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【摘要】数控技术课程是一门实践性很强的课程，单纯的理论讲授，难以体现教学的直观性，不利于学生实践操作能力的提高。在数控教学中运用仿真软件，是提高教学质量的重要方法，也是提高学生实践操作能力的重要渠道。在教学中运用数控仿真软件能够弥补传统教学的一些不足，同时也存在一定的局限性，教师在教学过程中要积极思考产生的问题，及时主动采取应对措施，完善仿真训练与实际机床操作训练有机结合，才能发挥数控仿真教学的最佳效果。
【关键词】仿真软件数控仿真教学现场教学
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。目前，我国很多中职学校都开设了数控专业课程。但是，数控技术课程是一门实践性很强的课程，单纯的理论讲授，难以体现教学的直观性，不利于學生实践操作能力的提高。为了克服这一弊端，学校就必须购入很多数控设备。但事实上，每台数控设备价格昂贵，而且，数控设备的系统多，型号多，对学校而言，不可能配齐所有的系统。数控加工仿真软件的出现，不仅仅解决了设备与资金的矛盾，还让每个学生理论结合实际、提高学生动手操作能力、提高学生整体素质成为可能。因此，在数控教学中运用仿真软件，是提高教学质量的重要方法，也是提高学生实践操作能力的重要渠道。
1. 数控仿真软件概况
数控加工仿真系统是基于虚拟现实的仿真软件，上世纪90年代初源自美国的虚拟现实技术，应用于数控加工操作技能培训和考核的仿真软件，这种软件通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或二维图形以动态形式演示出来的软件。通过仿真软件可以进行数控加工程序的编制、虚拟仿真数控机床的操作、工件加工和测量等数控加工全过程的演示，学生在仿真环境中不仅可以熟悉数控机床程序指令的应用，还可以掌握数控机床的基本加工操作方法，为实际操作技能的掌握奠定了一定基础。目前，比较常见的有天傲TNS—Ver2.0、联高VNUC、上海字龙等数控仿真软件，这些仿真软件能对目前市场上的主流数控系统（FANUC系统、SIEMENS系统、MITSUBISHI系统、华中数控系统、广州数控系统）的车床、铣床、加工中心的操作全过程进行仿真，使学生在计算机上仿真能获得与实际操作中一样的效果。
1.1 数控仿真软件加工程序及过程。现在市场上各种数控仿真软件类型比较多，一般情况下都具有机床系统与操作面版设定、毛坯的设置，机床操作、数控加工程序的输入输出、工件加工、虚拟测量等数控加工的全过程。
1.2 数控仿真软件优势。数控仿真软件能全面的仿真数控加工的过程，包括机床设定（支持多种数控系统）、定义毛坯、刀具准备、基准测量、C代码处理、面板操作等；能与多种计算机操作系统兼容，同时对设备配置要求低、只需仿真软件和要求不是很高的微机；操作的安全性很高，不会因为学生的错误操作而造成人身伤害，更不会损坏机床；不需要原材料，投入资金少，占地小，不会造成资源的浪费；利用网络可以搭建交流平台，为师生提供良好的交互空间等。
1.3 数控仿真软件的基本功能。数控仿真软件除了可以运用于实践教学外，还可用于远程网络学习、作业、考试等功能，并实现答卷保存、自动评分、成绩查询和分析等功能，轻松实现无纸化的考核与测评。
2. 数控仿真软件教学的优势
数控仿真软件的网络功能，实现了师生互动教学，教师可以在大屏幕上演示其教学内容，让所有学生都能清楚地观看并进行数控机床操作步骤的模仿，同时教师也可以在自己屏幕上看到每个学生的操作情况，通过实时数控仿真教学情况的了解，对学生进行指导，所以，运用数控仿真软件进行教学具有多方优势。
