數(shù)控仿真在數(shù)控專業(yè)教學中的應(yīng)用論文
數(shù)控仿真在數(shù)控專業(yè)教學中的應(yīng)用論文【1】
摘要：隨著數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)控機床的編程與操作已成為中專數(shù)控專業(yè)學生必須掌握的一項技能。
根據(jù)中專院校在數(shù)控加工教學中存在的投入大、消耗多、成本高的問題提出了數(shù)控加工仿真軟件，并在教學中逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：數(shù)控教學仿真教學
1.什么是仿真教學
所謂數(shù)控加工仿真教學就是模擬實際機床加工環(huán)境及其工作狀態(tài)，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)于數(shù)控加工操作技能訓練中的一種教學。
數(shù)控仿真作為一種新興的教學模式，改變了傳統(tǒng)的教學模式，提高了學生的學習興趣;其次仿真軟件的網(wǎng)絡(luò)功能為師生交流提供了平臺;再次仿真軟件具備多種數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)，彌補了實訓設(shè)備的不足，降低了實訓成本。
2.仿真教學在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學中的優(yōu)勢
(1)方便了教師授課
實習教學中，如果教師光在課堂上講解，學生會難以理解，但教師在機床上對學生進行示范時，又很難保證所有的學生能夠聽清、看清，教學效果往往都不太理想。
而數(shù)控仿真軟件的互動教學功能使得教師可以在每個學生的屏幕上演示其教學內(nèi)容，使所有的學生均能清楚地觀看并進行模仿，同時教師也可以在自己屏幕上看到每個學生的操作情況，實時了解教學情況并對學生進行指導。
(2)減少設(shè)備投入，一對一仿真實習解決實習設(shè)備與學生人數(shù)不成比例的問題
由于數(shù)控設(shè)備具備“高速、高效、高精度”的加工特點，且屬于集機電、通訊、傳感于一身的智能化產(chǎn)品，這就決定了其高額的成本。
因此，數(shù)控專業(yè)的實訓教學僅依靠購買數(shù)控機床則投入過大，若采用數(shù)控仿真進行一對一實習教學可以很好的解決這一難題。
(3)提供多種機床多種系統(tǒng)，解決設(shè)備型號單一，學生的知識面狹窄等問題
由于數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅速，當前數(shù)控機床的種類和系統(tǒng)眾多，對學校而言不可能將所有系統(tǒng)配齊，這就導致學生所學與工廠所用不符，而數(shù)控仿真軟件提供了基本涵蓋當今我國數(shù)控加工中常見的數(shù)控機床和主流的數(shù)控系統(tǒng)，所以在教學時可根據(jù)需要選擇相應(yīng)的機床和系統(tǒng)對學生進行授課，提高學生對不同數(shù)控系統(tǒng)及不同數(shù)控機床的適應(yīng)能力，彌補了實習設(shè)備型號單一，學生的知識面狹窄等問題。
(4)安全性高，便于學生直觀性學習，降低教師工作強度
由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一種虛擬加工技術(shù)，不存在安全問題，所以學生的錯誤操作也不會損壞機床，更不會造成人身傷害，使學生可以拋開思想包袱大膽地、獨立地進行練習。
軟件中不僅具有對學生編制的數(shù)控程序進行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實設(shè)備上無法實現(xiàn)的三維測量功能。
這些功能使得學生可以進行自我學習，自我檢測加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強度。
(5)可在計算機上完成所編程序的檢驗，模擬加工，減少實際操作出錯的概率，提高加工效率
在實際加工時，一般要反復檢查程序，并利用機床的圖形模擬校驗功能來檢驗程序的正確性，這就導致占機調(diào)試時間過長。
并且圖形模擬也無法對刀具的干涉、運動中與夾具的碰撞、工件上一些細小的結(jié)構(gòu)等進行全面真實的反映。
所以在加工之前，可以將程序輸入仿真軟件，先模擬加工，觀察零件的加工過程，并初步檢驗零件的形狀尺寸，最后將正確的程序?qū)氲綌?shù)控機床中，既可節(jié)省時間提高加工效率，又保證了加工的安全性。
(6)實現(xiàn)虛擬加工，減少實訓費用
數(shù)控仿真系統(tǒng)的核心是虛擬數(shù)控機床，它完全模擬零件的切削過程，能檢驗指令正確與否，并用三維動畫實時模擬顯示程序路徑和工件圖形，從而真實的再現(xiàn)了零件的加工過程，并且在模擬加工過程中不會有機床、刀具、材料的損耗，極大的減小實訓費用。
