數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中的作用

數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的作用谷城職教中心汪海波隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工日益得到廣泛的應(yīng)用，數(shù)控人才也供不應(yīng)求。如何盡快培養(yǎng)出能夠滿足市場需求的數(shù)控技能型人才，成為當前數(shù)控教學(xué)工作者必須思考的問題。作為數(shù)控的專業(yè)課教師，我在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)把數(shù)控仿真軟件引入到數(shù)控教學(xué)中，是解決當前數(shù)控專業(yè)技能人才培訓(xùn)難題的有效措施。數(shù)控仿真軟件是結(jié)合生產(chǎn)廠家實際加工制造經(jīng)驗與教學(xué)訓(xùn)練需求所開發(fā)的一種應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)于數(shù)控編程與加工的仿真模擬軟件，它具備對數(shù)控機床操作全過程和加工運行全環(huán)境仿真的功能，用好仿真軟件可以起到到事倍功半的作用。下面我結(jié)合自己的教學(xué)實踐談?wù)勗跀?shù)控教學(xué)中數(shù)控仿真軟件的作用。1、利用仿真軟件可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控的積極性。理論是深入學(xué)習(xí)數(shù)控的基礎(chǔ)，要想使學(xué)生能夠正確認識數(shù)控設(shè)備并扎實地學(xué)習(xí)數(shù)控基本理論，必須從激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣入手。初學(xué)數(shù)控的學(xué)生沒接觸過數(shù)控機床，大多會認為數(shù)控設(shè)備很神秘，尤其是在講數(shù)控設(shè)備分類及基本結(jié)構(gòu)時，更是讓許多學(xué)生如聽天書，這個問題如果在短期內(nèi)得不到解決，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性就會隨之減退，進而影響教學(xué)效果。所以一開始我就利用數(shù)控仿真軟件這種圖文并茂的教學(xué)資源，把各種常用的數(shù)控機床展示給學(xué)生，把機床的部件逐個拆下來，再逐個安裝起來，為學(xué)生及時地消除了神秘感，幫助學(xué)生建立起對數(shù)控機床的感性認識，同時也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控的積極性。2、利用仿真軟件可以解決機床少，學(xué)生多的矛盾。由于學(xué)校數(shù)控機床的數(shù)量有限，不可能為每名學(xué)生提供一臺數(shù)控機床，但仿真軟件可以為每位同學(xué)提供仿真機床，不僅可以仿真包括FANUC、SIEMENS、華中數(shù)控等主流的數(shù)控系統(tǒng)，而且仿真機床種類也較多，包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、立式和臥式加工中心，采用的操作面板和按鍵功能與真實的數(shù)控機床完全相同。在仿真機床上，老師講解演示，學(xué)生操作訓(xùn)練都很方便。由于在操作中即使出現(xiàn)人為的編程或操作失誤也不會危及機床和人身的安全，學(xué)生可以大膽進行操作，因此在較短時間內(nèi)就能掌握多種數(shù)控系統(tǒng)、多種數(shù)控機床的操作方法，解決了學(xué)生操作真實機床時不熟悉數(shù)控系統(tǒng)操作面板和數(shù)控機床操作方法的問題，還能提高學(xué)生對不同數(shù)控系統(tǒng)不同數(shù)控機床的適應(yīng)能力。有些技術(shù)是需要經(jīng)過多次重復(fù)訓(xùn)練才能掌握的，如果通過在機床上實際加工來掌握這種能力，除了機床的折舊與磨損外還會存在較高的刀具與材料消耗，在軟件上我們可以重復(fù)加工，反復(fù)訓(xùn)練，而不會產(chǎn)生上述消耗，只需要進行一兩次實際操作就能達到事半功倍的效果。通過仿真訓(xùn)練，使原來需要在數(shù)控機床上才能完成的大部分實訓(xùn)內(nèi)容可以在仿真系統(tǒng)中實現(xiàn)，既能形象加工又能大大降低數(shù)控實訓(xùn)的資金投入，是一種安全、合算而又有效的辦法。盡管在實訓(xùn)中仿真軟件發(fā)揮了很好的作用，但仿真加工與實際加工畢竟是有差別的，過多的仿真教學(xué)容易導(dǎo)致學(xué)生忽視這種差別，從而誤導(dǎo)學(xué)生。為了避免這種誤導(dǎo)，老師一定要講明白兩者之間的差別，比如，數(shù)銑加工中的切削深度ap，軟件仿真時設(shè)為20㎜也能加工，但是在一般的數(shù)控銑床上，是不能在這樣的切削用量之下加工的。