浅议数控仿真教学在数控培训中的作用

摘要：随着机械制造工业的不断发展，对数控技术人员的需求越来越大。数控仿真教学成为数控培训的最佳方式。本文首先分析了传统数控教学存在的问题，然后阐述了数控仿真教学在数控培训中的作用，最后探讨了数控仿真系统在培训中存在的问题及解决措施。

关键词：数控；仿真；培训

中图分类号：TG519.1文献标识码： A 文章编号：

1在数控实践课程传统教学存在以下问题

1.1以消耗性实践实训为主，存在投入大、消耗多、成本高的问题。数控机床的操作训练若完全依赖实际的数控机床进行，则需要消耗毛坯、刀具、机床等。数控机床是自动化控制运行的，学生在初学时，常常因编程中的疏忽或操作中的失误而造成刀具或机床的损坏，严重的甚至会出现安全事故，造成无法弥补的损失。

1.2学生实际动手操作机床机会少，在时间量上存在不足。我国将逐步成为“世界加工中心”，企业对数控人才需求越来越迫切，绝大部分的学校都设有数控专业，并且规模也越来越大，这样就导致了机床数量少、学生人数多，根本无法满足实训要求。据调查，在学校实训实践教学中，一台机床供五六人实习的现象仍比较普遍。

1.3企业中数控机床的加工系统型号多且设备更新快。这样经常会出现学生在校期间书本上和实习训练所学的数控加工系统与工厂中的数控系统不符的情况，到了工厂后不能尽快适应机床，还需一段时间的培训后才能进行生产。

2数控仿真教学的意义

数控加工模拟教学系统是基于已经应用于实际生产中的三坐标数控铣床系统的基础上，实现对主流数控机床的控制面板、操作及编程的真实模拟，即在原有数控系统的基础上再增加数控加工模拟功能，用户通过操作此仿真系统进行模拟加工实验，再配合联机加工，其实际操作技能和数控编程技术将得到全面提高。

3数控仿真教学在数控培训中的作用

3.1为初学数控技术的学生打好基础

现在的学生偏重于理论知识的学习,对于刚接触数控的学生来说,这种要求实际操作能力强的学科,数控专业的知识是非常抽象的,完全是理论化,平面化的,大段的文字描述很难在他们的头脑中形成一个完美的操作链。如果采用数控仿真软件一面操作演示,一面讲解教材上的课程,生动形象教学,学生即易于接受、吸收知识,也打下了全面、扎实的基础。

3.2可以进行多种机床和多种系统的实践操作

学生所学习的数控设备类型是有限的,但是步入工作岗位时所面对的机械设备的系统是多种多样的。数控仿真软件在这一点上充分解决这样的难题,它可以模拟多种数控设备操作系统的多种版本和几十种设备的操作面板,在实践和训练中熟悉不同系统、面板的编程和操作能力。这样学生就业后很快适应工作岗位,提高其就业砝码。

3.3提高学生学习数控的兴趣和热情

如上述所说,仿真软件可以模拟不同的操作系统和多种面板,将数控专业知识分化成多个模块来学习,以边学习边实践,先学习在实践的方式完成每一个知识模块。学生在练习过程中不再担心犯错,软件会提供完善的理论知识和动手操作知识,可以检验学生输入的数控程序和指令是否正确,如果程序格式或语法上有错误软件会及时反馈;加工过程直观形象;加工结束后的检测一目了然;调试、编辑和修改过程亦生动明显;理论和实际充分结合及时帮助学生找出知识和技术的不足,明确学习目标激发学生的学习热情,同时提高其学习质量。

3.4减少事故, 提高安全性

数控仿真软件在操作过程中不会对使用对象造成实质性的伤害,例如数控机床、工件或者刀具等数控设备一旦操作失误都会酿成或大或小的事故,不但造成设备损耗,而且也使使用者受到伤害。操作失误时,软件会自动提示,给予警告,学生可以不用担心操作不熟练或者操作失误造成的后果,轻松掌握操作技术。

