浅谈职业学校数控实习教学中仿真软件的应用

[摘 要]在传统的实习教学中，职业学校要提供足够的资金来保证实习设备和材料的消耗。实习消耗过大，是困扰实习教学的主要原因。随着仿真技术的不断发展和计算机应用在教学中的普及，把仿真技术引入实习教学，既可以完善教学内容，又可以节能降耗。

[关键词]职业学校；数控加工；实习教学；仿真技术

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0225-01

随着数控加工在机械制造业中的广泛应用，数控操作人员的大量培训便成为迫切的问题。在传统的操作培训中，数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行，这既占用了设备加工时间，又具有风险，培训中的操作失误常会导致昂贵设备的损坏。为此，许多学校想出了多种办法来降低实习消耗，比如高消耗性实习课题不开或尽量少开、或者减少学生实习时间和实习工位，或者在材料的重复利用上做文章。本文从仿真技术应用于实习教学的优势、以及如何把仿真技术引入实习教学进行了探讨。

一、我国仿真技术目前的现状

我国计算机仿真应用开发较早，目前许多职业学校参加数控实习的学生日益增多。由于数控设备精密、昂贵的特点，把数控加工仿真技术引入教学，用于数控机床操作与编程的培训，这样既可以避免因误操作造成数控机床的损坏，又可以使学生在对仿真数控机床操作过程中产生真实感。而且能够让学生们更快地熟悉和了解数控加工的整个过程，并且掌握每种数控机床的基本操作。最重要的是在不影响教学效果的前提下把事故发生率降到了最低。目前适用于实习教学的仿真软件还不是很多，在数控CNC仿真和电气仿真中较为集中，部分正版软件价格昂贵。但可以肯定的是，职业学校实习仿真类软件将具有较大的应用需求和发展空间。

二、应用数控仿真软件教学的必要性

随着全球制造业的不断发展，数控加工应用技术专业从高职院校逐步的推向了中职学校。各中职学校为适应市场需求，大力发展数控技术专业。传统的数控技术教学，理论教学抽象，学生学着没劲，教师教着乏味。而大部分中职学校设备不能满足教学，实习教学需要购置数控设备，这就需要雄厚的资金基础。这种教学方式已很不能适应当今数控专业教学的需求，掌握先进的教学方法、教学手段，教学媒介来提高教学效果就显得尤为重要了。

中职学校学生的底子薄，理论知识较差，而数控技术这门课程具有很强的实践性，要想达到理想的教学和实践效果，就必须探索出一种新的数控加工技术教学模式来达到投入少、见效快、培养适应性强、企业欢迎的学生势存必行。这就应运而生了许多数控仿真软件，而上海宇龙数控仿真软件是其应用比较广泛的一种仿真软件，这使它成为一种辅助中职数控加工技术专业教学的一种选择。

三、在数控实习教学中应用仿真软件的优势

数控加工设备价格昂贵、占地大，而数控仿真系统软件可以在微机平台上运行。解决了实习时学生多机床少的问题，为学校节省了大量设备采购经费。学生可利用此软件进行仿真操作，同样会达到真实设备的教学效果，使学生能几乎体验到实物机床操作的感觉，并且安全系数高。经过多年实践证明，在教学过程中通过动态的仿真操作使教学容易教、轻松学、是学生有一定的收获。教学效果体现如下：真实的CNC机床的控制面板和显示屏可以完全通过系统模拟，操作轻松。在仿真环境中对程序代码的切削轨迹进行安全校验，操作安全。在加工仿真的过程中，学生不但可以看到真实的图形模拟，而且还可以不断反复熟练操作CNC机床的加工过程，操作逼真。利用仿真代替真实机床的实习，在节能降耗的同时获得更佳的教学效果，使用更经济。

