數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用淺析

1、    數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用淺析    費(fèi)紅梅+呂雅琴摘要：制造技術(shù)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控人才成為了社會(huì)需求的技能人才，這就需要在中職院校教學(xué)中培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的數(shù)控人才。本文主要研究數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職院校數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：數(shù)控仿真系統(tǒng)；數(shù)控教學(xué)應(yīng)用隨著機(jī)械制造行業(yè)的迅猛發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用逐漸廣泛，數(shù)控專(zhuān)業(yè)學(xué)科作為一門(mén)新興的學(xué)科在中等職業(yè)院校得到迅速的發(fā)展。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)控教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的數(shù)控人才，成為了職業(yè)教育領(lǐng)域廣泛關(guān)注的話題。按照教學(xué)的要求，數(shù)控教學(xué)的有效性取決于課堂的實(shí)踐操作效果。因此，在數(shù)控教學(xué)課

2、堂中引進(jìn)數(shù)控仿真系統(tǒng)，為學(xué)生提供模擬真實(shí)數(shù)控機(jī)床操作的的實(shí)踐環(huán)境，有利于學(xué)生對(duì)數(shù)控知識(shí)與技能的全面掌握，也為實(shí)際操作奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。1一、現(xiàn)狀分析數(shù)控學(xué)科已經(jīng)成為職業(yè)院校爭(zhēng)相開(kāi)設(shè)的學(xué)科專(zhuān)業(yè)，中職數(shù)控教育為數(shù)控后備人才提供了技術(shù)實(shí)踐的環(huán)境，數(shù)控的學(xué)習(xí)是一門(mén)實(shí)踐的課程，實(shí)踐出真知，才能把數(shù)控理論知識(shí)轉(zhuǎn)換為服務(wù)的數(shù)控技術(shù)。因此，實(shí)踐性的活動(dòng)課堂必須滿足足夠數(shù)控設(shè)備的要求，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用過(guò)程需要在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行。即使中職院校得到國(guó)家的政策支持而引入真實(shí)數(shù)控設(shè)備，但由于學(xué)校作為培養(yǎng)人才的場(chǎng)所，并不是提供數(shù)控服務(wù)的場(chǎng)合，機(jī)器設(shè)備置辦的局限性和學(xué)校場(chǎng)地的局限性決定了教學(xué)不能實(shí)現(xiàn)真實(shí)的數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用教學(xué)。同時(shí)

3、，數(shù)控設(shè)備對(duì)使用者的要求較高，作為數(shù)控技術(shù)的初學(xué)者在不完全掌握數(shù)控技術(shù)的前提下使用數(shù)控機(jī)床設(shè)備，這對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備就是一種損壞?；趯?shí)際數(shù)控設(shè)備的安全性能和經(jīng)濟(jì)性能，以及后期大額的維護(hù)成本的情況下，尋求一種替代模擬性的數(shù)控設(shè)備成為了需求。2二、數(shù)控仿真系統(tǒng)的基本功能數(shù)控機(jī)床幾何仿真和切削過(guò)程物理仿真是構(gòu)成數(shù)控仿真系統(tǒng)兩個(gè)主要的部分。幾何仿真的單元系統(tǒng)是由軟件和硬件構(gòu)成，這是模擬實(shí)際的數(shù)控機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)，是一種虛擬的數(shù)控模型，具有真實(shí)數(shù)控機(jī)床的設(shè)備結(jié)構(gòu)和機(jī)器性能，同時(shí)對(duì)真實(shí)的數(shù)控機(jī)床的加工環(huán)境進(jìn)行環(huán)境建模，并在操作頁(yè)面上與真實(shí)數(shù)控機(jī)床的一致。區(qū)別在于，幾何仿真系統(tǒng)不需要切削的條件，不受切削的指標(biāo)參數(shù)、

4、切削力學(xué)的作用。這是理想狀態(tài)下的仿真系統(tǒng)，主要是模擬幾何刀具在數(shù)控仿真系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，模擬幾何運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，研究數(shù)控技術(shù)運(yùn)用的正確性，并檢驗(yàn)數(shù)控流程的標(biāo)準(zhǔn)化。切削過(guò)程的物理仿真是模擬切削過(guò)程中刀具的受力狀態(tài)，并研究幾何刀具運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的磨損情況，并研究在數(shù)控加工時(shí)的對(duì)熱量的效應(yīng)，以及彈性變形效應(yīng)，從而模擬如何調(diào)整切削參數(shù)，達(dá)到最優(yōu)的切削狀態(tài)。3三、數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)的應(yīng)用1、模擬實(shí)際數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)踐性操作。由于真實(shí)數(shù)控設(shè)備的安全性和經(jīng)濟(jì)性，學(xué)生能使用真實(shí)數(shù)控設(shè)備的機(jī)會(huì)有限。教學(xué)中若采取純理論的教學(xué)，理論高度的抽象性，學(xué)生沒(méi)能接觸實(shí)物，運(yùn)用抽象性思維也無(wú)法真正掌握數(shù)控技術(shù)的。同時(shí)，在真實(shí)數(shù)控機(jī)床的技