2.1 利用数控仿真软件可以弥补资金、设备的不足。运用数控仿真软件进行教学只需要仿真软件和配置一般的计算机就可以了，而且与多操作系统兼容。在时间不冲突的情况下，可以和其他课程共用计算机，是一种投入少、无材料损耗的教学模式。
2.2 利用数控仿真软件教学使学生得到岗位技能的全面训练。在模拟仿真中可设计出实际工作中可能发生的变化包括事故、故障等情况，让学生全面把握加工方法和技巧，，同时，数控仿真软件教学能够把理论教学、仿真教学以及现场教学结合起来，全面提升学生的实践操作技能。（如图一）
数控教学模式 图一
2.3 利用数控仿真软件能调动学生的学习积极性，培养创新意识。对于职业学校学生来讲，由于学生知识、素质普遍较差，而数控专业课又要求有极高的抽象性，加上教学过程的枯燥乏味，很容易让学生产生厌学情绪，教学效果不理想。而数控仿真软件能设定与实际工作情况相同的环境，以及具有可操作性，可以激发学生学习的积极性。同时，根据学生技能的形成规律设计训练过程，可以强化学生的程序意识、操作意识和创新意识，这一定程度上培养刻苦钻研和创新精神。
2.4 数控仿真软件的应用还可以拓宽同学们的视野，提高学生的就业竞争力。由于当前运用的数控系统较多，在数控教学中，学校不可能拥有每一种数控系统、每个厂家的机床面板，运用数控仿真软件是解决这一问题的有效途径。现有的数控仿真软件一般都有当前较为普及的数控系统和机床控制面板，学生在仿真软件中可以学习到不同的数控系统和机床面板，认识不同的数控系统和机床的操作方法，这种教学方式拓展了学生的视野，提高了学生的竞争力。
3. 数控仿真软件在教学中的运用
3.1 教学媒体
运用数控仿真软件进行教学要求充分利用多媒体教学平台，采用数控加工仿真软件为学生创造情境，进行网络化仿真教学，让学生能够在“学中做、做中学”，提高教学效果。
3.2 教学内容
在运用数控仿真软件开展教学中，运用模块化，项目化教学是一种常见的，也是一种行之有效的方法。在数控专业教学中，笔者共设置了10个由简单到复杂、由浅入深的，供学生在仿真软件操作中完成的典型工作任务项目。典型工作任务根据数控加工实际工作岗位的需要以及国家职业标准需要的知识、实践能力以及素质要求进行选取。在这里，笔者是以阶梯轴加工、曲面轴加工、螺纹轴加工、综合轴加工、轴套加工、异形轴加工、平板外轮廓加工、凸模外轮廓加工、平面型腔加工、孔盘加工的思路进行具体项目设置的。 3.3 教学实施
在教学实施中，以典型加工零件为载体进行项目教学，教学流程主要可以分为六个部分：布置工作任务——相关知识讲解——拟定方案——任务实施——检验成果——教学评价。（如图二）
基于数控仿真软件教学模式 图二
方案：方案拟定有学生小组合作完成，教师对学生拟定的实施方案进行点评，帮助学生修正实施方案。
实施：学生对零件进行仿真加工。教师先利用仿真软件进行示范性操作，学生通过教学网络观看教师的操作过程并进行练习。然后让每个学生在各自的电脑上进行全过程的加工仿真。
步骤：回参考点、导入数控程序、定义毛坯、安装工件、选择安装刀具、对刀操作、参数设置、自动加工零件。
检验：项目完成后对零件进行检验，利用测量功能检测加工零件尺寸是否达到图纸要求。
评价：对学生项目完成情况进行评价。师生共同讨论、评判完成任务过程中出现的问题和解决问题的方法，归纳总结学习成果。
4 . 数控仿真软件教学注意事项及解决方案
数控加工仿真系统，是一种模拟加工的应用软件，虽然具有强大的实际仿真效果，但其并不可能完全代替实际机床，尤其是技能和加工训练。要实现这个目标，绝不能完全依靠仿真来替代实训，从这一点来看，仿真数控软件教学也存在着局限性。
