数控仿真系统在数控教学的应用
数控仿真软件包含多种数控系统，使用其作为教学辅助工具，可以使数控教学达到投入少，教学内容多样性，培养的学生适应能力强的目的。
数控仿真系统在数控教学的应用【1】
摘要：针对现在数控教学的现状，本文主要探讨数控仿真软件在数控教学中的应用过程中的作用、存在问题。
关键词：数控教学;数控仿真软件;教学效果
进入21世纪，我国制造业在世界上所占的比重越来远大，随着我国逐渐成为“世界制造业中心”进程的加快，制造业的主力军――技能人才严重缺乏已成为制约我国制造业快速发展的瓶颈。
数控机床在现代机械制造业中广泛应用，社会急需大批熟练掌握现代数控机床编程、操作、维修的一线工数控技术工人。
职业技术学校作为生产一线操作和技术人才的培养基地，如何更快更好地培养出满足市场需要，掌握数控机床编程、操作与维修等技能的高质量的技术人才，早已是数控教学工作者研究的课题。
现在职业院校数控专业普遍采用数控仿真软件辅助数控教学。
现浅谈如何利用数控仿真软件作为辅助教学工具，与数控教学有机地结合起来，提高数控教学水平，培养高素质的应用型技术人才。
一、采用数控仿真软件作用
1.节约设备投入，实习耗材的使用
现在数控设备价格比较高。
数控车床最少7、8万，数控铣床一般也在20万左右。
加工中心一般要50万左右，多则达百万甚至上千万。
数控机床的实训如果完全按照实操进行，不但投入大，而且消耗多、成本高，即使是实力雄厚的院校或企业也难以承受此种消耗和投入。
数控仿真软件包含多种数控系统，使用其作为教学辅助工具，可以使数控教学达到投入少，教学内容多样性，培养的学生适应能力强的目的。
它能避免学生初期实习时不熟悉数控系统及面板操作带来的设备、人身安全等问题;又能克服学生因为刚刚接触数控机床产生的畏难心理，增强学生操作熟练度和信心，能对机床的功能有深入了解，达到熟悉数控机床的目的，学生还可以通过仿真对所编程序进行验证。
可以克服人多而设备少的矛盾，保证了学生实习时间，同时同样数量机床可以满足更多学生实习，降低了实习消耗，节约了成本。
2.提高学生编程、操作能力
数控仿真软件具有多种数控系统、多种机床，它可以逼真的进行数控编程和操作。
可以让学生在实际动手操作之前，先用仿真软件在计算机上模拟操作，这样能让学生在实际操作机床之前就已经有了一定的熟练度和自信心。
在实习时，合理安排数控仿真和实操课时比例，一般为1:1。
仿真练习可以进行编程和加工工艺学习，学生利用仿真软件可以进行程序编写，工件仿真加工等操作，通过完整的、接近于实际操作的模拟操作过程的教学让学生掌握数控机床加工零件的全部过程。
这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来，使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥，达到了融会贯通，巩固了学生的加工工艺方面的知识，强化了数控教学的效果。
学生可以更快、更好地掌握编程、操作，同时培养学生独立解决实际问题的能力。
3.拓展学生所学的知识面
现在学校购买的数控机床一般是FANUC系统，但有的企业使用西门子系统、广州数控等系统。
为了使学生在毕业后有更多的就业选择，在进行仿真教学时可以不仅仅练习FANUC系统编程、加工，还应拓展数控系统的学习。
利用仿真软件学习其他企业常用的数控系统的编程和操作，使学生了解并掌握不同系统、不同数控机床编程与操作方法。
提高学生对不同系统、不同操作面板的编程与操作的适应能力，拓展学生知识面。
4.提高理论教学效果
数控理论教学尤其是数控编程与操作的学习，最好使用仿真数控软件辅助教学。
在教室里枯燥的学习数控编程，学生不容易理解指令的使用，而且无法检验编写的程序正确与否。
在课堂上讲解按键作用和操作，只能靠学生的想象，枯燥无味，教学的效果甚微。
如果将数控仿真软件引入理论教学，可以在课堂上将学生的程序编写逼真的演示出来，可以及时发现程序中存在的问题，对指令的理解更加容易。
可以使学生在教室中看到和实际加工基本相同的加工过程，学生更容易理解数控加工操作。
这不但有利于激发学生学习兴趣，提高数控理论教学效果，更有助于学生编程能力的提高，也为以后的实际操作奠定了坚实的基础。
二、使用中存在问题及解决措施
数控仿真软件的使用不仅仅包括优点，还存在不足之处需要改进。
1.学生不注意仿真和实操之间的不同
数控仿真软件只是对工件的编程、加工过程的模拟，并非真实的加工过程，仿真系统只有在选择过大切削深度时才会提示报警。
