軟件仿真模擬與數(shù)控教學(xué)

　　軟件仿真模擬與數(shù)控教學(xué)

　　摘要：適當(dāng)、適度、合理地利用軟件仿真模擬有利于提高數(shù)控教學(xué)效果，有利于提高數(shù)控培訓(xùn)效率，有利于解決數(shù)控設(shè)備昂貴與資金短缺的普遍性矛盾，但是，必須注意消除其可能產(chǎn)生的負(fù)面影響。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控軟件;仿真模擬;實訓(xùn)教學(xué)

　　仿真模擬技術(shù)是指使用儀器設(shè)備、模型、計算機(jī)虛擬技術(shù)，以及利用場地、環(huán)境的布置，模仿出真實工作程序、工作環(huán)境、技術(shù)指標(biāo)、動作要求，進(jìn)行科學(xué)研究、工業(yè)設(shè)計，模擬生產(chǎn)、教學(xué)訓(xùn)練和考核鑒定等的一項綜合技術(shù)。

　　該技術(shù)正在得到教育培訓(xùn)領(lǐng)域廣泛的重視和應(yīng)用，為了提高數(shù)控教學(xué)的效率和所培養(yǎng)學(xué)生的適用性，我結(jié)合自己的教學(xué)實踐談幾點如何在數(shù)控教學(xué)當(dāng)中充分利用好仿真軟件。

　　1.把軟件仿真應(yīng)用到數(shù)控理論教學(xué)當(dāng)中

　　理論是深入學(xué)習(xí)數(shù)控的基礎(chǔ)，數(shù)控作為一項技術(shù)很強(qiáng)的學(xué)科，要使學(xué)生扎實學(xué)習(xí)數(shù)控的基本理論和正確認(rèn)識數(shù)控設(shè)備，軟件仿真模擬作為一種圖文并茂的教學(xué)手段是的一種不可缺少的教學(xué)資源，在教學(xué)中起到了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果的作用。

　　初學(xué)數(shù)控的學(xué)生認(rèn)為數(shù)控設(shè)備非常神秘，既有探索的欲望又覺得無從下手，尤其是在講述數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)時，更是讓許多學(xué)生不知所云，這種狀態(tài)如果在短期內(nèi)得不到改善，學(xué)生的興趣和積極性就會隨之減退，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)和教學(xué)效果。

　　如果能及時利用仿真軟件為學(xué)生揭開數(shù)控這層神秘的面紗，學(xué)習(xí)和教學(xué)效果將會得到明顯的提高。

　　因此，對于給學(xué)生建立基本的數(shù)控認(rèn)識和改變認(rèn)為數(shù)控深不可測的思想狀態(tài)具有立竿見影的效果。

　　2.把軟件仿真應(yīng)用到數(shù)控實習(xí)教學(xué)當(dāng)中

　　在數(shù)控實習(xí)教學(xué)中適當(dāng)應(yīng)用軟件仿真，會對整個訓(xùn)練過程起到積極的作用，也能解決數(shù)控設(shè)備太少，學(xué)生太多的矛盾。

　　對把軟件仿真應(yīng)用到數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)當(dāng)中談幾點不太成熟的體會;首先，可以利用軟件仿真來訓(xùn)練學(xué)生的編程能力，尤其是拓寬對數(shù)控指令應(yīng)用的知識面是一種行之有效的方法，軟件仿真與實際操作相結(jié)合，可以通過實踐給學(xué)生糾正在編程中出現(xiàn)問題而軟件仿真又沒有反映出來的問題。

　　比如，進(jìn)給量和切削深度，軟件仿真時把進(jìn)給量設(shè)為F10.0�/r，切削深度ap=20.0�時也能正常加工，并且也不報警，但是在一般條件下數(shù)控機(jī)床是不能在這樣的切削用量之下工作的。

　　因此，軟件仿真不能解決的問題可以通過實踐來彌補(bǔ)。

　　其次，實習(xí)教學(xué)也離不開軟件仿真，由于數(shù)控機(jī)床數(shù)量有限，不可能為每名學(xué)生提供一臺機(jī)床，又鑒于中職學(xué)校學(xué)生不太成熟，有不教不學(xué)的共性，因此在上機(jī)床操作之余又能在軟件上仿真不失為一種既能使其有所提高又能培養(yǎng)學(xué)生自覺、自律的習(xí)慣。

