浅谈仿真加工软件在数控教学中的作用

邓菁

【摘要】随着数控技术在现代加工中的广泛应用，我国各大中高职学校扩展或增设了数控专业。但资金投入，数控设备、机床数量、师资条件等，远远不能满足学生参与学习实践的需求，因此，数控仿真加工软件在教学中的应用尤为重要。本文结合湖北工程职业学院的实际情况，介绍了数控仿真加工软件在数控教学中的作用。

【关键词】数控；仿真软件；职业教育

数控仿真系统是虚拟现实的仿真软件，是一种富有价值的教学辅助工具，它可以实现对数控车、数控铣和数控加工中心零件加工全过程的仿真，其中包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和对刀步骤的操作，数控程序输入、编辑和调试，拥有华中数控系统、广州数控系统、FANUC数控系统、SIEMENS数控系统等多种系统，具有多零件、多机床、多系统的仿真加工模拟功能，目前已被广泛应用到各大院校的数控教学和机械制造企业中。湖北工程职业学院现采用的数控仿真系统是上海宇龙仿真系统。

一、数控教学的现状

数控技术专业一直是湖北工程职业学院建设的重点专业，把培养数控机床编程与操作的高等技能型人才作为主要培养目标。数控机床编程与加工实训是学院数控技术专业的重要的理论和实践教学环节。

1、教学设备

学院在数控技术教学设备方面投入了大量资金，于2007年建成了国家数控基地。目前有数控车床、数控铣床、加工中心、数控线切割、数控电火花、数控加工仿真实验室等主要教学设备，并配置了广州数控、华中数控系统。但是，学院现有的数控设备数量相对于每学期参加实习的学生仍不能满足实训教学的需要，也难以保证实训教学的效果，这已经成为教学过程中的一个难题。由于数控设备的成本较高，如果数控机床的实训教学完全安排在数控机床上进行，那么即便再加大投入、扩建实习场地，也很难在规定时间内完成教学目标。

2、教学师资

学院非常重视数控教学师资力量的引进和培养。由于数控专业人才培养的特殊性，要求教师首先能做到集理论知识和实践技能于一身。全面提高教师的专业水平和实践能力，积极培养“双师型”教师。但由于学生数量众多，实训压力大，目前学院在数控实训师资的配备上还应加强。

3、教学方式

数控机床编程与操作是作为专业技能课在大二开设的。绝大多数学生之前都没接触过数控机床，很难掌握数控机床的组成结构和工作原理，以及数控编程、数控加工工艺等专业基础知识。由于各种原因，理论老师不从事实训教学，学生学习完编程后长时间没接触数控设备，数控实习也独立展开，理论和实践脱节，导致实训和教学不能有效的结合起来。

由于以上几方面原因，实训中心引进数控仿真加工系统，有效的减轻了教学方式不合理，师资、设备不足带来的影响。

二、数控仿真加工软件的作用

1、培养学生的学习兴趣

数控专业涉及的编程与加工的知识，具有很强的理论性和实践性，课程内容也比较抽象，不易理解。由于我校的大多数学生的起点较低，接受能力不强，学生在学习理论知识时容易产生倦怠感，教师与学生面对面教学的传统方法已经很难达到良好的教学效果。教师通过局域网教学演示的形式，可以让学生在电脑屏幕上清楚看到演示的教学内容，并让学生在电脑上进行同步模仿操作。通过数控仿真系统，教师还能时时关注学生的操作情况，方便及时发现学生操作的错误，对学生进行针对性的指导。这种交互性的理论教学方式提高了师生的互动性和学生的动手操作能力，有助于培养学生的学习兴趣。

2、弥补设备及师资不足

建立数控仿真实验室，可同时满足1—2个班学生进行仿真实训。利用仿真软件，每个学生操作一台电脑，可以有充足的时间来模拟和实际机床几乎一样的数控加工。在机床上实训时，一个教师仅仅能够照顾到2—3台机床上的学生，而且同样的问题可能需重复多次讲解，老师工作量大，效率不高，学生学习的效果也不好。而在仿真实验室中，一个教师可以同时指导50名学生进行仿真练习。通过多媒体演示，教师可以与学生同步操作仿真软件，出现问题也可及时解决。

3、辅助数控编程教学

学生编写数控程序代码后，把程序代码输入到仿真软件里并对好刀，数控仿真系统就会根据程序进行仿真加工，并验证程序的正确性，帮助学生找出编程程序的错误，并提示学生调试编程代码，实现正确的仿真加工。学生还可以通过数控仿真系统，全方位地旋转观察，了解仿真加工的进展，让学生在一定程度上加深对数控编程相关知识的了解，不仅能提高学生学习的效率，也减轻教师在数控编程教学方面的负担。

4、增强学生对参数的认识

为了提高数控机床的使用率，保障学生在实际操作中的安全，在数控教学中，数控加工的参数主要由教师操作确定，学生在实训中几乎不懂得如何确定参数，对参数的合理性认识有待加强。数控仿真系统可以模拟真实的数控加工参数，学生可以通过数控仿真系统了解主轴转速、进退刀量、进给速率及倍率等多种切削参数，进而领会不同参数对数控加工质量的影响，学会优化和调整切削参数，提高数控加工参数的认识。

5、提高机床操作的安全性

学生在课堂上进行了编程和机床操作知识的学习后，如果直接上机操作，对学生自身安全或机床安全来讲，危险性都会比较高。因为学生对机床操作方法和性能不熟悉，而且初学编程时程序不合理或错误率高；在刚刚接触机床时也会紧张，错误的操作可能性也大。而在数控仿真软件上，学生可以放心大胆地操作仿真机床，不存在真实机床上刀具与工件的碰撞、工作台超程等危险操作。通过仿真，让学生能够充分熟悉数控机床操作面板、掌握数控机床基本的操作、验证数控程序是否正确。从数控仿真加工中学生可以尽可能把将来在数控机床操作中的错误表现出来，并学习到相应的解决方法。这样到了实际机床上可以大大降低数控实训的危险性，保护学生自身安全，也保护机床设备安全。

三、总结

数控仿真加工系统能有效地促进职业院校的数控教学，帮助其解决设备不足，师资不足等不能满足学生实训要求的难题。利用好数控仿真系统，把理论教学、数控仿真系统训练和实训操作紧密地结合在一起，加强学生数控技能的培养，实现数控仿真系统在数控教学中的巨大作用。

【参考文献】

[1] 刘光定， 潘爱民. 论数控加工仿真系统在数控教学中的作用[J]. 现代商贸工业， 2010.

[2] 王燕平. 数控编程实训教学手段的创新与实践[J]. 郑州工业高等专科学校学报， 2002.

[3] 王丽哲， 付海燕. 浅谈数控仿真软件在教学中的应用[J]. 才智， 2010，16.