数控仿真软件在教学中的若干问题

蔺　毅

摘要：近年来，我国高职院的数控技术专业多采用数控机床仿真软件进行专业教学，随着仿真软件的功能不断完善，其使用量也在逐渐增加，而在教学过程中的大量使用数控仿真软件又会产生新的问题。文章就此对数控机床仿真软件在教学过程中的优缺点进行分析并在此基础上提出了改进意见以提高仿真教学的效果。

关键词：高职教育；数控仿真；教学效果

中图分类号：TN958 文献标识码：A

文章编号：1674-1145（2009）03-0160-02

由于社会对数控技术类人才的大量需求，在我国的高职院校数控技术专业学习的学生人数也不断增加，由于学校实际的机床数量有限，难以达到满意的教学效果，也使得学生难以满足企业对加工、编程维修一体化复合型人才的需求。为了克服硬件的不足多数高职学校在数控技术专业教学过程中便大量采用数控仿真软件教学，数控机床仿真软件可以让人在没有任何数控机床操作经验下，完成模拟机床加工，具有形象的三维视角，使初学者易熟悉机床的面板，并进行零件的仿真加工。这样的教学方式虽然起到一定的成效但也存在不足。[1]

一、数控仿真教学的优点

（一）形象易懂是理论到实际操作的良好过渡

对于数控专业而言从理论学习到数控机床实际操是一个很大的过渡，学生往往要将课堂上讲的工艺分析、对刀、编程、加工操作等用到实际，而面对机床已不熟悉和紧张以致产生撞刀等误操作，不仅降低数控机床的精度而且存在一定程度的安全隐患。数控机床仿真软件是将操作过程通过图形模拟出来，学生可以通过多仿真机床的操作在无任何危险的情况下，来熟悉机床面板，理解加工过程为后面要进行的实操做好铺垫工作。

（二）操作方便，数控系统类型多样

操作数控仿真软件只须学生运用鼠标和键盘按照实际机床操作的过程来点击窗口按键完成操，可以进行工件的装夹，刀具的更换，并能运用CAM软件导入程序，配以冷却液进行动态模拟仿真加工等。操作方便不存在任和材料设备损耗。并且由于仿真软件内有市场上常用的各类数控机床的系统如西门子、法那科、华中数控等，在硬件系统有限的情况下可以接触到更多机床系统，并通过对不同系统类型的学习进行对比、总结，为将来走向工作岗位做好从分的准备。

1．价格低廉降低教学成本。高职院校数控专业教学的一个关键问题便是机床设备，即有无足够的数控机床用于教学。如果种类和数量达不到要求无法进行实践性教学便很难培养出动手能力强，实操水平过硬的高技能型数控人才。十几位同学共用一台车床，无法教学，而两三人一台，则需要十台以上的数控车床，再加上数控铣床及数控加工中心的配备则需要大量资金。而且即使购买机床还存在更新的问题。如果采用数控机床仿真软件教学，则只需配备足够的计算机，以及支付一定的软件使用费，便可开展教学，这则在很大程度上降低办学成本。

2．学习时间灵活，教师工作量减轻。将数控仿真引入教学，学生便有了更多的练习时间，既可以在学校机房练习，也可以在自己的电脑上装载数控机床仿真软件练习，并将自己遇到的问题先进行独立思考，或与同学商讨，最后再带到课堂向老师请教，使学习不仅仅只局限在课堂之内。如果按照传统的机床教学模式，教师要带上几十个学生进行现场教学，由于场地限制，往往老师在机床前面进行操作演示并使劲的讲，而站在后面的学生却只能费劲地听，有时由于人数多还看不清楚，很影响教学效果，如果几人一组则老师也要重复多遍，运用仿真教

学则可以在机房教学，人数多，工作量减轻。

二、仿真软件教学存在的问题

（一）安全问题

企业制造车间是事故高发地带，往往由于一时的疏忽或误操作便会造成人员和设备事故，而培养技能型人才的学校为了避免以后事故的发生，应在教学过程中培养学生的安全意识和规范操作很是重要的。而如何规范操作在理论教学中不能引起学生的足够重视，而在后续进行的数控仿真教学中也是无法体现，因而便造成实际操作中的安全隐患。如数控车床仿真教学时装夹工件只须设置参数，实际装工件是则要手动操作，用三角卡盘夹紧工件后要将卡盘扳手去掉后再转主轴，还有换刀位置是否安全也没有概念，往往换刀时使刀具打到工件上等等，而仿真用惯了便没这种意识。