5、術(shù)應(yīng)用不可能只在理想狀態(tài)下進(jìn)行，對(duì)未知的影響因素是無(wú)法預(yù)警的。因此數(shù)控仿真系統(tǒng)作為一種代替性的數(shù)控設(shè)備，為學(xué)生提供了實(shí)踐性的載體。為了保證學(xué)生數(shù)控技術(shù)學(xué)習(xí)的有效性，仿真系統(tǒng)在操作流程和操作頁(yè)面都保證與真實(shí)數(shù)控機(jī)床一致，對(duì)實(shí)際的刀具安裝、工件裝夾、對(duì)刀等一系列的數(shù)控流程都有模擬，數(shù)控機(jī)床的加工動(dòng)態(tài)和機(jī)械運(yùn)用軌跡都能通過(guò)仿真系統(tǒng)模擬，并在后期反映出運(yùn)動(dòng)圖像，為學(xué)生的自我總結(jié)提供了可參考的依據(jù)，同時(shí)數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作動(dòng)作能通過(guò)演示表現(xiàn)，使數(shù)控仿真系統(tǒng)更為直觀、真實(shí)。2、實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流。數(shù)控程序的指令具有指向性，在正確的代碼運(yùn)行下，指導(dǎo)數(shù)控的加工過(guò)程。而數(shù)控的程序指令是否正確，關(guān)系著數(shù)控實(shí)現(xiàn)加工時(shí)是否發(fā)

6、生過(guò)度切削、欠缺切削、干涉碰撞切削的現(xiàn)象。數(shù)控仿真具有校驗(yàn)的程序指令功能，其能控制數(shù)控代碼，對(duì)加工發(fā)生異常實(shí)現(xiàn)數(shù)控檢查和調(diào)整，真實(shí)模擬數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程。對(duì)加工過(guò)程的真實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程和真實(shí)加工結(jié)果有圖像、指標(biāo)等指向性顯示，便于學(xué)生能及時(shí)發(fā)現(xiàn)加工程序的錯(cuò)誤，并對(duì)錯(cuò)誤的程序和錯(cuò)誤的信息作出及時(shí)的預(yù)警和判斷，提高學(xué)生對(duì)加工程序的敏感度，實(shí)現(xiàn)人和機(jī)械設(shè)備的交流和溝通，是人機(jī)互動(dòng)一種有效形式。學(xué)生在人機(jī)交流中，反復(fù)對(duì)仿真數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和加工，根據(jù)反饋的信息作出優(yōu)化程序設(shè)計(jì)的調(diào)整，提高加工程序的科學(xué)性和合理性。3、增加學(xué)生對(duì)數(shù)控參數(shù)理性認(rèn)識(shí)。數(shù)控教學(xué)中，對(duì)數(shù)控的參數(shù)僅僅限于“拿來(lái)主義”。數(shù)控的參數(shù)應(yīng)用都是教師

7、設(shè)定或是課本定理設(shè)定的。參數(shù)的選取對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是模糊的概念，學(xué)生對(duì)參數(shù)的理性認(rèn)識(shí)并不透徹，僅僅限于最表層的概念含義。數(shù)控的安全參數(shù)、利用效率、切削速度、進(jìn)給率、切削深度等參數(shù)的合理性的探究不足，學(xué)生對(duì)這些參數(shù)的應(yīng)用的合理性和科學(xué)性的認(rèn)識(shí)不夠，因此在數(shù)控的學(xué)習(xí)并未深刻。因此，仿真數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用，提高實(shí)踐性的同時(shí)，也加深了學(xué)生理性認(rèn)識(shí)，學(xué)生通過(guò)在對(duì)切削過(guò)程的動(dòng)態(tài)力學(xué)的探究中，對(duì)刀具的變形程度、磨損深度進(jìn)行合理性預(yù)測(cè)，在明辨加工質(zhì)量中，對(duì)影響質(zhì)量的參數(shù)因素進(jìn)行分析判斷，并作出調(diào)整優(yōu)化參數(shù)的措施，為達(dá)到切削的加工效果。這個(gè)過(guò)程就加深了學(xué)生對(duì)參數(shù)的認(rèn)識(shí)，并提高了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測(cè)能力。4、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和遠(yuǎn)程

8、培訓(xùn)。現(xiàn)代社會(huì)不缺乏理論扎實(shí)的人才，缺乏的是技能人才。職業(yè)院校肩負(fù)著培養(yǎng)社會(huì)勞動(dòng)力量的責(zé)任和使命，因此，職業(yè)院校的教學(xué)任務(wù)繁重而艱巨。職業(yè)院校的數(shù)控教學(xué)中，結(jié)合數(shù)控仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)無(wú)地域限制的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，因此，學(xué)生可以根據(jù)遠(yuǎn)程仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在家自學(xué)，培養(yǎng)對(duì)數(shù)控學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。但由于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)的局限性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)的模擬實(shí)踐，只是通過(guò)視頻演示模擬數(shù)控加工的過(guò)程，對(duì)刀具路徑、切削深度、切削廣度等加工參數(shù)的觀摩僅限于網(wǎng)絡(luò)觀看，沒(méi)有課堂實(shí)踐更具真實(shí)。因此，數(shù)控仿真系統(tǒng)的遠(yuǎn)程教學(xué)應(yīng)用還應(yīng)結(jié)合課堂的實(shí)踐操作。參考文獻(xiàn)1 姚俊.數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)的應(yīng)用j.華章.201