在使用仿真软件练习时，不用考虑切削用量的影响，程序就能加工合格的工件，学生不能感觉到实际加工时的切削用量的选择、零件装夹对加工的影响。
长此下去，学生在生产加工中就不会考虑到切削用量、刀具、材料等因素对加工的影响，只会按照仿真系统编程。
这样的程序一旦用于实际操作，很容易发生崩刀、撞车等安全问题或影响零件的加工质量。
对此教师要高度重视，合理的安排仿真和实操的课时，使学生始终保持安全生产的意识，养成良好的工作习惯。
2.有可能影响学生的学习
一方面，长时间使用数控仿真软件教学，会使学生认为数控编程、加工比较简单，放松对自己的要求，不认真听讲，懒于上数控机床操作，致使技术退步。
另一方面，有些学生自控能力较差，长时间使用仿真软件教学，学生趁机利用电脑上网、玩游戏或看小说，放弃学习。
这就要求教师加强责任心，提高管理水平，改进教学方法，减少数控仿真软件在教学中的负效应。
总之，把数控仿真软件用于数控教学之中，将激发学生的学习积极性，将有利于改进数控教学条件，提高数控教学效果，但要正确处理其在使用中产生的问题，以便收到事半功倍的效果。
【参考文献】
[1]黄凤岐，潘宏歌.数控仿真技术的教学应用.科教文汇.2009(19)：185.
[2]明建全.科学使用数控仿真，提高数控教学水平.西北职教3期.
数控仿真软件在数控专业教学中的应用【2】
【摘 要】数控仿真软件在数控教学的应用，分析了仿真软件在数控教学中的优势与不足，并提出相应的改进措施。
【关键词】数控技术;数控仿真;教学水平;优势与不足
随着现代科学技术的发展,数控技术在机械制造领域日益普及与提高，不同系统不同型号的数控机床在机械制造领域应用越来越广泛，因此，为企业培养数控技术高级应用型人才，是我们职业院校的首要任务。
怎样才能根据社会需求，培养出数控编程和数控机床操作的数控技术高级应用型人才是我们数控专业教师所面临的主要问题。
作为数控专业的教师，我们要探索出一条即符合学校的教学实情又能与企业很好接轨的一条教学特色之路。
科学技术的快速发展，对数控技术高级应用型人才形成了巨大的需求，职业院校如何利用数控加工仿真系统进行教学更是处在探索阶段,因此有必要对数控仿真软件进行科学的分析，明确其优势与不足，在数控教学中合理运用数控仿真软件，会收到事半功倍的教学效果。
1.数控仿真软件在数控教学中应用的优势
1.1减少学校数控教学设备的投入，解决了数控机床少，实习学生多等矛盾
数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床，目前，数控机床的品种很多，价格昂贵，一台普通数控铣床或数控车床价格一般在7—10万，一台小型加工中心价格一般在10—30万，进口的数控机床价格多达上百万甚至上千万。
学校从教学成本考虑，不会大批量购置数控机床，一般会选购几台数控机床，供学生实习，导致实习数控机床数量少，种类少，学生上机操作时间少，不能很好的完成实习任务。
使用数控仿真软件，实现了学校资金投入少，占地面积小，保证了一人一机，使每个学生有足够的时间熟悉仿真软件里的机床的操作，提高了教学质量，很好的解决了数控设备少，实习学生多的现状，缓解了教学压力。
1.2数控仿真软件能够引起学生的学习兴趣，激发学生的学习热情
职业院校的学生的知识水平较低，而数控专业教学理论知识比较抽象，学生易感到枯燥、乏味，应用数控仿真软件，使很多知识更生动和直观，例如对刀、程序的输入与验证等。
应用仿真软件，可以直观的看到操作过程，学中做，做中学。
这样能够引起学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。
教师还要积极引导学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
1.3无安全隐患，全面提高学生编程能力
数控机床价格昂贵，学生在数控实际操作过程中特别是初学者，没有任何加工经验，如果直接到数控机床上进行实操学习，易出现由于考虑不周全，安全意识淡漠而出现打刀，撞机等现象，甚至对机床和操作者造成伤害。
数控加工仿真系统是基于虚拟现实的仿真软件，是利用计算机来虚拟动画技术来模拟实际的加工过程。
学生可以通过仿真软件熟悉数控机床操作面板，可以放心验证程序，通过反复练习，全面提高学生的编程能力，同时也减少了零件的废品率。
1.4数控仿真软件中的数控机床的系统多,型号多，便于学生开拓视野，全面学习
