數控仿真系統在數控機床編程與操作實訓教學中的應用

史文杰SHI Wen-jie；魏茂源WEI Mao-yuan

（煙臺南山學院機械工程實驗中心，龍口 265713）

（Mechanical Engineering Experimental Center of Yantai Nanshan University，Longkou 265713，China）

0 引言

目前在機械制造行業中越來越多的應用到了數控加工，自然對此類人才的需求也就與日俱增了。但因為數控設備的價格很昂貴，很難做到每個學生都有足夠的操作數控機床的時間，并且如果學生操作失誤，很容易造成數控設備的損壞，既占用了設備加工時間，又增大了風險。因此，如何增加學生的實踐操作機會，提高學生的實踐動手能力，培養出更多的相關專業人才，就成為擺在廣大職業院校的一道難題。各高職院校必須重視這一問題，探索出一套適合自己現狀的教學方法和教學模式。數控仿真系統的應用可以有效的解決學生缺乏實踐操作機會的問題，因為該系統可以通過進行數控加工全過程的演示，比如數控加工程序的編制、虛擬仿真數控機床的操作、工件加工和測量等，讓學生了解和掌握到數控機床的各項程序指令和基本操作方法，為今后的實際操作打下良好的基礎。

分析數控仿真系統在數控機床編程與操作實訓教學中的應用可以發現，它作為前期的輔助教學手段已經成為了一種最安全有效的教學方法和教學途徑。

1 數控仿真系統在數控機床編程與操作實訓教學中的應用

1.1 利用數控仿真系統，可以提高教學效率、節約成本。數控設備價格昂貴，數量有限。數控仿真系統通過計算機大量配置終端，徹底解決了數控機床數量不足的難題。同時數控仿真系統不存在安全問題，若操作失誤，系統會及時報警，并不會出現安全事故。不僅鞏固了學生的操作能力，讓學生有更多的實踐學習機會，也在很大程度上節約了教學成本，是數控機床編程與操作實訓教學前期良好的輔助教學手段。

1.2 利用數控仿真系統，可以減少教師的工作量，提高教學質量。傳統教學中，數控程序批閱的工作量非常大而且繁瑣。應用數控仿真系統，學生程序出現小的失誤，數控仿真系統會及時報警，幫助學生改正編程過程中的錯誤。數控仿真系統自帶的考試功能能夠自動記錄學生操作過程的失誤，自動評分，極大的減少了教師工作量，提高教學質量。

1.3 利用數控仿真系統，可以提高學生的學習積極性。數控機床編程與操作實訓是理論和實踐相結合的課程，按照傳統的方法在課堂上講授編程指令，學生很難理解這些指令的內涵以及與實際應用之間的關系，學生會感覺空洞、枯燥、提不起興趣，而利用數控仿真系統進行多媒體教學，直觀地向學生展示編程指令的實際加工應用，學生可以將所學的指令在數控仿真系統上進行模擬加工，發現編程過程中出現的錯誤，教師針對學生的錯誤及時進行講解，讓編程指令變得具體、形象，增強了學生的學習積極性。

1.4 利用數控仿真系統，可以增強學生動手操作能力。教師把數控機床操作的課程安排在實訓車間來講授，其一受數控機床數量的限制，學生自己動手操作的時間不足；其二學生操作一旦出現失誤，輕則造成刀具或者機床的損壞，重則造成安全事故的發生。因此在進行數控機床實際操作之前，應先利用數控仿真系統，增強學生的動手操作能力。數控仿真系統采用的操作面板和按鍵功能與實際的數控機床完全相同，學生可以在數控仿真系統上自己動手操作機床來加深理解。即使操作過程中有失誤的地方，仿真系統也只是及時出現報警提示，而不會造成安全事故的發生，這樣學生就可以放心大膽地進行各種操作練習，從而增強了學生的動手操作能力。經過了大量的數控仿真系統的操作練習，再到數控機床進行實際操作，就會避免安全事故的發生。

1.5 利用數控仿真系統，可以培養學生嚴謹的工作作風。學生在學習數控編程時，如果不利用數控仿真系統進行驗證，很難發現編程過程中出現的小的失誤。利用數控仿真系統，即使再小的錯誤，如數字0 輸成字母O，坐標值掉了小數點，字母Z 輸成數字2 等等，數控系統都會及時報警，程序無法運行。因此要在數控仿真系統上正確的運行程序，必須保證輸入的程序是正確無誤，這就培養了學生嚴謹的工作作風。數控程序沒有60 分、90 分，只有0 分和100 分。

1.6 利用數控仿真系統，可以實現網絡教學和遠程培訓。隨著社會對技能人才的大量需求，職業院校還應擔負起社會勞動力的培訓任務，利用數控仿真系統和網絡搭建的平臺，進行遠程教育將成為一種新的教育教學模式，它打破了地域和時間的限制，擴大培訓人員的數量，縮短了培訓的周期。

2 數控仿真系統應用中的注意事項

2.1 數控仿真系統只能檢查程序的對錯，無法檢查程序的好壞。數控仿真系統對數控程序編寫技巧、加工工藝安排無法檢查。教師應在課堂上重點講解這些問題，學生應結合所掌握的加工方法，進行加工工藝安排，然后在數控仿真系統上進行模擬練習。

2.2 數控仿真系統只能完成加工過程，不能檢查加工質量。數控仿真系統在切削速度、進給量、吃刀量等對加工質量的影響無法體現，實際加工中的刀具磨損在數控仿真系統里也不存在。在數控仿真系統里，只要程序是正確的，加工完成后的尺寸就是絲毫不差的。但是在實際操作中，刀具磨損、各種加工參數的設置都會影響最終的加工結果。數控仿真系統的使用，會在一定程度上讓學生放松對產品質量和生產安全的認識。因此數控仿真系統只能用于數控機床編程與操作實訓教學前期輔助教學，不能完全拋開實際機床的實習內容，后期還要安排適當的實習時間，通過實際操作來糾正以上不足。

綜上所述，數控仿真系統盡管畢竟和實際機床還是有很多區別，無法真正替代實際機床，但是數控仿真系統減少了資金投入，充分利用有限資源，提高了學生的學習興趣，調動了學生的學習積極性，減輕了老師的工作量，對于學生動手操作機床的能力培養，也起到了提高和增強的作用。

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