崔林

【摘要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字仿真技術(shù)在各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代職業(yè)院校數(shù)控加工專(zhuān)業(yè)中計(jì)算機(jī)仿真加工起到重要教學(xué)輔助作用。本文結(jié)合我院使用的計(jì)算機(jī)仿真軟件——上海宇龍仿真軟件在數(shù)控專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的作用淺析仿真技術(shù)在數(shù)控教學(xué)中的一些應(yīng)用特點(diǎn)、實(shí)踐做法和應(yīng)用應(yīng)該注意的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)仿真軟件 數(shù)控專(zhuān)業(yè)教 學(xué)數(shù)控加工

【中圖分類(lèi)號(hào)】TG659 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）04-0300-01

一、引言

計(jì)算機(jī)模擬仿真就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)及其仿真軟件對(duì)數(shù)控機(jī)床整個(gè)操作加工過(guò)程進(jìn)行模仿操作的一門(mén)新技術(shù)，上海宇龍數(shù)控仿真軟件是源自美國(guó)基于虛擬現(xiàn)實(shí)加工技術(shù)的仿真軟件，在高職實(shí)訓(xùn)教學(xué)中廣泛應(yīng)用。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控銑和數(shù)控車(chē)加工全過(guò)程的仿真，其中包括毛坯定義與夾具，刀具定義與選用，零件基準(zhǔn)測(cè)量和設(shè)置，數(shù)控程序輸入、編輯和調(diào)試，加工仿真以及各種錯(cuò)誤加檢測(cè)功能。

二、宇龍仿真軟件在數(shù)控專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用特點(diǎn)

1.創(chuàng)建運(yùn)行環(huán)境，通過(guò)宇龍數(shù)控仿真軟件網(wǎng)絡(luò)版組建由40臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成的仿真教室。學(xué)生可以先通過(guò)仿真軟件熟悉數(shù)控機(jī)床操作面板，以及各種數(shù)控操作系統(tǒng)。學(xué)生開(kāi)始基本不具備相應(yīng)知識(shí)基礎(chǔ)，在利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，可以徹底打破空間的限制利用計(jì)算機(jī)來(lái)虛擬動(dòng)畫(huà)技術(shù)模擬實(shí)際的加工過(guò)程，學(xué)生可以在虛擬數(shù)控系統(tǒng)中放心驗(yàn)證程序，如果直接到通過(guò)反復(fù)練習(xí)，全面提高學(xué)生的編程能力，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)沒(méi)有任何加工經(jīng)驗(yàn)，如果直接到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行實(shí)操學(xué)習(xí)，易出現(xiàn)由于考慮不周全，安全意識(shí)淡漠而出現(xiàn)打刀，撞機(jī)等現(xiàn)象，甚至對(duì)機(jī)床和操作者造成傷害。通過(guò)先仿真校驗(yàn)再實(shí)際加工的教學(xué)方式也可以減少了零件的廢品率。

同時(shí)，數(shù)控仿真軟件能夠引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。職業(yè)院校的學(xué)生的知識(shí)水平較低，而數(shù)控專(zhuān)業(yè)教學(xué)理論知識(shí)比較抽象，學(xué)生易感到枯燥、乏味，應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，使很多知識(shí)更生動(dòng)和直觀，例如對(duì)刀、程序的輸入與驗(yàn)證等。應(yīng)用仿真軟件，可以直觀的看到操作過(guò)程，學(xué)中做，做中學(xué)。這樣能夠引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教師還要積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

2.數(shù)控仿真軟件中的數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)多，型號(hào)多，便于學(xué)生開(kāi)拓視野，全面學(xué)習(xí)

目前，數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)很多，呈現(xiàn)系統(tǒng)多樣化，型號(hào)多樣化，并隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，不斷更新，而一般學(xué)校的數(shù)控設(shè)備受教學(xué)成本的限制，機(jī)床系統(tǒng)和型號(hào)比較單一，而應(yīng)用數(shù)控仿真軟件就能可以彌補(bǔ)這方面缺陷。例如上海宇龍仿真軟件，它擁有多種系統(tǒng)多種廠家生產(chǎn)的多種型號(hào)的數(shù)控機(jī)床，讓學(xué)生在操作真正的機(jī)床前先充分掌握安裝了不同類(lèi)型數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床的加工仿真操作，同時(shí)通過(guò)仿真演示積累一定的數(shù)控加工實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，能全面學(xué)習(xí)數(shù)控車(chē)、數(shù)控銑及加工中心等多種型號(hào)機(jī)床的操作知識(shí)，使學(xué)生開(kāi)拓了視野，擴(kuò)展了知識(shí)面。通過(guò)嚴(yán)格的學(xué)習(xí)、指導(dǎo)與訓(xùn)練，學(xué)生理論知識(shí)與操作技能，通過(guò)反復(fù)練習(xí)均會(huì)得到全面的發(fā)展與提高，學(xué)生畢業(yè)時(shí)分配到不同的生產(chǎn)企業(yè)，能很快適應(yīng)企業(yè)的不同數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的編程及操作

3.計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)節(jié)約了教育成本實(shí)現(xiàn)低耗、高效與環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。

實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用數(shù)控加工仿真軟件可降低教學(xué)成本，實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，可以減少上機(jī)床操作時(shí)間。將編程及驗(yàn)證程序的操作由數(shù)控仿真仿真軟件完成。首先可以安排學(xué)生根據(jù)圖紙的要求，編制零件加工程序，并使用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行模擬加工，驗(yàn)證程序的正確性，并及時(shí)修改，然后將修改后的正確程序輸入機(jī)床，進(jìn)行零件加工，這樣可以大大減少占用機(jī)床時(shí)間，降低實(shí)訓(xùn)的消耗，從而降低教學(xué)成本。

