數控仿真系統在數控教學的應用
數控仿真軟件包含多種數控系統，使用其作為教學輔助工具，可以使數控教學達到投入少，教學內容多樣性，培養的學生適應能力強的目的。
數控仿真系統在數控教學的應用【1】
摘要：針對現在數控教學的現狀，本文主要探討數控仿真軟件在數控教學中的應用過程中的作用、存在問題。
關鍵詞：數控教學;數控仿真軟件;教學效果
進入21世紀，我國制造業在世界上所占的比重越來遠大，隨著我國逐漸成為“世界制造業中心”進程的加快，制造業的主力軍――技能人才嚴重缺乏已成為制約我國制造業快速發展的瓶頸。
數控機床在現代機械制造業中廣泛應用，社會急需大批熟練掌握現代數控機床編程、操作、維修的一線工數控技術工人。
職業技術學校作為生產一線操作和技術人才的培養基地，如何更快更好地培養出滿足市場需要，掌握數控機床編程、操作與維修等技能的高質量的技術人才，早已是數控教學工作者研究的課題。
現在職業院校數控專業普遍采用數控仿真軟件輔助數控教學。
現淺談如何利用數控仿真軟件作為輔助教學工具，與數控教學有機地結合起來，提高數控教學水平，培養高素質的應用型技術人才。
一、采用數控仿真軟件作用
1.節約設備投入，實習耗材的使用
現在數控設備價格比較高。
數控車床最少7、8萬，數控銑床一般也在20萬左右。
加工中心一般要50萬左右，多則達百萬甚至上千萬。
數控機床的實訓如果完全按照實操進行，不但投入大，而且消耗多、成本高，即使是實力雄厚的院校或企業也難以承受此種消耗和投入。
數控仿真軟件包含多種數控系統，使用其作為教學輔助工具，可以使數控教學達到投入少，教學內容多樣性，培養的學生適應能力強的目的。
它能避免學生初期實習時不熟悉數控系統及面板操作帶來的設備、人身安全等問題;又能克服學生因為剛剛接觸數控機床產生的畏難心理，增強學生操作熟練度和信心，能對機床的功能有深入了解，達到熟悉數控機床的目的，學生還可以通過仿真對所編程序進行驗證。
可以克服人多而設備少的矛盾，保證了學生實習時間，同時同樣數量機床可以滿足更多學生實習，降低了實習消耗，節約了成本。
2.提高學生編程、操作能力
數控仿真軟件具有多種數控系統、多種機床，它可以逼真的進行數控編程和操作。
可以讓學生在實際動手操作之前，先用仿真軟件在計算機上模擬操作，這樣能讓學生在實際操作機床之前就已經有了一定的熟練度和自信心。
在實習時，合理安排數控仿真和實操課時比例，一般為1:1。
仿真練習可以進行編程和加工工藝學習，學生利用仿真軟件可以進行程序編寫，工件仿真加工等操作，通過完整的、接近于實際操作的模擬操作過程的教學讓學生掌握數控機床加工零件的全部過程。
這一過程將數控編程、制造工藝、刀具、數控機床、數控加工等課程有機地結合起來，使學生覺得以前所學的知識不再孤立、枯燥，達到了融會貫通，鞏固了學生的加工工藝方面的知識，強化了數控教學的效果。
學生可以更快、更好地掌握編程、操作，同時培養學生獨立解決實際問題的能力。
3.拓展學生所學的知識面
現在學校購買的數控機床一般是FANUC系統，但有的企業使用西門子系統、廣州數控等系統。
為了使學生在畢業后有更多的就業選擇，在進行仿真教學時可以不僅僅練習FANUC系統編程、加工，還應拓展數控系統的學習。
利用仿真軟件學習其他企業常用的數控系統的編程和操作，使學生了解并掌握不同系統、不同數控機床編程與操作方法。
提高學生對不同系統、不同操作面板的編程與操作的適應能力，拓展學生知識面。
4.提高理論教學效果
數控理論教學尤其是數控編程與操作的學習，最好使用仿真數控軟件輔助教學。
在教室里枯燥的學習數控編程，學生不容易理解指令的使用，而且無法檢驗編寫的程序正確與否。
在課堂上講解按鍵作用和操作，只能靠學生的想象，枯燥無味，教學的效果甚微。
如果將數控仿真軟件引入理論教學，可以在課堂上將學生的程序編寫逼真的演示出來，可以及時發現程序中存在的問題，對指令的理解更加容易。
可以使學生在教室中看到和實際加工基本相同的加工過程，學生更容易理解數控加工操作。
這不但有利于激發學生學習興趣，提高數控理論教學效果，更有助于學生編程能力的提高，也為以后的實際操作奠定了堅實的基礎。
二、使用中存在問題及解決措施
數控仿真軟件的使用不僅僅包括優點，還存在不足之處需要改進。
1.學生不注意仿真和實操之間的不同
數控仿真軟件只是對工件的編程、加工過程的模擬，并非真實的加工過程，仿真系統只有在選擇過大切削深度時才會提示報警。
