斯沃数控仿真软件在数控教学中的应用
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作者:郑茂溪 卢满怀 王宝蝠 廖丹 张春红
摘 要：本文主要对斯沃数控仿真软件在《数控加工工艺及编程》课程教学中的应用进行研究，详细阐述了斯沃数控仿真软件在机床结构知识的学习、编程指令的理解、对刀原理的掌握、上机实践环节的操作以及课后作业的完成等方面的具体应用。教学实践表明，斯沃数控仿真软件在数控教学中的应用有助于提高学生学习数控编程的兴趣和积极性，解决实践环节数控加工设备数量不足的客观问题，提升教学质量和学生学习成效。
关键词：斯沃数控仿真软件;数控;课程教学;应用
1 绪论
《数控加工工艺及编程》课程是我院机械设计制造及自动化专业一门重要专业课程，具有应用性和实践性强的特点。学习该课程的目的是使学生掌握数控加工工艺设计及编程方法，培养出“肯学、会做、能用”应用型数控技术人才。传统的满堂灌的授课方式，学生往往是处于被动学习的地位，提不起学习的兴趣，而且对机床的坐标系和一些较为抽象的编程指令难以理解，影响学习成效。通过斯沃数控仿真加工软件，可以形象的展示数控机床的结构和运动、演示编程指令的特点和程序的走刀路线，激发学生的学习兴趣和积极性。同时，数控加工虚拟仿真技术用于实践教学环节，可以缓解数控加工设备数量不足的客观问题，也能积累一定的实践经验。
2 斯沃数控仿真软件在教学中的应用
2.1 在机床结构及运动教学中的应用
通过斯沃数控仿真软件，可以直观展示数控车床、数控铣床、加工中心的结构组成和正负方向运动特点。在讲授机床坐标系和运动时，在软件中分别设置前置刀架和后置刀架，分别演示并讲解机床坐标各坐标轴的正负方向运动和判定方法，[1]可加深学生的理解。同时，也使学生能更好的理解机床原点、参考点和工件原点的区别和联系，为后续编程打下坚实基础。
2.2 在试切法对刀教学中的应用
对刀是数控加工的重要环节，目的是确定工件在机床上的位置，即确定工件（程序）坐标系与机床坐标系的相互位置关系。试切法对刀是常用的对刀方式之一。讲授试切法对刀时，运用斯沃仿真软件，将试切法对刀过程总结为“九部曲”：打开电源——程序保护开关打开——回原点（零点）——装刀具——设置毛坯尺寸——启动主轴——试切端面、Z轴对刀，确定Z0位置——试切外圆、X轴对刀，确定X0位置——输入程序指令G00 X0 Z0检验对刀结果。通过软件的每一步操作和参数设置的演示，促进了学生对试切法对刀的理解和掌握。另外，通过斯沃数控仿真软件，学生还可以自行模拟外圆粗精车刀、外切槽刀、外螺纹车刀等多把刀一起的对刀练习，也可以对数控铣床及加工中心中的立铣刀、面铣刀、钻头等进行对刀练习，[2]深入理解并掌握对刀的原理。
2.3 在编程指令教学中的应用
G71指令走刀路线图
有些数控编程指令，往往比较抽象而难以被学生理解，以FANUC数控系统外圆粗车复合循环指令G71为例，虽然教材上有该指令的运行轨迹图，但是由于该指令有两段程序段，[3]对学生而言相对较复杂，学生往往难以真正理解该指令的走刀路线和运行原理。运用斯沃数控仿真软件，可以在软件界面上显示出详细的程序和指令的走刀路线，如左图所示。仿真加工过程中，可采用“单步”运行方式，直观演示每一个程序段的走刀路线，利于学生对指令及整个程序的理解，提高学生学习成效。
2.4 在实践环节教学中的应用
本课程共48学时，其中课堂授课24学时，实践授课24学时，实践课采取上机授课的形式，教师在机房组织并指导学生在实践课堂上完成具体项目或实例的数控加工工艺分析、数控手动编程和仿真加工等任务。课堂上，学生将自主编制的加工程序导入斯沃数控仿真软件，模拟数控机床的加工过程，若程序有误，在软件中会有一定的错误提示，学生根据错误提示及时改正程序并再次在软件中调试运行，直到顺利完成仿真加工任务。在此过程中，学生不但学到了数控编程的知识，进一步了解了加工过程，积累了一定的实践经验，也收获了独立完成任务的成就感，更锻炼了发现、分析、解决问题的能力。
2.5 在课后作业完成中的应用
本课程课后作业有较多的编程题，学生可以运用斯沃数控仿真软件，检验数控程序的准确性，以便提交正确的程序，获得较高的作业分数。这既是对学生劳动付出的回报，也激发了学生学习的积极性，同时也减轻了教师不断重复答疑的工作量，学习和教学成效显著。
3 结语
几个学期的教学实践表明，斯沃数控仿真软件在《数控加工工艺及编程》课程教学中的应用，有助于学生对数控编程相关知识的理解、掌握和应用，提高学生学习数控编程的兴趣和积极性，缓解实践环节数控加工设备数量不足的客观问题，使教学质量和学生学习成效得到有效提升。
参考文献：
[1]蹇清平，张玥琦.斯沃数控仿真软件在数控加工课程教学中的应用探索[J].教育现代化，2019（27）：159-161.
[2]张超，杨廷奇.斯沃数控仿真软件在数控教学中的研究与应用[J].科技视界，2018（20）：137-138.
[3]石从继.数控加工工艺与编程（第2版）[M].华中科技大学出版社，2017.
基金项目：1.2017年度电子科技大学中山学院创新创业教育课程和应用型人才培养课程立项建设项目（23-X-YKC201704）;2.2017年度广东省创新创业教育课程和应用型人才培养课程立项建设项目（S-CXCYKC201701）广东高校省级重点平台和重大科研项目——特色创新类项目（教育科研218GXJK239）3.2017年度廣东省创新创业教育课程和应用型人才培养课程立项建设项目（S-CXCYKC201701）;广东高校省级重点平台和重大科研项目——特色创新类项目（教育科研218GXJK239）
作者简介：郑茂溪（1984-），男，福建人，硕士，高级工程师，主要研究方向：机电结构设计，CFD技术应用。
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