數(shù)控仿真軟件在教學(xué)應(yīng)用
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【摘 要】數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)的應(yīng)用，分析了仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)與不足，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù);數(shù)控仿真;教學(xué)水平;優(yōu)勢(shì)與不足
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域日益普及與提高，不同系統(tǒng)不同型號(hào)的數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，因此，為企業(yè)培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)高級(jí)應(yīng)用型人才，是我們職業(yè)院校的首要任務(wù)。
怎樣才能根據(jù)社會(huì)需求，培養(yǎng)出數(shù)控編程和數(shù)控機(jī)床操作的數(shù)控技術(shù)高級(jí)應(yīng)用型人才是我們數(shù)控專業(yè)教師所面臨的主要問題。
作為數(shù)控專業(yè)的教師，我們要探索出一條即符合學(xué)校的教學(xué)實(shí)情又能與企業(yè)很好接軌的一條教學(xué)特色之路。
科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)數(shù)控技術(shù)高級(jí)應(yīng)用型人才形成了巨大的需求，職業(yè)院校如何利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)更是處在探索階段,因此有必要對(duì)數(shù)控仿真軟件進(jìn)行科學(xué)的分析，明確其優(yōu)勢(shì)與不足，在數(shù)控教學(xué)中合理運(yùn)用數(shù)控仿真軟件，會(huì)收到事半功倍的教學(xué)效果。
1.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
1.1減少學(xué)校數(shù)控教學(xué)設(shè)備的投入，解決了數(shù)控機(jī)床少，實(shí)習(xí)學(xué)生多等矛盾
數(shù)控機(jī)床是高精度和高生產(chǎn)率的自動(dòng)化加工機(jī)床，目前，數(shù)控機(jī)床的品種很多，價(jià)格昂貴，一臺(tái)普通數(shù)控銑床或數(shù)控車床價(jià)格一般在7—10萬，一臺(tái)小型加工中心價(jià)格一般在10—30萬，進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床價(jià)格多達(dá)上百萬甚至上千萬。
學(xué)校從教學(xué)成本考慮，不會(huì)大批量購置數(shù)控機(jī)床，一般會(huì)選購幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床，供學(xué)生實(shí)習(xí)，導(dǎo)致實(shí)習(xí)數(shù)控機(jī)床數(shù)量少，種類少，學(xué)生上機(jī)操作時(shí)間少，不能很好的完成實(shí)習(xí)任務(wù)。
使用數(shù)控仿真軟件，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校資金投入少，占地面積小，保證了一人一機(jī)，使每個(gè)學(xué)生有足夠的時(shí)間熟悉仿真軟件里的機(jī)床的操作，提高了教學(xué)質(zhì)量，很好的解決了數(shù)控設(shè)備少，實(shí)習(xí)學(xué)生多的現(xiàn)狀，緩解了教學(xué)壓力。
1.2數(shù)控仿真軟件能夠引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情
職業(yè)院校的學(xué)生的知識(shí)水平較低，而數(shù)控專業(yè)教學(xué)理論知識(shí)比較抽象，學(xué)生易感到枯燥、乏味，應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，使很多知識(shí)更生動(dòng)和直觀，例如對(duì)刀、程序的輸入與驗(yàn)證等。
應(yīng)用仿真軟件，可以直觀的看到操作過程，學(xué)中做，做中學(xué)。
這樣能夠引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
教師還要積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
1.3無安全隱患，全面提高學(xué)生編程能力
