張倩穎

摘 要：隨著近些年數(shù)控行業(yè)的發(fā)展，數(shù)控仿真考試也正在如火如荼的向前發(fā)展，數(shù)控技能仿真作為考試的成績(jī)?cè)u(píng)定的基礎(chǔ)以及數(shù)控職業(yè)資格考試的主要內(nèi)容，在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用數(shù)控技能仿真軟件可以大大提高了學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，為數(shù)控的教學(xué)模式帶來(lái)了新的希望。結(jié)合數(shù)控仿真軟件的功能與應(yīng)用，并舉例典型事件將應(yīng)用于教學(xué)考試中的數(shù)控加工仿真軟件的結(jié)合在一起淺談數(shù)控技能仿真考試。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技能 仿真 考試 仿真軟件

中圖分類(lèi)號(hào)：G712.4；TG659-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）08（c）-0177-02

目前近些年數(shù)控機(jī)床行業(yè)在企業(yè)中的應(yīng)用范圍和概率的幅度都大大提高了，對(duì)于此項(xiàng)目數(shù)控技能型的人才非常空缺的情況日復(fù)一日的嚴(yán)重。而且數(shù)控機(jī)床設(shè)備的價(jià)格還比較昂貴，更新更是比較快，大多數(shù)院校在此方面想要大力發(fā)展和培養(yǎng)可塑性人才會(huì)很多方面考慮到資金和設(shè)備防止場(chǎng)地的諸多限制，院校對(duì)于設(shè)備的購(gòu)置也會(huì)受到限制，這些都會(huì)影響學(xué)生的實(shí)訓(xùn)的效果。所以對(duì)數(shù)控仿真的軟件的投資較少、更新又非?？?、效果也要比較好的教學(xué)實(shí)訓(xùn)模式也是以后發(fā)展的趨勢(shì)。所以我校也對(duì)此加大了重視并將其放到了日常教學(xué)中，并將數(shù)控技能仿真作為考試的鑒定必考項(xiàng)目。

1 數(shù)控技能仿真考試

數(shù)控仿真考試是利用數(shù)控仿真的軟件用計(jì)算機(jī)上操作機(jī)床進(jìn)行模擬，再自己軟件的圖紙的要求對(duì)程序進(jìn)行編制和加工的一種考試方式。數(shù)控技能面對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際機(jī)床仿真操作，對(duì)其過(guò)程進(jìn)行加工可以利用三維動(dòng)態(tài)圖像將其逼真再現(xiàn)，使得每位學(xué)生對(duì)數(shù)控技能建立有一個(gè)比較感性的認(rèn)識(shí)，手動(dòng)反復(fù)操作數(shù)控機(jī)床加工，可以有效解除了因數(shù)控設(shè)備額比較高和它具有的一定危險(xiǎn)性，大大降低了每個(gè)學(xué)生一人一機(jī)的問(wèn)題的難度，這培養(yǎng)實(shí)用性技能綜合人才可以熟練掌握其使用數(shù)控加工的技術(shù)起到了不可忽略的重要作用以及影響。數(shù)控仿真的加工則是運(yùn)用數(shù)控仿真加工的軟件為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)作為其平臺(tái)等為支持進(jìn)行的加工過(guò)程。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)主要以北京斐克、南京宇航和上海宇龍等數(shù)控加工仿真軟件為主流。這些主要相似點(diǎn)是都是在數(shù)控加工過(guò)程中運(yùn)用了三維立體圖像顯示和真實(shí)機(jī)床的模擬仿真操作方法，對(duì)其諸多方面進(jìn)行研究探討。

1.1 環(huán)境

要對(duì)數(shù)控技能進(jìn)行相應(yīng)考核，首先就要具有考試的場(chǎng)所?？紙?chǎng)的設(shè)置不但要以考核人員的數(shù)目為依據(jù)再做決定，還要在考場(chǎng)上考慮到考核結(jié)果的公正公開(kāi)性，要設(shè)置相應(yīng)的教師使用的機(jī)床，以及學(xué)生考試所用的標(biāo)準(zhǔn)考核機(jī)床。因?yàn)閿?shù)控技能仿真特別是在加工過(guò)程和數(shù)控機(jī)床中心的運(yùn)算量是非常大的，這就要在考試的計(jì)算機(jī)配備就要選用CPU在2.0以上，1個(gè)G的內(nèi)存，64M以上的顯卡，這樣可以使得學(xué)生在進(jìn)行數(shù)控技能仿真考試的過(guò)程中不出現(xiàn)死機(jī)的情況，最佳的是將系統(tǒng)還成XP系統(tǒng)并安裝。

