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摘要:以数控仿真软件在笔者实际教学中的应用为基础,阐述了传统数控教学方法的弊端,以及数控仿真软件在“数控机床与加工”课程的理论教学中的作用和效果,分析了其在教学中存在的问题并提出了相应的解决办法。
关键词:数控教学;数控仿真软件;应用
作者简介:邓遵义(1978-),男,河南西平人,河南工业大学电气工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:数控技术的教学和科研;李攀峰(1976-),男,河南渑池人,河南工业大学电气工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:电气工程及其自动化技术。(河南 郑州 450007)
随着数控加工技术在机械制造业中的广泛应用,对数控相关技术人员的需求日益增加。为了满足社会对数控技术人才的需求,大部分本科院校的机械类和近机类专业都开设了“数控机床与加工”相关课程,高职院校也争相增设了数控技术专业。由于近几年高校的大幅扩招,使学校在数控设备上的资金投入很难满足短期内大量学生实践教学的需求。数控仿真软件可以完成工件在数控机床上的模拟加工,应用数控仿真软件既缓解了教学实训与资金短缺的矛盾,又增加了学生的动手机会,提高了学生的编程能力及对不同数控系统、不同数控机床的适应能力。多年的教学实践证明,和传统的教学方法相比,采用数控仿真软件辅助教学是一种经济、有效、安全的教学模式。
一、传统数控教学方法的弊端
在传统的数控教学中,教师的理论教学在课堂上进行,涉及机床的具体操作时,学生只能凭想象,因此学生很难掌握数控知识,教师讲解起来也是纸上谈兵,教学效果很不理想。其次,学生的实际操作必须在真实的机床上进行,由于实训环境差,人数多,数量有限的机床难以保证每位学生有足够的上机操作时间。另外,学生在真实机床上操作还具有一定的危险性,使用中的误操作经常会导致设备、刀具等的损坏,甚至引发人身伤害事故。因此,传统的教学方法存在很多问题,在数控教学中采用数控仿真软件能有效地解决以上问题,使理论教学和实际操作有效衔接,打破了传统的数控教学模式,能够帮助学生更好地掌握数控知识。
二、数控仿真软件简介
数控仿真系统是通过计算机的编程和建模,将加工过程用二维图形或三维图形以动态形式演示出来的软件,使在传统数控教学中,需要在数控实验室或实习工厂才能完成的大部分教学演示功能在虚拟软件环境中就能实现,使数控教学模式变得更加灵活、方便。目前成熟的数控加工仿真系统国外的有丹麦CIMCO公司的Cimco Software Suite、美国CGTech公司的Vericut系统、英国Microcompatibles公司的N-See系统等。国内的有上海宇龙软件工程有限公司的数控加工仿真系统、南京宇航自动化技术研究所的宇航数控仿真系统、北京斐克科技有限责任公司的VNUC系统、南京斯沃软件技术有限公司的斯沃数控仿真软件等。
数控仿真系统的共同特点是:全面的仿真功能,丰富多样的刀具库管理体系,完善的图形和标准数据接口;配置要求低、只需仿真软件和要求不是很高的微机,并能与多种计算机操作系统兼容;不需要原材料,投入资金少,占地小,不会造成资源的浪费;利用网络可以搭建交流平台,为师生提供良好的交互空间等。
三、数控仿真软件在教学中的作用
数控仿真软件的应用改变了传统的教学模式,对教学效果产生了积极的影响,主要表现在以下几方面。
1.利用数控仿真软件可以解决设备不足问题,节省教学设备投资
由于数控机床品种多、价格高,一台数控机床少则几十万元,多则几百万元。数控机床的操作训练如果完全依赖数控机床进行实训,投入大,消耗多。应用数控仿真软件,大部分的实训活动可以在仿真系统中实现,减少了在数控机床设备上的资金投入,增加了学生的实训时间,提高了学生对数控机床和加工的熟练程度。使用仿真软件,也减少了工件材料和能源的消耗,从而降低了教学成本。
2.安全性高,便于学生学习
使用数控仿真系统时,一切加工活动都是在虚拟环境中进行的,不存在安全问题,不会因为学生的误操作而损坏机床,也不会造成人身伤害,学生可以安全地进行训练。另外,仿真系统具有对数控程序进行自动检测的功能,可以指出学生编制程序的具体错误原因,方便学生自学,同时也减少了教师的工作任务。
3.方便教师授课
利用仿真软件的网络功能,可以搭建师生交流平台,为师生提供良好的交互空间,方便地使用互动教学,使教师能在每个学生的屏幕上演示教学内容,同时教师也可以实时了解学生的学习情况并对学生进行指导。
4.提供多种数控机床和数控系统
数控机床和数控系统的种类繁多,绝大多数数控仿真软件都包括了我国数控加工中常见的数控机床和主流的数控系统,教学时可根据需要选择相应的机床和系统对学生进行授课,提高学生对不同数控系统及不同数控机床的适应能力,使学生到了工厂后能在较短时间内适应工作岗位。
