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關鍵詞:數控加工;數控仿真軟件
數控仿真軟件是一款在計算機設備內完成數控操作加工仿真的現代化專業性軟件,能同時展開刀具軌跡與機床運動的仿真。數控仿真軟件通過三維顯示與虛擬現實技術,使數控加工整個流程的模擬達到相當逼真的程度,進而檢驗加工環節里可能存在的不足。利用微型計算機的數控加工實驗教學系統,可為學生知識的學習提供更真實的數控機床操作編程加工環境,可降低實際上機操作時因誤操作而帶來的機床與工件毀壞幾率,進而提升課堂教學質量與學生實際工作能力。
一、數控仿真軟件在數控加工技術教學中的作用
第一,通過數控仿真軟件能夠彌補設備與師資缺乏,增強學生動手實踐能力,對學生技能操作熟練程度的提升更有利。利用仿真軟件展開模擬操作,可為學生提供更多的實習機會,縮短新授知識轉變為技能的周期。如一個班級中約有30個人,3臺機床,平均每臺機床約10個人,每次實習時間約3小時,而每個人的實際操作時間僅有18分鐘,在如此短暫時間內,很難達到預期的效果。若我們利用每所學校均有的微機室,將3小時換作與實際機床基本相同的仿真操作的話,可保證所有學生均有足夠時間來動手,提升操作熟練程度,為下一步實際操作做足準備。第二,提供了多類機床與多類系統。現今數控機床的種類與系統廠家相當多,教學時可結合需要選擇對應機床與系統完成對學生的授課,增強了學生對不同數控系統與不同數控機床的適應能力。第三,通過數控仿真軟件可更好結合理論學習,實現同步教學。若通過仿真軟件一邊演示一邊教學,借助車刀與工件運動來顯示指令軌跡,學生更易理解,還可親手操作以加深認識,理論與實踐相互融合,增強了教學質量。
二、數控加工技術課程的數控仿真軟件教學要點
1.引導學生正確選用數控加工仿真系統,提高教學質量
數控仿真軟件可通過計算機把所編制程序,在二維圖或三維圖的基礎上通過動態方式把整個數控加工過程更生動地展現出來。現今有影響力、有代表性的數控仿真軟件包括上海宇龍、斯沃仿真、南京宇航等。但具體選擇哪種仿真軟件,還應綜合分析仿真系統里操作面與實訓教學機床的匹配性,保證仿真系統里所用到的數控系統應與教材教學選擇的數控系統或機床相符,并考慮數控仿真系統功能是否滿足教學要求與仿真軟件及CAD/CAM軟件配套性,如通過CAD/CAM軟件后置處理所生成的程序可否調入仿真系統進件虛擬加工,在仿真軟件運行驗證符合要求的程序可否在真實機床里加工等。筆者學校在實際操作中選用了上海宇龍數控仿真軟件,軟件基本可兼容目前國內已有的大部分數控系統,如FANUC、SIEMENS、廣州數控等。仿真軟件完全模擬真實的數控機床操作,能清晰仿真整個數控加工環節。學生在學習過程中能夠更快速地了解數控機床編程與操作技能。
2.科學應用仿真軟件,增強學生學習興趣