4.1 仿真软件无法替代实际机床，也无法替代学生在真实切削加工中的实际感受。在数控仿真软件加工操作中存在着走刀路径不明显，切削三要素的确定合理与否无法检验，刀具选择比较随意，对刀及机床操规范性执行不足以及对产品精度无法进行检验等问题，而这些正是数控专业学生必须具备的职业及专业素养。对此，教师应要求学生按照实际操作加工中的要求来做。这样完成的工作任务项目才具有实际价值。
4.2 不利于学生严谨、认真的工作态度的养成。在数控仿真系统中，系统虽能对学生的操作错误或违规操作做出提示或警告，但很多情况下仿真系统没有就此锁住，学生还可以进一步操作，久而久之学生就会对系统弹出的提示或警告无动于衷。若在生产实践中以这样的工作态度工作，其工作成绩是可想而知的。例如面对在仿真练习中出现的撞刀现象，一般学生都不会太在意，不会意识到“撞刀”其实就是一次安全事故，从而为实际操作留下安全隐患。因此，在课程教学中应把数控仿真系统教学与实际机床系统教学有机结合起来，将这一负面效应减少到最低程度。
5. 结束语
将数控仿真软件运用于数控教学实践，尚处于究探索阶段，该教学方法既有显著的优点，又存在某些隐患。教师在教学过程中要积极思考产生的问题，及时主动采取应对措施，完善仿真训练与实际机床操作训练有机结合，才能发挥数控仿真教学的最佳效果。
参考文献
[1]白周文.数控加工仿真系统在教学中的应用[J].新课程研究·职业教育，2008（6）.
[2]孙克强.浅谈数控机床仿真在实践教学中的应用阴[J].网络科技时代，2007（10）.
[3]胡伟心.对仿真软件在教学中运用的思考[J].信息应用技术，2006（11）.
[4]张璐青.数控加工仿真系统软件的应用研究[J].中国职业技术教育.2009（8）.
[5]周金元.数控加工仿真系统在数控教学中的应用探析[J].鄂州大学学报.2009（2）.
[6]沈社會，葛辉.数控加工仿真系统在数控教学中的应用[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2008（4）.
【关键词】仿真软件数控仿真教学现场教学
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础。目前，我国很多中职学校都开设了数控专业课程。但是，数控技术课程是一门实践性很强的课程，单纯的理论讲授，难以体现教学的直观性，不利于學生实践操作能力的提高。为了克服这一弊端，学校就必须购入很多数控设备。但事实上，每台数控设备价格昂贵，而且，数控设备的系统多，型号多，对学校而言，不可能配齐所有的系统。数控加工仿真软件的出现，不仅仅解决了设备与资金的矛盾，还让每个学生理论结合实际、提高学生动手操作能力、提高学生整体素质成为可能。因此，在数控教学中运用仿真软件，是提高教学质量的重要方法，也是提高学生实践操作能力的重要渠道。
1. 数控仿真软件概况
数控加工仿真系统是基于虚拟现实的仿真软件，上世纪90年代初源自美国的虚拟现实技术，应用于数控加工操作技能培训和考核的仿真软件，这种软件通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或二维图形以动态形式演示出来的软件。通过仿真软件可以进行数控加工程序的编制、虚拟仿真数控机床的操作、工件加工和测量等数控加工全过程的演示，学生在仿真环境中不仅可以熟悉数控机床程序指令的应用，还可以掌握数控机床的基本加工操作方法，为实际操作技能的掌握奠定了一定基础。目前，比较常见的有天傲TNS—Ver2.0、联高VNUC、上海字龙等数控仿真软件，这些仿真软件能对目前市场上的主流数控系统（FANUC系统、SIEMENS系统、MITSUBISHI系统、华中数控系统、广州数控系统）的车床、铣床、加工中心的操作全过程进行仿真，使学生在计算机上仿真能获得与实际操作中一样的效果。
