关于数控仿真软件在数控教学中的应用研究
数控加工仿真软件简合
数控加工仿真软件是结合机床厂家实际加工制造经验与学校实训教学的需求而开发的种机床控制虚拟仿真系统软件。软件通过计算机的编程和建模，将零件的加工过程用三维或者二维图形的方式演示出来。具备对机床操作全过程和加工运行全环境的仿真功能。使用时根据实际情况进行选用。
数控加工仿真软件般都具有FANUC、S1EMEN等众多数控系统功能。机床包括数控车床、数控铣床、立式和卧式加工中心等。通过在计算机上操作该软件，能够在较短的时间内掌握数控车、数控铣及加工中心等的操作。屏幕上能够显示和机床操作而板模样的界面，并且可以全面的仿真数控加工的过程，包括选择机床、定义毛坯、准备刀具、基准测量、程序编写等。软件可以动态的模拟显示机床的运行状况，并且在运行过程中会提示各种操作信息，如编程错误、操作错误、机床碰撞等报警信息。
现在很多仿真软件在网上都有免费下载或者试用版本，其功能基本可以达到仿真教学的需要。考虑到节约投入成本，这些软件对于数控教学而言还是比较实用的。
数控加工仿真软件在高职院校数控加工实训中的作用
数控加工仿真软件在高职院校数控加工实训中的作用表现在以下方面。
(一)弥补设备和师资的不足。
以某学院为例，虽然学院积极采取了多项措施来提高实训条件，但由于设备费用昂贵、师资不足、学生人数多、实训时间短等多方面的原因，如果仅仅依靠现有的数控机床进行实训教学，那么在机床能够连续运转的前提下，一个学期分配到每个学生身上每人只有不到两个课时的机床操作时间，数控实训的目的是远远达不到的，为了弥补设备和师资的不足，创造充足的实训时间，专门建立了两个数控仿真实验室，可同时满足120名学生进行仿真实训。利用仿真软件，每个学生操作台电脑，可以有充足的时间来模拟和实际机床几乎样的数控加工。通过对仿真软件的操作，学生可以熟悉数控机床的操作面板，熟悉数控系统的基本功能和操作，还可以编写数控程序，观察数控加工走刀路线和零件切削的全过程。程序编制和机床操所中的很多问题可以在这时候得到解决，这样将来到了实际机床操作时可以将熟练程度大大提高，从而提高机床利用率，并获得良好的实训效果。
另方面，在机床上实训时，个教师仅仅能够照顾到2- 3台和机床上的学生，而且同样的问题可能需重复多次讲解，教师工作强度大，但效率不高，学生学习的效果也不好。而在仿真实验室中，个教师可以同时指导60名学生进行仿真练习。通过多媒体演示，教师可以与学生同步操作仿真软件，出现问题也可及时解决。
例如，数控车床的对刀操作是数控实训中最基础也是贯穿实训始终的操作内容，对刀的准确与否直接影向工件的加工精度。如果不经过仿真训练直接到机床上进行操作，那么往往十几个学生围在台机床周围听教师讲解对刀操作的方法和技巧，当教师演示对刀操作时，可能只有站在教师周围的几个学生能清楚的看到对刀的全过程。这样就无法保证所有的学生都能掌握教师讲解的内容。因此，教师需要在每台车床上多次讲解和演示对刀的步骤。而当学生自己操作时，由于不熟悉对刀过程，个学生可能需要十几分钟来完成。一堂课结束，只有部分学生能够完成操作，教学效果较差。如果先安排次仿真对刀练习，教师边操作仿真软件边给学生讲解对刀的原理，并分解演示对刀操作的步骤。学生可以操作自己的电脑在教师的带领下同步完成对刀，并反复进行练习，这样到了实际机床操作时大大缩短了教师讲解的时间，减轻了教师的教学负荷，提高了实训的效率。堂实训课中全部学生都可完成操作，甚至部分学生可以完成多次练习。
