數控加工仿真系統在一體化教學中的應用

摘 要：本文結合河北承德技師學院在數控技術應用專業工學結合一體化教學的要求等特點，論述了數控加工仿真系統的功能、作用以及在數控一體化教學中的重要作用，使學生結合加工仿真系統來進行基本操作訓練，提高技能和理論知識學習水平。

關鍵詞：仿真系統;數控;一體化教學

數控技術是現代裝備制造業實現自動化、柔性化、集成化的基礎，是提高企業產品質量和生產效率必不可少的手段。隨著裝備制造業的飛速發展，數控技術在行業中廣泛應用，企業應用數控設備的領域也越來越廣，特別是高性能多軸數控機床及加工中心的需求有了大幅度的增長。因此造成大量數控機床操作人員的專業技能培訓成為急于解決的問題。

在中等職業院校尤其是技工類學校的數控專業教學當中，數控仿真軟件是虛擬現實技術和理念的發展，軟件中機床的操作界面和操作設置是按照真實的數控機床進行設計的，但是在教學過程中過多的依靠數控仿真軟件也給教學和實訓帶來了一些不利于實際動手操作的負面影響。

因此，合理地利用數控仿真軟件進行工學結合一體化教學，有利于提高數控技術專業的教學效果，有利于提高學生的學習效率和技能掌握程度，有利于解決數控設備短缺和學生實習人數不成比例的問題，本文從數控專業一體化教學方面探討了數控專業教學改革的基本構想。

1 數控加工仿真系統

仿真是應用計算機對數控加工過程進行模擬仿真的一門技術。數控加工仿真系統面向生產過程中的數控機床進行實際仿真操作，使零件加工過程做到真實的呈現，能使每一個學習者，對數控加工過程建立最初感性認識，解決了數控設備昂貴和操作數控機床有一定的危險性，很難做到一人一臺機器的問題，在培養數控加工技術高技能人才方面發揮了顯著作用。目前大部分職業學校已將計算機仿真運用于數控應用技術專業的教學之中，也出現了多種數控加工仿真系統和軟件。這些仿真教學系統既能單機獨立運行，又能實現聯網在線運行。

數控加工仿真系統的應用和傳統的教學在幾個方面體現出了無可比擬的優勢：第一，仿真系統完全模擬真實數控機床的控制面板和屏幕顯示，基本等同于對真正的數控機床的操作。第二，在仿真的狀態下對數控加工程序代碼的加工狀態進行檢驗，可以隨時進行修改，做到有問題及時修正，而且保證了操作安全。第三，采用虛擬機床替代真實機床進行教學，降低了教學成本同時提高了教學效果。第四，采用電腦教學，直觀且易于接受，激發了學生學習的興趣，提高了學習效率。

2 數控加工仿真系統在一體化教學中的應用

2.1 在數控一體化教學學習任務中的應用 工學結合一體化教學是以工作任務為導向，以提高學生綜合職業能力為目的先進的教學理念。工學結合一體化教學的培養目標為提高學生的綜合職業能力，過程是以行業中提煉的典型工作任務為載體，實施教學中以學生為中心，根據具體的工作過程設計教學內容，進一步突出社會能力和方法能力的培養。突出學以致用，在完成工作任務的過程中學習知識和技能，做到“做中學”和“學中做”相結合。通過以上論述，一體化教學方法可以應用到數控仿真系統的學習，同樣數控仿真系統的學習采用一體化的理念也對提高學生學習技能操作和理論知識水平起到事半功倍的效果。要在數控應用技術專業的學習中以完成一項工作任務為學習任務，通過采用小組學習，多媒體等手段，達到仿真與實際操作相結合，理論與實踐相結合，工作與學習相結合。要使學生真正的掌握數控的基本理論和編程的基礎知識，并能將理論知識應用于實踐加工，軟件仿真模擬作為一種明了直觀的教學方法是一種不可缺少的教學手段，在教學中起到了激發學生學習興趣，提高教學效果的作用。這是和工學結合一體化的自主學習、快樂學習理念相同的。剛剛接觸數控專業學習的一年級學生對數控設備及操作不是十分了解，感覺好奇又覺得不知道從哪里進入學習，特別是在學習數控機床的基本結構和工作原理時，更是沒有合適的切入點，導致的結果就是造成學生的學習興趣和學習積極性不足，從而影響學生的學習和工作效果。利用數控仿真軟件并采用一體化的教學理念，將學習的知識點和技能點融入到工作任務中去，將仿真系統的學習作為專業學習的一種有效的手段，學習和教學效果將會得到明顯的提高。在數控一體化工作任務實施過程中適當采用軟件仿真進行教學，會對完成整個學習任務過程起到積極的促進作用，也能解決數控機床偏少和實習學生太多的矛盾。把軟件仿真應用到數控專業一體化實習實訓教學當中有很多明顯的優勢和成效。首先，可以利用仿真軟件對學生的進行程序編制的訓練，并在訓練中能及時發現問題，并按照實際操作要求進行處理;其次，仿真和實際操作相輔相成，并通過工作過程系統化的整合，提高了學生學習技能的效果。我們選取了兩個班的學生進行了對比，通過分析，把理論編程與模擬操作結合起來并應用工作過程系統化的一體化教學理念的學生，在工作中學習、在學習知識中工作，邊學邊做，學生完成任務的積極性被全面調動起來，任課教師也從枯燥無味的教學活動中參與到指導學生工作中去，教師和學生都轉變了學習和教學方式，極大的提高了工作效果。

2.2 在數控一體化教學學習任務中需注意的問題 職業學校對學生的培養目標體現在能力培養，包括專業能力、自我能力、方法能力和社會能力。這些能力都是需要從真實的工作過程中去學習鍛煉及提升。尤其是方法能力和社會能力，必須在完成學習任務的工程中學會溝通，學會組織，學會表達，學會評價及反饋，才能提升相應的能力。在教學過程中我們應該以完成工作任務為前提，相應的基本理論和過硬的操作技能是十分重要的;提高學生的實際操作能力是最基本的目標，因此在教學過程中要合理利用模擬仿真軟件，不能完全依靠軟件來代替實習訓練，這樣會影響學生的技能提升。同時能熟練的操作軟件仿真并不意味著一定能安全有效的進行真正的加工，軟件仿真與實際加工還是存在著區別和差距的。

3 結束語

通過以上對數控加工仿真系統在一體化教學中作用的分析，針對目前職業學校工學結合一體化教學的現實，以及高精密多軸數控機床實際的特點，把數控加工仿真系統及時合理的應用到工作過程一體化教學之中，使之用于數控機床編程與機床的技能訓練，能夠讓學生更快地熟悉和了解數控加工的工作過程，掌握數控機床基本的操作方法，是對提升學生綜合職業能力最有效的舉措。

數控仿真系統的合理使用，使學生在進行工作任務完成的過程中，將課堂的教學融入到工作中去，變得更加生動、更加具體，提高學生的學習興趣，教學效果明顯得到提高。在工作中學生能主動大膽地、獨立地進行學習和練習，極大的提高了技能訓練效率，從而推動了教學的進步和發展。