過去在黑板上講授不同按鍵名稱、作用與操作方法,實質上是一件費力不討好的事,學習者感覺枯燥,教師也乏味。但若將數控仿真軟件用于數控加工技術課程中,學生所編程序能夠直接在計算機數控加工仿真軟件中進行模擬加工演示。由于機床操作面板的使用及零件加工過程均與實際加工情況類似,學生可從任意角度了解、掌握數控機床加工過程,毛坯加工變作成品的過程真實形象,更利于知識點的掌握。利用數控仿真軟件,基于學生學習中遇到的各種困難及問題給予講解、引導、示范操作,可以克服所有的學習困難,解決問題,增強學生學習興趣。此外,數控仿真軟件再先進,終究不是真實的,數控系統種類多,統一數控系統應用于不同廠家生產的數控機床上,實際操作中也存在諸多差異,研發人員無法全面掌握這些具體細節,仿真軟件產品會出現一些與真實機床不同的感覺。教師還應為學生清楚講述軟件與實際機床不符之處,并結合機床真實情況為學生展開針對性教學,以免讓學生出現誤解,不利于將來機床編程與實操。
3.合理安排教學內容,循序漸進掌握數控知識
數控加工技術課程教學中應合理安排教學內容,在教學前將知識點給予有效安排,大致分作三個模塊,即基礎模式、提高模塊與拓展模塊。首先,基礎模塊重點講述訓練中常用到的FANUC數控系統相關數控車床、數控加工中心編程方法、操作及應用知識,該模塊屬于教學基礎,也屬于教學的重點,要求學生務必熟練掌握,并能做到知識的靈活運用;其次,提高模塊重點講述并訓練SIEMENS數控系統相關三種機床編程與操作,增強學生在不同數控系統下進行不同數控機床編程的操作能力與理解能力;最后,拓展模塊重點講述國產數控系統里的華中數控系統與廣州數控系統里的數控車床編程及操作技巧,拓寬學生知識面,增強學生對不同操作系統、不同操作面板的編程及實踐操作能力。唯有如此,學生方可更牢固地掌握各種數控加工知識,步入社會后能盡快適應崗位工作要求,提高工作能力。
4.仿真軟件學習與機床實際操作訓練同時進行
數控仿真軟件不僅可用于數控加工技術課程教學中,還可作為數控操作技能訓練輔助工具。教師應擺正數控仿真系統在教學中的位置,不可讓學生養成一味依賴數控仿真軟件的習慣,而忽視了機床實際操作練習的重要性。教師需結合課程總共的學習時間,科學分配仿真軟件學習與機床實際操作訓練二者的時間比例,充分認識到數控仿真軟件的應用優勢主要體現在入門基礎訓練上,而學生實踐操作技能的提升關鍵還是要通過大量的機床實際操作訓練。學校需合理制訂教學計劃,在數控仿真軟件課程學習前,就先組織學生到附近工廠實習,讓學生對各類加工方法有更深的感性認識。同時,數控機床課程與數控加工工藝課程也應安排在數控仿真軟件學習訓練前,讓學生掌握更多機床操作方法、加工方法與切削用量選擇方法,更利于學生理解與掌握數控仿真各環節要點,進而讓數控仿真軟件真正在數控加工技術課程中發揮作用,達到“砍柴不誤磨刀功”之效。總之,數控仿真軟件將逐漸變成我國數控教學中的主要手段,不但能夠解決占用過多實驗設備時間的問題,還可提升學生對數控加工的認識,還可為學生提供檢驗自行編寫程序正確性的有效手段。不過,把數控仿真軟件應用于數控加工教學里也有諸多不足,在應用過程中還應不斷改進與完善,使其更好為數控教學服務,提高教學質量,為社會培育出一批批實踐能力強的新型數控人才。
參考文獻:
[1]叢娟,叢樹林.基于數控仿真軟件的數控加工工藝與編程課程改革[J].遼寧高職學報,2011(3).
[2]王芊.有效提高學生實踐能力的途徑——仿真軟件在數控技術專業教學中的應用[J].包頭職業技術學院學報,2009(1).