1.2 網(wǎng)絡(luò)連接

網(wǎng)絡(luò)的連接主要是在教師的計(jì)算機(jī)和外界的網(wǎng)絡(luò)相互連接，用來(lái)接受以及上傳數(shù)控技能仿真考試的數(shù)據(jù)和資料。教師所用的機(jī)子還要與學(xué)生考試的機(jī)子相連接保持通暢，建立合理的安全的局部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，方便教師接收相關(guān)數(shù)據(jù)和資料以及觀察學(xué)生考試時(shí)的情況等。還要做好網(wǎng)絡(luò)連接的相關(guān)安全問(wèn)題，防止出現(xiàn)黑客侵入數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.3 數(shù)控仿真軟件

參加了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控仿真考試就要安裝其要使用的考試軟件，要分別在教師用的和學(xué)生用的區(qū)別開(kāi)安裝不同使用版本，例如在性能最高的計(jì)算機(jī)上安裝教師版本，其余的副機(jī)上安裝學(xué)生使用的學(xué)生版本；在這一點(diǎn)上需要我們注意的是兩者之間的版本要大體保持一致，而且軟件還要跟隨著時(shí)代的進(jìn)步進(jìn)行著不斷的更新和升級(jí)。

1.4 數(shù)控仿真技能的應(yīng)用

在教師應(yīng)用的計(jì)算機(jī)上安裝考試鎖，在進(jìn)入數(shù)控仿真技能考試的系統(tǒng)時(shí)要首先選擇考點(diǎn)服務(wù)器的設(shè)置，將自己院校的名稱(chēng)、考點(diǎn)編號(hào)進(jìn)行數(shù)控仿真技能的考核網(wǎng)址，輸入自己的密碼。將自己的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)安裝好，在運(yùn)行考試系統(tǒng)，輸入自己的賬戶(hù)名稱(chēng)和密碼，在對(duì)每個(gè)考生的信息進(jìn)行錄入，分別在學(xué)生計(jì)算機(jī)上設(shè)置自己的IP地址，不可重復(fù)，建立起安全的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。在考試前都可以通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)分別進(jìn)行準(zhǔn)考證的打印，在考試時(shí)可以有效對(duì)考試過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和解決考試中遇到的突發(fā)狀況，在考試結(jié)束后可以對(duì)考生的信息進(jìn)行整合在分析分類(lèi)，對(duì)考核結(jié)果進(jìn)行判定及保存。在資料存檔后再上傳給相應(yīng)的企業(yè)，在這里需要特別注意，再等待實(shí)訓(xùn)的考試成績(jī)就要及時(shí)在管理考生的系統(tǒng)中將學(xué)生的考試成績(jī)錄入在機(jī)床操作成績(jī)等級(jí)的表格中，并上傳到相合作的企業(yè)系統(tǒng)中完成最后的收卷過(guò)程，由此企業(yè)再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行考試成績(jī)結(jié)果的公布。

