这根弦，对安全问题不太在意。一旦养成习惯，在实际操作中容易造成重大事故。另外，学生在数控加工仿真系统加工过程中，可能会产生自满情绪，放松对实际机床的操作训练。只有把数控加工仿真系统与实际机床的教学与训练有机地结合起来，取长补短，我们的教学才能做到既科学又客观，既高效又实用，教学质量才能真正得到提高。
参考文献：
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