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淺析數(shù)控仿真軟件在高職院校數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用
國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院 李濱 2013/11/1 17:58:36
摘要：隨著以數(shù)控技術(shù)為代表的現(xiàn)代加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)引起了各高校的重視。但由于資金投入、師資條件等多方因素的制約，目前高職院校對(duì)數(shù)控編程、操作和維修人才的培養(yǎng)方式并不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要。本文通過(guò)對(duì)教學(xué)過(guò)程中數(shù)控仿真軟件的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐，提出了理論、仿真和實(shí)操相結(jié)合的數(shù)控教學(xué)方法，并對(duì)仿真軟件在高職院校數(shù)控教學(xué)中的作用進(jìn)行了淺析。
關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；數(shù)控仿真；數(shù)控實(shí)訓(xùn)
隨著數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)控設(shè)備在生產(chǎn)加工各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)在逐步取代普通機(jī)械，社會(huì)對(duì)數(shù)控技術(shù)人才的需求也隨之越來(lái)越高。 數(shù)控技術(shù)人才介于工程師和高級(jí)技術(shù)工人之間，他們既應(yīng)該具有一定的理論知識(shí)，更應(yīng)該具備熟練的編程、操作和維修技能。目前，我國(guó)數(shù)控技術(shù)人才不僅在數(shù)量上比較缺少，而且在質(zhì)量上也存在較大缺陷,懂理論知識(shí)的往往操作技能不強(qiáng)，而操作技能強(qiáng)的往往理論知識(shí)有所欠缺。我國(guó)高職數(shù)控專業(yè)教學(xué)要滿足社會(huì)對(duì)高質(zhì)量數(shù)控人才的需求，必須加快教學(xué)改革的步伐，高起點(diǎn)地培養(yǎng)能在生產(chǎn)一線從事數(shù)控編程、操作、維修、生產(chǎn)組織和管理等方面工作的復(fù)合型人才。
一、數(shù)控加工仿真軟件簡(jiǎn)介
數(shù)控加工仿真軟件是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需求而開(kāi)發(fā)的一種機(jī)床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件。學(xué)生通過(guò)在計(jì)算機(jī)上操作該軟件，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)掌握數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心等的操作。屏幕上能夠顯示和機(jī)床操作面板一模一樣的界面，并且可以全面的仿真數(shù)控加工的過(guò)程，包括選擇機(jī)床、定義毛坯、準(zhǔn)備刀具、基準(zhǔn)測(cè)量、程序編寫(xiě)等。軟件可以動(dòng)態(tài)的模擬顯示機(jī)床的運(yùn)行狀況，并且在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)提示各種操作信息，如編程錯(cuò)誤、操作錯(cuò)誤、機(jī)床碰撞等報(bào)警信息。現(xiàn)在很多仿真軟件在網(wǎng)上都有免費(fèi)下載或者試用版本，其功能基本可以達(dá)到仿真教學(xué)的需要。
二、數(shù)控加工仿真軟件在高職院校數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中的作用
（一）彌補(bǔ)設(shè)備和師資的不足
