淺談數(shù)控仿真在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用
摘要：數(shù)控技術(shù)的發(fā)展迫切需要職業(yè)院校盡快培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型技術(shù)人才,數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用將有利于數(shù)控教學(xué)水平的提高。
關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù);數(shù)控仿真;教學(xué)水平
數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心,世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力、適應(yīng)市場能力和競爭能力。隨著我國加入世貿(mào)組織,綜合國力進(jìn)一步增強(qiáng),我國經(jīng)濟(jì)全面與國際接軌,并正在成為全球制造業(yè)中心,進(jìn)入了一個空前蓬勃發(fā)展的新時期,這必然對掌握現(xiàn)代化制造技術(shù)的人才、特別對一線數(shù)控技術(shù)工人形成了巨大的需求。職業(yè)院校如何更快更好地培養(yǎng)出滿足市場需要,掌握數(shù)控機(jī)床編程、操作與維修等技能的人才,早已是數(shù)控教學(xué)工作者研究的課題。本文討論的是采用數(shù)控仿真軟件將數(shù)控教學(xué)與實(shí)際操作有機(jī)地結(jié)合起來,提高數(shù)控教學(xué)水平,培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型技術(shù)人才。
1.應(yīng)用數(shù)控仿真軟件的優(yōu)越性
1.1 增強(qiáng)了學(xué)校設(shè)備配備的科學(xué)性和實(shí)習(xí)安排的多樣性
數(shù)控機(jī)床屬于機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)品,品種多、價格高。一臺數(shù)控車或數(shù)控銑至少7、8萬,一般也在20萬左右。一臺數(shù)控加工中心一般要30萬左右,多則達(dá)百萬甚至上千萬。數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)如果完全按照實(shí)操進(jìn)行,不但投入大,而且消耗多、成本高,即使是實(shí)力雄厚的院校或企業(yè)也難以承受此種消耗和投入。而使用數(shù)控仿真系統(tǒng)可以彌補(bǔ)此不足,使數(shù)控技術(shù)的教學(xué)達(dá)到投入少、內(nèi)容多、見效快、培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)性強(qiáng)的目的。這種教學(xué)模式既區(qū)別于傳統(tǒng)的機(jī)械加工培養(yǎng)模式,又與一般的機(jī)電專業(yè)教學(xué)模式不同。它既能避免學(xué)生初期實(shí)習(xí)時不熟悉數(shù)控系統(tǒng)及面板操作帶來的設(shè)備安全等問題,使學(xué)生大膽地通過仿真對所編程序進(jìn)行驗證,又可以克服人多而設(shè)備少的矛盾,使實(shí)習(xí)的安排達(dá)到多樣化,減少了數(shù)控機(jī)床的使用時間。同時,還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和編程能力,是一種既經(jīng)濟(jì)實(shí)用、又安全可靠、功能多樣的數(shù)控教學(xué)輔助工具。
1.2 提高了數(shù)控理論教學(xué)效果
數(shù)控編程與操作的教學(xué)模式在未使用仿真軟件之前與其它課程相同,主要是課堂教學(xué)。這種教學(xué)方式不但使教師不易檢查出學(xué)生所編程序的正確與否,而且也不利于學(xué)生對程序的理解,但是這些問題在實(shí)際編程和程序運(yùn)行前是必須要解決的。而在黑板上講按鍵的作用與操作極易使習(xí)者枯糙,教者乏味,所以課堂教學(xué)的效果甚微。如果把數(shù)控仿真軟件適時引入教學(xué),學(xué)生所編程序可以通過仿真系統(tǒng)演示出來,對程序編寫的錯誤就能及時發(fā)現(xiàn),特別是使學(xué)生對程序中復(fù)式循環(huán)指令的理解就更加容易。通過仿真,可使學(xué)生在教室里就能看到與實(shí)際加工基本相同的零件加工過程。這不但有利于提高數(shù)控理論教學(xué)效果,更有助于學(xué)生編程能力的提高,也為以后的實(shí)際操作奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
2.如何把數(shù)控仿真軟件應(yīng)用于教學(xué)
2.1 恰當(dāng)運(yùn)用仿真系統(tǒng),充分發(fā)揮其在教學(xué)中的作用
