数控仿真系统在中职数控教学中的应用
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作者: 华春蔚
数控仿真系统具有经济、安全、实用等特点，能有效解决中职学校学生多、数控设备少、机床数量有限等教学问题，促进学生数控技术的学习。通过分析数控仿真系统在中职教学中的应用，谈谈数控仿真系统在中职数控教学中应注意的问题。
1 前言
随着我国机械制造业的不断发展，数控技术得到广泛应用，社会对数控技术型人才的需求也大大增加。我国各大中职学校相继增设或扩展了数控专业，大量扩招数控专业学生，近年来为社会输送了大批数控技术型人才。由于中职学校办学实力不雄厚，数控设备、机床数量远远不能满足学生参与学习实践的需求，运用数控仿真系统能让学生模拟真实数控机床的操作，学习数控技术，弥补学生在实际操作中的不足，因此，数控仿真系统在中职教学中的应用处于越来越显著的地位。
2 数控仿真系统
数控仿真系统是虚拟现实的仿真软件，具有能演示讲解数控操作编程、模拟真实数控机床的操作、帮助数控技术人员学习数控技术知识、协助工程技术人员预测检验数控程序等功能，目前已被广泛应用到各大院校的数控教学和机械制造企业中[1]。我国现今采用的数控仿真系统主要来自上海宇龙、广州超软、北京斐克等。
3 数控仿真系统在中职教学中的应用
中职学校一般比较注重对数控专业学生实用技能的培养，在数控教学中融入数控仿真系统，能有效提高学生对数控机床设备的操作水平，实现中职数控教学效果的显著增强。
3.1 培养学生的学习兴趣
数控专业涉及的加工、编程等方面的知识，都具有很强的理论性以及实践性，数控课程的内容往往比较抽象，不易理解。由于中职学校的大多数学生的起点较低，对知识的领会理解能力较差，学生在学习数控理论知识的过程中容易产生倦怠感，教师与学生面对面教学的传统方法已经很难达到良好的教学效果。数控仿真系统的网络功能十分强大，教师通过多媒体教学广播的形式，可以让学生在电脑屏幕上清楚看到自己演示的教学内容，并让学生在电脑上进行同步模仿操作。通过数控仿真系统，教师还能时时关注学生的操作情况，方便教师及时发现学生操作的错误，对学生进行针对性的指导。这种交互性的理论教学方式大大提高了师生的互动性和学生的动手操作能力，有助于培养学生的学习兴趣，保持学生学习的热情。
3.2 帮助学生熟悉数控设备机床的基本操作
由于办学资金、场地、数控机床种类多价格贵等多种因素的限制，目前大部分中职学校可供学生实际操作的机床的型号和数量非常有限，数控教学中，学生不能接触多种型号的机床，实际机床操作的次数和时间也相对有限。数控仿真系统全面模拟了数控机床操作的环境，不仅操作面板与真实的数控机床完全一样，操作的步骤也一致，数控机床工件的运动状况以及刀具的加工情况等都可以通过数控仿真系统直观地演示出来。学生可以通过数控仿真系统熟悉各种型号的数控机床对刀、工件装夹、刀具安装等一般操作。数控教学中，数控仿真系统还可以模拟演示不准确的数控程序和不规范的数控操作，帮助学生领会引发干涉和碰撞等状况的原因，在机床实际操作次数少的情况下，帮助学生熟悉各种数控机床操作，拓宽学生的知识面。
3.3 辅助数控编程教学
数控仿真系统具有检验数控编程代码是否正确，提示错误信息，并发出准确提示的功能。学生编写数控程序代码后，只要将程序代码输入数控仿真系统，数控仿真系统就会根据代码进行虚拟的加工，并验证学生编程程序的正确性，帮助学生找出编程程序的错误之处，并提示学生调试编程代码，实现正确的仿真加工。学生还可以通过数控仿真系统，全方位地旋转观察，了解仿真加工的进展，让学生在一定程度上加深对数控编程相关知识的了解，不仅能提高学生学习的效率，也减轻教师在数控编程教学方面的负担。
3.4 实现数控教学的多元化
