數(shù)控加工仿真技術教學探索

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隨著我國對于職業(yè)教育的持續(xù)關注，以及數(shù)控加工技術各方面科學化的提高，數(shù)控機床操作人員的專業(yè)素養(yǎng)被重視起來，職業(yè)學校對于數(shù)控機床操作人員的培訓更加重要。可是，對專業(yè)人員進行培訓需要有大量資金投入，使實訓教學能夠維持。可是大部分實訓課程的消耗過大，因此很多學校想出了降低實習消耗的辦法，這些方法很容易使學生在學習的過程中得不到有效的培訓。目前，數(shù)控仿真技術以及計算機和在職學校的教學緊密結(jié)合，這樣可以使教學進一步提高，也可以有效的節(jié)約能源。

1數(shù)控仿真技術應用的意義

1.1有利于提高學生的學習興趣。仿真技術是一種比較有用的教學方法。在進行教學活動的過程中，仿真技術可以有效地讓學生之間進行溝通和交流，也能夠讓教師進行情景創(chuàng)設，仿真技術在進行教學的時候可以創(chuàng)設很多種不同的情景，還可以應用一些三維模型，這就可以很大程度上使學生的學習更加順利，成績也能得到提高。仿真技術的反饋比較及時，教師在進行教學的過程中，使用仿真技術也能夠使教學整個過程更加生動形象。使學生的學習當中遇到任何問題都可以創(chuàng)設相關模型更加直觀地對問題進行探索。1.2仿真教學能夠降低學校的教學成本使用傳統(tǒng)教。學法在一定程度上很難滿足目前科技飛速的發(fā)展，而教師在進行教學的時候，需要應用到很多更加先進的儀器來幫助學生學習。使用仿真技術來構(gòu)造實訓基地和實訓教室，極大程度的壓縮了學校投入的成本。仿真技術進行生個更新?lián)Q代是依靠信息技術和軟件來進行得，并不用投入更多的成本，而且在使用的過程中也并不會對任何原材料額外消耗，而且還能夠應用計算機技術及時的對新的內(nèi)容進行補充，使學習學生能夠?qū)W到最先進的科學技術。1.3仿真技術具有廣泛的適應性。學生進行傳統(tǒng)的實訓課進行教學的時候，教師使用的硬件設備往往跟不上實際應用的情況。而在使用仿真技術的時候，就可以讓學生在學習的時候更加能夠符合實際工作情況。使用數(shù)控仿真技術，可以使教師訓練學生進行不同的數(shù)控操作，并且體驗更加真實，使學生在工作的時候，能夠更加得心應手。1.4仿真技術能夠解決傳統(tǒng)實訓教學過程中的各種難題。在教學的時候使用數(shù)控仿真技術，在壓縮成本的同時，在實際訓練的時候，因為學生對于操作流程不熟悉，很容易造成機器損壞或是出現(xiàn)安全隱患。而使用仿真技術對學生進行實訓，就可以在很大程度上避免出現(xiàn)安全隱患，學生可以使用課堂上學習到的知識，對項目進行探索。數(shù)控仿真技術在一定程度上可以使實訓的效率提高，也可以向?qū)W生們展示真正工作的環(huán)境以及標準的流程，對于學生的知識接受情況，也有一個智能的考核，針對不同學生的情況進行個性訓練。仿真技術是使用真實的數(shù)據(jù)來模擬一個虛擬操作平臺，但是這個操作平臺有十分嚴格的操作標準，可以對實際工作中使用到的設備進行模擬還原。學生在進行實訓的時候，能夠避免設備損壞的問題，同時也能夠?qū)ψ钕冗M的機器進行操控。讓學生的整體的學習效果增加。

2數(shù)控加工仿真系統(tǒng)

目前，虛擬現(xiàn)實技術和計算機在不斷地改進，已經(jīng)擁有了可以模擬實際機床加工環(huán)境及其工作狀態(tài)的計算機仿真加工程序，這個程序可以有效地將現(xiàn)實生活中的情況和數(shù)控加工使用流程進行模擬。使用計算機仿真程序?qū)W生進行教育，可以使學生的理論知識和實際操作水平得到培訓，而且操作的過程中可以避免安全隱患，更加穩(wěn)定，也可以使投入的資金節(jié)省。很多職業(yè)學校將計算機仿真技術使用在數(shù)控操作學生的教學當中，也探索出了很多數(shù)控加工仿真教學程序以及不同的數(shù)控加工仿真軟件。數(shù)控加工仿真軟件能夠在單獨的系統(tǒng)上進行操作，也可以使用計算機信息網(wǎng)絡進行運行。單獨操作機床模型的方法，只需要使用一臺計算機，就可以在顯示屏的仿真面板上，對于數(shù)控機床進行實際訓練。對零件進行切削的情況是使用三維動畫的形式進行模擬的，使用這樣的教學方法，可以有效地對學生進行實際培訓。使用計算機網(wǎng)絡技術進行數(shù)控加工仿真軟件的應用是將學校的教學系統(tǒng)和實際的機床進行網(wǎng)絡連接，讓學生能夠使用硬件來對零件進行切削。學生使用的是仿真面板，但是，表現(xiàn)出來的情況和實際在機床上進行操作是沒有區(qū)別的，也就是使用計算機以及其他硬件和軟件來進行真實場景的模擬，學生可以在仿真場景中進行和真實場景沒有差異的訓練。使用這樣的方法，能夠?qū)W生的實際操作能力發(fā)展起來。數(shù)控仿真程序的主要內(nèi)容是數(shù)控機床，而虛擬數(shù)控機床又是虛擬制造技術中的一個重要的執(zhí)行單元。它不僅在數(shù)控加工過程中為產(chǎn)品設計提供了可制造性的分析，而且在數(shù)控系統(tǒng)的學習和培訓中，為被培訓人員提供了完善的學習方法和學習環(huán)境。數(shù)控仿真系統(tǒng)完全模擬真實零件的加工過程，可以檢驗各種數(shù)控指令是否正確，能提供與真實機床完全相同的操作面板，其調(diào)試、編輯、修改和跟蹤執(zhí)行等功能也一應俱全。