關鍵詞: 數控仿真軟件 數控教學 應用
隨著計算機信息技術、自動化技術在制造業中的廣泛應用,所形成的先進制造技術日益引起各國的重視,而先進制造技術又是以數控技術為主要標志的。數控技術的廣泛應用和高度發展掀起了制造業領域一場重大的變革。社會對數控技術的大量需求推動了廣大職業學校對數控應用技術的高度關注,越來越多的職業學校紛紛開辦數控技術專業,并不斷擴大招生規模。與此同時,伴隨而來的是數控設備昂貴與資金短缺的矛盾日益凸顯。為緩解這個矛盾,各職業學校必須探索出一套適合現狀的教學方法和教學模式。經過多年的實踐探索和教學經驗,人們發現數控加工仿真軟件能在數控教學中顯示出橋梁作用,既能緩解教學實訓與資金短缺的矛盾,使理論和實踐有效的銜接,又能提高學生的感官認識,刺激其學習的主動性和自覺性,增加學生的動手機會,提高操作的熟練程度。事實證明,數控仿真教學是一種節約成本,安全有效的教學模式和教學途徑。
一、數控仿真軟件介紹
數控仿真軟件是通過計算機的編程和建模,將加工過程用三維圖形或二維圖形以動態形式演示出來的軟件。目前比較常見的有上海宇龍、北京斐克、南京宇航、廣州超軟、武漢金銀花等不同的數控加工仿真軟件。它們都有以下幾個優點。
1.能全面仿真數控加工的整個過程:機床設定(支持多種數控系統)、毛坯定義、工件裝夾、壓板安裝、基準對刀、安裝刀具、機床手動操作、G代碼處理、面板操作等。
2.配置要求低,只需仿真軟件和要求不是很高的微機,并能與多種計算機操作系統兼容。
3.操作的安全性很高,不會因為學生的錯誤操作而造成人身傷害,更不會損壞機床。
4.不需要原材料,投入資金少,占地小,不會造成資源的浪費。
5.利用網絡可以搭建交流平臺,為師生提供良好的交互空間等。
二、數控仿真軟件在數控教學中的作用
1.利用數控仿真軟件可以彌補數控設備不足,充分利用現有資源,為學校節約大量的教學經費和設備投資費。
數控機床教學與實習不比鉗工或電工實習,它的設備投入量是很大的,如果要使每個學生有充足的實習時間,可能要投入上百萬甚至上千萬元資金,這對一般的職業學校而言顯然是難以承受的。如建立一個滿足60人實習的數控車床實習場地,每實習崗位安排2名學生,就需要30臺數控車床。每臺數控車床以8萬元計算就得需要240萬元設備投資費。而若采用數控仿真進行該工種實習教學,每一個崗位則需要60臺計算機,每臺以4000元計算(含軟件費),則只需24萬元即可,同樣滿足教學需要。且由于是一人一機,可以保證每個學生有充足的時間來動手,提高實訓效果。
2.利用數控仿真軟件能有效地結合理論學習,實現同步教學。
和其它專業課一樣,數控課程也是非常抽象的學科,它注重的是實踐性。比如對刀過程,其實是很容易的事情,但如果用傳統的教學方法,僅在課堂上紙上談兵,大多數學生將難以理解。如果利用仿真軟件一邊演示一邊教學,通過車刀工件的運動學生就很容易理解,而且能自己親手操作來加深認識,理論和實踐相互滲透交叉,實現同步教學,使抽象內容形象化,提高教學質量
3.利用數控仿真軟件地使用能極好地調動學生的學習積極性,培養創新意識。
對于職業學校學生來講,由于知識素質普遍較差,而數控專業課又要求有極高的抽象性,加上教學過程的枯燥乏味,很容易讓學生產生厭學情緒,教學效果不理想,而數控仿真軟件以其和實際機床相同的用戶界面和可操作性,可在很大程度上激發學生的學習積極性。如果再根據學生技能的形成規律設計訓練過程,學生就可以得到及時強化和實際產生中不能得到的直觀感受,從而較快地提高訓練成績,激發學習的信心,在一定程度上培養刻苦鉆研和創新精神,形成好學氛圍。
4.利用數控仿真軟件教學中允許出錯,使學生得到崗位技能的全面訓練。
在模擬仿真中,可設計出實際工作中可能發生的變化,包括事故、故障和生產中極少出現的突然情況,讓學生全面把握加工方法和技巧。如在講解直線插補指令G01和快速插補指令G00的應用與區別時,可在運行中的第一個G01后面加F與不加F,學生就可以在仿真時看到切削進給與快速插補對工件造成的影響,從而加深認識,達到課堂教學中無法達到的效果。
