中职学校数控教学中仿真软件的应用
中职学校数控教学中仿真软件的应用
福建省晋江市安海职业中专学校 李银清
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摘要：数控机床初学者经常因为操作不熟练而发生安全事故。因此，我校在教学中使用仿真软件模拟加工教学。这样既可以保证安全，又能达到技能教学的效果。但是仿真教学不能等同实训，它只能作为模拟使用。本文根据平时教学中的经验总结分析了仿真软件在数控教学过程中的优点，并提出提高课堂仿真教学有效性的方法。
关键词：数控教学 仿真软件 实训
一、数控仿真教学软件的优点
数控技术是一门实践性较强的课程，需要通过实训操作来加强学生的动手能力。但从我校具体情况来看，虽然各级领导十分重视专业的建设、设备的添置，仍远不能满足实训的要求。再加上对于新入门学生，由于系统控制面板操作还不熟练，存在安全性问题，因此在实际机床的操作教学中存在一定的难度。针对这种情况，我们专业教师经过多次试用及反复探讨，最后将加工仿真系统应用在数控专业教学中。通过仿真实训最终能使学生掌握数控系统控制面板的操作和编程能力，提高学生对数控加工学习的兴趣，达到学科教学上的知识和技能培养目标。同时利用仿真软件教学又能解决实训设备不足、实习时间少的问题，避免初学者因为对面板操作的生疏而造成安全事故。多年来的教学实践，我们总结出数控仿真教学软件具有以下几个作用:
1、有助于教学方式的转变
传统的数控教学模式是先理论后实践。对于初学数控机床的学生来说，尽管之前已学习过相关基础课程，但对于数控加工理论知识很难接受。而仿真软件的应用对数控加工技术教学模式可实现两个转变，即将理论教学为主向同时重视理论教学与技能训练的转变，将技能训练的纯操作向运用仿真系统检验编程、模拟加工相结合的转变。
以下是一个仿真例子（程序号：O1111）,A图是加工后的零件，B图是加工程序路径。
O1111;
T0101;
G0X100Y100;
G97S800M04;
G99F0.2M08;
G0X62Z0;
G01X-2;
G0X62Z1;
U-10;
G01W-61;
X62W-10;
G0Z1;
X42;
G01W-50.764;
U10Z-60;
G0Z1;
X32;
G01W-50;
G0Z1;
U-10;
G01Z-24;
G0Z1;
U-8;
G01U6Z-2F0.1;
Z-25;
U10;
Z-50;
U10;
X60W-20;
U2;
G0X100Z100;
M05M09;
M30；
A图 B图
因此，我们只要在仿真软件中将上面完整的程序输入，再加上一系列的工艺过程，就可以用路径模拟和加工两种形式运行程序。通过模拟加工，能直接看出程序编写中的错误。机床仿真操作面板的使用与零件的加工过程也和实际情况十分相似，加工过程可以从任意角度来观察，直观形象，便于学习与掌握。同时可以直接在计算机上检查编程与操作的作业，并及时予以登记，引导学生对该学科的重视，提高他们学习的主动性与积极性。
2、有助于弥补设备和师资的不足
传统的实习方法在实际中很难保证教学的顺利开展。针对我校来讲，如果要使每个学生有充足的实习时间，可能需要配备几十台数控机床，资金投入是相当大的，这一般是很难做到的。如果考虑采用“小班化”的分组教学方法，需要很多的实训教师，这也是个问题。而利用仿真软件我们就可以使学生在实践操作之前先进行模拟操作，在保证学生具有充足实习机会来提高机床操作熟练程度的同时，又能缩短了实习周期，节省了操作时间，最终提高教学效果。
3、有助于授课的方便
为了让所有的学生均能清楚地观看并进行模仿，教师授课时可利用仿真软件具有的示教模式，以广播的方式将教学内容在每个学生的屏幕上演示，并在学生上机中进行巡回指导。教师也可以在主机上实时监控学生的操作情况，更好的组织课堂教学，提高教学效率。另外，经过仿真编程与操作，既可使学生更快更好地掌握数控专业技能，又可培养他们自学能力、解决实际问题的能力和团队协作精神。
4、有助于学习多种机床和系统
目前，工企业生产中常见的机床有沈阳机床、大连机床、云南机床等，而常见的系统有进口的（如FANUC、SIEMENS等），也有国产的（如：广州数控、华中数控等），可以说种类繁多。不管哪个中职学校有多雄厚的资金实力都不可能配备各种机床和系统。而为了使学生就业时能尽快融入到生产实践当中，很好的适应不同设备，仿真软件提供加工中常见的所有数控机床和系统，在授课时可根据需要来选择。
因此，我校近年来一直将仿真软件应用在数控学科教学上，在学生技能掌握上取得很大的成就。但对于教学来讲，软件只是一种多媒体手段。在实践中如果应用不合理，也不一定会产生很好的教学效果。那怎样运用好数控加工仿真系统，使其发挥最佳作用？通过我们专业教师的不断尝试，教学中要注意以下三点：
1、首先，根据学习的规律和特点，要将理论知识的教学安排在前期阶段，包括坐标系的选定、指令格式、编程方法及工装要求等。这时，要安排适当的课时让学生接触了解仿真软件，学习软件的安装以及面板的功能介绍和操作。
2、其次，教学中要注重理论与仿真的有机结合。理论教学侧重编程方法和工艺，要逐步引导学生学会分析加工工艺，填写工艺卡片，养成良好的行业习惯。而程序的输入、校验、模拟加工等练习主要在仿真训练中进行，并对结果进行检验、分析、总结。同时让学生了解多种数控系统的操作方式，将理论与实践结合起来。
3、最后，不能混淆软件教学与实际机床的作用。作为一种模拟教学软件，它不可能完全取代实践教学，因为软件上的加工过程并非真实的。因此，经过一段时间的仿真，待学生能熟练操作系统，准确编写加工程序后，我们要尽量让学生在实际机床上进行零件的加工训练，以便切实提高技能。这样可以做到将仿真训练与实际数控机床操作训练有机结合。
通过多年的经验，我们认识到仿真软件在数控学科教学中的实用性。能解决很多实践教学中的难题，同时，又能很好的保证教学质量，提高学生的技能。但由于软件仿真与实际操作还存在一定的差距，因此教学中应合理安排时间。平时要足够重视实操训练，有效地组织教学，提高学生的数控技能，符合专业培养目标，满足企业对人才的需求。
参考文献：
1、曾月华向虹《数控加工仿真教学系统的实现》高等教育出版社
2、徐伟《数控机床仿真实训》电子工业出版社
3、李河水《机械数控加工仿真软件的教学应用》南方农机
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