在使用仿真軟件練習時，不用考慮切削用量的影響，程序就能加工合格的工件，學生不能感覺到實際加工時的切削用量的選擇、零件裝夾對加工的影響。
長此下去，學生在生產加工中就不會考慮到切削用量、刀具、材料等因素對加工的影響，只會按照仿真系統編程。
這樣的程序一旦用于實際操作，很容易發生崩刀、撞車等安全問題或影響零件的加工質量。
對此教師要高度重視，合理的安排仿真和實操的課時，使學生始終保持安全生產的意識，養成良好的工作習慣。
2.有可能影響學生的學習
一方面，長時間使用數控仿真軟件教學，會使學生認為數控編程、加工比較簡單，放松對自己的要求，不認真聽講，懶于上數控機床操作，致使技術退步。
另一方面，有些學生自控能力較差，長時間使用仿真軟件教學，學生趁機利用電腦上網、玩游戲或看小說，放棄學習。
這就要求教師加強責任心，提高管理水平，改進教學方法，減少數控仿真軟件在教學中的負效應。
總之，把數控仿真軟件用于數控教學之中，將激發學生的學習積極性，將有利于改進數控教學條件，提高數控教學效果，但要正確處理其在使用中產生的問題，以便收到事半功倍的效果。
【參考文獻】
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數控仿真軟件在數控專業教學中的應用【2】
【摘 要】數控仿真軟件在數控教學的應用，分析了仿真軟件在數控教學中的優勢與不足，并提出相應的改進措施。
【關鍵詞】數控技術;數控仿真;教學水平;優勢與不足
隨著現代科學技術的發展,數控技術在機械制造領域日益普及與提高，不同系統不同型號的數控機床在機械制造領域應用越來越廣泛，因此，為企業培養數控技術高級應用型人才，是我們職業院校的首要任務。
怎樣才能根據社會需求，培養出數控編程和數控機床操作的數控技術高級應用型人才是我們數控專業教師所面臨的主要問題。
作為數控專業的教師，我們要探索出一條即符合學校的教學實情又能與企業很好接軌的一條教學特色之路。
科學技術的快速發展，對數控技術高級應用型人才形成了巨大的需求，職業院校如何利用數控加工仿真系統進行教學更是處在探索階段,因此有必要對數控仿真軟件進行科學的分析，明確其優勢與不足，在數控教學中合理運用數控仿真軟件，會收到事半功倍的教學效果。
1.數控仿真軟件在數控教學中應用的優勢
1.1減少學校數控教學設備的投入，解決了數控機床少，實習學生多等矛盾
數控機床是高精度和高生產率的自動化加工機床，目前，數控機床的品種很多，價格昂貴，一臺普通數控銑床或數控車床價格一般在7—10萬，一臺小型加工中心價格一般在10—30萬，進口的數控機床價格多達上百萬甚至上千萬。
學校從教學成本考慮，不會大批量購置數控機床，一般會選購幾臺數控機床，供學生實習，導致實習數控機床數量少，種類少，學生上機操作時間少，不能很好的完成實習任務。
使用數控仿真軟件，實現了學校資金投入少，占地面積小，保證了一人一機，使每個學生有足夠的時間熟悉仿真軟件里的機床的操作，提高了教學質量，很好的解決了數控設備少，實習學生多的現狀，緩解了教學壓力。
1.2數控仿真軟件能夠引起學生的學習興趣，激發學生的學習熱情
職業院校的學生的知識水平較低，而數控專業教學理論知識比較抽象，學生易感到枯燥、乏味，應用數控仿真軟件，使很多知識更生動和直觀，例如對刀、程序的輸入與驗證等。
應用仿真軟件，可以直觀的看到操作過程，學中做，做中學。
這樣能夠引起學生的學習興趣，激發學生的學習熱情。
教師還要積極引導學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。
1.3無安全隱患，全面提高學生編程能力
數控機床價格昂貴，學生在數控實際操作過程中特別是初學者，沒有任何加工經驗，如果直接到數控機床上進行實操學習，易出現由于考慮不周全，安全意識淡漠而出現打刀，撞機等現象，甚至對機床和操作者造成傷害。
數控加工仿真系統是基于虛擬現實的仿真軟件，是利用計算機來虛擬動畫技術來模擬實際的加工過程。
學生可以通過仿真軟件熟悉數控機床操作面板，可以放心驗證程序，通過反復練習，全面提高學生的編程能力，同時也減少了零件的廢品率。
1.4數控仿真軟件中的數控機床的系統多,型號多，便于學生開拓視野，全面學習
目前，數控機床的種類很多，呈現系統多樣化，型號多樣化，并隨著科學技術的快速發展，不斷更新，而一般學校的數控設備受教學成本的限制，機床系統和型號比較單一，而應用數控仿真軟件就能可以彌補這方面缺陷。