數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，學(xué)生在數(shù)控實(shí)際操作過程中特別是初學(xué)者，沒有任何加工經(jīng)驗(yàn)，如果直接到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行實(shí)操學(xué)習(xí)，易出現(xiàn)由于考慮不周全，安全意識(shí)淡漠而出現(xiàn)打刀，撞機(jī)等現(xiàn)象，甚至對(duì)機(jī)床和操作者造成傷害。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真軟件，是利用計(jì)算機(jī)來虛擬動(dòng)畫技術(shù)來模擬實(shí)際的加工過程。
學(xué)生可以通過仿真軟件熟悉數(shù)控機(jī)床操作面板，可以放心驗(yàn)證程序，通過反復(fù)練習(xí)，全面提高學(xué)生的編程能力，同時(shí)也減少了零件的廢品率。
1.4數(shù)控仿真軟件中的數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)多,型號(hào)多，便于學(xué)生開拓視野，全面學(xué)習(xí)
目前，數(shù)控機(jī)床的種類很多，呈現(xiàn)系統(tǒng)多樣化，型號(hào)多樣化，并隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，不斷更新，而一般學(xué)校的數(shù)控設(shè)備受教學(xué)成本的限制，機(jī)床系統(tǒng)和型號(hào)比較單一，而應(yīng)用數(shù)控仿真軟件就能可以彌補(bǔ)這方面缺陷。
例如上海宇龍仿真軟件，它擁有多種系統(tǒng)多種廠家生產(chǎn)的多種型號(hào)的數(shù)控機(jī)床，讓學(xué)生在操作真正的機(jī)床前先充分掌握安裝了不同類型數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床的加工仿真操作，同時(shí)通過仿真演示積累一定的數(shù)控加工實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，能全面學(xué)習(xí)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心等多種型號(hào)機(jī)床的操作知識(shí)，使學(xué)生開拓了視野，擴(kuò)展了知識(shí)面。
通過嚴(yán)格的學(xué)習(xí)、指導(dǎo)與訓(xùn)練，學(xué)生理論知識(shí)與操作技能，通過反復(fù)練習(xí)均會(huì)得到全面的發(fā)展與提高，學(xué)生畢業(yè)時(shí)分配到不同的生產(chǎn)企業(yè)，能很快適應(yīng)企業(yè)的不同數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的編程及操作
1.5實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用數(shù)控加工仿真軟件可降低教學(xué)成本
實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，可以減少上機(jī)床操作時(shí)間。
將編程及驗(yàn)證程序的操作由數(shù)控仿真仿真軟件完成。
首先可以安排學(xué)生根據(jù)圖紙的要求，編制零件加工程序，并使用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行模擬加工，驗(yàn)證程序的正確性，并及時(shí)修改，然后將修改后的正確程序輸入機(jī)床，進(jìn)行零件加工，這樣可以大大減少占用機(jī)床時(shí)間，降低實(shí)訓(xùn)的消耗，從而降低教學(xué)成本。
1.6數(shù)控仿真軟件是數(shù)控大賽的一個(gè)考核模塊
近幾年數(shù)控大賽的比賽形式逐漸發(fā)生改變，比賽通常分為3個(gè)模塊，第一模塊理論考試，第二模塊數(shù)控仿真，第三模塊實(shí)際操作。
因此，學(xué)校為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，應(yīng)鼓勵(lì)教師合理應(yīng)用數(shù)控仿真軟件教學(xué)。
1.7教師輕松教學(xué),教學(xué)效果明顯改善
數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，學(xué)生不僅在學(xué)校有了更多的練習(xí)時(shí)間，還可以自己下載數(shù)控仿真軟件，放學(xué)后，隨時(shí)練習(xí)。
學(xué)習(xí)過程中，遇到問題，可以先獨(dú)立思考，也可以和同學(xué)探討，還可以帶入學(xué)校，向老師請(qǐng)教。
以往實(shí)操示范操作時(shí)，一名教師示范操作并講解，20—40名學(xué)生聽課，實(shí)操現(xiàn)場噪音比較大，聽課人多，影響授課效果，如果分組演示教學(xué)，教師就得重復(fù)講解幾遍，工作勞動(dòng)強(qiáng)度增大。