　　再次是利用軟件訓(xùn)練學(xué)生是一種合算而又有效的辦法，既能形象加工又能節(jié)約實習(xí)經(jīng)費，有的技術(shù)是需要多次重復(fù)訓(xùn)練才能掌握的，如果是在機(jī)床上實際加工來掌握這種能力，除了機(jī)床的折舊與磨損之外還有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)練而沒有上述消耗，只需要進(jìn)行一兩次實際操作就能達(dá)到事半功倍的效果。

　　3.數(shù)控仿真模擬軟件應(yīng)用于教學(xué)的弊

　　仿真教學(xué)不是真正機(jī)床的操作，具有局限性：采用仿真教學(xué)可以縮短學(xué)生實際上機(jī)操作時間，但決不能替代學(xué)生的實際機(jī)床操作這個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。

　　學(xué)生無法通過仿真軟件體會真實的加工環(huán)境：作為一個仿真軟件，它和實際機(jī)床加工還是存在區(qū)別的，它無法代替機(jī)床在實際加工中的真實感受。

　　在仿真系統(tǒng)中很難看出切削深度對工件及刀具的影響;不同材質(zhì)、幾何角度的刀具對切削加工的影響;主軸轉(zhuǎn)速的對切削的影響等等。

　　學(xué)生若想了解這些方面的加工信息，就必須在真正的機(jī)床上去不斷的嘗試、總結(jié)。

　　不利于學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度的養(yǎng)成：仿真中系統(tǒng)會對誤操作給出提示和警告，學(xué)生根據(jù)這些信息可以進(jìn)行相應(yīng)的修改，時間長了就會對此產(chǎn)生依賴，容易造成學(xué)生的操作隨意、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧?xí)慣。

　　不利于學(xué)生安全生產(chǎn)意識的養(yǎng)成：仿真中的誤操作只提示操作錯誤，而在實際生產(chǎn)中哪怕一個很小的失誤，都可能造成很嚴(yán)重的后果。

　　輕則工件質(zhì)量不合格、刀具損壞，嚴(yán)重時還會造成機(jī)器損壞和人員傷亡。

　　例如撞刀，仿真中有聲音報警提示，操作者只要將刀沿相反方向退回，報警隨即消失，刀具仍然可以繼續(xù)使用。

　　而在實際加工中一旦撞刀，刀具基本就損壞了，不能再使用，必須更換刀具。

　　4.在使用數(shù)控仿真軟件教學(xué)時，應(yīng)注意以下事項

　　4.1嚴(yán)格按實際操作的要求進(jìn)行。

　　雖然是在計算機(jī)上進(jìn)行仿真加工，但教師一定要按照實際操作加工中的要求來做，如正確裝夾零件，合理選用刀具及切削用量;對刀的步驟和動作也要規(guī)范，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的初期就養(yǎng)成正確的習(xí)慣。

　　另外，應(yīng)盡量避免使用計算機(jī)的鍵盤而采用鼠標(biāo)點擊仿真軟件上系統(tǒng)面板，使學(xué)生盡快熟悉面板上各鍵的位置，等到實際操作時就能很快適應(yīng)。

　　4.2及時說明軟件與機(jī)床不符之處。

　　對于軟件中與機(jī)床的不同之處，教師應(yīng)及時給學(xué)生說明，并根據(jù)機(jī)床的實際情況對學(xué)生詳細(xì)講解，以免使學(xué)生產(chǎn)生誤解，影響到將來在機(jī)床上的編程與操作。

　　4.3分配好仿真軟件學(xué)習(xí)和機(jī)床操作練習(xí)的時間比例。

　　根據(jù)總的實習(xí)時間，合理分配好軟件練習(xí)和機(jī)床操作的時間，特別是當(dāng)實習(xí)條件較好時，上機(jī)操作的時間應(yīng)占較大比例，因為數(shù)控仿真軟件的優(yōu)勢體現(xiàn)在入門基礎(chǔ)培訓(xùn)上，學(xué)生實際操作技能的提高主要還是要依靠上機(jī)實際操作練習(xí)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]曾小惠，吳明華，潘鐵虹.在線數(shù)控加工仿真教學(xué)系統(tǒng)的實現(xiàn)，1998

　　[2]余勤科，岳應(yīng)娟，劉宏.虛擬數(shù)控機(jī)床技術(shù)及其應(yīng)用，2000

　　[3]王曉楠，王仲海.虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用，2002

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