加工仿真在數控教導中的實用性透析

導語：加工仿真在數控教導中的實用性透析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

本文作者：黃祥工作單位：安徽國防科技職業學院機械工程系

仿真在教學中的作用

在數控課程的教學中，“學做一體”是最有效的教學形式．如果僅在黑板上去講數控機床編程與操作，學生無法真正掌握，在實訓室進行數控課程教學，又受到機床數量的限制，尤其在實訓初期學生對設備不熟悉，誤操作會導致設備的損壞，甚至是人身傷害事故，存在較大的安全隱患．通過仿真系統輔助教學，可以起到以下作用．激發學生興趣，增強學習主動性使用數控加工仿真系統，學生可將所編程序輸入系統中，直接完成程序編寫的正誤檢查、干涉檢查等功能，并進行數控加工的過程演示;仿真系統上機床的操作和零件的加工過程，與在真實機床上的操作程序基本一致，有利于學生對實際操作的學習和掌握;學生可以通過“旋轉”功能，從任意角度觀察數控機床的運行，毛坯加工成為成品的過程直觀形象;應用數控加工仿真系統，便于在教學中運用“任務驅動”、“項目導向”等多種教學方法，提高學生分析問題和解決問題的能力，體現學生主體地位，在理論講授時，適時結合仿真教學，激發學生學習興趣［3］，有效提高學習主動性．提供良好運行平臺，保障安全可靠性隨著企業數控化率的不斷提高，對數控方面人才的需求量在不斷增加，對人才質量與規格要求越來越高，數控機床是一種新型的機電一體化設備，它具備“高速、高效、高精度”的特點，在實訓教學時，直接讓學生在數控機床上操作，可能會出現撞刀、過切等干涉現象，造成設備、人身危害．把仿真系統引入到教學中，通過對干涉現象的排查，糾正錯誤程序，可完全避免實際操作中出現的事故，同時隨著學生人數的增多，可以通過計算機的大量配置，使每位學生有足夠的仿真實訓時間，徹底解決數控機床數量不足的問題，較好地達到實訓效果，這樣也減少了實習材料和能源的消耗，節約實習教學成本，因此，數控加工仿真系統是數控實習前一種較好的訓練手段，保障實習教學的安全與低耗．理實聯系實際，提高教學實效性數控加工技術系列課程的教學模式，如果以課堂理論講授為主，不利于學生對數控程序的理解，在黑板上講“按鍵”的作用與機床的操作，談不上對數控操作技能的掌握，理論與實踐教學效果都很差．如果把數控仿真教學引入教學中，學生可以將所編程序輸入仿真系統中，演示零件的加工過程，如果程序編寫錯誤，就能在教學現場及時發現，仿真軟件對零件的加工操作流程與實際機床相同，使學生對程序指令及機床實際操作就更加熟悉，這不但有利于提高數控理論教學效果，更有助于學生編程能力的提高，也為以后的實際操作奠定良好的基礎，學生在進行實際編程與加工時更易上手．

仿真教學的實施

根據教學需要把理論教學與仿真、實訓有機融合，讓學生在學習理論知識的同時，邊仿真、邊操作，對數控加工有更直觀認識，可以促進專業課程的學習．作為教學的一部分，與實訓教學結合，在操作機床之前，學生先進行數控加工仿真教學，能對所編程序的準確性進行檢查，檢驗加工工藝的合理性，并能提高學生對機床操作的熟悉程度等，對保證實訓效果與實訓安全起到良好作用．仿真教學的安排《數控加工編程與操作》是一門實踐性很強的課程，在教學前應合理安排理論教學、仿真教學與實訓教學的課時比例，確定教學的主要內容等，見表1．在課堂教學中應重點解決編程方法和編程中的工藝問題，這也是對以后實習所做的必要的知識鋪墊．學生利用數控加工系統主要進行程序的輸入、校驗等訓練，同時讓學生了解不同系統、不同機床的操作方式等，讓學生貼近真實實訓環境，并培養獨立解決實際問題的能力，在后續的實訓教學中，能更快、更好地掌握操作技能。運用“任務驅動”教學法應用數控加工仿真系統輔助教學，目的是讓學生熟悉數控機床工程面板與按鍵功能、驗證工藝合理性和檢測數控程序正誤等，并為學生“生產性”實訓做好前期準備，以真正提高學生的職業能力．因此在進行仿真實訓時，適宜采用“任務驅動”教學法．教師在做仿真實訓教學之前，從相關企業獲取真實零件的圖紙，根據教學內容和要達到的教學目的，首先簡要做好工藝分析，布置編程與仿真加工等任務，讓學生在課下通過查閱資料、相互討論的方式，完成工藝參數的選擇、數控加工程序的編制等工作，仿真實訓時按工件實際加工工序完成:選擇機床和數控系統、安裝毛坯與刀具、對刀與校驗、輸入程序與仿真加工、零件檢測等，最終實現一個工件或是工件中一部分工序的仿真加工．在仿真教學過程中，教師要指導學生完成糾正錯誤程序、簡化程序結構、優化走刀路徑等教學環節［4］，以進一步提升學生數控編程與加工的能力．在仿真結束后，教師應根據學生的仿真情況，針對性地作出評價，主要是指出工藝分析和編程中存在的問題和錯誤，增強學生分析問題和解決問題的能力．

仿真對實訓教學影響

學生在實訓前通過數控加工仿真教學，認識機床結構與工作原理，如“x、y、z、u、v、w”軸的運動、行程范圍以及其它部件的工作情況等;利用手動方式輸入程序，驅動機床運動，全面了解數控機床的加工過程;通過編程與輸入操作，對碰撞、干涉、加工失效等信息進行檢查，掌握工件從安裝至加工完成的整個流程，并利用虛擬測量器具對工件進行測量，最終生產出一個虛擬的產品［5］．通過仿真實訓，學生對使用真實機床已有全面的認識，在進行實訓教學時，減輕學生實際加工的心理負擔，克服對機床的畏懼心理，保證實訓安全．仿真后有效縮短學生對機床的認識時間，同時學生對簡單零件的加工上手快，可以有更多的時間進行復雜零件的編程與加工實訓，提高實訓效率，進一步提升學生的數控技術水平．

數控加工仿真系統具有逼真反映機床加工過程的功能，在數控課程教學中，利用仿真軟件輔助教學，在很大程度上，解決學生人數多與實訓設備少的矛盾．采用“任務驅動”教學法，擺脫純粹的理論講授，培養了學生的學習興趣．把理論、仿真和數控實訓有機融合，讓學生在安全的平臺上，先期熟悉數控機床工程面板和按鍵功能，認識機床結構，掌握數控加工流程等，對學生實訓起到積極的作用，有利于學生操作能力的增強，顯著提高數控課程教學效果．