三、數控仿真軟件教學的應用方法
如何利用數控仿真軟件進行教學,以達到最佳教學效果?這是一個數控教育工作者,應永恒追求的課題。結合教學實踐,我從以下幾個方面進行了探索。
1.靈活運用教學方法,課堂教學中變學生被動為學生主動學習。
現在,職業技術學校的學生普遍知識基礎較差,對學習不感興趣。因此,利用先進的教學方法、教學手段來提高學生的學習興趣顯得尤為重要。數控專業教師應有較高的教學水平和教學能力,有較強的數控職業能力,能較為嫻熟地運用行動導向的教學方法,在課堂教學中真正體現以學生為主體,突出顯示學生動手用腦的活動,化學生被動學習為主動學習。在教學過程中,教師起引導作用,即對學生活動中遇到困難或無從下手的問題進行引導、講解、示范操作。課堂教學中每節課的知識點盡可能集中,深入淺出,便于學生掌握編程方法和技巧。
2.恰當運用數控加工仿真,充分發揮其在課堂教學中的作用。
教師應十分重視數控加工仿真在教學中的應用方法,擺正數控加工仿真在教學中的位置,既不能完全依賴數控加工仿真而放棄教師在教學中的引導作用,又不能在教學中教師唱獨角戲采用常規教學模式而忽視數控加工仿真的作用,應該科學地、充分地發揮數控加工仿真系統在教學中的作用。
教師在數控編程與操作課堂教學中應重點解決編程方法,并著重強調編程工藝問題的處理,學生上機利用數控仿真系統解決程序校驗,以及不同系統不同機床的操作問題。每次上機學生均應有明確的課題,在上機前教師應利用數控加工仿真系統的教學模式進行操作演示,并在學生上機時進行巡回指導。學生在計算機上應用數控加工仿真軟件進行編程與操作,既可使學生更快更好地掌握數控專業技能,又可培養學生的學習能力、解決實際問題的能力和獨立工作能力、團隊協作能力。
3.科學安排教學內容,循序漸進掌握數控編程與操作技巧。
在數控教學中,根據教學需要和“以就業為導向”的思想,可將數控編程教學內容安排為兩大模塊:其一為基礎模塊,主要講解與訓練最常用的數控機床的編程方法、操作和應用,這一模塊是教學重點,必須使學生熟練掌握、靈活應用,為學生上機床操作奠定基礎;其二為提高和拓展模塊,利用仿真軟件集合了各種數控系統截面與操作的優點,可在基礎模塊訓練的基礎上,主要講解除主訓機床以外的機床編程與操作方法,擴大學生知識面,提高學生對不同操作系統、不同操作面板的編程與操作能力。這樣,學生在就業時能夠信心十足地面對所操作的數控機床就,較快適應所從事的工作,提高就業競爭力。
4.構建多元評價體系,提高學生的學習意識和自覺性。
教學評價直接影響學生學習的主動性和積極性,所以評價要做到:第一,合理且有一定的彈性,答案不能限制得太死,只要合理就行,如一些仿真操作中學生實施方案的可行性討論,實操過程中加工線路,等等;第二,既要評價技能操作結果,又要評價技能操作的過程。對在技能操作中學生的積極參與表現出來的良好個性品質要給予充分的鼓勵、肯定、嘉獎;第三,轉換評價的主客體關系。對學生在課堂上的技能操作情況及結果不僅僅由教師來評,還可以讓學生自評或互評。如加工線路的制定、某些圖樣的理解、坐標點的計算,可采用學生討論評價的方式,在研討中發現問題,得出正確結果,學習的主動性、積極性也就調動出來了。
綜上所述,從我校使用后的效果看,數控仿真系統的引入,使學生在學習數控編程理論時,課堂的教學變得更加生動、具體,提高學生的學習興趣,教學效果明顯提高。對學生機床操作能力的培養,也起到了極大的提高和加強作用。同時該系統還減輕了教師的工作強度,減少了工件材料和能源的消耗,節約了實踐環節的培訓成本。但它和真實車床實踐操作之間始終還有差距存在,二者不能混為一談,相互替代,只有在教學中科學、合理、有效地利用,仿真軟件才能為教學服務。在教學過程中積極思考其在應用中產生的問題,主動應對措施,并將仿真訓練與實踐操作訓練有機結合,就一定能發揮仿真教學的最佳效果,收到事半功倍的效果。
參考文獻:
[1]數控加工仿真系統使用手冊.南京宇航軟件工程有限公司.