2 數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

2.1 科學(xué)配備數(shù)控機(jī)床設(shè)備和安排實(shí)習(xí)的多樣性

數(shù)控技術(shù)，它作為一項(xiàng)實(shí)踐性很高的一門(mén)課程，實(shí)習(xí)環(huán)境的優(yōu)劣也會(huì)對(duì)數(shù)控教學(xué)產(chǎn)生影響。良好的操作實(shí)訓(xùn)環(huán)境會(huì)高效率的完成其操作過(guò)程，但在實(shí)習(xí)設(shè)備的配備上會(huì)面對(duì)很多問(wèn)題，最為新興的高科技產(chǎn)品最主要的問(wèn)題就是價(jià)格昂貴，一臺(tái)數(shù)控設(shè)備少則十多萬(wàn)多達(dá)要上百萬(wàn)。每個(gè)班級(jí)的學(xué)生數(shù)量平均要有四五十人，要想做到一人一機(jī)就會(huì)非常困難，機(jī)床配備的短缺會(huì)使得學(xué)生們的練習(xí)量降低。在對(duì)數(shù)控機(jī)床的數(shù)量和安全性的角度考慮，會(huì)比較不適合在學(xué)生之間普及進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)和教學(xué)。若是在學(xué)校內(nèi)數(shù)控機(jī)床仿真技能的培訓(xùn)完全按照實(shí)際操作進(jìn)行，就要引進(jìn)相當(dāng)足量的設(shè)備供應(yīng)學(xué)生實(shí)訓(xùn)，一般院校對(duì)于這樣巨大的資金、消耗成本都很高這樣的投入都會(huì)明顯吃不消，而數(shù)控加工仿真軟件的出現(xiàn)和有效運(yùn)用將會(huì)作為解決此問(wèn)題的最佳方法。它可以把設(shè)備需要量大且價(jià)格昂貴的問(wèn)題解決，也將學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作時(shí)間大大延長(zhǎng)，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)又是解決對(duì)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)控制面板比較陌生而引發(fā)的安全問(wèn)題的最佳方法，又從根本上增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)數(shù)控操作和面板的控制能力及其熟悉程度，讓學(xué)生放心地根據(jù)仿真軟件對(duì)編程程序進(jìn)行核實(shí)，對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的安排可以做到多樣化，使得實(shí)訓(xùn)操作教學(xué)變的更加生動(dòng)形象有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣甚至加強(qiáng)了編程的能力，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床技能教學(xué)投資少效果好的教學(xué)模式，將會(huì)發(fā)展為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠功能齊全的輔助教學(xué)工具。

2.2 提高對(duì)數(shù)控機(jī)床操作的效果

在對(duì)數(shù)控技能教學(xué)時(shí)候，它具有的主要理論知識(shí)就是數(shù)控機(jī)床的編程和加工問(wèn)題，加工課程單純靠著理論來(lái)支持就會(huì)顯得非常抽象而不具體，就會(huì)忽略本身的實(shí)際操作性。比如在對(duì)刀的過(guò)程中，單純運(yùn)用課本的知識(shí)來(lái)講解學(xué)生們大多會(huì)趕到枯燥無(wú)味還會(huì)趕到思想上的疲乏，不能夠很好的理解。若是在這里合理的使用數(shù)控技能仿真軟件，通過(guò)演示操作過(guò)程再一同進(jìn)行講解，不但做到了實(shí)際和理論知識(shí)相結(jié)合完成了同步教學(xué)，在教學(xué)上是一個(gè)重大突破，不但改善了教學(xué)模式單一化將抽象的理論知識(shí)通過(guò)數(shù)控仿真軟件得以形象具體化，還將教學(xué)的效率和質(zhì)量都大大提高了。

3 在教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控方針軟件的方法

3.1 合理使用仿真軟件，使其在教學(xué)中發(fā)揮作用

對(duì)于數(shù)控操作中在教學(xué)中最重要的是其編程和使用的問(wèn)題要解決，這也是后續(xù)工作中對(duì)于學(xué)生們需要訓(xùn)練的重要項(xiàng)目?jī)?nèi)容。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)使用數(shù)控技能仿真軟件進(jìn)行程序的輸入、運(yùn)行以及校驗(yàn)過(guò)程等訓(xùn)練，學(xué)生還可以同時(shí)掌握以及了解不同的數(shù)控加工技能系統(tǒng)、不同的機(jī)床設(shè)備的操作方式。在使用了數(shù)控仿真加工的軟件，不僅讓學(xué)生在更短的時(shí)間里更快更好的學(xué)習(xí)掌握了專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能，還培養(yǎng)了學(xué)生自主創(chuàng)新和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

3.2 在實(shí)訓(xùn)中使用數(shù)控技能仿真軟件

在學(xué)習(xí)使用數(shù)控加工仿真軟件時(shí)學(xué)生都是在學(xué)習(xí)了專(zhuān)門(mén)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，再去認(rèn)識(shí)了解其軟件并通過(guò)專(zhuān)業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)來(lái)完成的。仿真教學(xué)考試的目的是充分利用現(xiàn)有的資源，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作的技能技巧并對(duì)其一階段的結(jié)果進(jìn)行考核。怎樣在教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用好數(shù)控加工仿真軟件系統(tǒng)，發(fā)揮最好效果，應(yīng)從以下幾點(diǎn)方面去考慮問(wèn)題并解決。