數(shù)控編程與操作是一門理論性和實(shí)踐性均很強(qiáng)的課程。它一般是學(xué)生在完成了專業(yè)基礎(chǔ)理論教學(xué)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)(包括鉗工、普通機(jī)床加工)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。因此在起初教學(xué)時,應(yīng)合理安排課堂理論教學(xué)與上機(jī)仿真教學(xué)的課時比例,一般為1:1,教師可以根據(jù)學(xué)生層次和實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。在課堂教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)解決編程方法和編程中的工藝問題,這也是對后續(xù)實(shí)訓(xùn)所做的必要練習(xí)。學(xué)生上機(jī)可利用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行程序的輸入、校驗等練習(xí),同時可讓學(xué)生了解不同系統(tǒng)、不同機(jī)床的操作方式。通過使用仿真系統(tǒng),不僅要讓學(xué)生更快、更好地掌握專業(yè)技能,還要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力。
2.2 科學(xué)運(yùn)用仿真教學(xué),提高學(xué)生數(shù)控編程與操作水平
目前,數(shù)控加工仿真軟件都具有多系統(tǒng)、多機(jī)床,且能逼真反映機(jī)床加工過程等功能。為了提高學(xué)生技能水平,可將軟件分為三個模塊開展教學(xué)。其一為基礎(chǔ)模塊,主要講解企業(yè)常用的FANUC系統(tǒng)中的數(shù)控車、數(shù)控銑和數(shù)控加工中心的編程與操作。這一模塊是教學(xué)中的重點(diǎn),必須讓學(xué)生熟練掌握,靈活運(yùn)用。其二為提高模塊,主要學(xué)習(xí)SIEMENS系統(tǒng)的三種數(shù)控機(jī)床的編程與操作,使學(xué)生了解并掌握不同系統(tǒng)、不同數(shù)控機(jī)床編程與操作方法。其三為拓展模塊,主要學(xué)習(xí)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的編程與操作,以提高學(xué)生對不同系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作的適應(yīng)能力。針對這三個模塊的教學(xué),教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生情況區(qū)別對待,做到因人施教,恰到好處,使不同水平的學(xué)生達(dá)到分層推進(jìn)、共同提高的目的。
2.3 將數(shù)控仿真軟件巧妙地安排在數(shù)控實(shí)習(xí)之中
數(shù)控機(jī)床是一種較為昂貴的機(jī)電一體化設(shè)備,如果學(xué)生初學(xué)時,就直接讓其在機(jī)床上操作,很可能出現(xiàn)撞車、損壞工件、刀具與機(jī)床和浪費(fèi)材料等現(xiàn)象,甚至因誤操作造成人身傷害事故。所以,實(shí)習(xí)初期,可先用多媒體將數(shù)控仿真軟件對學(xué)生進(jìn)行集中訓(xùn)練,在后階段,采用仿真訓(xùn)練與實(shí)際操作訓(xùn)練交叉方式進(jìn)行,直到學(xué)生能夠熟練掌握數(shù)控機(jī)床的實(shí)際操作。
3.數(shù)控仿真軟件在教學(xué)應(yīng)用中常存在的問題及解決措施
3.1 只注重仿真訓(xùn)練,忽視實(shí)訓(xùn)操作
數(shù)控加工仿真軟件只是對加工過程的模擬,并非真實(shí)的加工過程。它無法替代學(xué)生在真實(shí)切削加工時的實(shí)際感受,尤其在切削用量的選擇方面,仿真軟件只能在切削深度過大時才予以“報警”,而對我們在實(shí)際操作中認(rèn)為過大的切削量,仿真系統(tǒng)是無法控制和檢測出來的。長此下去,易使學(xué)生養(yǎng)成工作輕率的壞毛病,往往忽視對切削用量、刀具選擇、零件裝夾等關(guān)鍵因素的考慮。而這樣的程序一旦用于實(shí)際操作,就很容易出現(xiàn)打刀、撞車的情況或影響零件的加工質(zhì)量,繼而影響到實(shí)習(xí)或生產(chǎn)效率。對此,教師應(yīng)引起足夠重視,合理安排仿真軟件與實(shí)際操作的時間和順序。
3.2 不能正確處理仿真系統(tǒng)中存在的缺陷
目前我國數(shù)控加工仿真軟件的功能與國外較成熟的數(shù)控仿真軟件相比還有一些差距,如運(yùn)行速度較慢,性能不夠穩(wěn)定,有些指令不能執(zhí)行等問題。這些都可能使學(xué)生產(chǎn)生焦躁情緒甚至偏激行為,如亂按功能鍵、亂敲擊鍵盤等,常常導(dǎo)致計算機(jī)出現(xiàn)“死機(jī)”現(xiàn)象。因此,教師應(yīng)熟悉軟件的主要缺陷,提前告知學(xué)生,并積極與軟件設(shè)計方聯(lián)系,及時予以改進(jìn)。
3.3 易使學(xué)生對計算機(jī)產(chǎn)生依賴心理
有些學(xué)生自控能力較差,長時間使用仿真軟件教學(xué)會使學(xué)生產(chǎn)生惰性而懶于上數(shù)控機(jī)床操作,個別學(xué)生甚至還會趁機(jī)上網(wǎng)或玩游戲。這就要求教師加強(qiáng)責(zé)任心,提高管理水平,改進(jìn)教學(xué)方法,減少數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中的負(fù)效應(yīng)。
總之,把數(shù)控仿真軟件用于數(shù)控教學(xué)之中,將有利于改進(jìn)數(shù)控教學(xué)方法,提高數(shù)控教學(xué)水平,但要正確處理其在運(yùn)用中產(chǎn)生的問題,以便收到事半功倍的效果。
參考文獻(xiàn)
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