陳華偉

摘 要：隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，數(shù)控人才逐漸變成社會急需人才。技工院校作為應(yīng)用型數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)基地，需不斷擴大數(shù)控專業(yè)招生規(guī)模，以適應(yīng)社會發(fā)展對人才的需求。不過在數(shù)控設(shè)備不足的情況下，數(shù)控加工技術(shù)課程實訓(xùn)教學(xué)面臨極大壓力，怎樣有效解決學(xué)生人數(shù)多、實訓(xùn)設(shè)備少的問題，且提高數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生教學(xué)質(zhì)量呢？模擬實際設(shè)備加工狀態(tài)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)很好地解決了該問題。本文結(jié)合自身教學(xué)實踐，對數(shù)控仿真軟件教學(xué)的具體應(yīng)用流程進行了總結(jié)，以期與同仁共同交流。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工 數(shù)控仿真軟件

數(shù)控仿真軟件是一款在計算機設(shè)備內(nèi)完成數(shù)控操作加工仿真的現(xiàn)代化專業(yè)性軟件，能同時展開刀具軌跡與機床運動的仿真。數(shù)控仿真軟件通過三維顯示與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使數(shù)控加工整個流程的模擬達到相當逼真的程度，進而檢驗加工環(huán)節(jié)里可能存在的不足。利用微型計算機的數(shù)控加工實驗教學(xué)系統(tǒng)，可為學(xué)生知識的學(xué)習(xí)提供更真實的數(shù)控機床操作編程加工環(huán)境，可降低實際上機操作時因誤操作而帶來的機床與工件毀壞幾率，進而提升課堂教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生實際工作能力。

一、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)中的作用

第一，通過數(shù)控仿真軟件能夠彌補設(shè)備與師資缺乏，增強學(xué)生動手實踐能力，對學(xué)生技能操作熟練程度的提升更有利。利用仿真軟件展開模擬操作，可為學(xué)生提供更多的實習(xí)機會，縮短新授知識轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄艿闹芷凇Ｈ缫粋€班級中約有30個人，3臺機床，平均每臺機床約10個人，每次實習(xí)時間約3小時，而每個人的實際操作時間僅有18分鐘，在如此短暫時間內(nèi)，很難達到預(yù)期的效果。若我們利用每所學(xué)校均有的微機室，將3小時換作與實際機床基本相同的仿真操作的話，可保證所有學(xué)生均有足夠時間來動手，提升操作熟練程度，為下一步實際操作做足準備。

第二，提供了多類機床與多類系統(tǒng)。現(xiàn)今數(shù)控機床的種類與系統(tǒng)廠家相當多，教學(xué)時可結(jié)合需要選擇對應(yīng)機床與系統(tǒng)完成對學(xué)生的授課，增強了學(xué)生對不同數(shù)控系統(tǒng)與不同數(shù)控機床的適應(yīng)能力。

第三，通過數(shù)控仿真軟件可更好結(jié)合理論學(xué)習(xí)，實現(xiàn)同步教學(xué)。若通過仿真軟件一邊演示一邊教學(xué)，借助車刀與工件運動來顯示指令軌跡，學(xué)生更易理解，還可親手操作以加深認識，理論與實踐相互融合，增強了教學(xué)質(zhì)量。

二、數(shù)控加工技術(shù)課程的數(shù)控仿真軟件教學(xué)要點

1.引導(dǎo)學(xué)生正確選用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，提高教學(xué)質(zhì)量

數(shù)控仿真軟件可通過計算機把所編制程序，在二維圖或三維圖的基礎(chǔ)上通過動態(tài)方式把整個數(shù)控加工過程更生動地展現(xiàn)出來。現(xiàn)今有影響力、有代表性的數(shù)控仿真軟件包括上海宇龍、斯沃仿真、南京宇航等。但具體選擇哪種仿真軟件，還應(yīng)綜合分析仿真系統(tǒng)里操作面與實訓(xùn)教學(xué)機床的匹配性，保證仿真系統(tǒng)里所用到的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)與教材教學(xué)選擇的數(shù)控系統(tǒng)或機床相符，并考慮數(shù)控仿真系統(tǒng)功能是否滿足教學(xué)要求與仿真軟件及CAD/CAM軟件配套性，如通過CAD/CAM軟件后置處理所生成的程序可否調(diào)入仿真系統(tǒng)進件虛擬加工，在仿真軟件運行驗證符合要求的程序可否在真實機床里加工等。筆者學(xué)校在實際操作中選用了上海宇龍數(shù)控仿真軟件，軟件基本可兼容目前國內(nèi)已有的大部分數(shù)控系統(tǒng)，如FANUC、SIEMENS、廣州數(shù)控等。仿真軟件完全模擬真實的數(shù)控機床操作，能清晰仿真整個數(shù)控加工環(huán)節(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠更快速地了解數(shù)控機床編程與操作技能。