[2]數控加工編程與操作.中國勞動社會保障出版社.
關鍵詞:數控仿真;中職教學;數控編程;系統教學
隨著社會經濟建設的不斷發展,數控機床在制造業的應用越來越普遍,數控機床的廣泛應用是一個國家工業機械化水平的重要體現,以及衡量國家綜合實力的重要標準。由于我國勞動力優勢,我國已成為世界制造中心,一線的專業性數控人才形成了巨大缺口,培養優秀的數控專業人才是中職教育的職責所在。如何培養一個合格的數控人才是現實教育中亟待解決的問題,其中教學設備昂貴、教學時長、新手學習危險系數高都是數控教學的最直接問題。伴隨著數控仿真技術的出現,恰好解決了教育中面臨的關鍵問題和主要困難。
一、數控機床及仿真系統的簡介與優勢
數控機床的操作過程主要由數控程序完成,具有精度高、質量穩定的特點,是制造業中自動化比較高的先進設備。由于數控機床設備型號、類型、規格等比較多,對操作者的技術水平和專業知識要求比較高。由于初學者的經驗不足、知識水平不夠等,在操作中容易導致昂貴設備的損壞,還有可能導致學生受傷。數控仿真系統就是利用模擬仿真技術,模擬實際相應的數控型號、類型機械的工作狀態的計算機仿真系統。其主要應用于中職教育數控領域教學加工培訓,數控仿真技術能夠彌補教學設備昂貴而不足、教學培訓時長以及操作危險系數高的缺點。同時,數控仿真系統,能夠模擬多種類型、不同型號、各種操作系統的數控設備,能夠有效全面地達到培訓教學目的。同時數控仿真系統還能夠驗證操作編程數據的正確性,零件的加工削切過程,能夠通過仿真系統三維動畫顯示出來,為學生在學習數控編程操作中提供了便利。
以往的中職教育機構,都以擁有完備的數控機床教學設備而作為招生的重要名片。雄厚的資金是中職辦學的重要支撐。許多小的中職機構雖擁有一定的數控機床,但是設備類型和型號都不夠全,所以教學模式只能“以一頂三”,教學內容也因教學設備稀少而單一。同時求學學生與實訓數控機床形成“僧多粥少”的尷尬局面,常常形成排隊等候操作數控機床的現象,教學效率十分低下。同時,數控機床編程加工過程是一個漫長的過程,往往一個產品從設計到完成,需要近一個小時的時間,這樣也直接影響了學生的學習效率。
二、數控仿真系統在中職教學中的改革
中職教育一般比較注重對學生的專業技能培養。在數控教學中,使數控仿真系統融入教學當中,能有效提高學生的編程和操作水平。
1.建立學生學習興趣和培養學生學習能力
“興趣是最好的老師。”靈活應用教學方法,能調動學生主動學習的積極性。中職教育面對的學生群體文化基礎都比較薄弱,自制能力較差,所以灌輸式的教學模式很難起到作用,只有靈活應用和創新教學方法,用現代化的多媒體教學方式以及互動教學模式,才能調動學生的學習興趣,保持學生的學習熱情,讓學生深入了解數控系統,培養學生的操作能力,循循善誘,讓學生在學習的過程中擁有成就感,從而讓學生更好地投入對數控的學習中來。
2.建立兩個主戰場,合理平衡數控仿真與理論知識的教學
數控仿真系統主要應用于加工仿真、數據編程與數控機床教學培訓,教師應當加強數控仿真加工系統在教學中的應用方法,擺正數控仿真系統在中職教學中的地位,不能完全依賴數控仿真系統的模擬實踐教育,忽視數控理論知識教學的引導輔助作用。同時也不能讓理論教學唱獨角戲,忽略數控仿真系統教學的實訓實練的重要性,要科學合理地結合兩種教學方式。
