論數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的作用

1、論數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的作用        摘 要:針對當(dāng)今出現(xiàn)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件、數(shù)控編程與加工教學(xué)和數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)易出事故、機(jī)床損耗嚴(yán)重、費(fèi)用高等特點(diǎn),論述了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生、作用、功能,以及在數(shù)控專業(yè)教學(xué)中,如何有效地使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件,體現(xiàn)了數(shù)控專業(yè)教學(xué)中的一種新的理念、教學(xué)方法和教學(xué)模式。 關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件;數(shù)控教學(xué);數(shù)控實(shí)習(xí) 1 問題的闡述 隨著技術(shù)的,數(shù)控技術(shù)正在得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)控人才成為市場急需的人才,如何盡快地培養(yǎng)出滿足市場需要、掌握數(shù)控機(jī)床編程和

2、操作技術(shù)的數(shù)控技能型人才成為數(shù)控教學(xué)工作者必須研究的問題。作為數(shù)控教學(xué)的專業(yè)教師,深感如何將數(shù)控理論和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來是值得我們認(rèn)真探討與研究的。 由于數(shù)控機(jī)床是一種新型工藝裝備,故數(shù)控技術(shù)工人的培養(yǎng)和數(shù)控機(jī)床的教學(xué)還處在剛剛起步的狀態(tài),如何利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)更是處在探索階段,因此有必要對數(shù)控教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)方法的完善進(jìn)行有益的探索,創(chuàng)新數(shù)控專業(yè)的職業(yè)技能鑒定的工作方法,建立一套完整的數(shù)控教學(xué)新體系。 2 數(shù)控實(shí)習(xí)(實(shí)驗(yàn))教學(xué)中存在的問題 (1)數(shù)控機(jī)床是一種機(jī)電一體化的新型設(shè)備,價(jià)格較之普通機(jī)床要昂貴得多。數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)作訓(xùn)練,投入大消耗多

3、成本高。 (2)數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)多,型號(hào)多且更新較快,對學(xué)院而言是不可能將所有的系統(tǒng)配齊的,這樣經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生在校期間所學(xué)的系統(tǒng)與工廠中不符的情況,使到了工廠后不能盡快適應(yīng)機(jī)床。 (3)數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)運(yùn)行的,學(xué)生在初學(xué)時(shí),常常會(huì)由于在編程中的疏忽或操作中的失誤造成刀具或機(jī)床的損壞,甚至造成人身危害。 為了解決上述問題,我院從數(shù)控專業(yè)開設(shè)起,就嘗試?yán)脭?shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行教學(xué),均對我院數(shù)控教學(xué)等方面發(fā)揮了重大的作用。 3 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生 隨著技術(shù)的發(fā)展,尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和理念的發(fā)展,產(chǎn)生了可以模擬實(shí)際設(shè)備加工環(huán)境及其工作狀態(tài)的計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。它用計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn),不僅可

4、迅速提高操作者的素質(zhì),而且安全可靠、費(fèi)用低。 目前在國內(nèi)已經(jīng)有很多學(xué)校將計(jì)算機(jī)仿真初步運(yùn)用于數(shù)控操作人才培訓(xùn)的教學(xué)之中,也產(chǎn)生了各種仿真教學(xué)系統(tǒng)。簡單來講就是利用計(jì)算機(jī)和其他的專用硬件軟件去產(chǎn)生一種真實(shí)場景的仿真,參與者可以通過與仿真場景的交互來體驗(yàn)一種接近于真實(shí)的場景的感覺。因此能進(jìn)一步培訓(xùn)操作者的實(shí)際工作技能。 4 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用方法 4.1 活應(yīng)用教學(xué)方法,使學(xué)生成為課堂學(xué)習(xí)的主體 由于大部分高職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差,所以教師教學(xué)很困難,傳統(tǒng)的教學(xué)方式已很難使學(xué)生接受。 因此,利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)有較高的教學(xué)水平和教學(xué)能力,有較強(qiáng)

5、的數(shù)控職業(yè)能力,能較為嫻熟地運(yùn)用行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)方法,在課堂教學(xué)真正體現(xiàn)學(xué)生為主體,突出顯示學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的活動(dòng),變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。 4.2 恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng),充分發(fā)揮其課堂教學(xué)中的作用 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)主要應(yīng)用于數(shù)控編程與操作這一理論教學(xué)課程,還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練的輔助工具。教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的在教學(xué)中的應(yīng)用方法,擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置,既不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)放棄教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用,也不能在教學(xué)中教師唱獨(dú)角戲采用常規(guī)的教學(xué)模式而忽視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用,應(yīng)該科學(xué)地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。 4.3 科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容,循序

