浅谈虚拟数控机床在数控维修教学中的应用

徐燕

摘要：随着目前社会科技水平和生产水平的不断提高，数控机床技术在工厂中应用越来越广，相对应的其对于相关维修人才的需求也是越来越高，然而在实际的教学过程之中由于相关教学设备和学校实力的限制，传统的数控维修教学往往难以满足人才培养的目的和要求，而目前虚拟技术的发展给这一难题带来了转机。

关键词：虚拟；数控技术；数控维修；机床

随着目前数控技术的不断发展进步，数控加工技术在机械加工产业中越来越得到广泛的应用，然而由于数控设备本身的精密性和昂贵性，使得其对于人才的要求标准十分的高，但是目前的课堂教育中往往只能够进行基础的书本知识，而很少能够为学生提供有效的实践动手机会。[1]而少有的实地考察中由于为了保证数控设备的正常运作和避免学生因为错误操作导致设备出现损坏，往往并不会让学生直接对设备进行操作。而随着目前虚拟技术的逐渐成熟，在越来越多的数控维修教学中开始将虚拟数控机床纳入到教学之中，采用计算机仿真技术来提高学生的实践和动手能力，同时也防止了设备损坏所造成的经济损失。

1 传统数控维修教学的不足

1.1 脱离实际情况

随着数控技术和世界工业文明的发展，目前工业领域中所使用的相关工业机床的功能不断增加，其结构也开始越来越复杂，对于数控设备的维修难度也随之上涨，这也就要求在数控维修教学中的教学内容要紧跟时代和技术的发展，满足现实中的需要。目前的工业生产中由于其工作的内容、方向、要求的不同，其实际使用的数控机床的类型也是多种多样的，而传统的数控维修教育中所使用的参考对象多为老式的数控机床，尽管在一般的工厂中仍旧在使用一些较为老旧的机器，但是在一些较大的工厂企业中，其使用的相关设备均为专门制造或者更为先进的数控机床设备，当学生走上工作岗位后往往会发现自己所学内容与实际工作内容出现不符的情况，影响其前途。[2]

1.2 学生机床维修实践机会不足

在传统的数控维修教学中，由于数控设备的昂贵性和精密性往往难以为所有学生提供实践和操作的机会，学生进行了解和使用的器械、部件往往是工厂中淘汰的老旧产品，但及时如此学校能够为学生提供的实践机会依旧十分有限，使得我国数控维修中严重缺乏具有实际操作能力的人才。另外一方面，一边是学校教育设施的老旧不足，一边是工厂生产中数控机床技术的不断发展，其机械的結构复杂程度不断增加，学校越来越不能满足工厂对于人才的要求。

1.3 电气连接教育不足

数控机床电气连接工作也是数控维修中重要的组成部分之一，但是由于电气连接工作涉及的器件和操作过程较为复杂和繁琐加之其本身器具耐用度低，在反复使用中容易出现故障，使得学校对于相关投入较低，学生学习机会不足；而另一方面，由于电气连接操作较为复杂，在实际操作过程中老师巡查压力较大，很难保证每一位学生都进行了正确的操作，影响了实际的教学效果。

2 虚拟数控机床在数控维修教学中的应用方式

2.1 辅助理论教学

传统的数控维修教学往往是在课堂中采取老师讲、学生听的方式作为主要的教学手段，整个教学过程枯燥无味，而机床本身的组成结构是极为复杂多样的，教师需要对不同型号、不同部位的多种或者同一部件结构进行反复地讲解，在这样的学习环境之中学生的学习热情和学习效果是可想而知的。而在传统的课堂理论教育的过程中融入虚拟数控机床就能够根据教授内容的不同向学生展示不同类型的数控机床，并且能够进行多方向、多切面进行课程教授，并且在三维动画的分级演示下还能够向学生展示整个设备的组装、拆卸过程，加深学生的理解和掌握。

2.2 虚拟装拆培训

因为虚拟数控技术所提供的机床信息与实际中的机床信息基本相同，甚至是完全一致，所以在教学过程中学生可以使用虚拟技术对相关机床进行虚拟装拆工作，了解不同部位的不同部件设置，以及各部分结构之间的关联和组成，并且能够在虚拟装拆中了解到对应的位置所需要使用的对应的工具以及对应的零部件，有利于学生以后的工作与发展。

2.3 模拟完整的电气连接和电气故障

对于数控机床的维修工作不仅仅是对其单一设备的维修，在实际的维修工作之中很有可能会涉及到整个机床体系的维修与排查工作，而虚拟数控机能够对其进行全面、完整的模拟，使学生能够从电气布局规划、布置线槽再到元器件、导线的选择，全面的参与到电气连接工作之中，了解其工作的原理和工作的每一个环节。并且在学生连接错误时，能够给出及时检测和提醒，并向学生介绍相关的错误原因和问题，保证学生能够实现全面完整的掌握。

2.4 故障诊断培训

在实际维修过程中可能遇到的问题是多种多样的，而作为维修人员为了保证及时、高效地完成维修工作，很多时候由于时间和环境等因素的限制，维修人员无法对机床进行多次详细、系统的排查工作，因此在检查过程中必须保证检查操作的细节性和有效性，充分利用数控机床自身所提供的信息对其故障进行诊断，而虚拟数控机床能够模拟实际中可能出现的各种问题以及反应，并且通过直观的图像或者模型的形式向学生展示机床的状况，保证学生能够对各种情况拥有更为直观的了解。

3 结语

目前社会生产中数控机床技术已经得到了较为广泛的应用，特别是在工业生产中的表现尤为突出，因此相关产业对于数控机床相关人才的需求量也是十分巨大，而对于相关人才的培养也就引起了相关院校的重视和关注。[3]但是由于学校自身实力的限制，往往难以左右有效的回应，虚拟数控机床技术的出现，为这一状况的改变带来的转机。将虚拟数控机床技术与课堂教育相结合有效地提高了课堂教育的水平和效果，保证了学生的专业素质，不过在实际进行过程中仍旧存在许多问题，需要我们不断克服和改进，争取使我国的数控维修人才的培养更进一步。

参考文献：

[1]韩庆国.浅谈高职《数控机床故障诊断与维修》教学中的职业素质培养[J].科技资讯，2016，14（12）：145146.

[2]李昌平，杨扬，丁腾飞.西门子仿真软件在数控机床实践教学中的应用[J].实验室科学，2017，20（3）：6064.

[3]黄敏高.基于约束尺寸混合驱动的虚拟数控机床技术研究[J].现代电子技术，2017，40（16）：155157.