1.1 数控仿真软件加工程序及过程。现在市场上各种数控仿真软件类型比较多，一般情况下都具有机床系统与操作面版设定、毛坯的设置，机床操作、数控加工程序的输入输出、工件加工、虚拟测量等数控加工的全过程。
1.2 数控仿真软件优势。数控仿真软件能全面的仿真数控加工的过程，包括机床设定（支持多种数控系统）、定义毛坯、刀具准备、基准测量、C代码处理、面板操作等；能与多种计算机操作系统兼容，同时对设备配置要求低、只需仿真软件和要求不是很高的微机；操作的安全性很高，不会因为学生的错误操作而造成人身伤害，更不会损坏机床；不需要原材料，投入资金少，占地小，不会造成资源的浪费；利用网络可以搭建交流平台，为师生提供良好的交互空间等。
1.3 数控仿真软件的基本功能。数控仿真软件除了可以运用于实践教学外，还可用于远程网络学习、作业、考试等功能，并实现答卷保存、自动评分、成绩查询和分析等功能，轻松实现无纸化的考核与测评。
2. 数控仿真软件教学的优势
数控仿真软件的网络功能，实现了师生互动教学，教师可以在大屏幕上演示其教学内容，让所有学生都能清楚地观看并进行数控机床操作步骤的模仿，同时教师也可以在自己屏幕上看到每个学生的操作情况，通过实时数控仿真教学情况的了解，对学生进行指导，所以，运用数控仿真软件进行教学具有多方优势。
2.1 利用数控仿真软件可以弥补资金、设备的不足。运用数控仿真软件进行教学只需要仿真软件和配置一般的计算机就可以了，而且与多操作系统兼容。在时间不冲突的情况下，可以和其他课程共用计算机，是一种投入少、无材料损耗的教学模式。
2.2 利用数控仿真软件教学使学生得到岗位技能的全面训练。在模拟仿真中可设计出实际工作中可能发生的变化包括事故、故障等情况，让学生全面把握加工方法和技巧，，同时，数控仿真软件教学能够把理论教学、仿真教学以及现场教学结合起来，全面提升学生的实践操作技能。（如图一）
数控教学模式 图一
2.3 利用数控仿真软件能调动学生的学习积极性，培养创新意识。对于职业学校学生来讲，由于学生知识、素质普遍较差，而数控专业课又要求有极高的抽象性，加上教学过程的枯燥乏味，很容易让学生产生厌学情绪，教学效果不理想。而数控仿真软件能设定与实际工作情况相同的环境，以及具有可操作性，可以激发学生学习的积极性。同时，根据学生技能的形成规律设计训练过程，可以强化学生的程序意识、操作意识和创新意识，这一定程度上培养刻苦钻研和创新精神。
2.4 数控仿真软件的应用还可以拓宽同学们的视野，提高学生的就业竞争力。由于当前运用的数控系统较多，在数控教学中，学校不可能拥有每一种数控系统、每个厂家的机床面板，运用数控仿真软件是解决这一问题的有效途径。现有的数控仿真软件一般都有当前较为普及的数控系统和机床控制面板，学生在仿真软件中可以学习到不同的数控系统和机床面板，认识不同的数控系统和机床的操作方法，这种教学方式拓展了学生的视野，提高了学生的竞争力。
3. 数控仿真软件在教学中的运用
3.1 教学媒体
运用数控仿真软件进行教学要求充分利用多媒体教学平台，采用数控加工仿真软件为学生创造情境，进行网络化仿真教学，让学生能够在“学中做、做中学”，提高教学效果。
3.2 教学内容