例如上海宇龍仿真軟件，它擁有多種系統多種廠家生產的多種型號的數控機床，讓學生在操作真正的機床前先充分掌握安裝了不同類型數控系統的機床的加工仿真操作，同時通過仿真演示積累一定的數控加工實際操作經驗，能全面學習數控車、數控銑及加工中心等多種型號機床的操作知識，使學生開拓了視野，擴展了知識面。
通過嚴格的學習、指導與訓練，學生理論知識與操作技能，通過反復練習均會得到全面的發展與提高，學生畢業時分配到不同的生產企業，能很快適應企業的不同數控系統的數控機床的編程及操作
1.5實訓教學應用數控加工仿真軟件可降低教學成本
實訓教學應用數控仿真軟件，可以減少上機床操作時間。
將編程及驗證程序的操作由數控仿真仿真軟件完成。
首先可以安排學生根據圖紙的要求，編制零件加工程序，并使用數控仿真軟件進行模擬加工，驗證程序的正確性，并及時修改，然后將修改后的正確程序輸入機床，進行零件加工，這樣可以大大減少占用機床時間，降低實訓的消耗，從而降低教學成本。
1.6數控仿真軟件是數控大賽的一個考核模塊
近幾年數控大賽的比賽形式逐漸發生改變，比賽通常分為3個模塊，第一模塊理論考試，第二模塊數控仿真，第三模塊實際操作。
因此，學校為了適應社會的發展，應鼓勵教師合理應用數控仿真軟件教學。
1.7教師輕松教學,教學效果明顯改善
數控教學中應用數控仿真軟件，學生不僅在學校有了更多的練習時間，還可以自己下載數控仿真軟件，放學后，隨時練習。
學習過程中，遇到問題，可以先獨立思考，也可以和同學探討，還可以帶入學校，向老師請教。
以往實操示范操作時，一名教師示范操作并講解，20—40名學生聽課，實操現場噪音比較大，聽課人多，影響授課效果，如果分組演示教學，教師就得重復講解幾遍，工作勞動強度增大。
應用數控仿真軟件，教師可以將示范操作過程在電腦上反復播放，使每位學生都能看清楚操作的步驟及順序，然后學生獨立操作，在各種仿真練習過程中熟練掌握數控機床的加工生產技術，訓練學生實習操作的技能技巧，教師可以有的放矢的對不同學生進行巡回指導與訓練，教學效果明顯改善與提高。
2.仿真軟件在數控教學中的不足及改進措施
2.1數控教學只注重軟件仿真訓練,忽視上機實訓操作
仿真加工時，學生無法充分體會安全操作的重要性。
例如實際加工時學生必須佩戴勞保眼鏡，工作帽，女生必須把頭發盤到帽子里：加工零件時，機床的門必須關閉等等，這些細節往往被學生忽視，仿真加工中撞刀現象經常發生，學生對此不以為然，因此，在教學的過程中，教師要反復強調規范操作，安全第一，強調仿真加工與實際操作的區別，讓學生牢牢記住安全第一，數控加工仿真系統是一種模擬軟件，它不可能完全代替實訓。
必須合理安排仿真教學和實操教學,在教學中將仿真訓練與實踐操作訓練有機結合。
2.2仿真加工中不能合理選擇切削三要素及加工工藝參數
仿真軟件在對加工過程的模擬過程中，無法真實反應刀具切削的實際狀態，加工完成時，零件的加工精度和加工表面質量不能準確展示出來。
因此，在教學中，教師要詳細講解影響工件加工精度的一些主要因素，例如：刀具的選擇，工件的裝夾定位，切削用量的選擇，及切削液的選擇方法等，合理安排加工工藝是保證產品質量和提高生產效率重要保證。
仿真加工時嚴格按照操作規程操作，使學生養成一種嚴謹的工作態度。
2.3仿真教學和實操教學中注重反復強調仿真加工與實際機床的差異之處，避免發生安全事故
仿真軟件與實際機床還存在一定差異。
例如仿真時，鉆頭也可以進行輪廓及形腔加工，而在實際加工中，鉆頭只能鉆孔。
又如仿真對刀，采用G00快速對刀，軟件會提示可能撞刀，而在實際加工中，是不允許快速對刀的。
仿真時工藝參數設置的不合理，模擬加工一樣進行加工等等。
教學中，教師要反復強調易出錯的地方，避免實操時，出現安全事故。
2.4不能正確處理仿真系統中存在的問題
目前，我國數控加工仿真軟件的功能還不是很完善，如有些功能不識別(例如G68)，易死機，運行速度慢等等，教學過程中，教師要提前將軟件的主要缺陷告知學生，并將使用軟件時所遇到的問題及時反饋給軟件廠家，以便廠家予以改進。
綜上所述，數控仿真軟件有其自身的優點，也有不足，我們數控專業教師在教學中合理運用數控仿真軟件，不僅可以降低教學成本，增加學生的加工練習時間，還可以拓展學生的知識面，很好的適應企業的需求，達到事半功倍的教學效果。
【參考文獻】
[1]數控銑工.中國勞動社會保障出版社.