目前，数控机床的种类很多，呈现系统多样化，型号多样化，并随着科学技术的快速发展，不断更新，而一般学校的数控设备受教学成本的限制，机床系统和型号比较单一，而应用数控仿真软件就能可以弥补这方面缺陷。
例如上海宇龙仿真软件，它拥有多种系统多种厂家生产的多种型号的数控机床，让学生在操作真正的机床前先充分掌握安装了不同类型数控系统的机床的加工仿真操作，同时通过仿真演示积累一定的数控加工实际操作经验，能全面学习数控车、数控铣及加工中心等多种型号机床的操作知识，使学生开拓了视野，扩展了知识面。
通过严格的学习、指导与训练，学生理论知识与操作技能，通过反复练习均会得到全面的发展与提高，学生毕业时分配到不同的生产企业，能很快适应企业的不同数控系统的数控机床的编程及操作
1.5实训教学应用数控加工仿真软件可降低教学成本
实训教学应用数控仿真软件，可以减少上机床操作时间。
将编程及验证程序的操作由数控仿真仿真软件完成。
首先可以安排学生根据图纸的要求，编制零件加工程序，并使用数控仿真软件进行模拟加工，验证程序的正确性，并及时修改，然后将修改后的正确程序输入机床，进行零件加工，这样可以大大减少占用机床时间，降低实训的消耗，从而降低教学成本。
1.6数控仿真软件是数控大赛的一个考核模块
近几年数控大赛的比赛形式逐渐发生改变，比赛通常分为3个模块，第一模块理论考试，第二模块数控仿真，第三模块实际操作。
因此，学校为了适应社会的发展，应鼓励教师合理应用数控仿真软件教学。
1.7教师轻松教学,教学效果明显改善
数控教学中应用数控仿真软件，学生不仅在学校有了更多的练习时间，还可以自己下载数控仿真软件，放学后，随时练习。
学习过程中，遇到问题，可以先独立思考，也可以和同学探讨，还可以带入学校，向老师请教。
以往实操示范操作时，一名教师示范操作并讲解，20—40名学生听课，实操现场噪音比较大，听课人多，影响授课效果，如果分组演示教学，教师就得重复讲解几遍，工作劳动强度增大。
应用数控仿真软件，教师可以将示范操作过程在电脑上反复播放，使每位学生都能看清楚操作的步骤及顺序，然后学生独立操作，在各种仿真练习过程中熟练掌握数控机床的加工生产技术，训练学生实习操作的技能技巧，教师可以有的放矢的对不同学生进行巡回指导与训练，教学效果明显改善与提高。
2.仿真软件在数控教学中的不足及改进措施
2.1数控教学只注重软件仿真训练,忽视上机实训操作
仿真加工时，学生无法充分体会安全操作的重要性。
例如实际加工时学生必须佩戴劳保眼镜，工作帽，女生必须把头发盘到帽子里：加工零件时，机床的门必须关闭等等，这些细节往往被学生忽视，仿真加工中撞刀现象经常发生，学生对此不以为然，因此，在教学的过程中，教师要反复强调规范操作，安全第一，强调仿真加工与实际操作的区别，让学生牢牢记住安全第一，数控加工仿真系统是一种模拟软件，它不可能完全代替实训。
必须合理安排仿真教学和实操教学,在教学中将仿真训练与实践操作训练有机结合。
2.2仿真加工中不能合理选择切削三要素及加工工艺参数
仿真软件在对加工过程的模拟过程中，无法真实反应刀具切削的实际状态，加工完成时，零件的加工精度和加工表面质量不能准确展示出来。
因此，在教学中，教师要详细讲解影响工件加工精度的一些主要因素，例如：刀具的选择，工件的装夹定位，切削用量的选择，及切削液的选择方法等，合理安排加工工艺是保证产品质量和提高生产效率重要保证。
仿真加工时严格按照操作规程操作，使学生养成一种严谨的工作态度。
2.3仿真教学和实操教学中注重反复强调仿真加工与实际机床的差异之处，避免发生安全事故
仿真软件与实际机床还存在一定差异。
例如仿真时，钻头也可以进行轮廓及形腔加工，而在实际加工中，钻头只能钻孔。
又如仿真对刀，采用G00快速对刀，软件会提示可能撞刀，而在实际加工中，是不允许快速对刀的。
仿真时工艺参数设置的不合理，模拟加工一样进行加工等等。
教学中，教师要反复强调易出错的地方，避免实操时，出现安全事故。
2.4不能正确处理仿真系统中存在的问题
目前，我国数控加工仿真软件的功能还不是很完善，如有些功能不识别(例如G68)，易死机，运行速度慢等等，教学过程中，教师要提前将软件的主要缺陷告知学生，并将使用软件时所遇到的问题及时反馈给软件厂家，以便厂家予以改进。
综上所述，数控仿真软件有其自身的优点，也有不足，我们数控专业教师在教学中合理运用数控仿真软件，不仅可以降低教学成本，增加学生的加工练习时间，还可以拓展学生的知识面，很好的适应企业的需求，达到事半功倍的教学效果。
【参考文献】
[1]数控铣工.中国劳动社会保障出版社.
