刍议数控机床仿真在数控教学中的有效应用
摘要：随着以数控技术为代表的现代加工技术的跨越式发展，社会对于数控机床技术的专业人才需求增大，但是数控机床的发展却明显跟不上时代前进的步伐，本文主要阐述数控机床仿真的发展现状、前景和发展的必要性，重点就数控机床仿真软件在数控教学中的应用提出一些对策。
关键词：数控机床；仿真；数控教学
仿真技术是一门多学科的综合性技术，它以计算机和专用设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。本文首先刍议数控机床仿真的现状、前景和使用这门技术的必要性，然后着重针对教师在数控教学中利用数控机床仿真系统提出一些行之有效的建议和方法。
一、数控机床仿真的发展现状和前景
1、数控机床的概念及内涵。数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。
2、数控机床仿真的发展现状。传统的数控机床给模具加工的效率明显低下，且零部件遗漏现象频繁发生，从而影响模具的整体质量和使用周期。仿真数控机床生产出了专业用语提高模具的铸造件质量的数控设备，同时也缩短了模具的制作周期。数控仿真机床采用退火等热处理工艺，加工完成后进行三坐标测量，保证了零部件的精度。数控机床的泡沫全程序化加工将是未来数控机床仿真的发展方向，打造精确、余量均匀、模具外观效果好的数控机床加工优势是未来数控机床仿真的重要发展前景。
二、数控机床仿真系统在数控教学的必要性
1、在传统教学模式，教师一般会程式化地传授数控机床的基本理论、基本概念和基本技能，这样并没有立即与实践结合起来，极大地影响了学生学习数控机床理论的积极性和兴趣，从长远来看，不利于数控教学的提高。通过引入数控机床仿真，教师在讲授数控基础知识的同时，可以让学生大胆地通过仿真技术对自己所编写的数控程序进行实际调试和操作，自己发现存在的纰漏和错误，再主动将其校正。这样让数控教学真正实现投入少、效率高、见效快的目标，与此同步的实际操作的机会也培养和锻炼学生的动手能力，克服了过去人多设备少的矛盾。学生也不必过于担心设备损害和安全问题，提高了学生学习兴趣和编程水平。
2、数控机床仿真提高了数控的教学效果。数控编程与操作的教学模式在未熟悉数控机床之前与其他课程相同，主要是数控教学。这种教学明显让师生之间均感到枯燥乏味，学生也丧失了学习的激情。而引入数控机床仿真系统之后，由于在教授编程方法和步骤的同时，学生所编写的程序能够通过仿真系统展示出来，对错误和不足及时认清并加以修正。除此之外，通过仿真系统的运用，使学生能直接看到零件的加工过程，这会让学生对复式循环指令的理解更加深刻、准确，也提高了数控教学效果，为日后学生实际动手操作能力奠定了扎实的基础。
3、数控机床仿真软件有利于学生积极、主动、创造性地实践和学习。数控教学本质是一门实践性与理论性结合较深的学科，两方面都要用心，才能真正学好。学生在学习理论的同时，现场观摩数控机床仿真软件的具体操作环境，就会提高自己操作意识，带动了实际动手尝试的热情和信心，这反过来又使枯燥的理论知识“活起来”，促使他们加深对基础知识的理解、运用和迁移，把书读活，让学生形成一种“精读书、善用理、创新招、求实践”的理念，也为教师教学减少了不少麻烦。
三、数控机床仿真系统在数控教学中的应用方法
1、要恰当地运用数控机床仿真系统。数控机床的编程与操作是一门理论性、专业性和实践性很强的学科，在教学中，对于初学者或零基础者，教师要因材施教，针对不同层次、水平学生特点，灵活安排数控机床仿真，使之穿插进教学的每个方面。 学生上机动手操作时，可利用数控仿真软件进行程序的输入、校验等练习，同时让学生了解不同系统的操作方式。通过仿真系统，更好地培养学生独立解决实际问题的能力和实践经验。
2、科学运用数控机床仿真系统，提高学生的数控编程水平和调试水平。可将数控机床仿真系统的教学分为3个阶段让学生领会：第一是基础阶段，这一时期让学生初步了解数控机床仿真系统的操作原理和运行，侧重于理论讲解和熟练记忆；第二是提高阶段，引导学生“学以致用”，将学生在学习仿真系统过程中发现的疑难问题和方法记录下来，学生自己发挥聪明创造才能进而想出解决的途径和方法，懂得应用；第三是拓展阶段，这要在前两个阶段完成的基础上，主要让学生学习不同系统、不同面板的操作编程能力，教师要举一反三，使学生深入掌握数控编程规律，使不同水平的学生达到分层推进、共同进步的目标。
3、将数控仿真系统软件巧妙地运用到学生实习中去。数控机床是一种较为昂贵的机电一体化设备，初学的学生若直接在机床上操作，很可能出现刀具、零件磨损等问题，给自身人身安全带来不小的隐患。基于此，教师要通过多媒体现场模拟正确的操作规程和方式，让学生完全模仿真实的应用环境，熟练牢记住其中的安全细则和操作中特别注意的问题，学生才能有的放矢，在实习中正确、安全地按照既定步骤操控数控机床。
4、教师要合理安排仿真软件与实际操作的时间和顺序。这项应用仿真软件的方法主要是为了解决学生只注重仿真训练，忽视实训操作的问题。数控机床仿真软件只是对加工过程的模拟，并非真实的加工过程。它无法替代学生在现实操作的真实感受，同时也无法测试出对其施加切割力的程度，这样学生就会形成工作轻效率的习惯，继而影响实习或生产效率。因此教师就要合理安排仿真软件和操作的时间、顺序。
5、教师要提前告知仿真系统软件的缺陷，避免错误的延续。由于我国当今的数控机床仿真软件普遍存在性能不稳定、运行速度慢等缺点，与国际先进水平有一定的差距，这些都可能让学生形成浮躁烦闷的不良情绪。将这种心境带到学习或实习中是非常不好的，教师就需要提前告知软件的缺陷，或者与软件设计方联系纠正，知道错误的根源，才能及时予以改进。
6、教师要在数控教学中克服学生的依赖心理。数控机床仿真软件在教学中的应用无疑增加了学生上机实践的机会，但与此同时不可避免地出现学生趁机上网玩游戏或者利用计算机干别的事，对于这部门自控能力差和有惰性的学生，教师要加强责任心，提高数控教学管理水平，加强备课的趣味性，改进教学方法，把复杂的数控机床应用知识转化为通俗易懂的方式加以讲解，充分激发学生学习数控机床知识的热情、兴趣和自信心。这样方能摆脱数控机床仿真软件所带来的负面效应。
结语：
现时期提高数控教学，要把握好数控机床仿真的发展情景，理解仿真系统应用在数控教学中的重要意义，并努力掌握数控机床仿真软件在数控教学中有效应用的方法，把仿真教学和实际操作数控机床有机结合起来，将会有助于改进数控教学方法，提高数控教学的理论和实践水准，以便将数控教学推进一个更高的层次和水平。
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