3.5降低教学成本, 使用率高

因为相对于仿真数控设备数控而言,仿真软件使用成本低廉,使用率高,损耗几乎为零,并且在操作中可以对实际设备加工环节进行近乎全程的模拟和工作,所以这种软件也可以对设备厂家的工人进行教学培训,这样的培训既可以达到实际操作减少真正设备的磨损,也可以是受训人员的技术“熟能生巧”,提高生产、加工的效率。例如，建立一个50人实习的数控实习基地,每个实习岗位2名学生,就需要25台设备,每台设备以5万元计算,就需要125万元设备款项。而建立一个数控仿真实验室,只需要一台投影仪和50台电脑即可,总成本不超过20万,却能解决50～150甚至更多学生的实习问题。实践时,学生根据自己所学的数控专业选择不同的操作系统和操作面板进行实习,由于不用考虑刀具与材料的磨损,而且是每个人一个机位,学生可以反复操作直至熟练,动手时间大大增加。仿真数控软件的使用可以减少材料、设备或者工件等用具的准备时间,并且在学生使用结束后,不用再进行回收,节省了回收的时间。学生进行实践时,也可以调取原来一段时间内的操作流程,回顾操作过程,从“温故”中找到问题提高实习效率。

3.6利用仿真教学培养学生的综合能力

运用数控仿真教学手段创新适应理论教学和实践教学的课堂教学情境,最终是为了培养学生的能力。在数控实训教学上运用数控仿真教学,可以增大学生观察事物的可见度和清晰度,扩大学生的观察范围,提高学生解决问题的能力。学生通过认识、分析、综合、抽象、概括,对容易混淆的问题进行比较、鉴别、分辨出正确与错误,学到正确的思维方法,迅速地提高学生自身的工业编制和实际操作能力,从而使学生的综合能力得到提高。从实际效果看,学生利用数控仿真教学软件,把理论和实践结合起来,节省了时间,加大了课堂教学的容量,较大地提高了授课的效率,并增大了课堂自主学习操作的机会,减轻了学生的负担,开发了学生的潜能并为在数控机床操作的正确性打下了良好的基础。

4数控仿真系统应用中存在的问题及解决措施

4.1对机床保养、维护的意识淡漠

数控仿真加工，不存在机床保养、维护问题等问题。 学生对数控机床维护和保养观念淡漠， 而现实生产加工中经常会遇到各种各样的问题，学生不会解决。

解决措施：反复强调机床保养与维护的重要性，让学生具有良好的机床保养与维护的意识。

4.2忽视安全问题，不利于学生养成安全生产习惯。

由于数控仿真加工的虚拟性，不会出现任何事故， 致使学生忽略安全的重要性，不利于学生养成严谨、 认真的工作态度。如数控车床仿真教学时，装夹工件只须设置参数，实际装夹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；换刀位置要安全，否则会打到工件等等，而仿真软件用惯了便没这种意识。 还有在仿真练习中出现的撞刀现象，一般不会引起学生的重视，习惯一旦养成，为实际操作留下安全隐患， 很可能在实际操作中造成重大事故和损失。

解决措施：为了避免以后事故的发生，在教学过程中培养学生的安全意识和规范操作习惯很重要。每次模拟加工前，教师都要对学生进行安全生产教育， 树立现在就是在真实数控机床加工操作的意识。 教师在仿真加工教学中一定严格要求学生，按照实际操作的要求来进行仿真操作，包括零件的正确装夹、刀具的正确选用、切削用量的合理选择、对刀的步骤和动作、 面板的操作等， 让学生在学习的初期就养成良好的习惯，以便学生能更快适应实际操作。

4.3混淆仿真软件的熟练操作和真实的机床的操作

数控仿真软件只是一个过渡工具， 现场实际操作和仿真操作是两种截然不同的状态， 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进行的。 熟练的仿真练习使学生自认为对机床操作也是如此熟练， 这种不谨慎的心理作用很容易产生问题。

解决措施：科学安排应用仿真软件进行技能训练的时间，让仿真训练与上机床操作训练穿行。

4结语： 随着数控技术的发展,数控设备的种类也越来越多,对数控人才的需求也会越来越大,在数控仿真教学培训中,利用数控仿真软件的教学模式也会适应发展需求。

参考文献

[1] 张红 .数控仿真软件在教学中的应用探索[J].中国科教创新导刊,2009(22).

[2] 陈天金.浅谈数控软件在教学中的应用[J].现代企业文化 ,2008(36).

[3] 袁宗杰等.数控仿真技术实用教程.北京:清华大学出版社,2007.

[4]蔺毅.数控仿真软件在教学中的若干问题. 现代企业文化，2009.3