[2]上海宇龍數控仿真軟件使用說明書.
數控加工仿真在數控教學中的應用【3】
摘 要：對于數控專業教學而言，其中最為重要地是實踐操作訓練環節，但是在進行傳統教育的過程中，書面的教學模式并不能使得學生對技術有較好的掌握，特別是針對一些實際操作內容而言，該方面的教學內容更是少之又少。
隨著21世紀科學技術以及計算機電子技術不斷的發展以及變革，數控加工仿真程序也變得更加的真實以及完善，并且在進行實際教學運用的過程中，得到極為廣泛的推廣以及應用。
同時，使得實踐課程的教學內容所取得的效果比傳統教學而言更加的豐富以及全面。
針對數控加工仿真程序在數控專業教學過程中，特別是數控操作以及編程課程教學中實際的應用進行簡單的分析以及研究。
關鍵詞：數控教學 數控加工 仿真 操作編程
1 淺析數控加工仿真程序
所謂的數控加工仿真程序，其原本是按照機床生產廠家所進行的實際生產過程以及相關的教學需求所特別開發出來的一種仿真模擬程序。
該程序完全是按照正式的CNC機床制作控制屏幕以及面板進行模擬，操作過程十分的方便，并且在計算機虛擬的情況下針對NC代碼方面的切削狀態實現實時的檢驗，整個操作過程中，方便、安全。
操作用戶可以通過程序操作過程，將整個加工仿真的全部過程直接清晰的了解到。
當對數據等進行仔細的檢查以后，進行加工，這樣可以使得操作人員對于整個CNC機床實際的加工操作過程有一個更加直觀詳細的了解。
并且就該仿真程序而言，整個過程完全仿照真實的加工內容，并且整個設計過程中的顏色、大小、尺寸以及刀的形狀等選擇都是通過操作者自己進行設計的以及選擇的，這就使得不同的監控要求得到了最大限度的滿足。
當整個程序在執行過程中的時候，程序段以及出錯信息等一系列關鍵信息都會被列舉在同一個窗口內部，這就使得操作人員可以對這些內容有一個清晰并且明確的認識，同時對整個操作的過程有一個直觀的了解。
通過對數控加工仿真程序的使用，并且以此來代替真實的機床操作對學生進行培訓、鍛煉，這樣既可以大范圍的滿足每一位學生不同層次的教學需求，同時可以將實訓過程中學生多但是機床少的問題最大限度的解決，更重要的，將設備的置辦價格大量的減少，并且所獲得的實訓效果又令人滿意。
對于數控加工仿真程序而言，其本身還具有FANUC等一系列數控系統標準功能，當學生在進行實際操作工程中的時候，通過對該仿真程序的實際操作，并且學生可以在較短的時間內便將數控車以及加工中心相關的操作進行有效的掌握。
選擇操作的過程中，既可以選擇CAM或者是cad進行加工或者編程，同時教師還可以通過網絡監督以及教學控制等手段將學生實時的操作內容以及操作信息進行及時的查看以及掌控。
對于數控專業的實踐課程而言，其最為主要的內容便是對相關知識原理進行驗證，而學生通過對數控仿真程序的合理操作，同樣可以達到真實設備操作的效果，使得實踐教學與理論教學有效的結合在一起。
2 數控加工仿真在數控教學(數控操作以及編程課程教學)中的實際應用
對于數控專業的學生來講，思維要求最高的一門專業內容，無疑是數控編程，如果在進行數控知識教學的過程中，僅僅是通過單純的理論教學或者是純粹的文字教學，將會使得學生對學習的知識感覺到乏味以及抽象，并不能對需要學習的知識有一個較為深入的了解。
并且，就目前職業學校的教學模式以及學生本身的知識結構以及學習習慣而言，在進行學習以及教學的過程中，還存在許許多多的不利因素，這些不利因素直接導致數控專業的學生在進行數控知識學習的過程中，感覺到吃力，同時使得數控編程老師在進行相關知識的講解過程中，感覺到無從下手，甚至是無法下手。