再如，在仿真中，立銑刀也能在垂直下刀過程中進行加工，而實際機床上是不允許的。因此，在數(shù)控教學(xué)中，既要合理、適度的利用仿真軟件，使之為教學(xué)服務(wù)，又要充分重視實際操作，只有這樣，才能使我們的數(shù)控教學(xué)既科學(xué)又客觀，既高效又實用。3、利用仿真軟件可以充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能。傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)往往是教師在黑板上大講編程指令和機床操作步驟，學(xué)生學(xué)后不能及時應(yīng)用，很容易喪失學(xué)習(xí)的動力。引入數(shù)控仿真軟件后，可以大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，為此，我在教學(xué)中進行了以下嘗試。首先，降低學(xué)習(xí)的起點，變單純的理論講解為互動式教學(xué)。我先設(shè)計一個較簡單的零件圖樣，對學(xué)生進行示范性操作，同時提醒學(xué)生認真觀察，掌握操作要點。當教室里機床的模擬切削聲響起來，切屑四濺，毛坯隨著刀具的加工變成圖樣要求的零件時，學(xué)生的好奇心和求知欲被充分調(diào)動起來。當我提供給學(xué)生程序和對刀數(shù)據(jù)，學(xué)生在自己的計算機上加工出零件時，及時引導(dǎo)學(xué)生積極地思考：毛坯為什么會變成現(xiàn)在的零件？機床為什么會自己加工？學(xué)生會順利地導(dǎo)出：機床是由程序控制的，而程序是由人編寫的。讓學(xué)生在一種積極的情感體驗中，充分認識到學(xué)習(xí)數(shù)控編程和機床對刀的重要性，對接下來的學(xué)習(xí)充滿了期待。其次，職校學(xué)生的學(xué)習(xí)往往憑一時興趣，學(xué)習(xí)熱情難以持久，如何避免學(xué)生在學(xué)習(xí)編程指令和更為枯燥的工藝內(nèi)容時失去興趣呢？為此，我將課堂教學(xué)與仿真車的操作訓(xùn)練有機結(jié)合，盡量讓學(xué)生多進行操作、實踐。我把相關(guān)的知識與能力，按照其內(nèi)在邏輯聯(lián)系，編成便于學(xué)生進行學(xué)習(xí)和技能操作的相對獨立的課題。每個課題都需要學(xué)生學(xué)習(xí)幾個編程指令和相關(guān)的加工工藝，學(xué)生學(xué)完指令和工藝，馬上編程，然后在計算機上仿真出來，學(xué)生在電腦屏幕上看到自己的學(xué)習(xí)成果，心里充滿了成功的喜悅，這時及時表揚學(xué)生所取得的成績，激發(fā)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心，努力挖掘他們的內(nèi)在潛能。同時在仿真過程中不斷提醒學(xué)生，注意觀察刀具運動軌跡和程序指令的對應(yīng)關(guān)系,從中總結(jié)程序是如何控制機床刀具的，這對于學(xué)生理解編程指令，減少程序出錯率是很有幫助的。在每個仿真完成后，及時引導(dǎo)學(xué)生思考：該零件的結(jié)構(gòu)和加工工藝是否合理，還可以做哪些改進？通過組織學(xué)生討論，確定新的加工方案，并把創(chuàng)新后的零件仿真出來。這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，也為學(xué)生將來工作后從事產(chǎn)品研發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。通過完成課題，學(xué)生真正體會到學(xué)習(xí)知識的目的是為了應(yīng)用，在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)自己的不足，促使自己進一步學(xué)習(xí)相關(guān)知識，即“學(xué)以致用，以用促學(xué)”。4、利用仿真軟件可以構(gòu)建合理的成績評價體系。教學(xué)評價是否合理直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，所以在數(shù)控教學(xué)中盡可能構(gòu)建合理的評價體系：第一，評價合理并要有一定的彈性，答案不能限制的太死，只要合理就行，如一個零件的加工路線，可以有好多種方案，只要工藝恰當，能夠加工出合格的零件，都要給予肯定。第二，不僅要評價操作結(jié)果，還要評價操作的過程，對訓(xùn)練中學(xué)生的每一點成績都要給予充分的鼓勵和肯定。利用仿真軟件的考試系統(tǒng)可以記錄學(xué)生學(xué)習(xí)的整個操作過程，自動測量零件，從而對學(xué)生作出較全面的評價。第三，轉(zhuǎn)教師個人評價為教師、學(xué)生多方評價。對學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)過程及結(jié)果不僅僅由教師通過軟件來評價，還可以讓學(xué)生自評或互評。如零件加工路線的選擇及優(yōu)化；對某些零