数控仿真技术在我校的应用初探
摘要
数控仿真技术的出现，极大地解决了职业教育经费不足，生产设备更新赶不上社会技术进步（即教学落后于生产实践）的尴尬局面。但仿真技术本身也存在着一定的局限性，在教学过程中需有足够的重视。
关键词
数控仿真 应用 切削用量
随着科学的发展，技术水平的进步，相对于普通机床而言，数控机床具有可控性强、加工精度高、生产效率高、生产成本低、劳动强度低等优点，传统的机械加工机床正迅速地被数控机床所取代。因我校处于苏南地区，周围有着大量的机械加工企业，这些企业需要大量的中职毕业生从事数控机床的操作，所以数控专业近几年来成为我校的强势专业，每年占我校招生数的50%左右，这也使得我校数控专业的技能培训面临巨大的压力。出现了以下几个方面的问题：
一、 设备问题
数控机床的价格昂贵，一台中档的数控车床或铣床一般就需二、三十万，一台加工中心更是高达近百万。而一个班级学生数近五十人，按四至五人分组就要有十台设备以上。同时数控机床的存在“三多”现象：种类多——有数控车、数控铣、数控线切割、加工中心等；系统多——有SIEMENS系统、FANUC、华中系统等；型号多——如数控车有前置刀架、后置刀架，铣床有立式、卧式，加工中心有等。而我们对学生今后将要从事的岗位是无法预知的，这就要求较全面地培养学生的数控专业技能，需要足够的各种数控机床。我校是一所农村职业学校，显然不具备大量资金投入的备件，出现了设备不能满足教学的问题。
二、 教学问题
实训教学中，较多的授课内容是以车间实践教学为主，课堂理论教学为辅的教学模式，教师在机床上进行示范时，往往又存在以下问题：机床工作时噪声较大，影响了教学效果。教师只能操作一台机床讲解或示范，面对的学生人数有限，十几位同学围着一台机床，很难保证所有的学生能够听清、看清，教学效果往往不太理想，导致讲课的效率低。而数控加工仿真软件的互动教学功能使得教师可以在每个学生的屏幕上演示其教学内容，使所有的学生均能清楚地观看并进行模仿，同时教师也可以在自己屏幕上看到每个学生的操作情况，实时了解教学情况并对学生进行指导。另外，并且利用仿真软件的考试功能可以及时了解学生的掌握情况。
三、 安全问题
教师示范时学生一般都会围在机床周围，存在安全隐患。同时，数控机床是自动运行的，学生在初学时，常常会由于在编程中的疏忽或操作中的失误造成刀具或机床的损坏，甚至造成人身危害。因为教学问题致使学生无法充分掌握数控机床操作方法，在实践时很可能发生安全事故。
面对以上问题，我们尝试利用数控仿真软件进行教学，取得了良好效果。使用仿真软件将大大减少在数控机床设备上的资金投入，同时使学生的实际上机时间大大增加，从而可以加快对学生的培训速度。由于使用仿真软件，也大大减少工件材料和能源的消耗，从而可以降低培训成本。
在教学过程中我们主要从以下几个方面入手：
一、适当的时间
时间一般安排在普通机床实习之后，数控实践之前。学生通过普通机床的实习，在加工工艺上有了初步的基础，这使得他们在编制数控程序时更加合理。在数控机床实际操作之前，先经过仿真练习，大大提高了学生的熟练程度，并且加强了实习的安全性，同时通过在计算机上的仿真加工训练提高了学生熟练程度，使学生在实际操作时能更快地完成实习任务，节约了实习成本。
二、合理的内容
我们将教学内容具体地细分为以下几个知识点:1、毛坯的选用：学生根据普通车床实习时获得的知识确定毛坯尺寸。2、刀具的选用：在仿真系统中提供了各种不同刀具用于加工不同形面。3、程序的输入：将编写好的程序输入到电脑中4、对刀及刀补的设置：掌握对刀的方法和相关数据的输入。5、加工：通过仿真加工检验程序的正确性。
通过对知识点的细分化繁为简，使得学生为更易掌握各知识点。
三、灵活的方法
教学过程以学生探索为主，教师提点为辅。仿真操作过程的安全性，保证了可以让学生大胆地进行自主性学习，对于学习过程中出现的难点，教师可以适当地提示几个“关键词”，既可使学生更快更好地掌握数控专业技能，又培养了学生自学能力及解决实际问题的能力，提高创造力、独立工作能力和团队协作能力。
数控仿真与真实的数控机床相比必然存在不足之处，教师应该作为教学重点加以讲解，否则极易造成生产事故。例如：1、零件的装夹，仿真时零件装得过长或过短都可以进行加工，而生产时会造成加工变形或刀架与卡盘的碰撞。2、刀具的选用，仿真时不同的待加工面即使用错刀具也能加工出来，加工表面的质量无法检测，而实际加工时会造成表面质量不合格。3、切削用量的选择，仿真时采用了过大的切削用量也能模拟加工，而实际生产则会造成打刀等现象。4、和真实的数控机床相比，数控仿真软件中的各类机床只能做到基本相同，而其中一部分指令，一部分操作方法还是存在一些不同之处，有不少功能在仿真软件上还体现不出来。如fanuc系统的直接图纸编程功能，siemens系统的蓝图编程功能，华中系统的G71凹槽粗车循环等，很容易使学生认为实际机床不具备这些功能。另外，在利用数控加工仿真系统软件进行技能训练时容易使学生对计算机产生依赖心理，沉迷于仿真加工，而疏于数控机床实际操作。部分学生通过几道程序的编写后沾沾自喜，从而放松学习、严重影响了教学质量和浪费了教学资源。在车间生产实习时指导教师更应着重强调生产安全。
参考文献
1、《数控加工仿真系统在教学中的应用》 新昌职业技术学校 梁国柱
2、《浅谈仿真软件在数控教学应用中的利与弊》 现代企业文化●理论版 2008年第10期 赵红梅
3、上海宇龙仿真系统说明书
4、华兴数控编程与操作