數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺的建設(shè)

1、數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺的建設(shè)教育部頒布的教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（20112020年） 提出，加快職業(yè)教育信息化建設(shè)， 建設(shè)仿真實訓(xùn)基地等信息化教 學(xué)設(shè)施，加強實踐教學(xué)，創(chuàng)新仿真實訓(xùn)資源應(yīng)用模式，提高使用 效益。隨著計算機技術(shù)、仿真技術(shù)的不斷提高，以及計算機仿真 的硬件與軟件成本的逐漸降低， 三維虛擬仿真實訓(xùn)在中職教育中 得到廣泛的應(yīng)用， 已成為實訓(xùn)教學(xué)重要的組成部分和提高教學(xué)質(zhì) 量的有效手段。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)是廣西示范特色專業(yè)和學(xué)校重點建設(shè)專 業(yè)，在專業(yè)建設(shè)過程中，校企合作開發(fā)三維虛擬仿真軟件，利用 三維虛擬仿真技術(shù)， 建設(shè)虛擬仿真實訓(xùn)室、 數(shù)字化車間和數(shù)控加 工技術(shù)三維仿真平臺， 根據(jù)“統(tǒng)

2、一規(guī)劃、 虛實結(jié)合”的實訓(xùn)基地 建設(shè)思路， 把虛擬仿真實訓(xùn)與實訓(xùn)基地建設(shè)有機結(jié)合起來， 加強 了專業(yè)實訓(xùn)基地建設(shè)， 完善了專業(yè)實踐教學(xué)體系， 為教學(xué)方法和 教學(xué)模式改革提供了支撐， 全方位培養(yǎng)了學(xué)生數(shù)控機床的實際操 作能力和專業(yè)能力， 為社會培養(yǎng)了全面熟練掌握數(shù)控加工技術(shù)的 應(yīng)用型技能人才， 在數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺的建設(shè)上探索出 一條可行之路。一、數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺的建設(shè)思路 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)熟練掌握零件數(shù)控 編程與加工技能，能運用 CAD/CAM軟件，從事數(shù)控機床操作、 數(shù)控加工工藝和程序編制、 常規(guī)機械加工等工作的高素質(zhì)技能型 專門人才。 具有實踐性強、 對學(xué)生

3、空間思維三維想象及手腦并用 的能力培養(yǎng)要求較高的專業(yè)特點。 廣西機電工業(yè)學(xué)校數(shù)控加工技 術(shù)三維仿真平臺的建設(shè)以專業(yè)人才培養(yǎng)目標為基本出發(fā)點， 以提 高學(xué)生工作能力和創(chuàng)新精神為宗旨， 以實訓(xùn)操作難以完成或存在 安全問題的工作任務(wù)為建設(shè)重點，明確三維仿真軟件開發(fā)的定 位，確立了“統(tǒng)一規(guī)劃、虛實結(jié)合，理、虛、實貫通”的建設(shè)理 念。以“理”來加強專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)和對實踐活動的指導(dǎo)， 以 “虛”來強化理論知識應(yīng)用與專業(yè)操作能力的培養(yǎng)， 以“實”來 提高學(xué)生實際動手能力和產(chǎn)品加工能力， 注重學(xué)生基礎(chǔ)性實踐技 能和專業(yè)綜合能力的培養(yǎng)。二、數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺的構(gòu)建 廣西機電工業(yè)學(xué)校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)主要就

4、業(yè)的崗位群是 數(shù)控機床操作工、 數(shù)控編程工藝員和普通機床操作工， 根據(jù)就業(yè) 的職業(yè)崗位和主要工作任務(wù)要求， 圍繞職業(yè)核心能力和數(shù)控車操 作工、數(shù)控銑操作工、加工中心操作工的職業(yè)資格需要，結(jié)合廣 西機電工業(yè)學(xué)校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)基地現(xiàn)有的設(shè)備， 校企合作構(gòu) 建了具有加工程序校驗、碰撞檢查、工件過切檢查、程序優(yōu)化功 能的數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺，如圖 1 所示。1. 基于斯沃數(shù)控仿真系統(tǒng)建設(shè)的數(shù)控車三維仿真實訓(xùn)室。 基 于斯沃數(shù)控仿真系統(tǒng)建設(shè)數(shù)控車三維仿真實訓(xùn)室， 主要功能是查 看學(xué)生所編程序的軌跡路線、 校驗數(shù)控宏程序， 可以模擬加工的過程和對仿真零件進行測量，檢查零件幾何結(jié)構(gòu)的尺寸是否正 確。2