3.2.1 數(shù)控教學(xué)第一階段

在教學(xué)任務(wù)的第一階段，都是要把理論教學(xué)作為主要的任務(wù)，學(xué)習(xí)數(shù)控編程的相關(guān)理論知識(shí)。但在教學(xué)中同時(shí)要應(yīng)當(dāng)插入對(duì)數(shù)控仿真軟件的學(xué)習(xí)，仿真軟件需要解決的主要問(wèn)題是有關(guān)于軟件的安裝和使用時(shí)最基本的難點(diǎn)。把數(shù)控仿真軟件學(xué)習(xí)可以先受用多媒體介紹給同學(xué)在集中針對(duì)部分同學(xué)進(jìn)行訓(xùn)練，讓學(xué)生全面了解和認(rèn)識(shí)數(shù)控仿真軟件的使用方法，在通過(guò)上機(jī)課實(shí)際運(yùn)行操作練習(xí)使用數(shù)控技能仿真軟件，并進(jìn)行小階段考核，通過(guò)小階段的考核結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，在有針對(duì)性的對(duì)其進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。

3.2.2 數(shù)控教學(xué)的第二階段

經(jīng)過(guò)數(shù)控教學(xué)的第一階段對(duì)仿真軟件學(xué)習(xí)后，學(xué)生幾乎已經(jīng)基本掌握了數(shù)控機(jī)床面板及數(shù)控仿真軟件的使用操作方法，數(shù)控教學(xué)應(yīng)有效的建立聯(lián)系在理論和仿真軟件之間，理論方面的教學(xué)主要以編程和工藝的使用方法為主，在進(jìn)行數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)的時(shí)候，主要注重的是程序的輸入和校驗(yàn)等方面的練習(xí)。

3.2.3 數(shù)控教學(xué)的最后階段

數(shù)控加工仿真軟件只是一種模擬教學(xué)軟件，也可以說(shuō)是對(duì)加工過(guò)程的模擬。因?yàn)樗⒉皇钦鎸?shí)的加工過(guò)程，不可以作為教學(xué)完全的替代軟件，特別是數(shù)控的加工實(shí)訓(xùn)過(guò)程中。有了仿真系統(tǒng)的出現(xiàn)在數(shù)控教學(xué)中一般都會(huì)因?yàn)檫^(guò)分對(duì)數(shù)控仿真系統(tǒng)的依賴(lài)，從而導(dǎo)致忽視了機(jī)床加工的實(shí)際練習(xí)。由于在仿真軟件與實(shí)際機(jī)床操作時(shí)具有著本質(zhì)的分別，在進(jìn)行機(jī)床上加工時(shí)學(xué)生會(huì)在仿真軟件無(wú)法感受到真是的操作體驗(yàn)感受，主要在切削用量的選擇方面體現(xiàn)的特別明顯。因此，教學(xué)的最后階段對(duì)于時(shí)間的安排要合理，要有效結(jié)合數(shù)控仿真軟件的實(shí)訓(xùn)和實(shí)際數(shù)控機(jī)床的操作運(yùn)行，訓(xùn)練時(shí)間合理安排，最大限度讓學(xué)生在機(jī)床上練習(xí)加工零件，在這里的仿真軟件只是作為驗(yàn)證程序的有效途徑。在仿真系統(tǒng)上學(xué)生可先將零件模擬加工設(shè)計(jì)出來(lái)，然后再根據(jù)模擬的零件在機(jī)床上實(shí)際加工出來(lái)，這樣做不但保證了程序的正確性，也避免了在加工的過(guò)程中因程序問(wèn)題而造成的安全事故。

4 數(shù)控技能仿真存在的問(wèn)題及解決辦法和技巧

因?yàn)閿?shù)控技能仿真軟件自身還存在諸多的不足和特定因素的影響，在進(jìn)行仿真考試的典型事例中，零件的編程還要特別注意對(duì)刀具補(bǔ)償功能的使用方法。

4.1 考試要注意的問(wèn)題

（1）在進(jìn)行考試時(shí)，首先輸入自己的準(zhǔn)考證號(hào)和密碼，仿真軟件還要求對(duì)數(shù)控加工所用的系統(tǒng)進(jìn)行選擇，一定要注意看自己所用的系統(tǒng)名稱(chēng)再按確定鍵進(jìn)入，因?yàn)橐坏┻M(jìn)入其他系統(tǒng)考試界面后就無(wú)法跟換系統(tǒng)。

