摘要:数控加工技术是机械制造业的核心发展动力。然而,国内数控机床人才极度匮乏。为此,加强数控机床教学显得尤为重要。数控机床教学设备价格昂贵,这极大的制约了专业教学的发展。对此,将数控仿真软件应用到数控机床教学中具有重要意义。
关键词:数控仿真软件;数控机床;教学;
当前,机械制造业对数控机床专业人才的需求不断扩张,各院校也逐步加大了数控机床专业人才培养力度。将数控仿真软件应用到数控机床教学工作中,可以解决数控机床教学设备配置不完善、教学效率低等问题,提高教学效率。
1数控仿真软件类型与核心原理
数控仿真软件是计算机应用技术与虚拟现实技术相整合的产物,是一种基于计算机编程技术和建模技术,使用三维立体动画动态演示机械加工流程的软件。
简而言之,即通过计算机技术对实物的运动流程进行动态模拟和声像演示。利用数控仿真软件,操作者可以身临其境的查看生产、实验与施工等各个流程,进一步明确数控系统的优势性能,客观分析数控系统的缺陷。数控加工是一项综合性极强的工作,整个工作流程往往涉及多种类型的软件。按照软件适用范围差异,可将其划分为一体化软件和仿真型软件两类。
1)虚拟机床仿真软件
该软件可以动态模拟机床加工场景,实现操作者和仿真场景的交互,增强操作者的实践体验效果。虚拟机床仿真软件的实用性是其优势特征,如南京航宇自动化技术研究所、广州超软公司、武汉金银花公司等开发的数控仿真系统。
2)CAD/CAM一体化软件
该软件以优化零构件设计,完善加工程序为主。此类软件可以依靠计算机技术高效完成零构件加工前期的编程与设计工作,增强数控操作的规范性与精确性。例如,丹麦CIMC0公司的CImcoSoftwareSuhe、SolidWorks等。
总而言之,数控仿真系统具有完善的图形数据接口、标准数据接口,能够兼容多类型计算机操作系统。同时,数控仿真系统优越的仿真性能,使其对配置设施的标准要求较低。
2数控仿真软件在数控机床教学中的应用价值
2.1激发学生的主观能动性,培养学生的学习兴趣
与其他学科相比,数控理论较为枯燥乏味。再加上专业课程难度系数大,参与实践机会有限,多数学生对数控理论缺乏兴趣。对此,教师应转变思想观念,调整教学方法,培养学生的学科兴趣,扩充学生的知识储备。
我们都知道,数控机床是一类兼顾理论与实践的学科。如果教师单纯采用传统教学方法讲解编程指令,抽象化与枯燥性的计算机语言不可避免的会削弱学生的学习积极性。数控仿真软件内置机床实践操作界面与用户操控界面。在实际教学过程中,教师可以利用数控仿真软件,更加直观化、具象化的动态演示编程指令运作流程,一方面,有助于学生全面掌控数控机床的运作流程,另一方面,有利于激发学生的主观能动性,挖掘学生的内在潜能,培养学生的创新创造能力。
2.2促进理论与实践教学的有机整合
在数控机床教学中,应用数控仿真软件,可以实现理论与实践一体化教学,加强整体教学效果。以对刀流程为例。客观来说,该环节的实践操作难度并不大,但如果教师单纯采用传统教学方法,只会让学生感到枯燥乏味。而应用数控仿真软件进行动态模拟演示,则可以实现理论知识与实践操作的有机整合,加深学生对专业知识的印象。另外,在开展数控机床教学工作时,教师还可以利用数控仿真系统的示教功能详细介绍编程流程,或者利用数控仿真系统的测量功能检测加工零件尺度与粗糙度。由此,不断完善学生的实践操作技能。
例如,在插补指令G00和直线插补指令G01的区别应用环节,教师可以在运行第一个G01后面添加F,引导学生掌握二者的本质性差异,不断增强学生的数控机床操控能力。
2.3提升数控机床专业教学工作质量水平
在以往的数控机床教学中,教师往往将大部分精力都投放在批阅作业方面。由于数控编程具有加强的灵活性,学生的编写的程序也各不相同。例如,某一学生采用固定循环指令进行编程,而另一位学生则采用子程序编程。基于编程方式的差异,工艺路线也存在较大差异。针对这种情况,如果教师单纯采用原有的批阅方式,则根本无法顾及所有的课题,进而影响整体教学工作落实效果。将数控仿真软件拓展应用到数控机床教学工作中,可以加强知识考核的系统性,以及专业技能考核的标准性,改进教学质量。
3数控仿真软件在数控机床教学中的应用形式
3.1数控仿真软件在工艺流程分析环节的应用
在工艺分析课题研究中,教师要结合数控仿真软件的特点,并合理划分实际操作流程,引导学生全面掌控各流程与各环节。而促进工艺流程与加工流程的有机整合,则可以缩小模拟与操作的误差。
客观的说,多数高校数控机床专业学生都存在基础知识薄弱的问题。在讲解与演示过程中,教师要详细讲解各种图标所代表的意义,展现各功能特征。督促学生用心观摩操作流程,随时向学生提问,引导学生自主发现问题。同时,给予学生必要的指导,加深学生对专业知识的印象。
3.2数控仿真软件在指令功能解读方面的应用
学习数控技术,掌握生产工艺,只是数控机床专业学习的基础。编写控制程序是数控机床操作的重要环节。编写控制程序,可以有效控制零构件的形状,规格与厚度。如果控制程序不合理,极易出现各种各样的问题。在以往的教学模式中,教师以教材内容为主,单纯按照知识点进行讲解,一旦涉及技术性问题,学生只能想象整个机械运作流程,而这不可避免的存在偏差。对此,高效应用数控仿真软件,可以让学生更加直观化、具象化的体验机床操控流程。久而久之,培养学生的学习兴趣。
3.3数控仿真软件在零构件加工生产方面的应用
由于各类零构件的生产要求不同,对数控机床的标准要求也各不相同。当代人才竞争往往更注重实践技能。为此,各高校应培养高素质的应用型人才,填补人才市场空缺。在数控机床教学过程中,教师需应用数控仿真软件,开阔学生视野,拓展学生的知识涉猎面,强化学生的专业素养。众所周知,学习的目标就是就业,只有让学生接触到更多的知识,才能增强学生的竞争力,促使其适应各种不同的工作环境。
4将数控仿真软件应用到数控机床教学中的注意事项
结合上文内容可知,数控仿真软件与数控机床实践操作或多说少会存在差异。为此,在实际教学过程中,教师需引导学生客观认知二者之间的差异,全面了解实践操作流程差异导致的产品差异。数控仿真软件对于理论教学与实践指导同样适用,但对于部分特殊的实践操作内容来说,数控仿真软件的优势效能进一步凸显。
此外,在教学过程中,教师要有针对性的向学生灌输安全意识。采用数控仿真软件进行教学,这可为学生提供一定的容错空间,而实践操作是必须严谨认真的。一旦任何环节出现问题,都会造成难以想象的严重后果。为此,增强学生的责任意识和安全防范意识至关重要。
5结束语
综上所述,各类数控仿真软件的核心原理不同。在数控机床专业教学过程中,教师要合理利用数控仿真软件,有效弥补传统教学模式的不足,提高教学效率,以此培养高素质的数控机床技能型人才,满足行业发展需求。
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