浅谈仿真软件在数控教学中的作用

【关键词】：仿真软件    数控教学  

一、现状分析

随着计算机技术、信息技术、自动化技术在制造业中的广泛应用，所形成的先进制造技术日益引起各国的重视，它是提高企业国际竞争力和创新能力的根本途径，而先进制造技术又以数控技术为主要标志的。我国在“机械工业振兴纲要”中将应用数控技术的“数控机床”列为基础机械。因此中职校的实习教学，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。但由于数控专业是机电专业的的一个分支，课程设置老化，教学理念和方法陈旧，知识更新缓慢、滞后，特别是专业设施落后、不全，师资力量缺乏；再加上学生基础差，专业意识不强，学习被动无兴趣等，要在这样的条件下要培养一个合格的数控技术人才谈何容易，这就要求探索出一套适合当前现状的教学方法。经过几年的数控实习教学，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。

二、数控仿真软件介绍

数控仿真软件是通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或者二维图形的方式演示出来的软件。目前比较常见的有天傲TNS－Ver 2.0、联高VNUC、南京宇航、浙大辰光等数控仿真软件，它们都有以下几个优点：它能全面的仿真数控加工的过程，包括机床设定( 支持多种数控系统)、定义毛坯、刀具准备、基准测量、 G代码处理、面板操作等；配置要求低，只需要仿真软件和要求不是很高的微机，并与多种计算机操作系统兼容；操作的安全性很高，不会因为学生的错误操作而造成人生伤害，更不会损坏机床；不需要原材料，投入资金少，占地小，不会造成资源的浪费；利用网络可以搭建交流的平台，为师生的交互提供了方便等。

现在很多仿真软件在网上都有下载或者试用版本，如果考虑到节约投入成本，这些软件对于中职校数控教学而言还是非常实用的，象我们学校在使用的浙大辰光的仿真软件也是免费的，也能够基本满足教学的要求。

三、数控仿真软件在数控教学中的作用

1、利用数控仿真软件可以弥补设备和师资的不足，充分利用现有资源。数控机床实习不比钳工或车工的实习，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，可能投入要上百万，这对于不是省级重点专业的学校而言显然难以承受的。因此很多学校考虑采用“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，机模专业11个班级，数控专业老师只有3个，数控机床4台，这样的条件下，如果按照传统的实习方法根本无法进行。但如果我们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，节省了操作的时间，缩短了实习的周期。以一个班级40个人，实习一次时间3小时为例，平均每台机床10个人，每人操作的时间只有18分钟。试想在这么短的时间里面学生真正能掌握的东西有多少呢？但如果我们利用每个学校都有的机房，把3个小时换成上机进行和实际机床几乎一样的仿真操作的话，可以保证每个同学有充足的时间来动手。这样很多问题在这一个阶段就能够解决，实习周期缩短了，对于机床操作的熟练程度将大大提高，而且为下一步的实际操作也做好了准备，实习效果也提高了。

2、利用数控仿真软件能有效的结合理论学习，可实现同步教学。和其它专业课一样，数控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，大多数学生都难以理解，如果利用仿真软件一边演示一边教学，通过车刀和工件的运动学生就很容易理解，而且还能自己亲手操作来加深认识，理论和实践也能兼顾了。凡是涉及数控编程和操作的内容，如工件坐标和机床坐标、G指令、M指令等都可以实现同步教学，使抽象内容形象化，提高了教学质量。

3、利用数控仿真软件的使用能极好的调动学生的学习积极性，培养了创新意识。对于职技校的学生来讲，由于学生各方面的基本素质普遍比较差，而数控专业课又要求极高的抽象性，加上教学过程的枯燥乏味，很容易让学生产生厌学的情绪，教学效果也不理想。而数控仿真软件以其和实际机床相同的用户界面和它的可操作性，很大程度上激发了学生的学习积极性，再开展教学就容易多了。如果结合现场观摩教学，效果会更加好。更重要的，是软件很容易普及，只要有电脑学生就可以在家里自学，一定程度上培养了他们的刻苦钻研和创新精神。

4、利用数控仿真软件还可以实现网络教学和远程培训。随着社会对技能人才的需求量的增大，职业学校的功能不再仅仅培养在校学生，它还担负着进行社会劳动力的培训任务，这对职业学校的硬件条件也提出了更高的要求。利用仿真软件和网络搭建的平台，进行远程的教育将成为一种新的教育教学模式，它打破了地域和时间的限制，加大培训人员的数量，缩短了培训的周期。这种方法在很多大专院校已经开始运用，并取得了很好的效果。今后可以尝试着用到职业学校的数控培训当中来。

四、运用过程中的注意事项

作为一个仿真软件，它和实际机床还是有很多区别的，无法真正代替实际机床。以我们学校浙大辰光的仿真软件来说，它的操作面板和系统和实习机床是相同的，但在仿真加工时也存在很多问题，包括走刀路径不明显，切削深度和刀具要求不够实际，对刀时不能设置刀偏，不能对产品质量进行检验等；而且仿真软件的使用，会在一定程度上使学生放松对产品质量和生产安全的认识。因此仿真软件使用只能作为缩短实习时间，提高实习效率的一种辅助手段，而不能完全抛开实际机床的实习内容，必须适当的安排实习时间，通过实际操作来纠正以上的不足。

经过数控软件在教学中的使用，效果是很明显的。一方面给学校减少了资金的投入，充分利用了有限资源，而且也提高了学生的学习兴趣和动手能力。这也说明了在数控教学中利用仿真软件的可行性。

数控技术作为先进的制造技术是时代进步的产物，而教育也应该适应时代的进步，这就要求我们不断的探索和尝试新的教学方法和理念，只有这样才能培养出更多更好的数控技术人才，为我们的现代化建设服务，也只有这样才能振兴我们的机械加工行业！

参考文献：

1. 唐向阳《数控技术与应用》1997.

2. 黄筱调 赵松年《机电一体化技术基础及应用》机械工业出版社1994.