那么如何才能有效地將學習門檻降低，使得學生的學習興趣得以最大限度的激發，同時使得學生本身的難以學習可以進化成為容易學習，使得學生的苦學，真正的變成快樂學習，本節主要針對數控加工仿真在數控教學(數控操作以及編程課程教學)中的實際應用進行有益的分析以及思考。
2.1 從激發興趣入手，設計好起始課
在數控編程與操作教學中，為激發學生技能操作的積極性，首先要抓住新生剛入學這一契機，結合學科特點，介紹數控編程知識的實用價值，有意識地讓學生了解數控編程與今后工作的密切關系，了解我們所學的專業都和數控編程及操作有著緊密的聯系。
從已就業的學生中，挖掘具有實用價值的、能激發學習動機、學習熱情和學生興趣的典型事例，充分展現數控編程及操作的價值，使更多的學生對數控編程產生濃厚的興趣。
其次，降低入門的門檻，避開空洞的理論教學。
在教學過程中可先設計較常見的生活用品，老師先進行示范性操作。
數控加工仿真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，使學生一進入系統就被深深的吸引，從而能夠激發學生學習的興趣和動力。
注意提醒學生認真觀察，掌握操作要領。
當機床的模擬切削聲響起來，切屑飛濺，毛坯隨著刀具的加工變成圖樣要求的工件后，學生的好奇心和求知欲極度膨脹。
此時也恰是讓學生動手操作，進行模仿的最佳時機。
2.2 重視理論與實際的相互結合
在進行數控編程的講解過程中，其一般情況下分為兩個部分，其中一部分時進行原理的講解，另外一部分這是通過具體的實踐從而對具體的操作進行領悟，但是這樣也使得整個教學課時得到了一定的增加，使得整個教學內容斷斷續續。
如果通過軟件進行教學，那么就可以使得這些內容得到有效的連接，這樣一方面可以使得學生得到了有效的預習時間，同時對于初學者而言，容易入門。
當然，也可以滿足實際操作的需求。
并且給，如果采用模擬軟件進行仿真操作練習，可以使得整個教學的過程變得簡單并且容易理解。
在實際操作的過程中，因為在系統中添加進入了與機床過四級操作相互對應的案件以及控制面板，所以及時是實際操作過程中出現有任何的編程錯誤或者會四操作失誤，也不會發生任何的人員危機或者是人身安全事故，但是這些錯誤可以使得學生更容易吸取教訓以及經驗。
當每一個實驗仿真操作完成、技術以后，教師必須對學生進行及時有效地引導，并引導學生進行如下自我思考：已經完成的這些零件，還存在的缺陷有哪些?對于這些零件的缺陷，還可以進行怎樣的改進。
這樣使得學生針對自己的仿真聯系進行問題的提出，并且讓其進行問題的討論，看一下發生在自己身上以及操作過程中的問題，別人是否依然存在，如果別人沒有存在，那么便可以咨詢問題的解決辦法，如果兩者同時出現了，那么可以進行深入的探討以及解決方案的制定，并且通過小組進行方案的可行性探討，最后再通過老師旁敲側擊，將問題解決，這樣在老師的輔導下，把創新后的零件作出來。
對于一些有價值的零件，建議他們保留程序，在今后的實際操作中加工出來。
3 結束語
經過大量的實踐驗證，我們可以發現，通過數控加工仿真程序在教學過程中的合理運用，可以將學生本身的職業能力、學習興趣以及綜合素質進行全方位有效地提高，同時對于學生自主探索能力的激發以及獨立思考創新能力的培養有著積極的意義，同時在學生思維養成以及自由思考模式的建立上，有著良好的效果以及意義，所以，筆者認為，對數控加工仿真程序進行合理的利用以及開發，是培養數控方面的編程技術人才最有效的途徑之一。
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