數控仿真軟件在數控實訓教學中的應用

何琦

摘 要：隨著數控加工在現代制造中彰顯出越來越重要的地位，中職學校教育受到了社會的重視，但數控設備缺少，如何保證學生正常的實踐操作時間，成為新環境下的一個大問題，很多學校為此把數控仿真加工軟件引進課堂，確保學生的實踐操作時間與效果。淺談數控仿真軟件的應用和方法，并對應用仿真軟件產生負面影響做簡要的分析。

關鍵詞：數控；仿真軟件；中職教學

一、問題闡述

隨著中職數控教學越來越受到社會、家長重視的同時，數控教學也面臨著一些危機，如加強學生動手能力和技能考證的同時，教學資金投入不足而引起設備短缺的矛盾越來越明顯。職業教育緊扣市場需要，大力發展和擴大數控加工專業掌握數控機床編程和操作技術的數控技能型人才成為中職數控教學必須關注的問題。如何把數控理論和實踐教育有機地結合起來是值得中職數控專業型教師必須認真探討和研究的。

二、傳統數控實訓教學的弊端

1.理論脫離實際

傳統教學中，數控技術類理論和實踐教學往往是分開的，單純的理論教學很難引發學生的學習興趣，學習的效果也會大大降低。

2.資金短缺

數控車床、銑床價格普遍較高，得不到政府和企業的支持，很多學校都難以承受，如果要做到一人一機的教學模式，費用必然

更大。

3.安全性降低

數控機床操作不當，會引起機床精度損壞甚至對操作者造成

人身傷害。學生是初學者，如果直接上機操作機床的話，往往會引起機床或刀具的損害，有時甚至出現安全事故。

三、什么是數控仿真軟件

數控仿真軟件是實踐制造和計算機相結合，可以直接模擬實

踐設備及其工作狀態產生真實場景系統，通過這套系統可以將加

工過程用三維或二維圖形以動態形式演示出來。目前常見的有上海宇龍、UVNC4.0、天傲等數控仿真軟件。各軟件都有以下優點：

（1）采用與數控機床相同系統和面板；（2）可以對NC代碼進行校核，操作的安全性較高；（3）可以直接、真實地看到三維加工仿真過程，場景逼真。

四、數控仿真軟件在教學中的優勢

1.數控仿真軟件可以彌補數控設備不足，利用現有的計算機機房，實現節約教學經費和設備投入

建立一個數控實訓基地，其設備的投入是巨大的，上百萬的資金投入也未必能滿足一個學校正常的實訓計劃。如，建立一個50人的實訓基地，以兩人一臺的教學模式，起碼要25臺數控車床。每臺數控車床以10萬元計算起碼需要250萬元的資金投入，這里還不包括刀具的費用。而采用數控仿真軟件進行該工種實習教學，需要50臺計算機，每臺4 000元計算需要20萬元即可，同樣滿足了教學的需要，而且能做到一人一機，保證了學生充分的動手能力，提高教學質量。

2.數控仿真軟件有效地讓理論知識與實踐相結合，實現同步教學

在教學的實踐中發現，理論教學中光紙上談兵不能提升學生學習的積極性和主動性，而且學生難以理解。如，數車上對刀的過程，學生在沒有接觸數車之前，專業老師無論講得如何仔細與投入，學生也沒辦法想象對刀過程。但如果利用仿真軟件一邊演示一邊教學，通過軟件看到刀具與工件的運動過程，學生就能很容易理解，做到抽象內容形象化，復雜問題簡單化的教學過程。

3.數控仿真軟件提升學生學習興趣，培養學習能力，培養創新意識

對于中職生來講，基礎薄弱、素質較差是一個比較普遍的現象，如何把抽象的數控知識灌輸到學生當中去，如何把枯燥乏味的理論教學過程讓學生吸引，如何在學生學習數控知識的同時，培養學生的創新意識，這些都是專業教師所必須考慮的問題。數控仿真教學軟件很好地解決了教學過程中的弊端。

4.數控仿真軟件使學生得到崗位技能的全面訓練

引入數控仿真軟件之后，學生把編好的程序在軟件中模擬，檢查其正確性，這樣既能減少突發事故，又能讓學生全面地把握加工方法和技巧，使他們崗位技能得到全面的提升。

5.數控仿真軟件培養學生換位思考的能力，提升學生的社會競爭力

現代社會同種機床的操作系統各式各樣，而學校實訓基地購

置的機床不可能是多品種的，這樣就可能產生學生走上崗位，知道加工該零件工藝但不會操作其他機床系統的現象，為此數控仿真軟件提供了多種系統的界面，更大程度地滿足學生的需要。