5、. 基于SOLIDCAM&SOLIDWOR平臺開發(fā)三維數(shù)字化樣機仿 真教學(xué)系統(tǒng)。 配套車削中心、 數(shù)控四軸加工中心等真實設(shè)備和數(shù) 控系統(tǒng)，開發(fā)基于SOLIDCA M&SOLIDWOR平臺三維數(shù)字化樣機 仿真教學(xué)系統(tǒng)，對計算機自動生成的加工程序進行仿真模擬加 工。其主要功能是預(yù)防運動部件與工件發(fā)生碰撞等， 避免對機床 傷害的動作，檢查過切造成零件報廢、檢查切削工藝和效果。對 學(xué)生掌握復(fù)雜的車銑復(fù)合、 多軸聯(lián)動加工很有幫助， 在仿真平臺 上通過校驗的加工程序， 傳輸?shù)綑C床進行真實加工能確保安全運 行，避免對貴重設(shè)備造成碰撞損壞，實現(xiàn)安全作業(yè)。3. 基于 VERICUT 平臺的三維數(shù)字化樣機仿真教學(xué)

6、系統(tǒng)?；?于 VERICUT 平臺，配套車削中心，數(shù)控三軸、四軸、五軸加工 中心等真實設(shè)備和數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)三維數(shù)字化樣機仿真教學(xué)系統(tǒng)， 對自動、手工、宏程進行工業(yè)級仿真校驗、程序優(yōu)化，其主要功 能是可以將加工程序運行之后得到的三維數(shù)據(jù)與零件設(shè)計與理 想三維數(shù)據(jù)原型進行比對， 發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生過切的刀具路徑或殘余材料 區(qū)域；可以對自動、手工所編制的加工程序進行優(yōu)化，提高機床 設(shè)備運行的平穩(wěn)性， 延長刀具的使用壽命。 針對參加技能競賽的 選手進行培訓(xùn)，提高競賽成績。三、數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺的應(yīng)用1. 建設(shè)與三維仿真平臺配套使用的教材。 教材是課程內(nèi)容的 重要載體，其內(nèi)容的選擇與編排直接影響到教師教學(xué)活動

7、的組 織，決定著教學(xué)的質(zhì)量和效果。 研究利用仿真技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容整 合、呈現(xiàn)方式，開發(fā)與仿真軟件使用配套的教材，是開展有效的 仿真教學(xué)活動的基礎(chǔ)。根據(jù)開發(fā)的數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺， 組織教師編寫 數(shù)控車編程與實訓(xùn)教程 數(shù)控車加工技術(shù) 數(shù) 控銑編程與實訓(xùn)教程數(shù)控銑加工技術(shù)CAD/CAM應(yīng)用技術(shù) 理實一體化教材，其中數(shù)控銑編程與實訓(xùn)教程 數(shù)控車編程 與實訓(xùn)教程已由電子工業(yè)出版社出版，并在全國發(fā)行； 數(shù)控 銑加工技術(shù)數(shù)控車加工技術(shù) CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)已由科 學(xué)出版社出版，并在全國發(fā)行。2. 構(gòu)建基于產(chǎn)品生產(chǎn)過程為導(dǎo)向的“理、 虛、實”一體化教 學(xué)模式。數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺的建設(shè)是對數(shù)控技術(shù)應(yīng)

8、用專 業(yè)實訓(xùn)基地功能的延伸和有效補充， 它可以彌補專業(yè)實訓(xùn)車間的 不足，可以豐富專業(yè)實踐教學(xué)的內(nèi)容， 帶動專業(yè)實踐教學(xué)模式的 創(chuàng)新。 虛擬仿真軟件還可以輔助專業(yè)理論教學(xué)， 使理論教學(xué)中抽 象的、難以理解的內(nèi)容通過虛擬仿真的形式展現(xiàn)出來， 易于學(xué)生 的理解與掌握，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量，使之成為 理論學(xué)習(xí)的重要輔助手段。在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)教學(xué)中，利用數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺中的機械制圖模型庫、 機械基礎(chǔ) 仿真模型庫、 機床夾具模型庫等數(shù)字化教學(xué)資源和三維虛擬仿真 實訓(xùn)室，實施基于產(chǎn)品生產(chǎn)過程為導(dǎo)向的“理、虛、實”一體化 教學(xué)模式。在教學(xué)組織形式上，突破傳統(tǒng)的教室授課方式，形成 以教室一

