虛擬仿真技術在數控教學中的應用與探索

彭賢峰

摘要：數控編程是一門專業技能很強的課程，是高校數控專業教學體系的重要組成部分。根據數控教學與實踐過程中出現的問題，結合人才培養計劃數控加工的特點，以數控車編程為例，提出了項目教學法與虛擬仿真系統合一的實踐教學模式。實踐證明，學生在實際的虛擬仿真操作中不僅激發了學習興趣，而且提高綜合工程實踐能力，此項舉措在實際的教學和實踐中取得了良好的效果。

關鍵詞：數控編程；虛擬仿真；數控車

引言：近年來，隨著各行業產品不斷升級及零件的加工要求越來越高，一些高效率、高精度和高度自動化的數控設備在加工制造業中的應用比例正在逐步加大，而在加工過程中要避免過切工件、損壞夾具甚至發生折斷刀具、碰撞機床或產生人生傷害等事故，因此虛擬仿真技術在數控加工中可以解決上述問題，這就要求有高水平和技術經驗豐富的操作者?；诖?，我校落實國家關于進一步深化教育體制改革精神，把理論教學和實踐操作綜合起來融為一體，打破了傳統教學二者相互割裂的界限，很好地解決了理論教學和實踐教學脫節問題。本文以數控車項目化教學為例，探索虛擬仿真加工技術在課程教學中的改革與應用。

1、傳統教學法的現狀

傳統教學法中存在的主要問題主要有：課程偏理論、內容較深奧，難于理解；據往屆畢業生反饋，在校期間學習的理論知識容易遺忘，而對實踐內容記憶比較深刻。這是因為理論教學與實踐的脫離，受到教材等方面的影響，理論復習不具體，使學生的學習效率大打折扣。

2、數控車編程加工課程設置

2.1數控車項目化課程安排

我院數控車床加工課程安排在大二階段，學生已經學習了機械制圖、公差配合技術、AutoCAD等基礎課程，為激發學生學習興趣，提高學生對所學專業知識掌握，本項目化課程安排如表1所示。

2.2虛擬仿真軟件在數控教學中的實踐使用

本課程以綜合類零件為例，如圖所示，對該軸編程并輸入到機床中加工，采用南京斯沃數控加工虛擬仿真軟件。仿真操作流程如下：

（1）定義毛坯

（2）工件裝夾、刀具安裝和對刀

（3）機床數控加工參數設置和程序導入

（4）數控仿真軟件碰撞檢測

（5）模擬切削和程序校驗

3、數控虛擬仿真操作軟件存在的問題及解決辦法

數控仿真軟件針對數控課程理論教學中出現的問題加以靈活的優化轉型，對當前的課堂教學情況也實現了顯著的改進。需要注意的一點是：數控軟件在根本上仍然屬于模擬性的加工軟件，仍需要學生在實際的機床操作實踐中總結體會，才能得到實際經驗。在實際的實訓過程中，仍要靈活掌握和及時改革，對各種零部件涉及到材料、工藝參數等數據適當改進，使其更加貼合工程實際情況。

4、結語

在項目化教學法的基礎上，采用虛擬仿真加工技術，學生的學習效率有了大幅度提升，理論與實踐相結合，教師、學生、企業三者融為一體。綜上所述，與傳統課程教學模式相比，蓋教學法取得成效如下：

（1）提高學生的學習積極性

學生以團隊合作模式分工合作，按照項目化教學要求，編寫并調試程序，遇到問題，提出解決方案，最后解決問題。使學生成為學習的主體，保持學習熱情，有效調動學生的學習積極性，使學生主動參與知識與能力的建構之中。

（2）課程更易被學生接受

在模擬真實工作環境下完成教學和實踐，促使學生獲得過程性知識和技能。通過對課程的優化和整合，學生學習的積極性和針對性更強，從而能夠更系統、更深入地掌握所學知識為今后課程的學習打下良好的基礎。

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課題來源：臺州市2019年度教育科學規劃研究課題，編號：gg19044。