2.科學(xué)應(yīng)用仿真軟件，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

過去在黑板上講授不同按鍵名稱、作用與操作方法，實質(zhì)上是一件費力不討好的事，學(xué)習(xí)者感覺枯燥，教師也乏味。但若將數(shù)控仿真軟件用于數(shù)控加工技術(shù)課程中，學(xué)生所編程序能夠直接在計算機數(shù)控加工仿真軟件中進行模擬加工演示。由于機床操作面板的使用及零件加工過程均與實際加工情況類似，學(xué)生可從任意角度了解、掌握數(shù)控機床加工過程，毛坯加工變作成品的過程真實形象，更利于知識點的掌握。利用數(shù)控仿真軟件，基于學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的各種困難及問題給予講解、引導(dǎo)、示范操作，可以克服所有的學(xué)習(xí)困難，解決問題，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。此外，數(shù)控仿真軟件再先進，終究不是真實的，數(shù)控系統(tǒng)種類多，統(tǒng)一數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于不同廠家生產(chǎn)的數(shù)控機床上，實際操作中也存在諸多差異，研發(fā)人員無法全面掌握這些具體細節(jié)，仿真軟件產(chǎn)品會出現(xiàn)一些與真實機床不同的感覺。教師還應(yīng)為學(xué)生清楚講述軟件與實際機床不符之處，并結(jié)合機床真實情況為學(xué)生展開針對性教學(xué)，以免讓學(xué)生出現(xiàn)誤解，不利于將來機床編程與實操。

3.合理安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸進掌握數(shù)控知識

數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)合理安排教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)前將知識點給予有效安排，大致分作三個模塊，即基礎(chǔ)模式、提高模塊與拓展模塊。首先，基礎(chǔ)模塊重點講述訓(xùn)練中常用到的FANUC數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)數(shù)控車床、數(shù)控加工中心編程方法、操作及應(yīng)用知識，該模塊屬于教學(xué)基礎(chǔ)，也屬于教學(xué)的重點，要求學(xué)生務(wù)必熟練掌握，并能做到知識的靈活運用;其次，提高模塊重點講述并訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)三種機床編程與操作，增強學(xué)生在不同數(shù)控系統(tǒng)下進行不同數(shù)控機床編程的操作能力與理解能力;最后，拓展模塊重點講述國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)里的華中數(shù)控系統(tǒng)與廣州數(shù)控系統(tǒng)里的數(shù)控車床編程及操作技巧，拓寬學(xué)生知識面，增強學(xué)生對不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程及實踐操作能力。唯有如此，學(xué)生方可更牢固地掌握各種數(shù)控加工知識，步入社會后能盡快適應(yīng)崗位工作要求，提高工作能力。

4.仿真軟件學(xué)習(xí)與機床實際操作訓(xùn)練同時進行

數(shù)控仿真軟件不僅可用于數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中，還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練輔助工具。教師應(yīng)擺正數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置，不可讓學(xué)生養(yǎng)成一味依賴數(shù)控仿真軟件的習(xí)慣，而忽視了機床實際操作練習(xí)的重要性。教師需結(jié)合課程總共的學(xué)習(xí)時間，科學(xué)分配仿真軟件學(xué)習(xí)與機床實際操作訓(xùn)練二者的時間比例，充分認識到數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在入門基礎(chǔ)訓(xùn)練上，而學(xué)生實踐操作技能的提升關(guān)鍵還是要通過大量的機床實際操作訓(xùn)練。學(xué)校需合理制訂教學(xué)計劃，在數(shù)控仿真軟件課程學(xué)習(xí)前，就先組織學(xué)生到附近工廠實習(xí)，讓學(xué)生對各類加工方法有更深的感性認識。同時，數(shù)控機床課程與數(shù)控加工工藝課程也應(yīng)安排在數(shù)控仿真軟件學(xué)習(xí)訓(xùn)練前，讓學(xué)生掌握更多機床操作方法、加工方法與切削用量選擇方法，更利于學(xué)生理解與掌握數(shù)控仿真各環(huán)節(jié)要點，進而讓數(shù)控仿真軟件真正在數(shù)控加工技術(shù)課程中發(fā)揮作用，達到“砍柴不誤磨刀功”之效。

總之，數(shù)控仿真軟件將逐漸變成我國數(shù)控教學(xué)中的主要手段，不但能夠解決占用過多實驗設(shè)備時間的問題，還可提升學(xué)生對數(shù)控加工的認識，還可為學(xué)生提供檢驗自行編寫程序正確性的有效手段。不過，把數(shù)控仿真軟件應(yīng)用于數(shù)控加工教學(xué)里也有諸多不足，在應(yīng)用過程中還應(yīng)不斷改進與完善，使其更好為數(shù)控教學(xué)服務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量，為社會培育出一批批實踐能力強的新型數(shù)控人才。

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（作者單位：山西省陽泉高級技工學(xué)校）