9、機房一車間多個場所組合，實現(xiàn)數(shù)控編程、數(shù)控仿真、 CAD/CAM應(yīng)用和數(shù)控實訓(xùn)的理、虛、實一體化教學(xué)，構(gòu)建了 “2+2+6”（2節(jié)理論+2節(jié)仿真+6節(jié)機床操作）三位一體教學(xué)模 式。針對數(shù)控實習(xí)過程中合并 CAD/CAM應(yīng)用的內(nèi)容，使CAD/CAM 課程與數(shù)控機床操作實習(xí)一同進行， 實習(xí)過程中學(xué)生看到自己設(shè) 計出來的數(shù)字模型變成了真實可用的工藝品，提高了學(xué)生對 CAD/CAM軟件學(xué)習(xí)興趣，進而提高了 CAD/CA M軟件應(yīng)用的教學(xué) 效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。3. 開放數(shù)控加工技術(shù)三維仿真實訓(xùn)室。 在專業(yè)科的指導(dǎo)和教 師的協(xié)助下，由學(xué)生組織有共同興趣愛好的同學(xué)創(chuàng)建專業(yè)社團一一“ CAD愛好者協(xié)會”，協(xié)會

10、成員覆蓋數(shù)控、模具、機修、 機電、計算機等專業(yè)，會員達 60多人，制定CAD愛好者協(xié)會 章程，由專業(yè)教師根據(jù)學(xué)生的需求定期授課，社團利用課余時 間定期開展二維 CAD三維CAD三維創(chuàng)意設(shè)計比賽等活動，數(shù) 控加工技術(shù)三維仿真實訓(xùn)室對專業(yè)社團開放， 由社團成員對數(shù)控 加工技術(shù)三維仿真實訓(xùn)室進行管理，使愛好者CAD/CAM應(yīng)用能力得到提高，豐富學(xué)生?n余文化生活，充實專業(yè)建設(shè)內(nèi)涵。4. 建設(shè)數(shù)控加工技術(shù)數(shù)字化實訓(xùn)車間。 為整合現(xiàn)有硬件和軟 件資源，使兩者有機結(jié)合，實現(xiàn)教學(xué)資源優(yōu)化配置與利用，在充 分利用校園網(wǎng)的基礎(chǔ)上， 對數(shù)控加工技術(shù)實訓(xùn)車間實施數(shù)字化建 設(shè)。在數(shù)控加工技術(shù)數(shù)字化實訓(xùn)車間建設(shè)中，教學(xué)

11、場所網(wǎng)絡(luò)化、 媒體化，在教室、機房、車間等教學(xué)場所安裝媒體播放設(shè)備，布 設(shè)網(wǎng)絡(luò)接口， 實現(xiàn)資源的共享與聯(lián)通， 隨時可以調(diào)用數(shù)控加工技 術(shù)三維仿真平臺的教學(xué)資源。四、數(shù)控加工技術(shù)三維仿真平臺建設(shè)成果1. 增強學(xué)生職業(yè)綜合能力， 提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。 在數(shù)控技術(shù) 應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)中， 學(xué)校依托虛實結(jié)合的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)實 訓(xùn)基地，開展基于產(chǎn)品生產(chǎn)過程為導(dǎo)向的“理、虛、實”一體化 教學(xué)模式改革與創(chuàng)新， 通過在虛擬環(huán)境和實際生產(chǎn)環(huán)境中進行綜 合性的技術(shù)訓(xùn)練， 讓學(xué)生在實踐過程中發(fā)現(xiàn)問題、 分析問題并解 決問題， 使所學(xué)的理論知識得到驗證和綜合應(yīng)用， 增強學(xué)生職業(yè) 綜合能力， 提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。 近三年，畢業(yè)生的雙證率達 98%， 部分學(xué)生考取了兩個職業(yè)資格證，學(xué)生就業(yè)率每年保持100%，深受用人單位的歡迎。2. 教學(xué)與競賽相結(jié)合， 學(xué)生技能比賽成績突出。 通過數(shù)控加 工技術(shù)三維仿真平臺的建設(shè)， 使廣西機電工業(yè)學(xué)校的數(shù)控技術(shù)應(yīng) 用專業(yè)校內(nèi)外實訓(xùn)基地建設(shè)逐步完善， 突出了實踐教學(xué)， 激發(fā)了 學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 學(xué)生的數(shù)控技術(shù)技能水平、 創(chuàng)新能力顯著提高， 學(xué)生技能比賽成績突出。在近三年的全國職業(yè)院校數(shù)控技能大 賽、廣西職業(yè)院校數(shù)控技能大賽等技能比賽中， 學(xué)生獲得國家級 學(xué)生組三等獎 1 個，自治區(qū)級學(xué)生組一等獎 7 個、二等獎 8