数控教学中如何应用数控仿真技术

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数控技术是先进制造技术的核心,世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力、适应市场能力和竞争能力.随着我国加入世贸组织,综合国力进一步增强,我国经济全面与国际接轨,并正在成为全球制造业中心,进入了一个空前蓬勃发展的新时期,这必然对掌握现代化制造技术的人才、特别对一线数控技术工人形成了巨大的需求.职业院校如何更快更好地培养出满足市场需要,掌握数控机床编程、操作与维修等技能的人才,早已是数控教学工作者研究的课题.本文讨论的是采用数控仿真软件将数控教学与实际操作有机地结合起来,提高数控教学水平,培养高素质的应用型技术人才.

1.应用数控仿真软件的优越性

1.1增强了学校设备配备的科学性和实习安排的多样性

数控机床属于机电一体化的高科技产品,品种多、价格高.一台数控车或数控铣至少7、8万,一般也在20万左右.一台数控加工中心一般要30万左右,多则达百万甚至上千万.数控机床的实训如果完全按照实操进行,不但投入大,而且消耗多、成本高,即使是实力雄厚的院校或企业也难以承受此种消耗和投入.而使用数控仿真系统可以弥补此不足,使数控技术的教学达到投入少、内容多、见效快、培养的学生适应性强的目的.这种教学模式既区别于传统的机械加工培养模式,又与一般的机电专业教学模式不同.它既能避免学生初期实习时不熟悉数控系统及面板操作带来的设备安全等问题,使学生大胆地通过仿真对所编程序进行验证,又可以克服人多而设备少的矛盾,使实习的安排达到多样化,减少了数控机床的使用时间.同时,还能提高学生的学习兴趣和编程能力,是一种既经济实用、又安全可靠、功能多样的数控教学辅助工具.

1.2提高了数控理论教学效果

数控编程与操作的教学模式在未使用仿真软件之前与其它课程相同,主要是课堂教学.这种教学方式不但使教师不易检查出学生所编程序的正确与否,而且也不利于学生对程序的理解,但是这些问题在实际编程和程序运行前是必须要解决的.而在黑板上讲按键的作用与操作极易使习者枯糙,教者乏味,所以课堂教学的效果甚微.如果把数控仿真软件适时引入教学,学生所编程序可以通过仿真系统演示出来,对程序编写的错误就能及时发现,特别是使学生对程序中复式循环指令的理解就更加容易.通过仿真,可使学生在教室里就能看到与实际加工基本相同的零件加工过程.这不但有利于提高数控理论教学效果,更有助于学生编程能力的提高,也为以后的实际操作奠定了坚实的基础.

2.如何把数控仿真软件应用于教学

2.1恰当运用仿真系统,充分发挥其在教学中的作用

数控编程与操作是一门理论性和实践性均很强的课程.它一般是学生在完成了专业基础理论教学、专业基础实训(包括钳工、普通机床加工)的基础上进行的.因此在起初教学时,应合理安排课堂理论教学与上机仿真教学的课时比例,一般为1:1,教师可以根据学生层次和实际情况适当调整.在课堂教学中应重点解决编程方法和编程中的工艺问题,这也是对后续实训所做的必要练习.学生上机可利用数控仿真软件进行程序的输入、校验等练习,同时可让学生了解不同系统、不同机床的操作方式.

2.2科学运用仿真教学,提高学生数控编程与操作水平

目前,数控加工仿真软件都具有多系统、多机床,且能逼真反映机床加工过程等功能.为了提高学生技能水平,可将软件分为三个模块开展教学.其一为基础模块,主要讲解企业常用的FANUC系统中的数控车、数控铣和数控加工中心的编程与操作.这一模块是教学中的重点,必须让学生熟练掌握,灵活运用.其二为提高模块,主要学习SIEMENS系统的三种数控机床的编程与操作,使学生了解并掌握不同系统、不同数控机床编程与操作方法.其三为拓展模块,主要学习国产数控系统数控机床的编程与操作,以提高学生对不同系统、不同操作面板的编程与操作的适应能力.针对这三个模块的教学,教师应根据学生情况区别对待,做到因人施教,恰到好处,使不同水平的学生达到分层推进、共同提高的目的.

2.3将数控仿真软件巧妙地安排在数控实习之中

数控机床是一种较为昂贵的机电一体化设备,如果学生初学时,就直接让其在机床上操作,很可能出现撞车、损坏工件、刀具与机床和浪费材料等现象,甚至因误操作造成人身伤害事故.所以,实习初期,可先用多媒体将数控仿真软件对学生进行集中训练,在后阶段,采用仿真训练与实际操作训练交叉方式进行,直到学生能够熟练掌握数控机床的实际操作.

3、数控仿真软件在教学应用中常存在的问题及解决措施

3.1只注重仿真训练,忽视实训操作

数控加工仿真软件只是对加工过程的模拟,并非真实的加工过程.它无法替代学生在真实切削加工时的实际感受,尤其在切削用量的选择方面,仿真软件只能在切削深度过大时才予以“报警”,而对我们在实际操作中认为过大的切削量,仿真系统是无法控制和检测出来的.长此下去,易使学生养成工作轻率的坏毛病,往往忽视对切削用量、刀具选择、零件装夹等关键因素的考虑.而这样的程序一旦用于实际操作,就很容易出现打刀、撞车的情况或影响零件的加工质量,继而影响到实习或生产效率.对此,教师应引起足够重视,合理安排仿真软件与实际操作的时间和顺序.

3.2不能正确处理仿真系统中存在的缺陷

目前我国数控加工仿真软件的功能与国外较成熟的数控仿真软件相比还有一些差距,如运行速度较慢,性能不够稳定,有些指令不能执行等问题.这些都可能使学生产生焦躁情绪甚至偏激行为,如乱按功能键、乱敲击键盘等,常常导致计算机出现“死机”现象.因此,教师应熟悉软件的主要缺陷,提前告知学生,并积极与软件设计方联系,及时予以改进.

3.3易使学生对计算机产生依赖心理

有些学生自控能力较差,长时间使用仿真软件教学会使学生产生惰性而懒于上数控机床操作,个别学生甚至还会趁机上网或玩游戏.这就要求教师加强责任心,提高管理水平,改进教学方法,减少数控仿真软件在教学中的负效应.

4.结语

总之,把数控仿真软件用于数控教学之中,将有利于改进数控教学方法,提高数控教学水平,但要正确处理其在运用中产生的问题,以便收到事半功倍的效果.