[2]上海宇龙数控仿真软件使用说明书.
数控加工仿真在数控教学中的应用【3】
摘 要：对于数控专业教学而言，其中最为重要地是实践操作训练环节，但是在进行传统教育的过程中，书面的教学模式并不能使得学生对技术有较好的掌握，特别是针对一些实际操作内容而言，该方面的教学内容更是少之又少。
随着21世纪科学技术以及计算机电子技术不断的发展以及变革，数控加工仿真程序也变得更加的真实以及完善，并且在进行实际教学运用的过程中，得到极为广泛的推广以及应用。
同时，使得实践课程的教学内容所取得的效果比传统教学而言更加的丰富以及全面。
针对数控加工仿真程序在数控专业教学过程中，特别是数控操作以及编程课程教学中实际的应用进行简单的分析以及研究。
关键词：数控教学 数控加工 仿真 操作编程
1 浅析数控加工仿真程序
所谓的数控加工仿真程序，其原本是按照机床生产厂家所进行的实际生产过程以及相关的教学需求所特别开发出来的一种仿真模拟程序。
该程序完全是按照正式的CNC机床制作控制屏幕以及面板进行模拟，操作过程十分的方便，并且在计算机虚拟的情况下针对NC代码方面的切削状态实现实时的检验，整个操作过程中，方便、安全。
操作用户可以通过程序操作过程，将整个加工仿真的全部过程直接清晰的了解到。
当对数据等进行仔细的检查以后，进行加工，这样可以使得操作人员对于整个CNC机床实际的加工操作过程有一个更加直观详细的了解。
并且就该仿真程序而言，整个过程完全仿照真实的加工内容，并且整个设计过程中的颜色、大小、尺寸以及刀的形状等选择都是通过操作者自己进行设计的以及选择的，这就使得不同的监控要求得到了最大限度的满足。
当整个程序在执行过程中的时候，程序段以及出错信息等一系列关键信息都会被列举在同一个窗口内部，这就使得操作人员可以对这些内容有一个清晰并且明确的认识，同时对整个操作的过程有一个直观的了解。
通过对数控加工仿真程序的使用，并且以此来代替真实的机床操作对学生进行培训、锻炼，这样既可以大范围的满足每一位学生不同层次的教学需求，同时可以将实训过程中学生多但是机床少的问题最大限度的解决，更重要的，将设备的置办价格大量的减少，并且所获得的实训效果又令人满意。
对于数控加工仿真程序而言，其本身还具有FANUC等一系列数控系统标准功能，当学生在进行实际操作工程中的时候，通过对该仿真程序的实际操作，并且学生可以在较短的时间内便将数控车以及加工中心相关的操作进行有效的掌握。
选择操作的过程中，既可以选择CAM或者是cad进行加工或者编程，同时教师还可以通过网络监督以及教学控制等手段将学生实时的操作内容以及操作信息进行及时的查看以及掌控。
对于数控专业的实践课程而言，其最为主要的内容便是对相关知识原理进行验证，而学生通过对数控仿真程序的合理操作，同样可以达到真实设备操作的效果，使得实践教学与理论教学有效的结合在一起。
2 数控加工仿真在数控教学(数控操作以及编程课程教学)中的实际应用
对于数控专业的学生来讲，思维要求最高的一门专业内容，无疑是数控编程，如果在进行数控知识教学的过程中，仅仅是通过单纯的理论教学或者是纯粹的文字教学，将会使得学生对学习的知识感觉到乏味以及抽象，并不能对需要学习的知识有一个较为深入的了解。
并且，就目前职业学校的教学模式以及学生本身的知识结构以及学习习惯而言，在进行学习以及教学的过程中，还存在许许多多的不利因素，这些不利因素直接导致数控专业的学生在进行数控知识学习的过程中，感觉到吃力，同时使得数控编程老师在进行相关知识的讲解过程中，感觉到无从下手，甚至是无法下手。
那么如何才能有效地将学习门槛降低，使得学生的学习兴趣得以最大限度的激发，同时使得学生本身的难以学习可以进化成为容易学习，使得学生的苦学，真正的变成快乐学习，本节主要针对数控加工仿真在数控教学(数控操作以及编程课程教学)中的实际应用进行有益的分析以及思考。
2.1 从激发兴趣入手，设计好起始课