學生進行數控仿真操作學習,應當按照數控理論教學的課題的內容來,有條理,遵循難易的操作程序,循序漸進,逐步學習掌握相應的操作知識和專業技能,重點解決學生在數控仿真操作編程系統中出現的問題,鼓勵同學間相互學習、相互糾正,提高學生間的協作與獨立工作能力。
3.驗證數控程序,模擬真實加工過程,實現人機互動式學習
數控機床的加工過程是根據數控程序的指令來完成這一加工過程的,而程序的正確性是保證加工過程正確和加工結果的關鍵。數控機床只能通過操作中出現碰撞和產品結果的欠缺才能體現出數控程序的正確與否,其過程繁復且時長。而數控仿真系統可以校正數控代碼,同時能夠通過三維動畫形象反映其加工過程,并與正確程序加工過程形成對比,讓學生及時準確地發現操作中出現的錯誤,通過數控仿真系統,反復練習加工,優化設計程序,從而提高學生的操作編程水平。
4.分析模擬操作過程對產品質量的預測,加強學生對編程的認識
在長期的教學實訓中,從學生安全和昂貴的數控機床設備與耗損速度過快的現狀來考慮,真實的數控機床操作,都是教師事先設計好的正確編程模式,這樣就會使學生對編程參數的合理性認識存在嚴重不足。俗話說:“失敗是成功之母。”因此,只有在數控仿真系統中經歷反復的失敗矯正,才能正確而又深刻地認識到編程參數的合理性。
三、用科學的指導思想引導教學,應對數控仿真教學中的不足
1.在新課改的形式下堅持以人為本的思想,注重學生習慣和態度的培養
數控仿真教學雖能豐富教學內容,提高教學效率,彌補教學設備資金昂貴而無法滿足實訓教學的作用。但是再仿真的數控系統也無法取代數控機床加工工具和產品削切,同時也無法讓學生體會到真實加工過程中的切割狀態和感受。由于仿真系統具有聯系的反復性,容易讓學生培養出一種隨意的習慣,這會給以后實際數控加工產品質量帶來嚴重后果,甚至引發安全事故,危害學生自身和他人財產安全。這就要求我們中職數控專業教師,要加強對學生操作習慣的培養,樹立學生認真的工作態度和學習態度。
2.堅持實事求是,鼓勵創新的思維模式
新一代的年輕學生,思想活躍,學習能力和接受能力都比較強。在以人為本和全面發展的精神指導下,要求我們全體數控教師善于激發和引導學生用創造性的思維進行學習和嘗試加工設計模型,從而培養學生勇于實踐的能力。
隨著我國機械制造業的不斷發展,數控技術得到了廣泛的應用,社會對數控技術型人才的需求也大大增加。我國各大中職學校相繼增設或擴展了數控專業,大量擴招數控專業學生,近年來為社會輸送了大批數控新技術型人才。由于中職學校辦學實力不雄厚,數控設備、機床數量遠遠不能滿足學生參與學習實踐的需求,運用數控仿真系統能讓學生模擬真實數控機床的操作,學習數控技術,彌補學生在實際操作中的不足,因此,數控仿真系統在中職教學中的應用處于越來越顯著的地位。
參考文獻:
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[3]李燕.淺談數控仿真系統在教學中的作用[J].成才之路,2009(26).