6、漸近掌握數(shù)控編程與操作技巧 在教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容的安排分為三個(gè)教學(xué)模塊。其一為基礎(chǔ)模塊,主要講解與訓(xùn)練最常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的的編程方法、操作及應(yīng)用,由于配備FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床在數(shù)控加工中的市場占有率高,所以這一模塊是教學(xué)重點(diǎn),必須使學(xué)生熟練掌握,靈活應(yīng)用:其二為提高模塊,主要講解與訓(xùn)練SIEMENS系統(tǒng)的機(jī)床的編程與操作,以幫助學(xué)生在不同數(shù)控系統(tǒng)下對不同數(shù)控機(jī)床的編程方法的理解與應(yīng)用能力;模塊三為拔高模塊,主要講解國產(chǎn)數(shù)控?cái)?shù)控系統(tǒng)中的華中數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控編程與操作方法,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,從而適應(yīng)高職數(shù)控大賽指定系統(tǒng)華中數(shù)控系統(tǒng)的編程與操作。 這三個(gè)模塊的教學(xué)可根據(jù)學(xué)生不同層次進(jìn)行安

7、排。這樣,學(xué)生在從業(yè)時(shí)能夠信心十足的面對所操作的數(shù)控機(jī)床,較快適應(yīng)所從事的工作。 當(dāng)然,運(yùn)用此方法,我們學(xué)院在各種大賽比武中取得了好的成績。 4.4 正確進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià),提高學(xué)生的自覺學(xué)習(xí)意識(shí) 教學(xué)時(shí)所進(jìn)行的教學(xué)評(píng)價(jià)包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、學(xué)生相互之間的評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程與操作練習(xí)時(shí)以教師評(píng)價(jià)為主,對每次的練習(xí)成績及時(shí)登記。評(píng)價(jià)方法包括口頭評(píng)價(jià)和試題測評(píng),而試題測評(píng)方法包括課題測評(píng)及期末測評(píng)。教師對學(xué)生進(jìn)行口頭評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)注意方式和語言的選擇,對做得不好的學(xué)生不采用直接批評(píng)的方法,只是指出該學(xué)生哪些地方做得好,哪些不太好,應(yīng)如何改進(jìn);對于比較差的學(xué)生稱為“稍微弱一點(diǎn)的學(xué)

8、生”。 課堂測試應(yīng)有較強(qiáng)的目的性,不是難為學(xué)生,而是通過對學(xué)生進(jìn)行測試,來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)、學(xué)習(xí)熱情,學(xué)習(xí)的自覺性和自信心。 1         5 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果 5.1 理論教學(xué)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 在引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用軟件之前,數(shù)控編程與操作課程與其他課程教學(xué)模式相同,主要是課堂教學(xué),學(xué)生對自己所編的程序正確與否是通過教師批改作業(yè)來知曉的。這種方法教師檢查程序需逐個(gè)程序段進(jìn)行查閱,內(nèi)容多而十分麻煩,一些在數(shù)控機(jī)床上常常無法通過的書寫錯(cuò)誤也不易查出,而這些問題的解

9、決在實(shí)際數(shù)控編程中是十分重要的。至于數(shù)控操作問題,在黑板上講解各個(gè)按鍵的作用、名稱與使用更是一件費(fèi)力不討好的事,習(xí)者枯燥,教者乏味。 引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)以后,學(xué)生所編程序可以直接在機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的模擬加工演示,對程序編寫和書寫的錯(cuò)誤能直接看出,機(jī)床操作面板的使用與零件的加工過程也和實(shí)際加工情況十分相似,學(xué)生可以從任意角度觀察數(shù)控機(jī)床加工過程,毛坯加工為成品的過程歷歷在目,直觀形象,便于學(xué)習(xí)與掌握,編程與操作的作業(yè)可以直接在計(jì)算機(jī)上檢查,每次有檢查,次次有結(jié)果,使學(xué)生對這門課程有了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。 5.2 技能訓(xùn)練應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可降低訓(xùn)練成本提高訓(xùn)練效率和安全性 數(shù)控機(jī)床是一

10、種較為昂貴的機(jī)電一體化的新型設(shè)備,它具備“高速、高效、高精度”的特點(diǎn),如果初學(xué)時(shí)就讓學(xué)生直接在數(shù)控機(jī)床上操作,可能出現(xiàn)撞壞刀具等現(xiàn)象,甚至因操作失誤對學(xué)生造成人身危害。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行技能操作,可以大大降低實(shí)訓(xùn)的消耗,約50個(gè)機(jī)位的計(jì)算機(jī)包括50個(gè)結(jié)點(diǎn)的正版數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件,所需費(fèi)用相當(dāng)于一臺(tái)三十萬元的數(shù)控機(jī)床,卻能解決50-150個(gè)學(xué)生的初階段的技能訓(xùn)練問題,學(xué)生可以輕松對實(shí)習(xí)過程進(jìn)行初始化,對未能完成的實(shí)習(xí)實(shí)行項(xiàng)目保存,對已完成的實(shí)習(xí)課題進(jìn)行調(diào)入回顧,而后再進(jìn)行幾次實(shí)際操作就能達(dá)到事半功倍的效果,大大提高了實(shí)習(xí)效率降低了實(shí)習(xí)成本。 因此應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以減少考生占用數(shù)控機(jī)床的時(shí)間約50