仿真軟件在高職數(shù)控類實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用及發(fā)展探討

史曉駿

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213000）

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的崛起，傳統(tǒng)制造業(yè)面臨更大地挑戰(zhàn)和機(jī)遇。教育部關(guān)于緊缺人才的報(bào)告顯示，已有相當(dāng)數(shù)量的制造類大中型企業(yè)大規(guī)模引進(jìn)高職畢業(yè)生從事數(shù)控機(jī)床加工操作、裝配調(diào)試與維修等相關(guān)工作。企業(yè)對(duì)藍(lán)領(lǐng)層的數(shù)控操作技術(shù)工人有很大的需求，而且可以預(yù)見(jiàn)，隨著制造自動(dòng)化水平的不斷提升，諸如數(shù)控設(shè)備維修維護(hù)類相關(guān)崗位對(duì)知識(shí)、能力和職業(yè)素養(yǎng)的要求會(huì)越來(lái)越高。

1 職業(yè)院校數(shù)控實(shí)踐類教學(xué)現(xiàn)狀

我國(guó)高職教育經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，已進(jìn)入全面發(fā)展提升階段，國(guó)家逐步實(shí)施“技能型緊缺人才培養(yǎng)培訓(xùn)計(jì)劃”。針對(duì)江蘇省農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展特征，結(jié)合我校人才培養(yǎng)的定位與特色，充分發(fā)揮職業(yè)教育的優(yōu)勢(shì)，加快培養(yǎng)機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)各類數(shù)控技術(shù)人才，是當(dāng)前乃至今后很長(zhǎng)一段時(shí)間的重要任務(wù)之一。而這項(xiàng)任務(wù)，和數(shù)控實(shí)踐類教學(xué)的整體質(zhì)量密不可分。

職業(yè)院校數(shù)控實(shí)踐類課程主要有機(jī)床機(jī)械電氣拆裝、編程加工、裝配調(diào)試及維修維護(hù)四大類。目前我校數(shù)控實(shí)踐類課程部分已采用項(xiàng)目化教學(xué)方式，但在設(shè)備適用性、人均臺(tái)套數(shù)、實(shí)踐安全性等方面仍不夠完善。主要表現(xiàn)為：

（1）投入大，使用和維護(hù)成本高。數(shù)控機(jī)床是一種典型的機(jī)電一體化設(shè)備，價(jià)格普遍較高。一臺(tái)中檔數(shù)控車床或數(shù)控銑床一般在二、三十萬(wàn)左右，而高檔數(shù)控加工中心更是高達(dá)好幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)。數(shù)控機(jī)床的拆裝、加工操作、維修維護(hù)能力若完全依賴真實(shí)機(jī)床進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練，前期投入及后期維護(hù)保養(yǎng)成本都很高，且項(xiàng)目化實(shí)施難度非常大，效果一般。

（2）型號(hào)多，與企業(yè)無(wú)縫銜接差。數(shù)控系統(tǒng)及相關(guān)輔助元器件型號(hào)多且更新快，對(duì)學(xué)校而言不可能將所有的系統(tǒng)配齊，學(xué)生在校期間學(xué)習(xí)所用的機(jī)床及系統(tǒng)與工廠實(shí)際無(wú)法一致，加大學(xué)生上崗實(shí)習(xí)的難度的同時(shí)也無(wú)形增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

（3）實(shí)踐教學(xué)安全系數(shù)不高。數(shù)控機(jī)床是高速自動(dòng)運(yùn)行的機(jī)器，學(xué)生的熟練程度不一，編程中的疏忽、加工操作中的失誤、機(jī)床各種參數(shù)的設(shè)置不當(dāng)、強(qiáng)弱電維修操作不當(dāng)?shù)榷紩?huì)不同程度地造成刀具、機(jī)械部件、機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制部件或數(shù)控系統(tǒng)等的損壞，甚至造成一定的人身傷害，可靠性很難得到保障。

2 數(shù)控類仿真軟件介紹

目前，數(shù)控加工操作類仿真軟件已日趨成熟（如圖1所示），此類軟件可以將整個(gè)加工過(guò)程用計(jì)算機(jī)二維、三維圖形進(jìn)行全過(guò)程在線演示，使原來(lái)需要在真實(shí)數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分教學(xué)功能在計(jì)算機(jī)虛擬制造環(huán)境中得以實(shí)現(xiàn)，大大減少工件材料和能源損耗的同時(shí)，教學(xué)質(zhì)量和效果得以大幅提升。

圖1 某數(shù)控加工仿真軟件加工參數(shù)設(shè)置畫面

但數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試、故障診斷維修與維護(hù)等職業(yè)能力的培養(yǎng)，不僅需要扎實(shí)完善的理論基礎(chǔ)，更需要機(jī)械、液壓與氣動(dòng)、電氣等相關(guān)軟硬件的綜合實(shí)操能力（如圖2所示）。目前本校實(shí)訓(xùn)設(shè)備為機(jī)床廠專制的數(shù)控銑床和加工中心，裝配調(diào)試的難度很大，項(xiàng)目化實(shí)施的效果不理想（如圖3所示）。

圖2 數(shù)控機(jī)床故障樹

圖3 數(shù)控機(jī)床維修維護(hù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目化流程圖

為此，南京德西、斯沃，浙江天煌實(shí)業(yè)，亞龍教育裝備等國(guó)內(nèi)企業(yè)不斷開發(fā)相關(guān)軟、硬件設(shè)備，為全國(guó)職業(yè)院校提供了很好的平臺(tái)（如圖4所示）。

圖4 數(shù)控維修仿真相關(guān)軟件PC界面

3 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床故障原因查找及維修困難，維修費(fèi)用高。數(shù)控機(jī)床維修費(fèi)用的降低及維修效率的提高可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高企業(yè)的生產(chǎn)率。依據(jù)最前沿的專業(yè)原理,采用最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),對(duì)數(shù)控機(jī)床的裝配、調(diào)試、排故等過(guò)程進(jìn)行模擬,是一種安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、有效的工具，在數(shù)控實(shí)踐類教學(xué)中有很高的應(yīng)用價(jià)值。

因此，高職院校應(yīng)該和地方、行業(yè)相關(guān)企業(yè)要緊密聯(lián)系合作，合理利用資源，研發(fā)適合高職教育教學(xué)特點(diǎn)，滿足學(xué)生職業(yè)核心能力培養(yǎng)的具有產(chǎn)業(yè)針對(duì)性的專業(yè)學(xué)習(xí)、職業(yè)工作和技能考核的一體化教學(xué)軟硬件裝備，不斷適應(yīng)高職教育的發(fā)展需求，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速、全面發(fā)展提供平臺(tái)。

數(shù)控類仿真軟件的引入，尤其是數(shù)控維修類專業(yè)仿真軟件的應(yīng)用、開發(fā)必將有效提升教育教學(xué)改革質(zhì)量，為專業(yè)建設(shè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有利保障。

[1]孫新國(guó), 劉宏偉.仿真軟件在數(shù)控機(jī)床維修中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2010，（13）：38-39.

[2]肖楠,王海飛,馮松濤,張賀.斯沃?jǐn)?shù)控機(jī)床仿真操作軟件在數(shù)控技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2010，（7）：413-415.

[3] 陳旭輝,張榮勝.項(xiàng)目教學(xué)的項(xiàng)目開發(fā)、教學(xué)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2009，（1）：59-61.