5.可在计算机上完成所编程序的校验,减少实际操作出错的机会
在使用机床实际操作时,一般利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性,这样占用机床的时间较长,图形模拟也只能观看零件的大致轮廓,对于程序中的一些错误诊断不出。利用数控仿真软件,学生可以在使用机床实际操作前,利用数控仿真系统输入程序,观察零件的加工情况,判断程序的编制是否存在错误。仿真正确后,将正确的程序通过键盘或数据传输方式输入到数控机床中,这样既可节省时间,又提高了加工中的安全性。
四、数控仿真软件应用中存在的问题及解决办法
数控仿真软件的应用改变了传统的数控理论教学模式,方便了教师的教学和学生的学习,但是它只是一种加工过程模拟软件,和实际的加工过程还是有一定差别的,无法代替学生实际加工过程中的感受和经验积累。如果教学过程中,完全用数控仿真软件代替实际操作编程训练,就可能达不到预期的学习效果,学生只会纸上谈兵而并没掌握实际的操作和编程技能。为了既方便教学又能达到很良好的教学效果,还应该采取一些切实可行的办法。
首先,学校应该合理地安排课程教学进度。在学习数控仿真软件课程之前,先安排工厂金工实习,使学生对各种加工方法有较深的感性认识。另外,数控机床课程和数控加工工艺课程也要安排在数控仿真软件学习训练前面,这样学生在熟悉各种机床的操作方法、加工方法以及切削用量选择方法之后,就更容易学习和理解数控仿真的各个步骤和环节,更容易和实际的加工过程结合起来。
其次,要适当地穿插安排学生进行实际数控机床操作训练。这样可以避免学生对仿真软件产生过分依赖而荒废对机床实际操作技能的掌握。这就要求学校提高管理水平,科学合理地安排应用数控加工仿真软件进行训练学习的时间。
五、总结
总之,将数控仿真软件应用到数控教学中,充分发挥其优势,能显著提高教学质量。但数控仿真软件和实际加工还是有一定差距的,切不可让软件仿真完全代替实际加工训练,只有在教学过程中科学、合理、有效地利用仿真软件才能为教学服务,促进教学质量的提高。教师在教学过程中要积极思考在应用中产生的问题,及时主动采取应对措施,不断完善教学方法,并将仿真训练与实际上机床操作训练有机结合,才能发挥数控仿真教学的最佳效果。
参考文献:
[1]刘才志.数控仿真软件在数控教学中的应用之思考[J].湖南职业技术学院学报,2008,(4):136-138.
[2]上海宇龙软件工程有限公司.数控加工仿真系统手册[K].
2004.
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:数控教学;数控仿真软件;应用
作者简介:邓遵义(1978-),男,河南西平人,河南工业大学电气工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:数控技术的教学和科研;李攀峰(1976-),男,河南渑池人,河南工业大学电气工程学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:电气工程及其自动化技术。(河南 郑州 450007)
随着数控加工技术在机械制造业中的广泛应用,对数控相关技术人员的需求日益增加。为了满足社会对数控技术人才的需求,大部分本科院校的机械类和近机类专业都开设了“数控机床与加工”相关课程,高职院校也争相增设了数控技术专业。由于近几年高校的大幅扩招,使学校在数控设备上的资金投入很难满足短期内大量学生实践教学的需求。数控仿真软件可以完成工件在数控机床上的模拟加工,应用数控仿真软件既缓解了教学实训与资金短缺的矛盾,又增加了学生的动手机会,提高了学生的编程能力及对不同数控系统、不同数控机床的适应能力。多年的教学实践证明,和传统的教学方法相比,采用数控仿真软件辅助教学是一种经济、有效、安全的教学模式。
一、传统数控教学方法的弊端
在传统的数控教学中,教师的理论教学在课堂上进行,涉及机床的具体操作时,学生只能凭想象,因此学生很难掌握数控知识,教师讲解起来也是纸上谈兵,教学效果很不理想。其次,学生的实际操作必须在真实的机床上进行,由于实训环境差,人数多,数量有限的机床难以保证每位学生有足够的上机操作时间。另外,学生在真实机床上操作还具有一定的危险性,使用中的误操作经常会导致设备、刀具等的损坏,甚至引发人身伤害事故。因此,传统的教学方法存在很多问题,在数控教学中采用数控仿真软件能有效地解决以上问题,使理论教学和实际操作有效衔接,打破了传统的数控教学模式,能够帮助学生更好地掌握数控知识。
二、数控仿真软件简介
