数控仿真软件在教学中的作用

数控仿真软件在数控教学中的作用谷城职教中心汪海波随着科学技术的发展，数控加工日益得到广泛的应用，数控人才也供不应求。如何尽快培养出能够满足市场需求的数控技能型人才，成为当前数控教学工作者必须思考的问题。作为数控的专业课教师，我在教学实践中发现把数控仿真软件引入到数控教学中，是解决当前数控专业技能人才培训难题的有效措施。数控仿真软件是结合生产厂家实际加工制造经验与教学训练需求所开发的一种应用虚拟现实技术于数控编程与加工的仿真模拟软件，它具备对数控机床操作全过程和加工运行全环境仿真的功能，用好仿真软件可以起到到事倍功半的作用。下面我结合自己的教学实践谈谈在数控教学中数控仿真软件的作用。1、利用仿真软件可以激发学生学习数控的积极性。理论是深入学习数控的基础，要想使学生能够正确认识数控设备并扎实地学习数控基本理论，必须从激发学生的学习兴趣入手。初学数控的学生没接触过数控机床，大多会认为数控设备很神秘，尤其是在讲数控设备分类及基本结构时，更是让许多学生如听天书，这个问题如果在短期内得不到解决，学生的学习兴趣和积极性就会随之减退，进而影响教学效果。所以一开始我就利用数控仿真软件这种图文并茂的教学资源，把各种常用的数控机床展示给学生，把机床的部件逐个拆下来，再逐个安装起来，为学生及时地消除了神秘感，帮助学生建立起对数控机床的感性认识，同时也激发了学生学习数控的积极性。2、利用仿真软件可以解决机床少，学生多的矛盾。由于学校数控机床的数量有限，不可能为每名学生提供一台数控机床，但仿真软件可以为每位同学提供仿真机床，不仅可以仿真包括FANUC、SIEMENS、华中数控等主流的数控系统，而且仿真机床种类也较多，包括数控车床、数控铣床、立式和卧式加工中心，采用的操作面板和按键功能与真实的数控机床完全相同。在仿真机床上，老师讲解演示，学生操作训练都很方便。由于在操作中即使出现人为的编程或操作失误也不会危及机床和人身的安全，学生可以大胆进行操作，因此在较短时间内就能掌握多种数控系统、多种数控机床的操作方法，解决了学生操作真实机床时不熟悉数控系统操作面板和数控机床操作方法的问题，还能提高学生对不同数控系统不同数控机床的适应能力。有些技术是需要经过多次重复训练才能掌握的，如果通过在机床上实际加工来掌握这种能力，除了机床的折旧与磨损外还会存在较高的刀具与材料消耗，在软件上我们可以重复加工，反复训练，而不会产生上述消耗，只需要进行一两次实际操作就能达到事半功倍的效果。通过仿真训练，使原来需要在数控机床上才能完成的大部分实训内容可以在仿真系统中实现，既能形象加工又能大大降低数控实训的资金投入，是一种安全、合算而又有效的办法。尽管在实训中仿真软件发挥了很好的作用，但仿真加工与实际加工毕竟是有差别的，过多的仿真教学容易导致学生忽视这种差别，从而误导学生。为了避免这种误导，老师一定要讲明白两者之间的差别，比如，数铣加工中的切削深度ap，软件仿真时设为20㎜也能加工，但是在一般的数控铣床上，是不能在这样的切削用量之下加工的。再如，在仿真中，立铣刀也能在垂直下刀过程中进行加工，而实际机床上是不允许的。因此，在数控教学中，既要合理、适度的利用仿真软件，使之为教学服务，又要充分重视实际操作，只有这样，才能使我们的数控教学既科学又客观，既高效又实用。3、利用仿真软件可以充分挖掘学生的学习潜能。传统的数控教学往往是教师在黑板上大讲编程指令和机床操作步骤，学生学后不能及时应用，很容易丧失学习的动力。引入数控仿真软件后，可以大大提高学生学习的兴趣和积极性，为此，我在教学中进行了以下尝试。首先，降低学习的起点，变单纯的理论讲解为互动式教学。我先设计一个较简单的零件图样，对学生进行示范性操作，同时提醒学生认真观察，掌握操作要点。当教室里机床的模拟切削声响起来，切屑四溅，毛坯随着刀具的加工变成图样要求的零件时，学生的好奇心和求知欲被充分调动起来。当我提供给学生程序和对刀数据，学生在自己的计算机上加工出零件时，及时引导学生积极地思考：毛坯为什么会变成现在的零件？机床为什么会自己加工？学生会顺利地导出：机床是由程序控制的，而程序是由人编写的。让学生在一种积极的情感体验中，充分认识到学习数控编程和机床对刀的重要性，对接下来的学习充满了期待。其次，职校学生的学习往往凭一时兴趣，学习热情难以持久，如何避免学生在学习编程指令和更为枯燥的工艺内容时失去兴趣呢？为此，我将课堂教学与仿真车的操作训练有机结合，尽量让学生多进行操作、实践。我把相关的知识与能力，按照其内在逻辑联系，编成便于学生进行学习和技能操作的相对独立的课题。每个课题都需要学生学习几个编程指令和相关的加工工艺，学生学完指令和工艺，马上编程，然后在计算机上仿真出来，学生在电脑屏幕上看到自己的学习成果，心里充满了成功的喜悦，这时及时表扬学生所取得的成绩，激发每位学生的学习自信心，努力挖掘他们的内在潜能。同时在仿真过程中不断提醒学生，注意观察刀具运动轨迹和程序指令的对应关系,从中总结程序是如何控制机床刀具的，这对于学生理解编程指令，减少程序出错率是很有帮助的。在每个仿真完成后，及时引导学生思考：该零件的结构和加工工艺是否合理，还可以做哪些改进？通过组织学生讨论，确定新的加工方案，并把创新后的零件仿真出来。这样既培养了学生的创新能力，也为学生将来工作后从事产品研发打下良好的基础。通过完成课题，学生真正体会到学习知识的目的是为了应用，在应用中发现自己的不足，促使自己进一步学习相关知识，即“学以致用，以用促学”。4、利用仿真软件可以构建合理的成绩评价体系。教学评价是否合理直接影响学生学习的主动性和积极性，所以在数控教学中尽可能构建合理的评价体系：第一，评价合理并要有一定的弹性，答案不能限制的太死，只要合理就行，如一个零件的加工路线，可以有好多种方案，只要工艺恰当，能够加工出合格的零件，都要给予肯定。第二，不仅要评价操作结果，还要评价操作的过程，对训练中学生的每一点成绩都要给予充分的鼓励和肯定。利用仿真软件的考试系统可以记录学生学习的整个操作过程，自动测量零件，从而对学生作出较全面的评价。第三，转教师个人评价为教师、学生多方评价。对学生在课堂上的学习过程及结果不仅仅由教师通过软件来评价，还可以让学生自评或互评。如零件加工路线的选择及优化；对某些零