五、數控仿真軟件的應用

1.轉變教學觀念，讓學生成為課堂的主體

事實說明，中職學生缺乏學習的主動性，對學習不感興趣，再加上專業課程粗糙乏味。為此，專業教師傳統的教學理念、方法已很難讓學生接受。

在這個大的環境下，利用先進的教學方法、教學手段、教學理念來提高學生的學習興趣顯得尤為重要。數控專業教師必須具有較高的實踐動手能力，在課堂中熟練地應用行為導向法和項目教學法，使被動的學習轉變為主動的學習，使枯燥乏味的數控課轉變為豐富多彩的“研討課”，在這樣的氣氛中做到每節課的知識點盡可能集中、由淺到深，便于學生掌握編程的方法和技巧。事實也充分證明了這一點，我們學校去年在數控課程中使用項目教學法，課堂的氣氛變得很活躍，學生參與程度大幅提高。

2.有目的地利用仿真軟件，發揮其最大“功率”

任何教學手段在教學中應發揮其在課堂中的最大作用，數控

仿真軟件也不例外。實踐證明盲目地使用數控仿真軟件會讓學生產生依賴感，在真正的動手操作機床時產生畏懼感。所以，教師要擺正數控仿真軟件在課堂教學中的位置，發揮其最大“功率”。

3.科學安排教學內容，循序漸進地掌握數控編程與操作技巧

數控教學中，在“項目教學法”作為大環境的背景下，教學內容可以分為四個模塊。其一為理論基礎模塊：主要講解最基本的數控編程方法和工藝安排。其二為提高和拓展模塊：主要利用數控仿真軟件讓學生熟悉加工步驟和各個系統的界面。其三為實踐基礎模塊：主要培養學生實踐操作能力與技巧，取得職業等級中級證書或高級證書。其四為拔高模塊：主要講解其他系統的編程方法和操作步驟，擴大學生的知識面，適應社會發展的需要。

4.選拔高技能型人才，參加各類大賽

中職教學中，高技能型人才是在各類大賽中得到培養和鍛煉的。同時各個學校靠各類大賽中得到的成績來改變整個學校在社會中的地位與價值。數控技能型人才的培養是一個巨大的工程，從發現人才到培養再到取得成績至少也要一年的時間。我們學校在數控

人才的培養方式上是非常明確的，利用課余時間進行訓練，晚上考慮到安全因素，選手就在基地的機房利用仿真軟件進行訓練，賽前再加強動手方面的強化訓練，這樣既能確保選手正常的教學時間，又能為學校培養出更加優秀的人才。

六、數控仿真軟件存在的負面效應

任何事物的出現都存在著兩面性，數控仿真軟件是一種模擬

的教學，具有強大的發展空間。但它不可能完全代替教學，尤其是技能訓練。中職學校培養的是腳踏實地的一線操作工，數控仿真軟件只是純粹模擬而非真實的加工，它無法讓學生體會到真實切削加工中的感受。下面舉兩個例子說明：其一在模擬的環境中主軸轉速達到20 000r/min，主軸是照樣運轉而不報警的，但在現實中是永遠達不到這個轉速的。其二模擬的環境中主軸轉速達到1 500r/min，學生感受不到實際產生的效果，但在現實中這個轉速很容易讓新手產生一種畏懼感，無法平下心來操作機床。其三看下面某段加工程序：GO1X60Z-20F0.3改寫成GO1X60Z-20F0.15，兩個程序設置的加工速度不同，實際加工時產生的表面質量有很大的區別，在模擬的環境中是無法體現的。為此，數控仿真軟件和實際操作兩者怎樣配合使用才能讓它發揮最大的效果是每一個數控專業教師必須探索的問題。

數控設備的不斷更新，對技能型人才的要求也越來越高，只有在教學中科學、合理、有效地利用仿真軟件才能更好地為教學服務。專業教師必須積極思考實踐的教學中所產生的問題，找到應對的措施，將仿真軟件與實際訓練有機結合，學生才能容易接受，教學效果才能得到改善，仿真軟件才能發揮最佳效果。

參考文獻：

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[2]明建全.科學使用數控仿真，提高數控教學水平.西北職教.

[3]楊黎明.職業教育的模式研究.上海教育科學研究院.

（作者單位 浙江信息工程學校）