現(xiàn)在大多數(shù)高職院校，雖然積極采取了多項(xiàng)措施來(lái)提高實(shí)訓(xùn)條件，但由于設(shè)備費(fèi)用昂貴、師資不足、學(xué)生人數(shù)多、實(shí)訓(xùn)時(shí)間短等多方面的原因，如果僅僅依靠現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)，那么在機(jī)床能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，一個(gè)學(xué)期分配到每個(gè)學(xué)生身上每人只有很少課時(shí)的機(jī)床操作時(shí)間，數(shù)控實(shí)訓(xùn)的目的是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的。為了彌補(bǔ)設(shè)備和師資的不足，為學(xué)生創(chuàng)造充足的實(shí)訓(xùn)時(shí)間，加快在實(shí)訓(xùn)中心專門(mén)建立數(shù)控仿真實(shí)驗(yàn)室，是勢(shì)在必行的。利用仿真軟件，每個(gè)學(xué)生操作一臺(tái)電腦，可以有充足的時(shí)間來(lái)模擬和實(shí)際機(jī)床幾乎一樣的數(shù)控加工。通過(guò)對(duì)仿真軟件的操作,學(xué)生可以熟悉數(shù)控機(jī)床的操作面板,熟悉數(shù)控系統(tǒng)的基本功能和操作，還可以編寫(xiě)數(shù)控程序,觀察數(shù)控加工走刀路線和零件切削的全過(guò)程。因此，在師資力量不足的條件下，適當(dāng)開(kāi)展數(shù)控仿真教學(xué)是一個(gè)較好的選擇。
（二）獲得良好的教學(xué)效果
數(shù)控編程理論部分的學(xué)習(xí)是比較抽象的，特別是各種數(shù)控編程指令的應(yīng)用方法，大多數(shù)學(xué)生在初學(xué)時(shí)掌握起來(lái)會(huì)有一定困難。例如數(shù)控車床編程中的內(nèi)、外圓粗車循環(huán)G71 指令，該指令格式復(fù)雜，指令中需要設(shè)定的參數(shù)較多，如果僅僅對(duì)著課本的內(nèi)容，即使多次講解，或者在黑板上繪制出具體的刀具進(jìn)給路線，多數(shù)學(xué)生仍舊無(wú)法想象出刀具是如何運(yùn)動(dòng)的，指令是怎么實(shí)現(xiàn)的。對(duì)指令的使用一知半解，也就無(wú)法編寫(xiě)出正確的程序。針對(duì)這種情況，我們就需要在理論教學(xué)中也引入仿真軟件，通過(guò)多媒體設(shè)備，利用仿真軟件將指令的執(zhí)行過(guò)程以三維動(dòng)畫(huà)的形式分解演示給學(xué)生，學(xué)生可以清楚的觀察到刀具每一次的進(jìn)刀、切削和退刀。這樣即調(diào)動(dòng)了課堂氣氛，也使學(xué)生可以快速地理解并掌握各種數(shù)控指令，獲得良好的課堂授課效果。
（三）提高機(jī)床操作的安全性
學(xué)生在課堂上進(jìn)行了基礎(chǔ)的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)后，如果直接進(jìn)行機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)，對(duì)學(xué)生自身或機(jī)床來(lái)講，危險(xiǎn)性都會(huì)比較高。一方面由于學(xué)生對(duì)機(jī)床性能和操作方法不熟悉，而且初學(xué)編程時(shí)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤的可能也較高；另一方面，學(xué)生在剛剛接觸機(jī)床時(shí)多多少少都會(huì)有些緊張的情緒，誤操作的可能性也較大。而在數(shù)控仿真軟件上，學(xué)生可以放心大膽地操作仿真機(jī)床，不存在真實(shí)機(jī)床上刀具與工件的碰撞、工作臺(tái)超程等危險(xiǎn)操作。這樣到了實(shí)際機(jī)床上可以大大降低數(shù)控實(shí)訓(xùn)的危險(xiǎn)性，保護(hù)學(xué)生自身安全，也保護(hù)機(jī)床設(shè)備安全。
三、數(shù)控仿真與數(shù)控實(shí)訓(xùn)的關(guān)系
目前，各高職院校的數(shù)控加工仿真課在數(shù)控教學(xué)中占的比例已經(jīng)越來(lái)越大，學(xué)生對(duì)仿真課的積極性也較高，取得的效果也比較明顯。但我們也注意到作為一個(gè)仿真軟件，雖然它的操作面板和操作方法與實(shí)際機(jī)床基本相同，但和實(shí)際機(jī)床的操作還是有很多區(qū)別，并不能真正代替實(shí)際機(jī)床操作。有些操作在仿真系統(tǒng)上是允許的，而實(shí)際機(jī)床上可能就會(huì)出問(wèn)題。為了把握好數(shù)控仿真和數(shù)控實(shí)訓(xùn)之間的關(guān)系，我們應(yīng)該制定嚴(yán)格的數(shù)控實(shí)訓(xùn)上（未完，下一頁(yè)）
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