数控仿真系统是通过计算机的编程和建模,将加工过程用二维图形或三维图形以动态形式演示出来的软件,使在传统数控教学中,需要在数控实验室或实习工厂才能完成的大部分教学演示功能在虚拟软件环境中就能实现,使数控教学模式变得更加灵活、方便。目前成熟的数控加工仿真系统国外的有丹麦CIMCO公司的Cimco Software Suite、美国CGTech公司的Vericut系统、英国Microcompatibles公司的N-See系统等。国内的有上海宇龙软件工程有限公司的数控加工仿真系统、南京宇航自动化技术研究所的宇航数控仿真系统、北京斐克科技有限责任公司的VNUC系统、南京斯沃软件技术有限公司的斯沃数控仿真软件等。
数控仿真系统的共同特点是:全面的仿真功能,丰富多样的刀具库管理体系,完善的图形和标准数据接口;配置要求低、只需仿真软件和要求不是很高的微机,并能与多种计算机操作系统兼容;不需要原材料,投入资金少,占地小,不会造成资源的浪费;利用网络可以搭建交流平台,为师生提供良好的交互空间等。
三、数控仿真软件在教学中的作用
数控仿真软件的应用改变了传统的教学模式,对教学效果产生了积极的影响,主要表现在以下几方面。
1.利用数控仿真软件可以解决设备不足问题,节省教学设备投资
由于数控机床品种多、价格高,一台数控机床少则几十万元,多则几百万元。数控机床的操作训练如果完全依赖数控机床进行实训,投入大,消耗多。应用数控仿真软件,大部分的实训活动可以在仿真系统中实现,减少了在数控机床设备上的资金投入,增加了学生的实训时间,提高了学生对数控机床和加工的熟练程度。使用仿真软件,也减少了工件材料和能源的消耗,从而降低了教学成本。
2.安全性高,便于学生学习
使用数控仿真系统时,一切加工活动都是在虚拟环境中进行的,不存在安全问题,不会因为学生的误操作而损坏机床,也不会造成人身伤害,学生可以安全地进行训练。另外,仿真系统具有对数控程序进行自动检测的功能,可以指出学生编制程序的具体错误原因,方便学生自学,同时也减少了教师的工作任务。
3.方便教师授课
利用仿真软件的网络功能,可以搭建师生交流平台,为师生提供良好的交互空间,方便地使用互动教学,使教师能在每个学生的屏幕上演示教学内容,同时教师也可以实时了解学生的学习情况并对学生进行指导。
4.提供多种数控机床和数控系统
数控机床和数控系统的种类繁多,绝大多数数控仿真软件都包括了我国数控加工中常见的数控机床和主流的数控系统,教学时可根据需要选择相应的机床和系统对学生进行授课,提高学生对不同数控系统及不同数控机床的适应能力,使学生到了工厂后能在较短时间内适应工作岗位。
5.可在计算机上完成所编程序的校验,减少实际操作出错的机会
在使用机床实际操作时,一般利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性,这样占用机床的时间较长,图形模拟也只能观看零件的大致轮廓,对于程序中的一些错误诊断不出。利用数控仿真软件,学生可以在使用机床实际操作前,利用数控仿真系统输入程序,观察零件的加工情况,判断程序的编制是否存在错误。仿真正确后,将正确的程序通过键盘或数据传输方式输入到数控机床中,这样既可节省时间,又提高了加工中的安全性。
四、数控仿真软件应用中存在的问题及解决办法
数控仿真软件的应用改变了传统的数控理论教学模式,方便了教师的教学和学生的学习,但是它只是一种加工过程模拟软件,和实际的加工过程还是有一定差别的,无法代替学生实际加工过程中的感受和经验积累。如果教学过程中,完全用数控仿真软件代替实际操作编程训练,就可能达不到预期的学习效果,学生只会纸上谈兵而并没掌握实际的操作和编程技能。为了既方便教学又能达到很良好的教学效果,还应该采取一些切实可行的办法。
首先,学校应该合理地安排课程教学进度。在学习数控仿真软件课程之前,先安排工厂金工实习,使学生对各种加工方法有较深的感性认识。另外,数控机床课程和数控加工工艺课程也要安排在数控仿真软件学习训练前面,这样学生在熟悉各种机床的操作方法、加工方法以及切削用量选择方法之后,就更容易学习和理解数控仿真的各个步骤和环节,更容易和实际的加工过程结合起来。
其次,要适当地穿插安排学生进行实际数控机床操作训练。这样可以避免学生对仿真软件产生过分依赖而荒废对机床实际操作技能的掌握。这就要求学校提高管理水平,科学合理地安排应用数控加工仿真软件进行训练学习的时间。
五、总结
总之,将数控仿真软件应用到数控教学中,充分发挥其优势,能显著提高教学质量。但数控仿真软件和实际加工还是有一定差距的,切不可让软件仿真完全代替实际加工训练,只有在教学过程中科学、合理、有效地利用仿真软件才能为教学服务,促进教学质量的提高。教师在教学过程中要积极思考在应用中产生的问题,及时主动采取应对措施,不断完善教学方法,并将仿真训练与实际上机床操作训练有机结合,才能发挥数控仿真教学的最佳效果。
参考文献:
[1]刘才志.数控仿真软件在数控教学中的应用之思考[J].湖南职业技术学院学报,2008,(4):136-138.
[2]上海宇龙软件工程有限公司.数控加工仿真系统手册[K].
2004.
(责任编辑:麻剑飞)