數控機床屬于高科技產品,品種多、價格高,操作訓練時若完全依賴數控機床進行實際操作訓練,投入大、消耗多、成本高、危險性大、易出事故。因此,探索一種新的數控加工技術教學模式,達到投入少、見效快,培養的學生適應性強,受企業歡迎的教學模式勢在必行。根據我們的實際情況,把斯沃數控仿真軟件應用到教學中去,是解決這一問題的有效途徑。
二、斯沃數控仿真軟件的優點
1、能實現真實的加工場景
斯沃數控仿真系統完全模擬真實零件的加工過程,可以檢驗各種數控指令是否正確,能提供與真實機床完全相同的操作面板,其調試、編輯、修改和跟蹤執行等功能也一應俱全;數控機床的模擬操作在顯示屏顯示的仿真面板上進行,而零件切削過程由機床模型通過三維動畫演示;在機床工作方式下,教學系統將與實際機床連接,由硬件實現零件切削過程,這時除了操作者是用仿真面板操作外,其它則與實際機床的真實情況一樣,即利用計算機和其它的專用硬件、軟件去產生一種真實場景的仿真,操作者可以通過與仿真場景的交互來體驗一種接近于真實的場景感覺。因此,采取這種方法能進一步提高操作者的實際操作技能。
2、經濟、實用
在我校學生多、設備少的情況下,數控機床的操作訓練若完全依賴數控機床進行實操訓練,投入大,消耗多,成本高,學校無力承擔過多的資金投入。在此實際情況下,把斯沃數控仿真軟件應用到教學中去,可以使學生達到實物操作訓練的目的,同樣會起到真實設備的教學效果,并且實用;通過動態的仿真操作,使學生在教學過程中易教易學易懂,教學效果顯著提高。
3、具有齊全的多種數控系統
斯沃數控仿真系統具有FANUC、SIEMENS、華中等眾多數控系統功能,學生通過上機操作該軟件,能在很短時間內掌握數控車、數控銑及加工中心的操作,同時可手動或CAD/ CAM編程和加工,教師通過網絡教學,監看窗口滾動控制,可隨時獲得學生信息。
4、操作真實安全
由于斯沃數控仿真系統采用了與數控機床操作系統相同的面板和按鍵功能,即使出現人為的編程或操作失誤也不會危及機床和人身安全,反而使學生還可以從中吸取大量的經驗和教訓,所以說它是初學者理想的實驗、實踐工具。
三、斯沃數控仿真軟件在教學中的應用
結合以往的教學經驗以及現在學生的實際情況,如何充分利用斯沃數控仿真軟件的優點,使其充分發揮它的優勢,讓學生在短時間內學到更多的知識,采取了如下的措施:
1.靈活應用教學方法,提高學生的學習興趣。
采用傳統的教學方法已經很難使學生接受,必須利用有效的教學方法、教學手段來提高學生的學習興趣。
2.恰當運用該仿真軟件,充分發揮教師的引導作用。
我們應十分重視數控加工仿真系統在教學中的應用方法,擺正數控加工仿真系統在教學中的位置,既不能完全依賴數控加工仿真系統,放棄教師在教學中的引導作用,也不能在教學中教師唱獨角戲,應該科學地充分發揮數控加工仿真系統在教學中的作用。
3.科學安排教學內容,循序漸進地掌握數控編程與操作技巧。
在教學過程中應以常用的一種數控系統為主,適當的擴大學生的知識面,提高學生對不同操作系統、不同操作面板的編程與操作能力。
四、斯沃數控仿真系統的負面效應及應對方法
斯沃數控仿真軟件是一種模擬教學應用軟件,它不能也不可能全盤代替教學,尤其是技能訓練。它無法代替學生在真實切削加工中的實際感受,尤其是切削用量的選擇,無法進行控制,只能對切削深度過大時加以限制。因此,學生在應用數控加工仿真系統進行編程與操作訓練時,往往容易忽視切削用量的選擇,數控刀具的選用,零件的裝夾方法,而這些一旦應用在實際中,便可能出現打刀或影響實際零件的加工質量,降低生產效率等問題,應引起我們的足夠重視。為此要求學生在數控仿真中一定要根據在普通機床加工中的各種方法及切削用量的選擇技巧,來彌補利用斯沃數控仿真軟件進行教學的缺陷。
五、結語
總之,在教學中我們充分利用斯沃數控仿真軟件的優勢,考察它在應用中產生的問題,主動采取應對措施,正確發揮其在教學中的作用,收到了不錯的效果。
參考文獻:
[1]斯沃數控仿真系統說明書.
