计算机仿真技术在数控专业教学的应用

崔林

【摘要】随着计算机技术的迅猛发展，数字仿真技术在各领域都得到广泛的应用。在现代职业院校数控加工专业中计算机仿真加工起到重要教学辅助作用。本文结合我院使用的计算机仿真软件——上海宇龙仿真软件在数控专业教学中的作用浅析仿真技术在数控教学中的一些应用特点、实践做法和应用应该注意的问题。

【关键词】计算机仿真软件 数控专业教 学数控加工

【中图分类号】TG659 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0300-01

一、引言

计算机模拟仿真就是应用计算机技术及其仿真软件对数控机床整个操作加工过程进行模仿操作的一门新技术，上海宇龙数控仿真软件是源自美国基于虚拟现实加工技术的仿真软件，在高职实训教学中广泛应用。可以实现对数控铣和数控车加工全过程的仿真，其中包括毛坯定义与夹具，刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，加工仿真以及各种错误加检测功能。

二、宇龙仿真软件在数控专业教学中的应用特点

1.创建运行环境，通过宇龙数控仿真软件网络版组建由40台计算机构成的仿真教室。学生可以先通过仿真软件熟悉数控机床操作面板，以及各种数控操作系统。学生开始基本不具备相应知识基础，在利用虚拟现实技术后，可以彻底打破空间的限制利用计算机来虚拟动画技术模拟实际的加工过程，学生可以在虚拟数控系统中放心验证程序，如果直接到通过反复练习，全面提高学生的编程能力，对于初学者来说没有任何加工经验，如果直接到数控机床上进行实操学习，易出现由于考虑不周全，安全意识淡漠而出现打刀，撞机等现象，甚至对机床和操作者造成伤害。通过先仿真校验再实际加工的教学方式也可以减少了零件的废品率。

同时，数控仿真软件能够引起学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。职业院校的学生的知识水平较低，而数控专业教学理论知识比较抽象，学生易感到枯燥、乏味，应用数控仿真软件，使很多知识更生动和直观，例如对刀、程序的输入与验证等。应用仿真软件，可以直观的看到操作过程，学中做，做中学。这样能够引起学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。教师还要积极引导学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

2.数控仿真软件中的数控机床的系统多，型号多，便于学生开拓视野，全面学习

目前，数控机床的种类很多，呈现系统多样化，型号多样化，并随着科学技术的快速发展，不断更新，而一般学校的数控设备受教学成本的限制，机床系统和型号比较单一，而应用数控仿真软件就能可以弥补这方面缺陷。例如上海宇龙仿真软件，它拥有多种系统多种厂家生产的多种型号的数控机床，让学生在操作真正的机床前先充分掌握安装了不同类型数控系统的机床的加工仿真操作，同时通过仿真演示积累一定的数控加工实际操作经验，能全面学习数控车、数控铣及加工中心等多种型号机床的操作知识，使学生开拓了视野，扩展了知识面。通过严格的学习、指导与训练，学生理论知识与操作技能，通过反复练习均会得到全面的发展与提高，学生毕业时分配到不同的生产企业，能很快适应企业的不同数控系统的数控机床的编程及操作

3.计算机虚拟仿真技术节约了教育成本实现低耗、高效与环保、可持续发展。

实训教学应用数控加工仿真软件可降低教学成本，实训教学应用数控仿真软件，可以减少上机床操作时间。将编程及验证程序的操作由数控仿真仿真软件完成。首先可以安排学生根据图纸的要求，编制零件加工程序，并使用数控仿真软件进行模拟加工，验证程序的正确性，并及时修改，然后将修改后的正确程序输入机床，进行零件加工，这样可以大大减少占用机床时间，降低实训的消耗，从而降低教学成本。