3.與真實機床相比，仿真軟件在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學中的不足之處
(1)安全性方面
仿真軟件與真實機床相比，安全系數(shù)較高，主要由于仿真加工中，不會出現(xiàn)任何事故，使學生容易放松對安全生產(chǎn)的要求，一些嚴格的操作規(guī)程無法得以實施。
如加工過程中不要把頭和手隨意伸進機床中、加工前關(guān)閉機床安全門等，這些環(huán)節(jié)在仿真時往往都可忽略不計，而對于在練習時出現(xiàn)的撞刀等現(xiàn)象也毫不在意。
如果學生一旦養(yǎng)成這樣的不良習慣，將會在實際生產(chǎn)中造成重大損失。
因此，在平時的教學過程中教師應(yīng)不斷強調(diào)安全操作，嚴格要求，并給學生講解仿真與實操的差別。
(2)產(chǎn)品質(zhì)量準確性方面
數(shù)控加工仿真軟件進行編程與操作練習時，比較容易忽視切削用量、刀具的選用，零件的裝夾等問題。
而且無法判斷工件的表面粗糙度、尺寸精度等。
所以學生在實際機床上加工時也會不自覺的忽略這些重要的部分，從而導致加工的工件無法達到尺寸精度要求，更有甚者發(fā)生碰撞等事故。
因此，教師一定應(yīng)嚴格要求學生按照實際操作的要求來做，如合理選用刀具及切削用量，正確裝夾零件;規(guī)范對刀的步驟和動作，讓學生從開始就養(yǎng)成正確的習慣，提高產(chǎn)品的準確度。
(3)教學質(zhì)量方面
仿真加工與實際機床有一定差異，如車刀在數(shù)控仿真上加工時，背吃刀量不大于刀刃長度就可以直接切削。
但在實際數(shù)控機床上加工，則會受機床、刀具和材料性能的影響，不可能選取太大背吃刀量。
再如切斷刀在實際加工中只能用來切槽或者切斷加工，而在仿真系統(tǒng)中即使用來車削外圓也不會有錯誤提示。
這些問題就需要我們在教學過程中反復強調(diào)，及時說明軟件與機床不符之處，并根據(jù)機床的實際情況對學生詳細講解，以免使學生產(chǎn)生誤解，影響到將來在機床上的編程與操作，提高教學質(zhì)量。
總之，在今后的教學中應(yīng)分配好仿真軟件學習和機床操作練習的時間比例。
實習條件較好時，上機操作的時間應(yīng)占較大比例，因為數(shù)控仿真軟件的優(yōu)勢體現(xiàn)在入門基礎(chǔ)培訓上，學生實際操作技能的提高主要還是要依靠上機實際操作練習。
只有在教學中將仿真訓練與實踐操作訓練有機結(jié)合，擺正仿真軟件在整個專業(yè)教學中的位置，才能充分地發(fā)揮其作用，才能真正為教學服務(wù)。
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數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學中的使用【2】
摘 要：目前隨著科學技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)已得到廣泛重視和應(yīng)用，大力發(fā)展數(shù)控技術(shù)是社會發(fā)展之趨勢。
技工學校、職業(yè)中專作為培養(yǎng)數(shù)控人才的一個出口，數(shù)控仿真軟件在培訓數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)中起到了不可磨滅的地位，解決了數(shù)控編程與操作在理論教學中的很多問題，教學中學生學中做、做中學，方便教師授課、提高教學效率。
關(guān)鍵詞：數(shù)控加工 理論教學 數(shù)控仿真軟件
作為《數(shù)控車床編程與操作》、《數(shù)控加工工藝學》二者合二為一的專業(yè)理論課教師，在教學過程中不斷研究與探索，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，發(fā)現(xiàn)數(shù)控仿真軟件運用到數(shù)控教學中來，解決了一系列相關(guān)迫切的問題，在使用中學生學中做、做中學，既滿足了教學中的不同需求。
下面我結(jié)合在教學實踐中的體會淺談一下數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學中的使用感觸。
1 數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學使用中的優(yōu)越性
1.1 利用仿真軟件可以彌補教學設(shè)備不足，降低學校成本
由于數(shù)控加工機床設(shè)備價格比較昂貴，數(shù)控機床類型繁多，常用的有數(shù)控車床、車削中心、數(shù)控銑床，加工中心、數(shù)控刨床、數(shù)控磨床等，一臺普通數(shù)控車床或者數(shù)控銑床至少也要7、8萬，還有20萬左右的。
