浅谈数控仿真软件在技校数控专业教学中的应用
摘要：本文对数控仿真软件在教学中的应用作了详细介绍，分析了仿真软件在数控教学过程中的优势和缺陷，并提出了使用数控仿真软件教学时的注意事项，使其达到最佳教学效果。
关键词：数控仿真软件 教学 应用
数控加工技术是现代先进制造技术的核心，世界各国制造业广泛采用数控加工技术以提高制造能力、制造水平和竞争能力，我国的加工制造业正处于由劳动密集型向技术密集型转变的过程中，这必然对掌握现代化数控加工技术的人才，特别是一线工人形成巨大的需求。技工学校如何更快更好地培养出满足市场需要、掌握数控机床编程与操作技能的人才，已经成为迫在眉睫的需要数控教学工作者思考解决的问题。运用数控仿真软件教学是解决这一问题的重要途径，是一种进行数控实习的前期教学的良好尝试，也是进行数控职业技能考核的一种有效手段。
一. 数控仿真软件简介
数控仿真软件是通过计算机的编程和建模，将加工过程用二维图形或三维图形以动态形式演示出来的软件。使在传统数控教学中，需要在数控实验室或实习工厂才能完成的大部分教学演示功能在虚拟软件环境中就能实现，使数控教学模式变得更加灵活方便。目前比较常用的数控仿真软件有南京斯沃、北京斐克、上海宇龙等，它们的共同特点是：①系统完全模拟真实数控机床的控制面板和屏幕结构，可轻松操作。②在虚拟环境下对编程代码的切削状态进行检验，操作安全。③用户可看到真实的三维加工仿真过程，仔细检查加工后的工件，可以更迅速的掌握数控机床的操作过程。④强大的测量功能。可实现基于刀具切削参数的零件粗糙度的测量，能够对仿真软件加工完成后的工件进行完全自动的、智能化的测量。⑤具有完善的图形和标准数据接口。在实际加工时可直接将仿真软件检验合格的程序调出，进行实际加工。
二.数控仿真软件在教学中的应用
数控仿真软件的应用改变了传统的教学模式，对教学效果产生了积极的影响，主要表现在以下几个方面：
1. 缓解学校购买数控设备的资金压力，为学校节约实训费用。
数控机床是一种较为昂贵的机电一体化设备，一台少则十几万元，多则几百万元，数控机床操作训练如果完全依赖数控机床实训，投入巨大消耗多，以一个40人学生的班级为例，每两个学生使用一台机床，需要20台同一类型的机床，以每台最低十万元计算，需要两百万设备购置费，并且需要很大的实训场地。但如果在教学中使用数控仿真软件，建一个数控仿真实训室所需的费用仅仅相当于一台数控铣床的购置费，大约30万元，这样不但解决40个学生同时试实训的问题，而且让每个学生拥有了一台“模拟数控机床”，使用数控仿真软件对零件的加工进行仿真，没有材料刀具及机床的损耗，从而降低了教学成本。
2. 安全性高，便于学生学习。
在实际数控场地实训时，由于学生对机床操作不太熟悉，会出现一些安全问题，例如高速撞击机床、软硬超程、撞刀等，而使用数控仿真软件时，一切加工活动都是在虚拟环境中进行的，不存在安全问题，通过数控仿真软件的练习操作，让学生熟悉机床，在操作中即使出现人为的编程或操作失误也不会危及机床和人身安全，反而学生可以从中吸取大量的经验和教训，这样就可以避免或减少实际操作中事故的发生，从而提高操作的安全性。另外，引入数控仿真软件进行教学以后，学生所编程序可以直接运行模拟加工，对程序编写和书写的错误能直接看出，学生可从任意角度观察数控机床加工过程，毛坯加工为成品的过程历历在目，直观形象，便于学习与掌握，编程与操作的作业可以直接在计算机上检查，每次有检查，次次有结果，提高了学生的学习兴趣。
3. 广泛性好，能提供多种数控机床和数控系统。
数控机床和数控系统种类繁多，更新较快，对学校而言是不可能将所有系统配齐的，而数控仿真软件都包括了我国常见的数控机床和主流的数控系统，教学时可根据需要选择相应的机床和系统对学生进行授课，提高学生对不同数控系统的适应能力，使学生到了工厂后能在较短时间内适应工作岗位。
4. 方便教师授课考核。
利用仿真软件的网络功能，可以搭建师生交流平台，为师生提供良好的交互空间，方便地使用互动教学，使教师能在每个学生的屏幕上演示教学内容，同时教师也可以实时了解学生的学习情况并对学生进行指导。另外，数控仿真软件可用于远程网络学习、作业、考试等，并实现答卷保存、自动评分、成绩查询和分析等，轻松实现无纸化的考核与测评。如今，很多技工学校已将此功能应用于职业技能鉴定中，解决了考试用机床的紧张问题和试题的泄漏问题。
三.数控仿真软件在教学应用中常存在的问题
1. 只注重仿真训练，忽视实训操作
数控加工仿真软件只是对加工过程的模拟，并非真实的加工过程，无法替代实际机床，更无法替代学生在真实切削加工时的实际感受。尤其在切削用量的选择，它无法进行控制，只能对切削深度过大时加以限制。并且刀具的刃磨和量具的使用不可能通过仿真训练室完成，学生通过实际的操作，才能收到实效。另外，在对刀等尺寸控制方面对操作者要求也不高，与实际加工的尺寸控制过程明显不同。长此下去，易使学生养成工作轻率的坏毛病，往往忽视对切削用量、刀具选择、零件装夹、零件精度尺寸控制等关键因素的考虑。这样的程序一旦用于实际操作，就很容易出现各种故障，影响零件的加工质量。
2. 不利于学生安全生产意识的培养
在实际机械加工过程中，机器不会给人出错的机会，一旦出错，轻者零件报废，重者机器损坏，甚至造成人身事故。这要求学生在操作过程中必须按照操作规程进行，如在事故发生当时及时按下急停按钮、加工过程中不要把头和手随意伸进机床中、加工前关闭机床安全门等。但在数控仿真软件中，这些环节都可忽略不计，如果出现撞刀等严重错误，只是弹出一个对话框提示，长期下去会使学生安全意识淡薄。
四.小结
综上所述，将数控仿真软件应用到数控专业教学中，能显著提高教学质量，但其缺点也不容忽视，教师在教学过程中要积极思考在应用中的问题，将数控仿真软件与机床实际操作相结合，弥补其缺陷部分，就会在教学中达到事半功倍的效果，从而使数控仿真软件在技工学校数控专业教学中充分地发挥其作用。
作者简介：
缪天山：（1978－），汉族，江苏常州人，2001年毕业于江苏技术师范学院机械工程系，讲师，工程师，数控车工技师，现任常州航空技校教务处副处长，主要研究方向为机械类专业课程教学。
