数控仿真软件在数控机床教学中的应用分析

蒋飞

（湖北工业大学，湖北 武汉 430068）

当前，机械制造业迅猛发展，数控加工技术应用范围逐渐扩大，数控方面的技术人员随之增加，因此，多数院校都会开设机械类数控机床相关专业，从而培养专业人才，为了满足社会发展需求，招生数量也在逐年增加。在教学过程中不仅仅要对学生进行理论知识的教学，还要为学生创设良好的实践教学环境，因此，需要增设相关教学设备，为学生提供实践机会，在使用数控仿真软件进行教学时，可以让学生融入到真实情境中，不仅可以更加深度地理解理论知识，还可以提高学生编程能力。创新教学方式，提高教学效率与质量，促进学生全面发展。

1 数控仿真软件概述与特点

1.1 数控仿真软件概述

计算机通过编程与建模，在加工过程中，通过二维码或者三维图的方式呈现出来，从而得到仿真软件。使用该软件进行教学，需要在数控实验室中利用该软件模拟虚拟环境，从而进行数控方面知识教学，促使教学变得更加灵活。

1.2 数控仿真软件的特点

顾名思义，数控仿真软件就是模拟真实情境，给学生构建一个虚拟的环境，让学生根据相应学习任务进行现场操作。因此，数控仿真软件的特点之一就是具有相对全面的机床结构，数控系统由于现实需要和相关配置的不同，会分成多种类型，如经济型、全功能型与普通型。而在院校中配备的数控仿真软件，多数数控仿真软件的功能相对齐全，供学生在课程中进行练习。二是数控仿真软件能够模拟机床操作的全过程，学生通过电脑上的操作，可以选择工件装夹方案，压板安装，精准对刀等操作都可以进行模拟，让学生根据模拟过程，熟练掌握相关理论知识，明白其中原理。不会受到因为实际操作需要受到资金限制，影响教学效率。三是具有及时检测与测量功能，在机床运行过程中可能会由于程序操作不当而出现各种失误现象，影响整个操作环节，使用数控仿真软件可以对其进行检测与测量，从而检查出哪里出现错误，及时改正，积累经验，避免在实际操作中出现错误。四是具有标准数据接口及网络功能，用户在使用该软件时，能将其他软件，如CAD或UG、Pro等产生的NC程序直接调入，并进行加工，发挥网络优势，进行远程教学，实现双向互动。最后，数控仿真软件具有较灵活的考试系统，教师利用该软件可以布置作业，进行相关内容的练习，最后进行知识测验考试等，并且能够对学生的作业进行评分，让学生根据自己以往的考试或测评，分析自己已有的知识水平，从而进行查漏补缺。

2 数控仿真软件在数控机床教学中的具体应用

2.1 解决教学设备不足问题

高校在经营发展过程中，会用到大量资金，如果很多教学设备都用实际工作中的相关设备，那么会对高校教学造成很大阻碍，因此，在高校教学过程中会发挥科学信息技术的作用，模拟工作中的场景，让学生能够得到练习。高校开展数控机床相关专业，如果引入数控机床设备，会投入大量资金。运用数控仿真软件进行教学，可以为高校解决教学设备不足问题，从而减少高校教学设备的投资，还可以为学生提供实践机会，从而深入掌握相关理论知识。

2.2 安全系数高，方便学生进行学习

高校大学生正处于专业理论知识学习时期，如果为学生提供真实工作设备，会存在较大的安全问题，教师在教学过程中既要对相关理论知识进行严谨教学，还要提高学生的实践能力，因此，无暇顾及全部学生的安全问题，危险系数相对较高。因此，运用数控仿真软件进行教学，几乎不会涉及安全问题，且教师为学生讲解相关知识，可以引领学生进行步骤操作，在计算机上也可以模拟工作场景，方便学生学习，同时，也减轻教师教学压力。

2.3 有利于教师进行授课

教师在进行数控机床教学时，利用数控仿真软件，并且通过互联网，构建网络学习与交流平台，为师生提供方便的沟通渠道，进行互动式教学，有利于教师及时指出学生的问题，在第一时间内给出正确合理的建议。与此同时，利用数控仿真软件进行教学，学生可以通过计算机屏幕直观地观看教师是如何演练教学内容的，可以增加师生之间互相了解的机会，便于教师全面掌握学生的学习情况。