（2）一定要將電源的開(kāi)關(guān)打開(kāi)，將急停解除在回到參考點(diǎn)頁(yè)面，以防止在考試過(guò)程中機(jī)床出現(xiàn)報(bào)警狀況，機(jī)床的準(zhǔn)備工作不完整而會(huì)造成扣分處理。

（3）在毛胚安裝的時(shí)候要確定好其方向最大程度選擇向外，以防加工時(shí)超程報(bào)警，不但造成分?jǐn)?shù)丟失還需要將工件重新移動(dòng)再對(duì)刀，對(duì)考試的心情及心理造成影響，而影響了數(shù)控技能仿真考試的成績(jī)。

（4）程序的編程結(jié)合后，一定有愛(ài)沿著模擬的路線重新評(píng)估檢查，路線是否正確，以及數(shù)值的確定尤其是小數(shù)點(diǎn)的位置。在更換刀具時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)道具之間的線路位置不對(duì)等這會(huì)視為正?，F(xiàn)象。

（5）在線路模擬完成，對(duì)刀位置擺放好后，開(kāi)啟自動(dòng)單段調(diào)低倍率，在這個(gè)過(guò)程中注意觀察刀具定位的坐標(biāo)與實(shí)際的工件位置是否一致，這樣有利于校正對(duì)刀位置，若位置正確才可將單段快速加工取消。

4.2 刀具選擇應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）要在定制道具的選項(xiàng)里面選擇刀尖圓弧半徑為0的刀具。要是要求使用外圓刀時(shí)要選擇角度為35°的精車(chē)刀，防止在加工過(guò)程中凹面使用的刀副偏角干預(yù)。

（2）若是不能選擇圓弧為0的刀具，就要對(duì)刀尖的圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償處理，系統(tǒng)規(guī)定的內(nèi)孔刀尖圓弧的半徑補(bǔ)償一般要用G41，而車(chē)削外圓刀尖的圓弧半徑補(bǔ)償就要用G42，這些都是需要我們?cè)跀?shù)控機(jī)床操作過(guò)程中特別注意的問(wèn)題。具體的位置在G66粗車(chē)循環(huán)第一句定位程序段添加指令開(kāi)始進(jìn)行補(bǔ)償，在G65補(bǔ)償后在將退刀程序段取消。

（3）對(duì)刀的快速精準(zhǔn)問(wèn)題。

①加工調(diào)頭要計(jì)算好多余的大小，將多余的尺寸切掉，重新對(duì)軸Z，而X軸保持原位不變。

②如若在用這種辦法進(jìn)行對(duì)刀，可不切端面在考試過(guò)程中進(jìn)行工件毛胚的設(shè)置時(shí)，毛胚的總長(zhǎng)度可以和零件的長(zhǎng)度設(shè)置相等長(zhǎng)，這樣可以節(jié)省工件調(diào)頭后要求做到零件總長(zhǎng)這一步驟。

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)控技能仿真操作考試不單單只是注重最后的考試結(jié)果，更加看重的是操作過(guò)程的本身。數(shù)控技能仿真考試不但記錄了最后的結(jié)果，還完整的將整個(gè)操作過(guò)程記錄保存，可以通過(guò)回放功能來(lái)檢查考試操作過(guò)程。但同時(shí)還要我們正確處理仿真與實(shí)際操作的關(guān)系，教育作為高投入、高產(chǎn)出的行業(yè)，如何利用現(xiàn)有的資源和設(shè)備和最少的投資成本，培養(yǎng)出具有現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)能力的新型數(shù)控車(chē)加工中心人才，利用數(shù)控技能仿真軟件對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核和實(shí)訓(xùn)，將會(huì)是未來(lái)數(shù)控空間技能法陣不可缺少的有效途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭貞平，黃云林，黎勝容.數(shù)控仿真技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例詳解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[2] 倪祥明.數(shù)控機(jī)床及數(shù)控加工技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[3] 朱勇.數(shù)控機(jī)床編程與加工[M].北京：中國(guó)人事出版社，2011.

[4] 駱小軍.數(shù)控仿真軟件在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].時(shí)代教育，2013（24）：29.