應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，教師可以將示范操作過程在電腦上反復(fù)播放，使每位學(xué)生都能看清楚操作的步驟及順序，然后學(xué)生獨(dú)立操作，在各種仿真練習(xí)過程中熟練掌握數(shù)控機(jī)床的加工生產(chǎn)技術(shù)，訓(xùn)練學(xué)生實(shí)習(xí)操作的技能技巧，教師可以有的放矢的對(duì)不同學(xué)生進(jìn)行巡回指導(dǎo)與訓(xùn)練，教學(xué)效果明顯改善與提高。
2.仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的不足及改進(jìn)措施
2.1數(shù)控教學(xué)只注重軟件仿真訓(xùn)練,忽視上機(jī)實(shí)訓(xùn)操作
仿真加工時(shí)，學(xué)生無法充分體會(huì)安全操作的重要性。
例如實(shí)際加工時(shí)學(xué)生必須佩戴勞保眼鏡，工作帽，女生必須把頭發(fā)盤到帽子里：加工零件時(shí)，機(jī)床的門必須關(guān)閉等等，這些細(xì)節(jié)往往被學(xué)生忽視，仿真加工中撞刀現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，學(xué)生對(duì)此不以為然，因此，在教學(xué)的過程中，教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作，安全第一，強(qiáng)調(diào)仿真加工與實(shí)際操作的區(qū)別，讓學(xué)生牢牢記住安全第一，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一種模擬軟件，它不可能完全代替實(shí)訓(xùn)。
必須合理安排仿真教學(xué)和實(shí)操教學(xué),在教學(xué)中將仿真訓(xùn)練與實(shí)踐操作訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合。
2.2仿真加工中不能合理選擇切削三要素及加工工藝參數(shù)
仿真軟件在對(duì)加工過程的模擬過程中，無法真實(shí)反應(yīng)刀具切削的實(shí)際狀態(tài)，加工完成時(shí)，零件的加工精度和加工表面質(zhì)量不能準(zhǔn)確展示出來。
因此，在教學(xué)中，教師要詳細(xì)講解影響工件加工精度的一些主要因素，例如：刀具的選擇，工件的裝夾定位，切削用量的選擇，及切削液的選擇方法等，合理安排加工工藝是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率重要保證。
仿真加工時(shí)嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，使學(xué)生養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。
2.3仿真教學(xué)和實(shí)操教學(xué)中注重反復(fù)強(qiáng)調(diào)仿真加工與實(shí)際機(jī)床的差異之處，避免發(fā)生安全事故
仿真軟件與實(shí)際機(jī)床還存在一定差異。
例如仿真時(shí)，鉆頭也可以進(jìn)行輪廓及形腔加工，而在實(shí)際加工中，鉆頭只能鉆孔。
又如仿真對(duì)刀，采用G00快速對(duì)刀，軟件會(huì)提示可能撞刀，而在實(shí)際加工中，是不允許快速對(duì)刀的。
仿真時(shí)工藝參數(shù)設(shè)置的不合理，模擬加工一樣進(jìn)行加工等等。
教學(xué)中，教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)易出錯(cuò)的地方，避免實(shí)操時(shí)，出現(xiàn)安全事故。
2.4不能正確處理仿真系統(tǒng)中存在的問題
目前，我國數(shù)控加工仿真軟件的功能還不是很完善，如有些功能不識(shí)別(例如G68)，易死機(jī)，運(yùn)行速度慢等等，教學(xué)過程中，教師要提前將軟件的主要缺陷告知學(xué)生，并將使用軟件時(shí)所遇到的問題及時(shí)反饋給軟件廠家，以便廠家予以改進(jìn)。
綜上所述，數(shù)控仿真軟件有其自身的優(yōu)點(diǎn)，也有不足，我們數(shù)控專業(yè)教師在教學(xué)中合理運(yùn)用數(shù)控仿真軟件，不僅可以降低教學(xué)成本，增加學(xué)生的加工練習(xí)時(shí)間，還可以拓展學(xué)生的知識(shí)面，很好的適應(yīng)企業(yè)的需求，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。
【參考文獻(xiàn)】
[1]數(shù)控銑工.中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.
[2]上海宇龍數(shù)控仿真軟件使用說明書.
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