4.教师轻松教学，教学效果明显改善

数控教学中应用数控仿真软件，学生不仅在学校有了更多的练习时间，还可以自己下载数控仿真软件，放学后，随时练习。学习过程中，遇到问题，可以先独立思考，也可以和同学探讨，还可以带入学校，向老师请教。以往实操示范操作时，一名教师示范操作并讲解，20-40名学生听课，实操现场噪音比较大，听课人多，影响授课效果，如果分组演示教学，教师就得重复讲解几遍，工作劳动强度增大。应用数控仿真软件，教师可以将示范操作过程在电脑上反复播放，使每位学生都能看清楚操作的步骤及顺序，然后学生独立操作，在各种仿真练习过程中熟练掌握数控机床的加工生产技术，训练学生实习操作的技能技巧，教师可以有的放矢的对不同学生进行巡回指导与训练，教学效果明显改善与提高。

三、宇龙仿真软件在数控教学中的不足

1.数控教学只注重软件仿真训练，忽视上机实训操作

仿真加工时，学生无法充分体会安全操作的重要性。例如实际加工时学生必须佩戴劳保眼镜，工作帽，女生必须把头发盘到帽子里：加工零件时，机床的门必须关闭等等，这些细节往往被学生忽视，仿真加工中撞刀现象经常发生，学生对此不以为然，因此，在教学的过程中，教师要反复强调规范操作，安全第一，强调仿真加工与实际操作的区别，让学生牢牢记住安全第一，数控加工仿真系统是一种模拟软件，它不可能完全代替实训。必须合理安排仿真教学和实操教学，在教学中将仿真训练与实践操作训练有机结合。

2.仿真加工中不能合理选择切削三要素及加工工艺参数

仿真软件在对加工过程的模拟过程中，无法真实反应刀具切削的实际状态，加工完成时，零件的加工精度和加工表面质量不能准确展示出来。因此，在教学中，教师要详细讲解影响工件加工精度的一些主要因素，例如：刀具的选择，工件的装夹定位，切削用量的选择，及切削液的选择方法等，合理安排加工工艺是保证产品质量和提高生产效率重要保证。仿真加工时严格按照操作规程操作，使学生养成一种严谨的工作态度。

3.仿真教学和实操教学中注重反复强调仿真加工与实际机床的差异之处，避免发生安全事故

仿真软件与实际机床还存在一定差异。例如仿真时，钻头也可以进行轮廓及形腔加工，而在实际加工中，钻头只能钻孔。又如仿真对刀，采用GOO快速对刀，软件会提示可能撞刀，而在实际加工中，是不允许快速对刀的。仿真时工艺参数设置的不合理，模拟加工一样进行加工等等。教学中，教师要反复强调易出错的地方，避免实操时，出现安全事故。

4.不能正确处理仿真系统中存在的问题

目前，我国数控加工仿真软件的功能还不是很完善，如有些功能不识别（例如G68），易死机，运行速度慢等等，教学过程中，教师要提前将软件的主要缺陷告知学生，并将使用软件时所遇到的问题及时反馈给软件厂家，以便厂家予以改进。

综上所述，数控仿真软件有其自身的优点，也有不足，我们数控专业教师在教学中合理运用数控仿真软件，不仅可以降低教学成本，增加学生的加工练习时间，还可以拓展学生的知识面，很好的适应企业的需求，达到事半功倍的教学效果。

四、结束语

随着计算机技术的发展，

必将推动着计算机虚拟仿真技术的不断完善，计算机虚拟仿真技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展，并且与互联网的有机结合将是发展必然，到时可以实现机与机，校与校，学校和社会的有效资源共享。机虚拟仿真技术作为一种新型的教学媒体，随着虚拟仿真环境与真实操作情境的差异越来越小，且性能更通用，功能更齐全，成本更低廉，更加逼真的还原虚拟仿真操作软件的不断推出，从而实现传统机械专业教育的真正长远可持续发展。这种新的教学媒体必将广泛应用于数控和相关专业教育教学中。最终在现代技术教育领域中发挥其重要作用。