4.教師輕松教學(xué)，教學(xué)效果明顯改善

數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，學(xué)生不僅在學(xué)校有了更多的練習(xí)時(shí)間，還可以自己下載數(shù)控仿真軟件，放學(xué)后，隨時(shí)練習(xí)。學(xué)習(xí)過(guò)程中，遇到問(wèn)題，可以先獨(dú)立思考，也可以和同學(xué)探討，還可以帶入學(xué)校，向老師請(qǐng)教。以往實(shí)操示范操作時(shí)，一名教師示范操作并講解，20-40名學(xué)生聽(tīng)課，實(shí)操現(xiàn)場(chǎng)噪音比較大，聽(tīng)課人多，影響授課效果，如果分組演示教學(xué)，教師就得重復(fù)講解幾遍，工作勞動(dòng)強(qiáng)度增大。應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，教師可以將示范操作過(guò)程在電腦上反復(fù)播放，使每位學(xué)生都能看清楚操作的步驟及順序，然后學(xué)生獨(dú)立操作，在各種仿真練習(xí)過(guò)程中熟練掌握數(shù)控機(jī)床的加工生產(chǎn)技術(shù)，訓(xùn)練學(xué)生實(shí)習(xí)操作的技能技巧，教師可以有的放矢的對(duì)不同學(xué)生進(jìn)行巡回指導(dǎo)與訓(xùn)練，教學(xué)效果明顯改善與提高。

三、宇龍仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的不足

1.數(shù)控教學(xué)只注重軟件仿真訓(xùn)練，忽視上機(jī)實(shí)訓(xùn)操作

仿真加工時(shí)，學(xué)生無(wú)法充分體會(huì)安全操作的重要性。例如實(shí)際加工時(shí)學(xué)生必須佩戴勞保眼鏡，工作帽，女生必須把頭發(fā)盤(pán)到帽子里：加工零件時(shí)，機(jī)床的門(mén)必須關(guān)閉等等，這些細(xì)節(jié)往往被學(xué)生忽視，仿真加工中撞刀現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，學(xué)生對(duì)此不以為然，因此，在教學(xué)的過(guò)程中，教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作，安全第一，強(qiáng)調(diào)仿真加工與實(shí)際操作的區(qū)別，讓學(xué)生牢牢記住安全第一，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一種模擬軟件，它不可能完全代替實(shí)訓(xùn)。必須合理安排仿真教學(xué)和實(shí)操教學(xué)，在教學(xué)中將仿真訓(xùn)練與實(shí)踐操作訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合。

2.仿真加工中不能合理選擇切削三要素及加工工藝參數(shù)

仿真軟件在對(duì)加工過(guò)程的模擬過(guò)程中，無(wú)法真實(shí)反應(yīng)刀具切削的實(shí)際狀態(tài)，加工完成時(shí)，零件的加工精度和加工表面質(zhì)量不能準(zhǔn)確展示出來(lái)。因此，在教學(xué)中，教師要詳細(xì)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(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率重要保證。仿真加工時(shí)嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，使學(xué)生養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

3.仿真教學(xué)和實(shí)操教學(xué)中注重反復(fù)強(qiáng)調(diào)仿真加工與實(shí)際機(jī)床的差異之處，避免發(fā)生安全事故

仿真軟件與實(shí)際機(jī)床還存在一定差異。例如仿真時(shí)，鉆頭也可以進(jìn)行輪廓及形腔加工，而在實(shí)際加工中，鉆頭只能鉆孔。又如仿真對(duì)刀，采用GOO快速對(duì)刀，軟件會(huì)提示可能撞刀，而在實(shí)際加工中，是不允許快速對(duì)刀的。仿真時(shí)工藝參數(shù)設(shè)置的不合理，模擬加工一樣進(jìn)行加工等等。教學(xué)中，教師要反復(fù)強(qiáng)調(diào)易出錯(cuò)的地方，避免實(shí)操時(shí)，出現(xiàn)安全事故。

4.不能正確處理仿真系統(tǒng)中存在的問(wèn)題

目前，我國(guó)數(shù)控加工仿真軟件的功能還不是很完善，如有些功能不識(shí)別（例如G68），易死機(jī)，運(yùn)行速度慢等等，教學(xué)過(guò)程中，教師要提前將軟件的主要缺陷告知學(xué)生，并將使用軟件時(shí)所遇到的問(wèn)題及時(shí)反饋給軟件廠家，以便廠家予以改進(jìn)。

綜上所述，數(shù)控仿真軟件有其自身的優(yōu)點(diǎn)，也有不足，我們數(shù)控專(zhuān)業(yè)教師在教學(xué)中合理運(yùn)用數(shù)控仿真軟件，不僅可以降低教學(xué)成本，增加學(xué)生的加工練習(xí)時(shí)間，還可以拓展學(xué)生的知識(shí)面，很好的適應(yīng)企業(yè)的需求，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，

必將推動(dòng)著計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的不斷完善，計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)正向著開(kāi)放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，并且與互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合將是發(fā)展必然，到時(shí)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)與機(jī)，校與校，學(xué)校和社會(huì)的有效資源共享。機(jī)虛擬仿真技術(shù)作為一種新型的教學(xué)媒體，隨著虛擬仿真環(huán)境與真實(shí)操作情境的差異越來(lái)越小，且性能更通用，功能更齊全，成本更低廉，更加逼真的還原虛擬仿真操作軟件的不斷推出，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)械專(zhuān)業(yè)教育的真正長(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。這種新的教學(xué)媒體必將廣泛應(yīng)用于數(shù)控和相關(guān)專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)中。最終在現(xiàn)代技術(shù)教育領(lǐng)域中發(fā)揮其重要作用。