本文摘要：【摘 要】本文著重討論如何利用數控加工仿真系統進行教學和技能訓練的，對數控教學模式、教學手段和教學方法的完善進行有益的探索。 【關鍵詞】數控專業 仿真軟件 計算機輔助 教改 期刊論文征稿 眾所周知，由于數控機床是一種新型工藝裝備，故數控技術工人的
【摘 要】本文著重討論如何利用數控加工仿真系統進行教學和技能訓練的，對數控教學模式、教學手段和教學方法的完善進行有益的探索。
【關鍵詞】數控專業 仿真軟件 計算機輔助 教改 期刊論文征稿
眾所周知，由于數控機床是一種新型工藝裝備，故數控技術工人的培養和數控機床的教學還處在發展階段。相對于普通加工機床來說，數控機床屬于高科技產品，品種多價格高。就算是經濟型機床，一臺數控車床或數控銑床一般也需要一二十萬，一臺數控加工中心也是少則幾十萬多則上百萬。數控機床的操作訓練若完全依賴數控機床進行實作訓練，投入大、消耗多、成本高，即使是實力雄厚的培訓學校和企業也無力承擔起此種消耗與投入。
而高職數控技術專業的定位恰恰是立足裝備制造業，面向整個工作領域，堅持以生產、管理、服務第一線技能型專門人才為培養目標，以就業為導向，培育技能型實用人才。因此數控專業學生職業技能的養成，對任何一個高職院校來說都是不小的投入和負擔。作為數控專業的專業課教師，我深深的感到：在數控技術等相關專業課程的教學中，提高仿真教學模塊的比例，探索新的教學手段和方法是使學生獲得數控技術應用專業職業技能，適應社會需要的重要途徑。
因此探索一種新的數控加工技術教學模式來達到投入少、見效快、培養的學生適應性強、企業歡迎的教學模式勢在必行。這種教學模式應當既區別于傳統的機械加工培養模式又與一般的機電專業有不同�，F在很多高職院校已經開始運用數控加工仿真系統教學，來尋求解決這一問題的途徑。
數控加工仿真系統是結合機床廠家實際加工制造經驗與高職院校教學訓練一體所開發的一種機床控制虛擬仿真系統軟件，可以滿足大批量學生教學需求。數控加工設備價格昂貴、占地大，而數控仿真系統軟件可以在微機平臺上運行，解決了培訓時學員多機床設備少的問題、并為學校節省了大量設備購置經費。它可以對數控裝置進行仿真操作，實踐課程教學的目的主要是對原理的驗證。學生可利用此軟件進行仿真操作，同樣會起到了真實設備的教學效果。常規的原理課程的講解一般分兩部分，一部分在教室講解原理，另一部分在實驗室講解實際操作，這樣必然增加了課時，也使教學內容不連續。用軟件教學可以將兩部分內容有機結合，也為學生的課前預習提供了條件。此系統還可以依據不同的客戶要求進行設計，尤其適于初學者的入門過程。通過該軟件可以使學生達到實物操作訓練的目的，并且安全可靠。通過動態的仿真操作使教學過程易教易學、教學效果顯著提高。
其優點在于：①系統完全模擬真實CNC機床的控制面板和屏幕顯現，可輕松操作。②在虛擬環境下對NC代碼的切削狀態進行檢驗， 操作安全。③用戶可看到真實的三維加工仿真過程，仔細檢查加工后的工件， 可以更迅速的掌握CNC機床的操作過程，過程逼真。④采用虛擬機床替代真實機床進行培訓， 在降低費用的同時獲得更佳的培訓效果，使用更經濟。
數控加工仿真系統具有FANUC、SIEMENS等眾多數控系統功能，學生通過在PC機上操作該軟件，能在很短時間內就能掌握數控車、數控銑及加工中心的操作�？墒謩踊駽AD/CAM編程和加工，教師通過網絡教學，監看窗口滾動控制，可隨時獲得學生信息。在教學中還具有多媒體教學的特點。