在数控编程与操作教学中，为激发学生技能操作的积极性，首先要抓住新生刚入学这一契机，结合学科特点，介绍数控编程知识的实用价值，有意识地让学生了解数控编程与今后工作的密切关系，了解我们所学的专业都和数控编程及操作有着紧密的联系。
从已就业的学生中，挖掘具有实用价值的、能激发学习动机、学习热情和学生兴趣的典型事例，充分展现数控编程及操作的价值，使更多的学生对数控编程产生浓厚的兴趣。
其次，降低入门的门槛，避开空洞的理论教学。
在教学过程中可先设计较常见的生活用品，老师先进行示范性操作。
数控加工仿真系统依据计算机强大的显示功能和全中文的结构设计，并配以丰富多彩、自然友好界面显示，使学生一进入系统就被深深的吸引，从而能够激发学生学习的兴趣和动力。
注意提醒学生认真观察，掌握操作要领。
当机床的模拟切削声响起来，切屑飞溅，毛坯随着刀具的加工变成图样要求的工件后，学生的好奇心和求知欲极度膨胀。
此时也恰是让学生动手操作，进行模仿的最佳时机。
2.2 重视理论与实际的相互结合
在进行数控编程的讲解过程中，其一般情况下分为两个部分，其中一部分时进行原理的讲解，另外一部分这是通过具体的实践从而对具体的操作进行领悟，但是这样也使得整个教学课时得到了一定的增加，使得整个教学内容断断续续。
如果通过软件进行教学，那么就可以使得这些内容得到有效的连接，这样一方面可以使得学生得到了有效的预习时间，同时对于初学者而言，容易入门。
当然，也可以满足实际操作的需求。
并且给，如果采用模拟软件进行仿真操作练习，可以使得整个教学的过程变得简单并且容易理解。
在实际操作的过程中，因为在系统中添加进入了与机床过四级操作相互对应的案件以及控制面板，所以及时是实际操作过程中出现有任何的编程错误或者会四操作失误，也不会发生任何的人员危机或者是人身安全事故，但是这些错误可以使得学生更容易吸取教训以及经验。
当每一个实验仿真操作完成、技术以后，教师必须对学生进行及时有效地引导，并引导学生进行如下自我思考：已经完成的这些零件，还存在的缺陷有哪些?对于这些零件的缺陷，还可以进行怎样的改进。
这样使得学生针对自己的仿真联系进行问题的提出，并且让其进行问题的讨论，看一下发生在自己身上以及操作过程中的问题，别人是否依然存在，如果别人没有存在，那么便可以咨询问题的解决办法，如果两者同时出现了，那么可以进行深入的探讨以及解决方案的制定，并且通过小组进行方案的可行性探讨，最后再通过老师旁敲侧击，将问题解决，这样在老师的辅导下，把创新后的零件作出来。
对于一些有价值的零件，建议他们保留程序，在今后的实际操作中加工出来。
3 结束语
经过大量的实践验证，我们可以发现，通过数控加工仿真程序在教学过程中的合理运用，可以将学生本身的职业能力、学习兴趣以及综合素质进行全方位有效地提高，同时对于学生自主探索能力的激发以及独立思考创新能力的培养有着积极的意义，同时在学生思维养成以及自由思考模式的建立上，有着良好的效果以及意义，所以，笔者认为，对数控加工仿真程序进行合理的利用以及开发，是培养数控方面的编程技术人才最有效的途径之一。
参考文献：
[1]侯增选，Frank-Lothar Krause，常钢，等.基于压缩体素模型的鼓形刀空间扫描体构造方法及其应用[J].计算机辅助设计与图形学学报，2006，18(8)：1192-1196.
[2]于斐，蒋玲玲.基于VERICUT的整体叶轮五轴联动数控加工仿真[J].机械设计与制造，2010(7)：159-160.
[3]常治斌，龚青山，何小龙，等.基于Pro/ENGINEER的空间弧面分度凸轮3D建模与数控加工仿真[J].制造业自动化，2009，31(2)：63-67.
[4]侯增选，F-L Krause，田荣鑫，等.基于压缩Voxel模型的五坐标数控加工仿真新方法[J].计算机工程与应用，2006，42(20)：25-28.
[5]牟小云.基于Imerageware和UG的弧面分度凸轮三维建模与数控加工仿真[J].机械设计，2011，28(1)：5-8.
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