在运用数控仿真软件开展教学中，运用模块化，项目化教学是一种常见的，也是一种行之有效的方法。在数控专业教学中，笔者共设置了10个由简单到复杂、由浅入深的，供学生在仿真软件操作中完成的典型工作任务项目。典型工作任务根据数控加工实际工作岗位的需要以及国家职业标准需要的知识、实践能力以及素质要求进行选取。在这里，笔者是以阶梯轴加工、曲面轴加工、螺纹轴加工、综合轴加工、轴套加工、异形轴加工、平板外轮廓加工、凸模外轮廓加工、平面型腔加工、孔盘加工的思路进行具体项目设置的。 3.3 教学实施
在教学实施中，以典型加工零件为载体进行项目教学，教学流程主要可以分为六个部分：布置工作任务——相关知识讲解——拟定方案——任务实施——检验成果——教学评价。（如图二）
基于数控仿真软件教学模式 图二
方案：方案拟定有学生小组合作完成，教师对学生拟定的实施方案进行点评，帮助学生修正实施方案。
实施：学生对零件进行仿真加工。教师先利用仿真软件进行示范性操作，学生通过教学网络观看教师的操作过程并进行练习。然后让每个学生在各自的电脑上进行全过程的加工仿真。
步骤：回参考点、导入数控程序、定义毛坯、安装工件、选择安装刀具、对刀操作、参数设置、自动加工零件。
检验：项目完成后对零件进行检验，利用测量功能检测加工零件尺寸是否达到图纸要求。
评价：对学生项目完成情况进行评价。师生共同讨论、评判完成任务过程中出现的问题和解决问题的方法，归纳总结学习成果。
4 . 数控仿真软件教学注意事项及解决方案
数控加工仿真系统，是一种模拟加工的应用软件，虽然具有强大的实际仿真效果，但其并不可能完全代替实际机床，尤其是技能和加工训练。要实现这个目标，绝不能完全依靠仿真来替代实训，从这一点来看，仿真数控软件教学也存在着局限性。
4.1 仿真软件无法替代实际机床，也无法替代学生在真实切削加工中的实际感受。在数控仿真软件加工操作中存在着走刀路径不明显，切削三要素的确定合理与否无法检验，刀具选择比较随意，对刀及机床操规范性执行不足以及对产品精度无法进行检验等问题，而这些正是数控专业学生必须具备的职业及专业素养。对此，教师应要求学生按照实际操作加工中的要求来做。这样完成的工作任务项目才具有实际价值。
4.2 不利于学生严谨、认真的工作态度的养成。在数控仿真系统中，系统虽能对学生的操作错误或违规操作做出提示或警告，但很多情况下仿真系统没有就此锁住，学生还可以进一步操作，久而久之学生就会对系统弹出的提示或警告无动于衷。若在生产实践中以这样的工作态度工作，其工作成绩是可想而知的。例如面对在仿真练习中出现的撞刀现象，一般学生都不会太在意，不会意识到“撞刀”其实就是一次安全事故，从而为实际操作留下安全隐患。因此，在课程教学中应把数控仿真系统教学与实际机床系统教学有机结合起来，将这一负面效应减少到最低程度。
5. 结束语
将数控仿真软件运用于数控教学实践，尚处于究探索阶段，该教学方法既有显著的优点，又存在某些隐患。教师在教学过程中要积极思考产生的问题，及时主动采取应对措施，完善仿真训练与实际机床操作训练有机结合，才能发挥数控仿真教学的最佳效果。
参考文献
[1]白周文.数控加工仿真系统在教学中的应用[J].新课程研究·职业教育，2008（6）.
[2]孙克强.浅谈数控机床仿真在实践教学中的应用阴[J].网络科技时代，2007（10）.
[3]胡伟心.对仿真软件在教学中运用的思考[J].信息应用技术，2006（11）.
[4]张璐青.数控加工仿真系统软件的应用研究[J].中国职业技术教育.2009（8）.
[5]周金元.数控加工仿真系统在数控教学中的应用探析[J].鄂州大学学报.2009（2）.
[6]沈社會，葛辉.数控加工仿真系统在数控教学中的应用[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2008（4）.