仿真实习能创造一个与实际近乎相同的环境。如上海宇龙公司研制的数控机床加工仿真系统，仿真操作面板与机床实际操作面板可以完全相同，仿真操作与实际机床操作在面板控制部分近乎完全一致。它可以实现对数控铣床、加工中心和数控车床的加工零件进行完全仿真，其中包括毛坯属性、刀具和夹具的选用、零件的测量、数控程序的输入、编辑和调试。拥有发那科数控系统、西门子数控系统、华中数控系统、广州数控系统等数控系统，具有多系统及多机床的加工仿真模拟功能，该软件的独创性已经达到了国内外领先水平。通过软件，学生可以从任意角度观察数控机床的加工过程，加工的毛坯变为成品的过程历历在目，仿真过程形象生动。

数控加工仿真软件不会对操作对象如机床、工件及刀具等造成物理损害，不会由于误操作危害到学生的人身安全，更不会造成机床损坏，如撞刀、撞机床等事故。而且仿真加工过程中的灯光颜色、声音、文字信息等报警，完全可以对学生的危险操作进行及时提醒和纠正。学校引入仿真实习，最根本的好处是对原材料、工卡量具、测量设备的节约。数控仿真中，虚拟毛坏替代实际材料，虚拟冷却液替代实际冷却液，极大降低实习消耗，且刀具不会因为进给量过大而损坏。由于数控机床属于机械加工中的高端设备，当然价格不菲，数控机床的加工操作若完全采用真实的设备进行实习，投入大、消耗多，即使是有实力的职业学校和企业都无力承担起这种消耗与投入。如果采用仿真模拟实习，可为学校节约不小的开支和场地。

四、应用数控仿真软件进行教学时存在的问题及解决方法

（一）、存在的问题

数控仿真是借助计算机来运行的一个虚拟的加工场景，运行起来存在诸如走刀路径不明显，切削用量不切实际，对刀精度要求不高，无法检验产品的粗糙度等问题。然而学生在使用数控仿真软件编程加工时，不顾安全生产的要求，如果出现了机床碰撞事故，只需点击鼠标进行复位操作就可以重新开始了。这些正是衡量我们的学生对数控技术掌握程度的标准，它们一旦在实际加工中存在，可能就会出现撞刀、影响加工质量、降低生产效率等问题。

数控仿真系统虽然解决了数控教学中的效率和成本等方面的问题，但它只能作为入门级的培训工具，让学生快速熟悉机床的操作流程，方便编写和验证程序。不能完全取代真实的数控加工实训。所以在利用数控仿真系统进行教学时，实训指导教师一定要正确地引导学生，避免学生走进“仿真”的误区，在编程指令的教学过程中，要让学生对加工的工艺引起高度的重视。

（二）、解决的方法

首先，在进行仿真训练前，先进行机械加工的基本训练，使学生具备操作机床加工的各种方法及切削用量选择的技巧，并且对机械加工操作有较为扎实的基础。其次，教师要经常警告学生数控仿真与实际加工的本质区别，使其对软件仿真有正确的认识，对实际操作加工有足够的重视，按照实际生产的要求来进行仿真教学。再者，既科学又客观地发挥仿真软件在数控教学中的作用，就要要求教师采用科学管理，有效组织数控仿真教学。

五、结语

总之，数控仿真软件在中职教学中发挥着不可替代的作用。随着仿真软件不断发展，其模拟仿真效果将越来越好，但它仍然存在与实际生产的区别。我们在教学中只有科学、合理、有效地利用数控仿真软件，才能起到事半功倍的效果，只有积极发现和解决数控教学中产生的问题，才能使其发挥的作用更强大，才能极大地促进中职数控教学改革的发展。

参考文献：

[1]张超.数控加工仿真系统在中职数控专业课教学中的应用 [J]. 大众科技，2011

[2]陈慧斌.数控加工仿真系统在教学中的应用 [J] .科学大众.2011

[3]徐江涛.浅浅谈仿真软件在中职数控教学中的应用 [J].新课程学习（社会综合），2011

作者简介：卢利军，（1983.09），男，籍贯：浙江省诸暨市，职称：讲师，学历：本科，研究方向：数控加工技术。