2.4 提供多种数控机床和数控系统

利用实际教学设备，不仅投资高，而且设备占用空间较大，那么很多时候种类就相对较少，无法为学生提供全面的教学服务。数控仿真软件可以包括多种数控教学系统，教师可以根据不同的教学内容选择相应的教学系统，能够进行针对性教学，促使学生能够适应熟悉不同类型的数控机床，提高学生的适应能力，有利于学生在今后的实际工作中能够在最短时间内适应工作环境。

2.5 减少实际操作的出错率

在实际工作中，如果出现错误，可以利用数控机床相关功能对程序进行检验，但是，如果出现这种情况，占用机床的时间非常长，在图形模式的时候，仅能观看到大致轮廓，不能对其进行详细具体的观察，这样也会给工作人员造成一定程度的误解，从而做出错误的判断。利用数控仿真软件就可以有效避免这种情况发生，学生在进行实际操作之前，可以通过数控仿真软件进行模拟与操作，输入相关程序，然后观察其加工情况，根据学习的理论知识判断编程是否存在错误之处，如果仿真正确，就可以将正确的程序输入数控机床中，不仅可以减少实际操作的出错率，还可以保证学生的安全，节省实际操作时间，提高效率。

3 数控仿真软件应用中存在的问题

3.1 无法让学生产生切实感受

在高校数控机床教学中，利用仿真软件进行教学，改变传统教学模式，创新教学方式，增加师生互动环节，虽然它能够为学生营造虚拟操作环境，但是多数情况下，学生只能凭借计算机进行观看，模拟操作，并不能真正地进行实际操作，这两种教学方式，还存在很大差别，因此，学生无法真正地切实感受实际加工过程，无法积累相关经验，因此，在实际教学中，无法获得良好的教学效果，多数情况下不能做到切实可行。甚至，由于教师长时间使用数控仿真软件进行教学，会让学生产生依赖感，在实际数控机床操作中，出现错误的概率相对较大，使得学生不能适应实际加工过程。

3.2 综合性实践较差

高校在培养人才过程中，会根据社会人才需求方向进行专业培训，多数企业在招聘人才时，要求专业技能较强，能够熟练掌握相关软件进行操作，全面型人才大量缺失。当前，部分高校在数控机床教学中，无法对学生进行全面培养，很多学生都缺乏实践操作经验，空有满腹经纶，不能很好地适应工作岗位，缺乏综合性实践，多数情况下，学生只能对其进行部分功能方面的操作，真正的高技术人才数量非常少。

4 数控仿真软件在数控机床教学中的应用方式

4.1 合理安排课程教学进度

教师在数控机床教学中，利用仿真软件教学，首先应该合理地安排课程教学进度，增加学生的训练实践课程，利用多种数控仿真系统，让学生能够基本掌握各种数控机床的操作方式以及加工方法，从而熟悉各个工作步骤与工作环节，让学生首先能够对其有一个合理的认知。

4.2 与相关数控机床企业进行合作

在数控机床教学中，高校应该寻找合作企业，让其定期指派相关工作人员到校进行指导，为学生指导实际操作，为学生进行答疑，有利于提高学生的兴趣，促使学生对未来的工作更加向往；另外，高校还可以定期派送学生进企业实习，让有工作经验的人员带领学生进行实际数控机床操作，从而让学生真正地提高工作经验，促使与学过的理论知识相融合。因此，高校必须提高自身管理水平，寻找优秀企业，为学生提供良好的实践机会。

5 结语

综上所述，将数控仿真软件应用到数控机床实际教学中，既有其优势之处，可以提高教学质量与教学效率，将仿真软件应用到数控教学工艺分析、编程指令以及模拟加工环节，有利于拓宽学生的知识面，与此同时，也便于教师进行教学，增加师生互动环节，教师在教学过程中能够全面掌握学生的学习动态，利用数控仿真软件改变教学方式，为学生营造良好的学习环境，可以将教学的重点与难点分开教学，提高教学效率。但是，利用数控仿真软件进行教学还存在不足之处，学生容易对其产生依赖感，无法培养综合性人才，因此，高校在教学过程中，应掌握其优势，为学生提供实际操作机会，提高学生的实践能力，为学生今后的发展奠定良好的基础。