數控仿真軟件在教學中應用
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摘 要:近年來,我國多數高職院校的數控專業廣泛采用數控仿真軟件進行教學,仿真軟件的使用取得了較好的教學效果,但也帶來了一系列的問題。
本文分析了數控仿真教學的利弊,并在此基礎上提出了合理使用數控仿真軟件的建議。
關鍵詞:高職教育 數控仿真 教學效果 建議
隨著數控技術和數控機床的出現,機械制造業也發生的巨大的變化,市場對數控人才的需求量越來越大,在職業院校學習數控技術的學生也越來越多。
由于學生的增多,教學資源相對匱乏,數控仿真軟件以其價格便宜,簡單易用等優點,在各大學校都得到了廣泛的應用。
目前,職業院校廣泛采用的數控仿真軟件主要有宇龍數控仿真軟件、斯沃數控仿真軟件、廣州超軟數控仿真軟件等等。
涵蓋數控車、數控銑、加工中心等工種,法蘭克、西門子、廣州數控等控制系統,基本上市場上的主流數控機床都可以進行仿真操作。
數控仿真軟件在數控教學中發揮了巨大的作用,但也存在一些不足。
1 數控仿真教學的優點
1.1 數控仿真軟件可以解決學校資金短缺的問題
數控機床是很復雜的機械加工設備,價格昂貴,一般一臺設備需要幾十萬元。
加上日常維護費用,耗材費用,對學校來說是一筆巨大的投入。
而數控仿真相對便宜,一個仿真機房的成本只有十幾萬元,加上軟件費用,也在三十萬元左右,還可以供幾十人同時操作,大大緩解了學校的資金壓力。
1.2 數控仿真軟件可以讓學生有更多的動手機會
一般來說,由于機床設備有限,學生實際操作機床時都是分組進行的,組內同學也是各司其職,分別進行設計、編程、操作、測量等工作,然后又輪換操作。
這樣,每位同學都沒有經歷一次完整的加工過程。
而在工廠中卻全然不同,一名工人獨自操作一臺甚至幾臺機床。
因此,需要培養學生獨立完成操作的能力,就需要給學生更多的操作時間。
在機床設備不足的情況下,使用數控仿真軟件能很容易的實現。
1.3 可以降低實際操作中出錯的概率
學生初學編程時,難免會產生各種各樣的紕漏,錯誤的程序即浪費了操作時間,又浪費了加工材料。
如果在實際操作之前,讓學生把編寫的程序在仿真系統中加以檢驗,觀察加工的過程和結果,就可以及時發現錯誤,既節省了時間,又降低了設備的風險。
1.4 可以提高課堂教學的效率
在進行數控教學時,如果將教學現場設置在實訓車間內,教學組織會變得比較困難。
按一個班50名學生來計算,教師一次最多只能給10人同時講解,這樣,一個班要分5批才能全部講完。
但如果使用計算機仿真,利用投影儀或網絡教學軟件,可以讓所以學生在同時看到操作過程,同時接受知識,大大提高了教學的效率。
1.5 便于維護,防止發生事故
數控機床在加工時,需要毛坯、冷卻液等等,在使用完后還需要一些維護工作,例如刃磨刀具,潤滑機床,調試精度等等,這都增加了維護工作的難度。
而數控仿真只需要按照一般的計算機機房維護即可。
另外,在實際加工中,可能因為誤操作而使設備發生損壞,甚至發生安全事故,這些在仿真操作中都可以避免。
2 數控仿真教學的不足
2.1 仿真軟件無法完全反映加工的實際精度和效果
在數控加工中,影響加工精度的因素有很多,例如毛坯裝夾是否正確,主軸轉速的快慢,進給量的大小,測量的精度等等,只有全面控制了各個因素,才能加工出符合圖紙要求的零件。
但在數控仿真中,這些操作都是靠計算機完成的,通過簡單的點幾下鼠標,就可以得到絕對精確的零件,這是完全不符合實際的。
此外,大部分數控仿真軟件對于轉速和進給量都缺乏控制,一次切除10mm的材料也不會有任何提示,而在實際機床操作中,這是絕對不允許的。
2.2 仿真軟件部分指令不成熟
目前,國內的數控仿真軟件都有或多或少的缺陷。
例如,運行速度慢,程序不穩定等等。
筆者學校使用的一款數控車仿真軟件,在執行G71循環指令時,第一刀不能切圓弧,否則就會出錯,而實際的機床完全沒有問題。
為了避免這個問題,只能在圓弧前加上一段G01切直線的指令。
學生在習慣以后,很容易把這個操作帶入到實際的機床操作中,這樣一來,就帶入了不規范的操作,產生了多余的程序,降低了加工的效率。
2.3 仿真軟件不利于培養學生的動手能力和學習興趣
數控仿真都是在計算機房進行,環境較好,沒有噪音,也很干凈。
但實際加工時,油污、噪音等都可能讓學生望而卻步。
裝夾刀具和工件,使用量具測量,調試、清理機床等,這些實際動手的技能都是在仿真軟件里面學不到的。
只有學生實際動手,才能掌握操作的技能;只有做出了真正的零件,才能感受到勞動的喜悅,才會有學習的興趣和動力。
3 合理使用數控仿真軟件的一些建議
3.1 數控仿真教學和機床操作教學同等重視
數控仿真操作和數控機床操作都是數控教學中不可或缺的一部分,二者相輔相成,任何一方有所偏廢都不能獲得良好的教學效果。
在數控教學中,仿真操作主要起到熟悉、驗證的作用,通過仿真,讓學生熟悉數控系統的操作方法,驗證所編寫程序的正誤,防止造成不必要的損失;機床操作主要起到深化、考核的作用,通過機床操作,得到實際的零件,從而使學到的知識深化,并考核操作的技能,達到教學的目的。
3.2 教學中必須強調仿真操作和機床做的異同
仿真操作是虛擬的加工過程,和實際加工有很大的不同,不會出現安全事故,即使操作失誤也可以重新開始。
但實際的機床則不同,操作者會遇到各種各樣的問題,可能會造成人身事故和財產損失。
因此,在仿真教學中,應強調操作的規范性,防止學生因仿真操作養成不好的操作習慣,埋下安全隱患。
3.3 正確選擇數控仿真軟件的使用重點
使用仿真軟件,可以模擬數控操作的全過程,但我認為,應將其重點放在編程教學上。
編程是數控操作中非常重要的一部分,但各種指令又比較抽象,很難用簡單的語言或圖紙來描述,但若使用數控仿真軟件教學,則可以觀察到直觀的結果。
比如快速插補指令G00和直線插補指令G01的區別,G71循環指令中主軸轉速S的設定等等。
如果將仿真教學的重點放在加工過程上,就難以得到良好的效果了。
4 結語
從我校使用數控仿真軟件教學的效果來看,仿真軟件的使用,使課堂教學變的更加生動、具體,教學效果明顯提高,同時,還降低了教師的工作強度,減少了設備和物料損耗,節約的實訓成本。
但仿真操作和實際的機床操作畢竟有較大的不同,教師應有充分的認識。
只有在教學過程中科學、合理、有效的運用仿真軟件,將仿真操作和機床操作有機結合,才能發揮數控仿真教學的最佳效果。
參考文獻
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