一般一臺加工中心30萬左右，更多則達百萬甚至到上千萬不等，學校不僅受投資和辦學場地的限制，無法購置大量數(shù)控機床設(shè)備來提供學生實習實訓使用。
則數(shù)控仿真系統(tǒng)可以彌補這方面的不足，使大部分的實習實訓操作在數(shù)控仿真軟件中實現(xiàn)，從而解決學校在數(shù)控機床設(shè)備上不足和場地不夠的現(xiàn)狀，使數(shù)控技術(shù)的教學達到投入少、類型多、見效快、培養(yǎng)的初學者學生動手能力強目的。
數(shù)控仿真軟件使學生增加了有效上機時間，學習效果大幅提高，降低學校成本。
1.2 利用仿真軟件的直觀性提高教學效果、方便教師授課
數(shù)控編程與操作因是一門單純的純理論教學，在沒有使用仿真軟件之前和其它課程一樣，直接在黑板上書寫，而在黑板上講按鍵的作用與程序編寫、操作，易使學生感到枯燥無味，也不容易理解和檢驗程序的對錯，只有通過老師作業(yè)的批改，而數(shù)控仿真軟件的引入使用學生可以直觀的看到機床操作面板各個按鍵的表示符號、作用及功能，也可以通過模擬演示功能看到真實圖形大小、尺寸的多少、觀察機床及工件的不同視角以及刀具的形狀以及刀具的走刀軌跡是否合理，是否為最佳合理刀具走刀軌跡。
等這些都可由操作者自己進行設(shè)計以滿足不同零件的加工需求。
學生通過仿真軟件對所編寫程序進行加工與驗證同時，還可提高學生對數(shù)控技術(shù)的學習興趣和編程能力，更好的去理解數(shù)控技術(shù)這塊內(nèi)容，所以數(shù)控仿真軟件是一種既經(jīng)濟實惠、實用、功能多樣又安全可靠的數(shù)控技術(shù)教學輔助工具。
從而提高純理論教學效果，提高學生學習編程能力的提高，同時也為下面學習實際操作奠定了基礎(chǔ)。
2 數(shù)控仿真軟件在教學使用中存在的弊端及解決措施
2.1 只注重仿真訓練，易忽視實訓操作
數(shù)控加工仿真軟件只是模擬加工過程并非真實加工過程，所以無法代替學生在真實切削加工的實際感受，數(shù)控機床加工全過程的仿真包括機床的選擇、毛坯的選擇與裝夾、刀具以及夾具的選擇與定義;切削用量、進給量的選擇，數(shù)控程序輸入、編輯、刀具參數(shù)的設(shè)置等，由于是虛擬的操作，即使出現(xiàn)是不是人為的操作與編程的失誤，也不會傷害到人身與機床設(shè)備的安全。
學生則可以大膽的操作，可以在比較短的時間里盡可能多得熟練不同機床，不同系統(tǒng)的操作方法，從而能激發(fā)學生學習興趣和動力。
實際加工零件時，由于切削量、進給量的選擇，以及對安全的疏忽都可能會出現(xiàn)打刀現(xiàn)象或著影響零件實際的加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)效率等問題。
因此對教師應(yīng)引起足夠的重視，在仿真教學中即時提醒學生在真正數(shù)控機床加工時，二者的區(qū)別和注意問題。
例如利用車刀在數(shù)控仿真系統(tǒng)上加工工件時，只要背吃刀量不大于刀刃長度就可以直接切削，而在實際數(shù)控機床上加工，則會因受到機床、刀具、夾具和材料等各方面性能的影響。
不可能選取太大背吃刀量;還有切斷刀在實際加工中只可以用來切槽和切斷加工。
而在仿真系統(tǒng)中即使用來車削外圓，也不會有報警顯示來提醒等這些問題就需要我們在教學過程中一直反復強調(diào)避免將來學生在實際操作時，因一直使用仿真，而忽略實際操作。
造成不必要的人、機、傷亡事故。
2.2 長期使用仿真，易使學生依賴于計算機
因部分學生自控能力差，長期使用仿真軟件教學，會使學生產(chǎn)生惰性而依賴于計算機，而懶于機床操作。
有些學生還會趁機上網(wǎng)和玩游戲，如應(yīng)對于技校學生，本身基礎(chǔ)差、自控能力差，教師在講課時，可以運用遠程來進行控制學生電腦，讓學生可以更清楚去理解所學內(nèi)容，學生自動練習時，可以關(guān)閉學生網(wǎng)絡(luò)信號，使學生無法上網(wǎng)以免長期使用電腦來操作仿真軟件，依賴于計算機，應(yīng)合理安排仿真軟件與實際操作上課的時間和順序。
這就要求老師加強責任心、提高管理、適當改進教學方法，減少數(shù)控仿真軟件在教學中的負效應(yīng)。
3 結(jié)語
數(shù)控仿真軟件有機的將數(shù)控編程和實踐操作結(jié)合在一起，通過學中做、做中學，使學生把學到的知識靈活的應(yīng)用到真正的實踐中去，它不僅提高了學生的學習興趣和數(shù)控技術(shù)的教學效果，而且減少了學校因數(shù)控設(shè)備少的現(xiàn)狀，同時也提高了數(shù)控技術(shù)人才的培訓效率。
數(shù)控仿真軟件存在這些優(yōu)點的同時也存在一定的缺點，教師應(yīng)靈活掌握運用，則可以更大的發(fā)揮數(shù)控仿真軟件在教學中的使用。
參考文獻
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