浅谈仿真软件在高职数控专业实践教学中的利与弊

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摘 要：随着计算机技术的不断发展与教学模式的不断改革，数控仿真软件被越来越多的应用于数控实践教学当中。本文结合自己的教学实践经验以斯沃仿真软件为例，对其在实践教学过程中的优势与不足进行了简要分析，以供借鉴和参考。

关键词：数控；仿真；实践教学

一、引言

高职数控技术专业培养的是服务于制造业和其它行业生产一线的高素质技能型人才。其教学模式中的一个显著特征就是“教学做一体化”，教学需在真实的职业环境下进行，设备配制与布局也应尽可能真实，这就对实训条件提出了特殊的要求。尽管近些年来国家开始对职业教育大幅度扶持，但就目前情况而言大多高职院校的实训条件仍然无法满足学生的实践教学要求。为了解决该矛盾，就需要教师充分利用仿真软件在实践教学中的优势，同时避免对其过度依赖所带来的一些弊端，取其精华，以达到既能提高教学效果又能培养学生适应性的要求。本文以斯沃数控仿真软件为例，分析了其在数控专业实践教学中的优势与不足。

二、软件简介

数控加工仿真系统是在90年代源自美国的虚拟现实技术，是模拟真实数控机床的操作，学习数控技术、演示讲解数控操作编程、工程技术人员检验数控程序防止碰刀提高效益的工具软件。

软件本身操作简明，不学即会，无须使用者浪费精力去学软件本身；使用软件时只须结合各厂家的机床操作说明书和机床编程说明书使用。斯沃数控仿真软件就是其中一种比较有代表性的产品。

三、仿真实例

下面以数控车削加工中的一个典型轴类零件（图1）为例，来演示其在斯沃数控仿真环境下的加工过程。

（1）打开斯沃数控仿真软件选择FANUC 0iT系统，打开电源，进行机床回原点操作，然后选择毛坯，装夹工件。

（2）选择机床操作―刀具管理，选择加工过程中多需刀具，并按顺序安装在刀架上。

（3）以01号刀为基准刀，选机床操作-快速定位功能，把01号刀定位到工件坐标系原点处。在MDI方式下，输入G50 X0 Z0建立工件坐标系。用同样方法依次把T02、T03、T04定位到工件前端面中心处。按OFFSET键修改各刀具刀补。

（4）编辑方式下，新建程序，点击“打开”按钮，调入事先编写好的工件左端外圆加工程序*TXT文件。

（5）自动方式下，运行该程序，可把单步开关打开，单段运行，加工工件外圆。

（6）重复步骤（4）、（5）完成钻孔和镗孔。

（7）工件掉头装夹，重复步骤（2）-（5）加工工件右端外圆、槽和螺纹，完成整个零件的加工。（图2）

四、利弊分析

通过以上实例，对数控仿真软件的使用已有大概认识，现对其在教学过程中的利弊进行分析。其优点主要体现在以下几方面。

（1）可解决实践场地设备不足的问题。随着扩招的进行，很多高职院校都面临实训设备严重不足的问题。这时仿真软件的应用就显得尤为重要，在仿真软件上学生可模拟操作市面上几乎所有数控设备和数控系统，很好的解决了学校实训设备不足与学生人数增加的矛盾。

（2）提高了学生实习的安全性。特别是对于刚开始接触数控设备的学生，初学时让其在仿真软件上操作，即使发生一些违规操作或危险情况都不会对学生的安全产生影响，也不存在经济损失，提高了安全性和经济性。

（3）教学过程更具形象性与交互性。仿真实习能创造一个与实际近乎相同的特性环境。通过软件，学生可以从任意角度观察数控机床加工过程，加工的毛坯变为成品的过程，及其走刀路线历历在目，仿真过程形象生动。同时，仿真实习过程中，学生与实习对象能进行交互，可以大大激发学生学习兴趣。

（4）可节约实训耗材。通过仿真实例可知，整个仿真加工过程中所用的毛坯、刀具、冷却液均为虚拟，并不存在实际损耗，极大程度的节约了实训耗材，降低实训成本。

（5）学习过程高效化。仿真教学过程中，机床的操作、工件的加工都是通过软件高效模拟进行的，其效率是实际加工的几十倍甚至上百倍。同时避免了材料、仪器或工卡量具的准备过程。在仿真实习过程中，学生还可以对实习过程进行初始化，对没能完成的实习进行状态存贮，对已完成的实习进行调入回顾，极大的提高了实习效率。

仿真软件由于它是模拟实际加工而体现出了很多优点，但同时也是由于它并非是实际加工也出现了很多不足的地方，主要有以下几方面：

（1）不利于学生职业素质的养成。高职数控专业实践教学的目的一方面是要使其掌握该专业的基本技能，另一方面还要培养其胜任相关岗位所需的职业素养。而仿真软件由于是模拟，操作中一切行为均不会造成实质上的影响，因而会导致一些同学养成随性、粗心的习惯，最终可能会在实际操作中酿成事故。

（2）工艺参数的随意设置。实际加工过程中工艺参数是根据所加工对象、精度要求、刀具等因素综合考虑而确定的。而仿真过程中所有参数都可以随意修改和配置，与实际加工不符。

（3）对刀过程与实际脱节。实际加工中对刀是加工前调整的一个重要工作，需要花一定的时间来进行。而仿真软件中一个“快速定位”功能就能完成，与实际严重脱节。

（4）不能真正检验零件的精度和表面质量。精度和表面质量达到要求这是检验数控加工工艺和程序能否投入使用的硬指标。而仿真加工只能检验程序的正确性，却不能检验所加工零件的精度和表面质量。

五、小结

综上所述，数控仿真软件作为新科技下的一个先进工具，我们在教学过程中要充分发挥其灵活、形象的优势，对初学者进行仿真教学，同时也可用于验证程序的正确性。但要注意在教学过程中时时提醒学生仿真与实操的不同，以避免其带来的一些不良后果。同时不能过度依赖于仿真软件，要摆正两者之间的关系，实际操作是数控实践教学的主要目的，而仿真软件是为了提高教学效果和教学效率而使用的教学工具。

参考文献

[1] 陈秋鸿.职业教育中数控仿真软件应用的利弊分析 [J].职教论坛，2014（8）：84-85.

[2] 冯淑华.高职教育特点与高素质教师队伍建设刍议 [J].黑龙江高教研究，2011（3）：87-88.

作者简介：

杨春花（1980-），女，汉族，云南省建水县，硕士学历，云南机电职业技术学院机械工程系讲师。主要研究方向：机械及其自动化。邮编（650203）。