3數(shù)控仿真系統(tǒng)功能及在教學中的應用

使用虛擬的苦數(shù)控機床和真實機床的操作比起來，有以下幾方面的特征：3.1虛擬數(shù)控機床具有與真實機床完全相同的結(jié)構(gòu)虛。擬的數(shù)控機床在應用的過程中，可以讓學生體會到操作實際機床的所有流程。并不會因為虛擬替代的情況，而使得一些重要的步驟和信息不符合實際情況。學生在使用虛擬機床進行操作的時候，可以體會到和真實機床沒有差異的操作界面及其功能。使學員在進行學習的時候能夠，得到實際操作能力的發(fā)展[1]。3.2機床操作全過程仿真。學生在使用仿真機床進行操控的時候，其整個操控過程都是十分真實的。比如說，刀具庫的種類完全符合實際使用情況，系統(tǒng)里使用的數(shù)據(jù)庫擁有各種各樣的模擬刀具材料，甚至還支持用戶對于刀具進行自定義，可以按照不同的需求來改換其參數(shù)[2]。3.3全面的碰撞檢測測量功能。學生在進行實訓的過程中支持進行手動、自動加工等模式下的實時碰撞檢測，出錯時會有報警或提示，從而防止了誤操作的發(fā)生。可實現(xiàn)基于刀具切削參數(shù)零件粗糙度的測量，能夠?qū)Ψ抡孳浖霞庸ね瓿珊蟮墓ぜM行完全自動的、智能化的測量。具有完善的圖形和標準數(shù)據(jù)接口。用戶既能在真實的環(huán)境中運行虛擬機床，又能觀察它的各種運行參數(shù)[3]。3.4實用靈活的考試系統(tǒng)學生在進行模擬操控的時候，可以直接對自身進行考核，并且能夠?qū)⒋鹁碛行У乇４妗Ｍ瓿勺詣釉u分，成績查詢，并且對于試卷整體過程能夠進行完整的分析，使教師對學生的考核更加簡便。

4引入仿真教學后的注意事項

仿真教學是一種比較先進的教學方法%可以在學生進行實習培訓的時候得到更多發(fā)展，但是需要注意的是，仿真教學和真正的實際操作仍然有一定的區(qū)別，因此學生在進行虛擬數(shù)控仿真實訓之后，并不能夠直接進行工作，而是需要一段時間的真實實訓，教師需要重視以下幾方面。①物理仿真技術和計算機仿真技術的使用與真實操作對比起來，雖然模擬程度極高，原理也相似，但是和實際操作仍然有一定的區(qū)別。②數(shù)控仿真軟件在進行終止教學的時候，仍然有很多問題需要解決。目前這一領域還在發(fā)展的初期，因此仿真模擬的整體情況還有待補充。③在進行數(shù)控操作的實際過程當中有很多難點，而進行仿真模擬很容易使這些難點被忽略。因此進行實訓的時候仍然不夠全面。在實際操作過程中，對實際操作技能需要更全面。因此，中職學校在組織學生進行仿真培訓的時候，同時也需要合理地向?qū)W生進行實際操作的實訓。這樣才能夠更加全面合理的讓學生的實際操作能力提升，也可以避免因為仿真模擬的操控，而使學生忽略實際操控過程中的安全隱患，學生在操作過程中的錯誤在實訓中可以得到有效的彌補。

5結(jié)束語

因為虛擬數(shù)控機床的各方面能力突出，中職學校中數(shù)控教學課程的學生人數(shù)不斷提升，但是需要進行實訓的數(shù)控機床價格昂貴，學校有效地對學生進行模擬仿真的培訓，使學生在使用仿真技術的時候提升實際操作能力。這樣可以使學生因為初期操作生疏而造成機床損壞的情況得到控制，也可以讓學生有效地將課堂中學習到的知識和實際操作相結(jié)合，對于虛擬技術的應用可以緩解學校因為資金問題而使學生實訓情況不足的現(xiàn)象。學生能夠在模擬面板上大量的操作，盡快的將整體工作流程熟悉起來。也可以使在培訓的時候出現(xiàn)的錯誤率能夠控制，各方面能力都得到發(fā)展。

參考文獻：

[1]徐樂，楊東.虛擬仿真技術在數(shù)控加工實訓中的應用[J].科技視界，2017（23）：15-16.

[2]平艷玲.五軸聯(lián)動數(shù)控加工后置處理技術及高速切削仿真技術分析[J].裝備制造技術，2017（07）：83-85.

[3]吳慧敏.仿真技術在《數(shù)控編程加工與操作》教學中的應用[J].黑龍江科技信息，2017（14）：155.

作者:江慶鑫 單位:瑞金中等專業(yè)學校