目前，在我国应用比较广泛的数控系统有广州数控、FANUC、三菱、SIEMENS、华中数控等数控系统[2]，但由于教学经费等问题，大多数中职学校的数控教学只涉及2～3种数控系统，对于培养高素质的数控技能人才有很大的影响。数控仿真系统能模拟仿真各类数控系统的操作和编程，将数控仿真系统运用到数控教学中，能辅助增加其他数控系统的仿真操作，使中职数控教学多元化，有助于学生学习不同数控系统的操作和编程，全面提高学生对各类数控系统的操作能力。
3.5 增强学生对参数的认识
为了提高数控机床的使用率，保障学生在实际操作中的安全，在中职数控教学中，数控加工的参数主要由教师操作确定，学生在实训中几乎不懂得如何确定参数，对参数的合理性认识有待加强。数控仿真系统可以模拟真实的数控加工参数，学生可以通过数控仿真系统了解切削深度、进给率、削速度等多种切削参数，预测工件和刀具破损和变形情况，进而领会不同参数对数控加工质量的影响，学会优化和调整切削参数，提高数控加工参数的认识[3]。
3.6 丰富教学评价内容
数控仿真系统具有自动检测学生的数控程序、指出数控程序错误原因以及三维测量等多项功能，学生可以通过数控仿真系统进行数控加工和编程的自我练习和自我测试，教师可以通过学生的操作记录，对学生作出相关的教学评价，中职学校也可以从数控仿真系统中学生的操作记录对教师的教学效果进行科学合理的评价[4]。数控仿真系统在中职数控教学的应用中，为中职学校的教学评价体系增加了一条新的标准，丰富了其教学评价内容。
4 在中职数控教学中应用数控仿真系统应注意的问题
在中职数控教学中，数控仿真系统是一种有效的辅助教学工具。但中职学校也要认识到数控仿真系统的缺陷，明确数控仿真系统在中职数控教学中存在的问题，并采取相应措施，加大数控仿真系统在中职数控教学中的作用。
首先，数控仿真系统仍未完善，学生在进行模拟仿真数控操作时，数控仿真系统的某些指令有时会出现无法执行的现象，致使学生对数控的相关理论知识产生疑惑，在一定程度上阻碍了学生对数控知识的深入理解和运用[5]。因此，在中职数控教学中，教师要科学合理地安排仿真操作和实际操作的时间，把仿真操作练习与实际操作练习交替进行。
其次，很多中职学校为了提高数控机床的使用率，延长数控机床的使用年限和维修成本，没有根据教学计划制定科学合理的数控操作课程安排，人为减少学生机床实训的时间，过分依赖于数控仿真系统的操作练习。过多模拟仿真操作练习，容易造成学生对实际操作的忽视，不利于学生实际数控技能水平的提高。因此，教师要制定合理的教学安排，在引入数控仿真系统辅助学生学习之前，要先安排学生对数控加工、编程、机床操作课程的学习，使学生对数控知识有总体上的认识后，再引入数控仿真系统，从而有效帮助学生快速学会数控仿真系统使用的各个步骤和方法，提高学习效率。
5 结语
数控仿真系统能有效地促进中职学校的数控教学，帮助其解决机床设备不足，不能满足学生实训要求的难题。中职学校要好好利用数控仿真系统，及时发现数控仿真系统在数控教学中的缺陷与不足，并积极改进，把数控仿真系统训练和实训操作紧密地结合在一起，推进对学生数控技能的培养，实现数控仿真系统在中职数控教学中的巨大作用。
参考文献
[1]刘杰.浅淡中职数控教学[J].河南农业，2010，31（06）：69-75.
[2]宣国强.数控教学之“五步法”[J].中国教育技术装备，2010（5）：57-63.
[3]刘光定，潘爱民.论数控加工仿真系统在数控教学中的作用[J].现代商贸工业，2010，18（1）：38-52.
[4]王丽哲，付海燕.浅谈数控仿真软件在教学中的应用[J].才智，2010，16（4）：103-117.
[5]毛刚.关于中职生数控加工专业的教学研究[J].职业，2010，19（6）：52-61.
（作者单位：江苏省江阴市南华中等专业学校）
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