數控加工仿真系統在教學中的應用

趙海龍，劉 洋

（1.天津職業技術師范大學，天津 300222；2.天津職業大學，天津 300410）

0 引言

數控加工仿真系統是以計算機技術和虛擬技術相結合的教學系統，是數控教學的重要工具。利用數控加工仿真系統進行數控教學，可以實現對數控教學的真實性模擬，并且操作比較安全，教師可以針對不同的教學內容進行操作。不僅可以有效提高學生的動手能力，還可以大幅度提升自主學習的意識，可以讓學生了解理論與實踐的差距，實現更好的學習。

1 數控加工仿真系統的優勢

（1）保證教學財務支出的合理性。傳統的數控教學中采用的是真實的數控機床設備，置辦這些設備需要花費大量的財力，給學校造成很大的經濟壓力。教學時無法讓每位學生都有機會進行實際操作，對學生的學習積極性也造成很大影響。引進數控加工仿真系統后，既可有效避免上述弊端，還可以節省教學開支，降低了設備成本，減輕了學校經濟壓力，可以讓每位學生進行充分練習，提高了學習積極性，對提高教學質量有著重要的意義。

（2）具有較好的安全性。因為學生未接觸過數控設備，對機床型號、操作、刀具等均不了解，操作時容易出現安全事故。利用數控加工仿真系統進行教學，可有效避免上述弊端。當出現操作錯誤時，系統會給出提醒和警告，可以讓學生有充足的時間找出錯誤和總結經驗。教師可以利用數控加工仿真系統讓學生更加直觀的對操作過程、設備型號、刀具性能等進行觀察，既滿足了學生的好奇心，也增加了學習興趣。

（3）提高學生解決問題能力。數控加工仿真系統可以讓學生對不同的操作環節和零件的加工方式進行觀察，體驗每種方式的區別，增加記憶。研究設備參數，掌握不同參數對機床的作用，學習和領悟操作技巧，體驗不同參數下機床操作的差異性，提高學生的學習積極性。教師可以及時發現和糾正教學中的問題。

（4）實現多樣化技能的培養和訓練。數控加工仿真系統有著極好的靈活性，可以讓學生進行多樣化的訓練。同時可以允許學生操作失誤，由于學生的掌握情況不同，遇到的問題也不同，利用仿真系統可以讓其發現自身不足，明白失誤的原因，提高操作能力。

（5）存在問題和應注意的地方。雖然數控加工仿真系統有很多優點，但也存在著一些缺點和不足。由于數控加工仿真系統應用于在教學中的時間比較短，技術還不是很成熟，在操作中還存在著一些不足，無法完全通過仿真系統的操作而實現真實的數控加工。所以說，在教師利用數控加工仿真系統進行教學時要盡量避免這些不利因素。必須不斷的研發出新技術，以實現仿真系統與實際操作的無痕銜接。

（6）處理好仿真和實訓的關系。雖然仿真系統大部分操作和實際數控機床一致，但二者之間還存在一定差異，無法完全取代真實教學。所以在對學生進行仿真系統操作訓練時，也要適當的進行真實數控機床的操作練習，應將兩者的優點相結合，取長補短。特別是在編程及實操練習方面，要鍛煉學生的動手能力，如工件的裝夾、量具的使用、刀具安裝與調整等，學生必須通過實際操作才能真正掌握。

2 虛擬仿真系統教學法的應用

2.1 保證內容的合理性

利用數控加工仿真系統進行教學時，教師要確保所教內容的科學性與合理性，采用循序漸進的方式對學生的操作能力進行提高，讓學生在對知識充分理解之后在進行動手操作。

（1）教師要以基礎的FANUC教學為依據，在課堂上可以教授學生一些操作技巧等，在數控教學的仿真系統教學中，編程教學和操作教學是數控加工仿真系統的主要教學模塊，在進行這一方面的教學中，教師要充分提高學生的理解能力，培養學生的應用靈活性。

（2）在進行提高教學中，教師要結合SUMENS的編程和操作進行教學，在編程和操作中不斷變換方式，讓學生可以對不同形式的編程和操作進行數控加工仿真系統的練習，提高對操作能力的掌握，同時鞏固基礎的應用能力。

（3）對學生進行拓展性訓練，在學生充分掌握了基礎知識和對數控加工仿真系統熟練操作之后，教師可以針對性進行一些拓展練習，讓學生學習一些課本外的知識，不拘泥于當下所學內容，增強學習興趣。

2.2 建立合理化的教學評價體系

（1）教師在完成仿真系統教學時，要及時地對教學過程進行評價和找出問題，以便更好的對學生進行授課。教師要不斷的對自身的教學能力進行提高，使數控加工仿真系統能在教學中發揮最大的應用價值。

（2）教師除了對自身教學進行評價外，還要對學生的學習情況進行評價，因為每個學生的思維都是不同的，教師要善于發現他們的長處和短板，以便制定不同的學習方案。如能力強的可適當安排一些拓展性訓練，能力差的可進行鞏固練習，最終是要提高他們的信心和學習積極性，讓學生能夠實現自主學習。

（3）教師可以利用課余時間對學生的學習情況進行評價，通過適當的考試讓學生加深對機床零件、刀具的認識。同時要善于發現學生的優點，在對學生進行指導時，不能單純的以成績對學生進行能力的認知，要對學生的學習進行有效性引導，提高他們的學習能力。

2.3 恰當運用數控加工仿真系統

應用數控加工仿真系統主要在于數控的編程和操作方面，它與實際的機床操作系統一樣都擁有同樣的操作面板和功能。不同的是，數控加工仿真系統在學生進行操作時，即使出現編程或操作錯誤時也不會發生安全事故等，所以學生在操作時就可以放心大膽的進行操作，如果出現錯誤可以從中吸取經驗教訓，提高對數控操作知識的掌握能力。教師則可以利用數控加工仿真系統將數控理論知識和操作能力有機的結合起來，讓學生邊學習理論知識，邊進行操作，加深對理論知識的印象，為今后的實際機床操作奠定基礎。

3 結束語

應用數控加工仿真系統改變了傳統的教學模式，增加了學生的動手能力，在進行仿真操作時，學生可以自主的提出問題，通過對學生不同操作環節的觀察可以了解他們對知識的掌握情況，教師在進行指導時就可以有針對性的進行指導。數控加工仿真系統不會對學生造成傷害，可以避免傳統機床教學中的不利因素，還可為學校節省大量開支。所以，在進行數控教學中應用數控加工仿真系統意義重大。

［1］李春麗.數控加工仿真系統中的車銑加工仿真關鍵技術研究與實現［D］.上海：上海師范大學，2006.

［2］張世民.多軸數控加工仿真系統關鍵技術的研究與實現［D］.沈陽：中國科學院研究生院（沈陽計算技術研究所），2010.

［3］翁孝波.基于MachineWorks的數控加工仿真系統設計與實現［D］.沈陽：中國科學院研究生院（沈陽計算技術研究所），2015.

［4］張國彬，林亨，袁守華，王曉芳，嚴京濱.車削中心數控加工仿真系統程序檢查模塊的開發［J］.機械設計與制造，2001（3）：13－15.

［5］胡自化，曾向陽，劉湘辰，胡寧靜，黃宜堅.基于VisualBasic環境下開發的數控加工仿真系統［J］.機電工程，1997（2）：24－26.

［6］劉清.數控加工仿真系統與CAD/CAM軟件聯機應用的方法［J］.湖南工業職業技術學院學報，2006（2）：10－12.