[2]余斌.基于OpenGL的數控加工仿真系統的研究與開發:[碩士學位位論文].成都:四川大學,2002
一、合理安排課程教學進度,做好課程銜接
在利用數控仿真軟件進行數控加工與編程課程教學之前,先安排工廠金工實習,使學生對各種加工方法有較深的感性認識。另外,數控機床課程和數控加工工藝課程也要安排在數控仿真軟件學習訓練前面,這樣學生在熟悉各種機床的操作方法、加工方法以及切削用量選擇方法之后,就更容易學習和理解數控仿真的各個步驟和環節,更容易和實際的加工過程結合起來。
二、將數控加工仿真軟件融入課堂教學中,以提高教學效果
數控加工與編程是一門理論性和實踐性都很強的課程。由于職業院校的大部分學生基礎較差,對理論學習不太感興趣,傳統的教學方法已很難使學生接受。特別對于剛接觸數控知識的學生來說,數控課上的內容抽象且難以理解,若把數控加工仿真系統融入課堂教學中,邊演示邊教學,將數控設備面板上按鍵、圖標、機床坐標、對刀過程等生動地展現出來,一方面使枯燥的理論教學變得直觀生動,增強學生的學習興趣;另一方面,可以及時發現訓練中存在的問題,及時解決。
(一)在工藝分析授課中融入仿真軟件,使學生真正合理地編制工藝卡和選用刀具
在數控編程課中,對零件工藝分析是編程的基礎,也是影響零件的生產率和合格率的重要環節。但是在傳統的工藝分析教學中都是對著零件圖直接講解,提到有些刀具或設備時,學生好像無法想象,因此直接影響到教學效果,但是如果在講解過程中,打開數控仿真軟件,直接對著仿真機床講解,會使內容更加直觀,更易使學生接受。例如:在選擇車刀時,講到45°偏刀和90°偏刀的應用區別時,單純用語言很難表達清楚,但若在仿真軟件上將這兩把刀都調出來分別切一下零件,它們的區別就不言而喻了。在學生制定完工藝后,為了比較學生編制工藝的合理性,可在仿真機床上進行試驗,工藝過程制定的合理與否學生自然就會明白。
(二)在講解編程指令時融入編程軟件,以加深學生對指令的認識
1.將所講指令利用仿真軟件進行仿真加工,使學生全面把握指令的用法和技巧。
在模擬仿真中,可設計出實際工作中可能發生的變化,包括事故、故障和生產中極少出現的突然情況,讓學生全面把握加工方法和技巧。如在講解直線插補指令G01和快速插補指令GOO的應用與區別時,可在程序中的第一個G01后面加F與不加F分別運行,學生就可以在仿真時看到切削進給與快速插補對工件造成的影響。從而加深認識,達到課堂教學中無法達到的效果。
2.將所講指令利用仿真軟件進行仿真加工,加深對指令內涵的認識。
在講解到外圓、內孔粗車復合循環指令G71時,如果只從理論上去理解其刀具路線,學生很難想象其執行過程。而利用數控仿真軟件用G71編制一個小程序進行仿真演示,學生就從視覺上了解了指令在實際加工中的走刀路徑,進一步加深了對指令的內涵的認識。
3.將相似指令利用仿真軟件進行演示,使學生正確把握每個指令的不同用法。
在講解部分同組相似指令如G71、G72、G73時,由于其編程方法和走刀路線均非常相似,學生容易混淆,若用各指令編一個相關程序(注意提醒學生在編制精加工程序時的順序安排)利用仿真軟件進行模擬加工,讓學生仔細觀察各指令運行的走刀路線,學生就很容易明白這三個指令的區別,從而在編程時能正確地使用各指令。
(三)利用多種系統進行比較,拓寬學生的知識面,為學生就業打下良好的基礎
在數控教學中,根據教學需要和“以就業為導向”的思想,可將數控編程教學內容安排為兩部分,第一部分主要講解與學校訓練最常用的數控機床的編程方法、操作及應用,作為教學重點,必須使學生熟練掌握、靈活應用,為學生上機床操作奠定良好基礎。第二部分為提高和拓展,利用仿真軟件集合了各種數控系統界面與操作的優點,主要講解除主訓機床以外的機床編程與操作方法,擴大學生知識面,提高學生對不同操作系統、不同操作面板的編程與操作能力,從而提高其就業競爭力。
(四)利用仿真軟件進行模擬加工,可以將操作過程清晰地展現給每位學生
比如對刀過程,在數控車間講解時,由于空間的局限性,學生不易看清楚,可用數控仿真軟件邊講邊演示邊練習,學生不僅掌握了對刀方法,而且更容易理解對刀的含義。
三、科學組織數控實訓,結合仿真教學