浅析数控仿真软件在高职院校数控教学中的应用
摘要：随着以数控技术为代表的现代加工技术的广泛应用，数控技术人才的培养引起了各高校的重视。但由于资金投入、师资条件等多方因素的制约，目前高职院校对数控编程、操作和维修人才的培养方式并不能满足社会发展的需要。本文通过对教学过程中数控仿真软件的认识和实践，提出了理论、仿真和实操相结合的数控教学方法，并对仿真软件在高职院校数控教学中的作用进行了浅析。
关键词：数控技术；数控仿真；数控实训
随着数控技术的广泛应用，数控设备在生产加工各个领域已经在逐步取代普通机械，社会对数控技术人才的需求也随之越来越高。 数控技术人才介于工程师和高级技术工人之间，他们既应该具有一定的理论知识，更应该具备熟练的编程、操作和维修技能。目前，我国数控技术人才不仅在数量上比较缺少，而且在质量上也存在较大缺陷,懂理论知识的往往操作技能不强，而操作技能强的往往理论知识有所欠缺。我国高职数控专业教学要满足社会对高质量数控人才的需求，必须加快教学改革的步伐，高起点地培养能在生产一线从事数控编程、操作、维修、生产组织和管理等方面工作的复合型人才。
一、数控加工仿真软件简介
数控加工仿真软件是结合机床厂家实际加工制造经验与学校实训教学的需求而开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件。学生通过在计算机上操作该软件，能够在较短的时间内掌握数控车、数控铣及加工中心等的操作。屏幕上能够显示和机床操作面板一模一样的界面，并且可以全面的仿真数控加工的过程，包括选择机床、定义毛坯、准备刀具、基准测量、程序编写等。软件可以动态的模拟显示机床的运行状况，并且在运行过程中会提示各种操作信息，如编程错误、操作错误、机床碰撞等报警信息。现在很多仿真软件在网上都有免费下载或者试用版本，其功能基本可以达到仿真教学的需要。
二、数控加工仿真软件在高职院校数控加工实训中的作用
（一）弥补设备和师资的不足
现在大多数高职院校，虽然积极采取了多项措施来提高实训条件，但由于设备费用昂贵、师资不足、学生人数多、实训时间短等多方面的原因，如果仅仅依靠现有的数控机床进行实训教学，那么在机床能够连续运转的前提下，一个学期分配到每个学生身上每人只有很少课时的机床操作时间，数控实训的目的是远远达不到的。为了弥补设备和师资的不足，为学生创造充足的实训时间，加快在实训中心专门建立数控仿真实验室，是势在必行的。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。通过对仿真软件的操作,学生可以熟悉数控机床的操作面板,熟悉数控系统的基本功能和操作，还可以编写数控程序,观察数控加工走刀路线和零件切削的全过程。因此，在师资力量不足的条件下，适当开展数控仿真教学是一个较好的选择。
（二）获得良好的教学效果
数控编程理论部分的学习是比较抽象的，特别是各种数控编程指令的应用方法，大多数学生在初学时掌握起来会有一定困难。例如数控车床编程中的内、外圆粗车循环G71 指令，该指令格式复杂，指令中需要设定的参数较多，如果仅仅对着课本的内容，即使多次讲解，或者在黑板上绘制出具体的刀具进给路线，多数学生仍旧无法想象出刀具是如何运动的，指令是怎么实现的。对指令的使用一知半解，也就无法编写出正确的程序。针对这种情况，我们就需要在理论教学中也引入仿真软件，通过多媒体设备，利用仿真软件将指令的执行过程以三维动画的形式分解演示给学生，学生可以清楚的观察到刀具每一次的进刀、切削和退刀。这样即调动了课堂气氛，也使学生可以快速地理解并掌握各种数控指令，获得良好的课堂授课效果。
（三）提高机床操作的安全性
学生在课堂上进行了基础的理论知识的学习后，如果直接进行机床操作实训，对学生自身或机床来讲，危险性都会比较高。一方面由于学生对机床性能和操作方法不熟悉，而且初学编程时程序出现错误的可能也较高；另一方面，学生在刚刚接触机床时多多少少都会有些紧张的情绪，误操作的可能性也较大。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。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、数控仿真与数控实训的关系
目前，各高职院校的数控加工仿真课在数控教学中占的比例已经越来越大，学生对仿真课的积极性也较高，取得的效果也比较明显。但我们也注意到作为一个仿真软件，虽然它的操作面板和操作方法与实际机床基本相同，但和实际机床的操作还是有很多区别，并不能真正代替实际机床操作。有些操作在仿真系统上是允许的，而实际机床上可能就会出问题。为了把握好数控仿真和数控实训之间的关系，我们应该制定严格的数控实训上机操作规章制度，用制度来表现数控仿真和数控实训的不同点。并且把容易引起的机床错误动作的操作以及正确的机床操作给学生讲解清楚。这样可以使数控实训教学的安全性与稳定性大大提高。因此，教师应该摆正数控仿真在实训教学中的位置，不能完全依赖数控加工仿真系统，数控仿真只能作为数控实训的前期阶段，提高实习效率的一种辅助手段，必须通过实际操作来弥补仿真软件的不足，并且使学生充分认识到仿真和实际的区别。
实践证明，在数控技术人才的培养过程中，数控理论、数控仿真和数控实训三者相结合的教学方法是一种很有效的教学模式。而数控仿真是这个教学模式中一个不可或缺的重要组成部分。数控理论课先行，数控仿真课适时跟进，并与理论课重叠交叉进行，再加上严格有序的数控实训，这样才可以促进数控教学质量的不断提高，培养出具有较强实际工作能力的数控编程、数控机床操作和维修人才，从而满足社会发展的需要。
参考文献：
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