（二）操作问题

熟练的仿真软件操作并不代表熟练的实际机床操作，仿真软件只是一个过渡工具，现场实操和仿真是两种不同的状态，前者需要有熟练的操作技能并且在操作时集中注意力以应对突然出现的问题，而后者则完全是在放松情况下完成。由于进行长时间的仿真练习便使学生自认为对机床操作也是如此熟练，而正是这种不谨慎的心理作用产生问题。如用G00快速移动刀架还没来得及反应时已撞刀，或是运行加工程序有错误时，找不到复位（或急停）按键。还有当程序自动运行时不是集中注意观察走刀路先有无问题，而是在四处张望，出现问题手忙脚乱不知所措。

（三）程序问题

1．仿真机床虽然有加工过程的动态模拟，但并不能让学生对切削三要素：切削速度、背吃刀量、进给量有一直观的感觉，这则会影响学生在实际操作时不能很好的将理论知识与实际生产紧密联系选择合适切削用量进行数控加工程序的编制，经常是在出现撞刀、蹦刃等情况下才明白。

2．学生在编制加工程序时会遇到一些问题，如一些程序在数控仿真机床上可以用，在同类型真实数控机床上却不能用，当加工中出现报警，对于问题出在哪里赶到茫然。如在法那科车床进行进行加工时出现报警“下一指令未指定G01”，经检查程序中有G01，而且仿真可以做，到了实际机床上则是程序中倒角太小，实际无法加工。

3．还有一个严重问题，便是数控仿真软件会出错，误导学生，使学生对与原本没有很好理解的指令错误理解。在实际加工中出现报警而无法解决。如仿真时利用西门子数控系统车削循环指令LCYC95加工时没有考虑增减特性也可以进行加工，而到机床上导致无法加工。[2]

（1）对刀具的认识问题。由于数控仿真系统的刀库中刀具多，很多学生在选用时只看外形，而不弄清楚每把刀具的作用，到了实际中还照样。例如仿真中精车刀和螺纹车刀都是尖的，就有同学来用螺纹车刀进行外圆切削。数控仿真中的刀具一直都无变化，工件的表面也没法检查。因而也无法很好认识到实际加工存在的刀具磨损，以及工件表面粗糙度的影响，进而影响零件加工时的工艺分析。

（2）机床保养、维护的意识淡漠。由于仿真系统不存在维护和保养，即使出现问题重启系统便可解决。因此学生对数控机床维护和保养观念淡漠，实训时老师虽再三强调也很难达到要求。例如油位不够产生的报警学生不知如何解除。还有学生在机床操作时随意按键就像做仿真练习一样，而忘记数控机床是生产型设备并不是玩具，是有寿命的。特别相回零触点是有限次的，而不是像仿真软件那样无限使用。

三、改进措施

社会上需要的数控技术人才既要有扎实的理论基础又要有过硬的操作水平，即对机床操作熟练又能进行工艺分析编制加工程序，还要有一定的磨刀水平。但由于在教学过程中大量使用仿真软件教学并不能培养出优秀的人才，所以应当利用其优点，改进不足：

1．仿真软件使用要适度，目标定在熟悉面板操作等加工过程，并且在仿真教学过程中穿插现场教学。

2．教师应首先明确仿真软件与实际机床的区别，并引导学生进行相互比较，认识到仿真软件的不足，而不是完全依赖仿真软件。

3．重视安全教育，规范化操作，让学生养成良好的机床保养与维护知识。

4．在有限条件下尽可能多进行从图纸的工艺性分析到编程加工的实操练习。

5．专项进行刀具知识的系统学习，让学生正确理解刀具参数含义，进行正确选有用，并能磨刀。

四、结语

数控仿真软件在数控技术专业教学中的作用不可低估，但也必须清楚的认识到应用时虽之而来的问题，改进其不足才能更好的利用。笔者依据本校数控技术专业的教学经验进行总结，提出改进措施，并在指导后续的实践教学过程中效果明显。

参考文献

[1]刘继平．高职院校数控技术实训基地建设现状调查及发展对策[J]．湖南工业职业技术学院学报，2008，（4）．

[2]刘雄伟．数控机床操作与编程培训教程[M]．机械工业出版社，2005．

作者简介：蔺毅（1981- ），男，罗定职业技术学院助教。