[摘要] 针对传统数控教学中理论结合实训的模式,本文提出理论加仿真软件模拟然后再结合实训的教学方式,该教学方式更有助于学生理解数控指令的执行过程以及功能和特点。此外,该方式还可以提高授课效率和学生的数控操作水平,调动学生的学习积极性,弥补数控实训条件不足等优点。数控仿真软件在数控教学中的应用将不仅有利于数控教学水平的提高,而且有利于培养高素质的数控应用型技术人才。
　　[关键词] 数控技术 数控仿真 授课效率 教学水平
　　
　　随着科技的进步,市场的需求,当前世界各国制造业都广泛采用数控加工技术,以提高制造能力、适应市场能力和竞争能力。改革开放以来我国综合国力逐步增强,机械制造业也逐渐由普通机床向数控机床过度,并已经形成一定规模。这必然对掌握现代化制造技术的人才、特别对一线数控技术工人形成了巨大的需求。对于讲授数控技术的教师来说,如何更快更好地培养出满足市场需要,掌握数控机床编程、操作与维修等技能的人才,是一个一直在研究的问题。本文讨论的是采用数控仿真软件将数控理论教学与实际操作有机地结合起来,提高数控教学水平,培养高素质的应用型技术人才[1]。
　　一、引言
　　《数控加工编程与操作》是机械专业的一门专业基础课程。它具有较强的综合性、实践性和应用性。在传统的教学模式中,这门课分为理论授课和实训操作两部分教学内容,即理论结合实训的模式。这样的教学方式往往会存在以下弊端:理论课枯燥乏味,部分学生对程序或代码不理解,导致学习兴趣的降低;实训时知其然但不知其所以然等等。职业院校要培养的是既有理论知识又有实际操作能力的技能型人才,所以如何能更快更好地输出市场所需要的人才,是我们一直以来研究的课题。本文探讨的是在理论教学的同时,适当运用多媒体教学手段,将理论教学与实际操作通过数控仿真软件有机地结合起来,从而提高数控教学水平,培养高素质的应用型技能人才。
　　二、在理论教学中应用数控仿真软件
　　在《数控加工编程与操作》的教材中,大多含有介绍机床操作的章节。对于这部分内容理论教师要么简单介绍,要么忽略不讲,教学效果不太理想。如果我们这时引入数控仿真软件,那么结果就会大不相同。因为仿真软件是完全模拟真实的数控机床,如图1至图4所示,图1是机床模拟加工区,学生可以通过这里看到工件的装夹、刀具的转换以及零件加工的全过程,图2是机床显示窗口区,图3是机床MDI键盘,图4是机床控制面板区,学生们坐在教室就可以看到机床的操作系统和操作面板,教师可以当场演示,弥补了单纯理论授课的不足。仿真软件还包含不同的数控系统,例如有FANUC系列的数控系统,广州数控系统,华中数控系统等,可以适应不同的教学需求。
　　
　　三、以复合循环指令G71为例介绍数控仿真软件在理论教学中的应用
　　
　　在以往的授课过程中,总有学生对一些程序代码不理解,比如复合循环指令、固定循环指令等,而授课教师则需要花费相当的精力给学生讲解。这时,我们同样可以利用仿真软件解决这个问题。因为在仿真软件中,可以很清晰直观地看到程序执行的过程,刀具的運动轨迹,零件加工后的形状和尺寸等。这不但有利于提高数控理论教学效果,有助于学生对数控指令的理解,更有助于学生编程能力的提高,也为以后的实际操作奠定了坚实的基础。
　　复合循环指令G71在传统的理论课堂教学中,由于该指令后面参数较多,执行该指令后循环次数多,刀具运动轨迹复杂,许多学生在学习完该指令后没有能完全理解该指令的执行过程,在实际应用中不能合理使用该指令,从而没能体现出G71指令在数控加工中的高效率和安全性优点。
　　本文通过采用斯沃数控仿真软件对工件进行模拟加工来讲解G71指令。
　　(一) G71指令格式:
　　G71U(△d )R(e )P(ns) Q(nf) U(△u)W(△w) F S T
　　(二) 参数含义:
　　△d——每次径向吃刀深度;
　　e——是径向退刀量(可由参数设定);
　　 ns——循环中的第一个程序号;
　　 nf——循环中的最后一个程序号;
　　△u——径向(X)的精车余量(直径值);
　　△w——轴向(Z)的精车余量。
　　(三)实例演示:
　　用G71加工如图5所示的零件,毛坯为Φ44×100mm的棒料。
　　在仿真软件中我们可以设置毛坯的尺寸、选择加工所需要的刀具,将编制好的程序输入到系统中,保存后点击“循环启动”键,系统会自动执行程序,学生会在如图1所示的区域看到加工的全过程,该过程如图6、图7所示。为了让学生对参数△d和e有更深刻的理解,可以直接更改程序中相应参数的数值,对毛坯重新加工,加工后刀具轨迹如图8、图9所示。图8中参数△d和e取值较小,刀具轨迹密集,循环次数多;图9中参数△d和e取值较大,刀具轨迹稀疏,循环次数少。通过对比,G71指令在不同参数下的执行过程生动的展现在学生面前,也使学生透彻得理解了各参数的含义,使得传统授课中的语言描述变得形象直观。
　　
　　
　　四、结束语
　　从上述内容我们不难看出,在理论授课时适当采用数控仿真软件,可以形象生动地展现数控机床、工件、刀具、加工过程等,使相关知识更容易被学生理解和接受。学生则可以通过仿真软件检验所学知识,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的思想和方法。
　　参考文献:
　　[1] 吴晓燕.浅谈数控仿真在数控教学中的应用[J].科教论丛,2010,7:281.
　　[2] 申晓龙.数控机床操作与编程[M].北京:机械工业出版社,2008,3.
　　[3] 芮建明.浅谈《数控编程》的教法与学法[J].教育研究,2009,12:48-49.
　　[4] 边巍,刘奎武.项目教学法在《数控编程与操作》课程中的应用[J].广西教育学院学报,2009,6:139-141.
　　作者简介:
　　王京,内蒙古机电职业技术学院机电工程系助理讲师。
　　郄伟,呼和浩特职业学院机电工程学院助理讲师。