首先，由于計算機輔助控制系統是以計算機為媒體開發的，所以它的通用性較強，它能夠在48 以上的任何型號的計算機上直接使用。在屏幕上能夠顯示和機床操作面板一模一樣的界面;以動態的模擬顯示代替機床實際運行并且還能夠提示操作信息，如編程錯誤信息和操作失誤機床碰撞報警信息等。使數控機床的編程操作易于課堂化教學，從而即節省了機床設備和實習消耗、又大大提高了教學效率。以某公司出品的數控加工仿真系統為例：在數控機床教學應用時，由于計算機內部各種軟、硬件資源的支持使得系統在編程、操作時的效率大大提高。如在手工編輯NC程序時可利用各種文本編輯軟件EDIT或Windows下的記事本及寫字板等，可以快速編輯程序并以NC為擴展名存入磁盤。其主要特點是存儲容量大，能夠儲存更多數量的和更長的NC程序文件。并且在NC程序輸入、修改、拷貝方面都顯得非常簡單，乃至程序的轉送也很方便，還可利用軟盤考貝或聯網來實現這一過程。編輯過程中能將漢字注釋信息一起編入NC加工程序而不影響系統的調用和運行，這就使操作者很容易的在繁多的NC文件中找到想要使用的NC文件及其相關的詳細信息，而不必在一大堆字符中花費長時間進行查尋、分析這些程序的功用而大傷腦筋了。調用時也非常方便，進入機床控制系統后，只要是以NC為擴名的NC程序文件都可以直接調用。
其次，計算機輔助機床控制系統依據計算機強大的顯示功能和全中文的結構設計，并配以豐富多彩、自然友好界面顯示，使學生一進入本系統就被深深的吸引，從而能夠激發學生學習興趣和動力。模擬演示功能更為真實可靠，圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設計以滿足不同監控要求。當程序執行時，程序段、坐標值、出錯信息以及工件與刀具的相對移動的切削過程同時顯示在同一窗口內，使操作者能夠一目了然，隨時監控機床運行的狀態體驗真實的加工過程。該系統具有機床規格大小設置，可定義刀具形狀、切削用量，如數控銑床上鉆頭、鏜刀、球頭刀、圓角刀，數控車床上的外圓刀、鏜刀、切刀、螺紋刀，可以實時監控刀具加工軌跡及圖形縮放控制。機床外形也可顯示并具有關門保護、零件加工后的測量和保存視窗作業的功能。
數控加工仿真系統功能較為完善、適于教學的使用。其中語法診斷和模擬示教功能可以使學生進行人機交互式學習。即由學生輸入NC程序，在模擬運行過程中，系統能及時提供錯誤信息以及刀具相對移動軌跡的顯示以及最終加工的立體效果，再由學生經過簡單判斷就能很容易的發現和修改NC程序的錯誤，從而避免教師直接面對學生的指責傷害學生的自尊，也大大減輕了教師批改學生NC程序作業時的繁重負擔。使教師能夠集中精力以幫助學生解決實際問題，保證了教學質量使教學效果得到顯著提高。
在操作方面，由于數控加工仿真系統采用了與數控機床操作系統相同的面板和按鍵功能，并且使用數控加工仿真系統在操作中即使出現人為的編程或操作失誤也不會危及機床和人身安全，反而學生還可以從中吸取大量的經驗和教訓。所以說它是初學者理想的實驗、實踐工具，只要經過短期的專門訓練，學生很快就能夠適應數控系統的實際操作方法，從而為以后的技能的進一步深造打下了堅實的基礎。
由于我們注意到了它在這一方面具有的優越特點，而且根據學校教學改革的要求，我們盡力把它運用到我校TPL無斷層教學模式中。例如，我們在數控機床實操訓練之前開發了編程模擬操作課程，并且專門編著了《數控機床編程與模擬操作實例講議》，在內容上突出了理論和實踐的關系。至此，我們將理論與實踐有機的結合在一起邊講授邊練習，使講過的知識及時應用于實踐中，不但加深了學生對理論知識的理解而且在模擬操作的同時對數控機床的操作方法上也具備了相當水平的實踐基礎。到了2006級的學生上課時，學校領導作出了明智的選擇，學校購置了數控加工仿真軟件，并且采用了我校TPL無斷層的教學模式及其教材的應用，使理論知識與實踐操作完好的結合。在教學中邊教邊學、邊學邊做、在學中做、在做中學，學生的積極性被調動起來，老師也在繁鎖教學活中得到解放和學生一樣都感到非常輕松，大大提高了教學效果。學生的編程與操作能力也有了非常明顯的效果，在數控等級工考試中合格率達到100%，學生成績相當優秀，得到其他學院同行的認同。
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