因此，在师资力量不足的条件下，适当开展数控仿真教学是个较好的选择。
(二)获得良好的教学效果
数控编程理论部分的学习是比较抽象的，特别是各种数控编程指令的应用方法，大多数学生在初学时掌握起来会有一定困难。例如数控车床编程中的内、外圆粗车循环 G71指令，该指令格式复杂，指令中需要设定的参数较多，如果仅仅对着课本的内容，即使多次讲解，或者在黑板上绘制出具体的刀具进给路线，多数学生仍旧无法想象出刀具是如何运动的，指令是怎么实现的。对指令的使用一知半解，也就无法编写出止确的程序。针对这种情况，在理论教学中也引入了仿真软件，通过多媒体设备，利用仿真软件将指令的执行过程以三维动画的形式分解演示给学生，学生可以清楚的观察到刀具每次的进刀、切削和退刀。这样即调动了课堂气氛，也使学生可以快速地理解并掌握各种数控指令，获得良好的课堂授课效果。
而当学生在理论课上学习了机床的基础知识、工艺分析方法和各种数控编程指令之后，便会积极地尝试针对某零件制定数控加工工艺并编写程序。但如果编写的数控程序不能及时得到验证，学生对编程的积极性会逐步丧失，从而对这门课程失去兴趣。仿真软件在教学中的应用为学生们提供了及时验证程序的机会，学院在理论课进行到编程阶段后，采取理论、仿真与实训同步进行的教学方法。在仿真课上，当自己编写的程序在仿真软件上顺利加工出来时，学生的自信心得到了极大满足，从而较好地调动了学生的学习积极性。另外，数控编程存在很大的技巧性。同样个零件，不同的人编写的程序可以完全不相同;同个人从不同角度分析零件时，也可以编写出多个不同的程序。数控程序不能简单的说对或者错，而要看是否适于加工。当学生们各自编写了不同的程序以后，数控仿真软件也为他们提供了验证各种编写方法合理与否的机会。通过对同个零件的多次仿真加工，可以使学生更加牢固地掌握数控编程和工艺分析等方面的理论知识，同时也提高了自己的编程能力。这种编程经验的累积方法只通过机床实训是无法实现的。
再有多数仿真软件都比较易学易用，在授课过程中，很多学生在完成了老师布置的零件图加工后，都可以自由设计产品进行编程加工，很大程度上提高了学生的编程能力和创新能力。
(三)提高机床操作的安全性
学生在课堂上进行了基础的理论知识的学习后，如果直接进行机床操作实训，对学生自身或机床来讲，危险性都会比较高。方面由于学生对机床性能和操作方法不熟悉，而且初学编程时程序出现错误的可能也较高;另方面，学生在刚刚接触机床时多多少少都会有些紧张的情绪，误操作的可能性也较大。
而在数控仿真软件上，学生可以放心大胆地操作仿真机床，不存在真实机床上刀具与工件的碰撞、工作台超程等危险操作。通过仿真，让学生能够允分熟悉数控机床操作面板、掌握数控机床基本的操作、验证数控程序是否止确。从数控仿真实训中学生可以尽可能把将来在数控机床操作中的错误表现出来，并学习到相应的解决方法。这样到了实际机床上可以大大降低数控实训的危险性，保护学生自身安全，也保护机床设备安全。
结语
实践证明，在数控技术人才的培养过程中，数控理论、数控仿真和数控实训三者相结合的教学方法是种很有效的教学模式。而数控仿真是这个教学模式中个不可或缺的重要组成部分。数控理论课先行，数控仿真课适时跟进，并与理论课重叠交叉进行，再加上严格有序的数控实训，如同生产线样真刀真枪的训练。这样才可以促进数控教学质量的不断提高，培养出具有较强实际工作能力的数控编程、数控和机床操作和维修人才，从而满足社会发展的需要。
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