1、计算机仿真软件在高职院校数控教学中的应用浅析摘 要：随着数控加工技术在机械制造业中的广泛应用，对数控相关技术人员的需求日益增加。多年的教学实践证明，和传统的教学方法相比，采用计算机仿真软件辅助教学是一种经济、有效、安全的教学模式。本文将主要探讨计算机仿真软件在高职院校数控教学中的应用。 关键词：计算机仿真 数控专业 教学 为了满足社会对数控技术人才的需求，大部分高职院校的机械类和近机类专业都开设了“数控机床与加工”相关课程，高职院校也争相增设了数控技术专业。由于近几年高校的大幅扩招，使学校在数控设备上的资金投入很难满足短期内大量学生实践教学的需求。数控仿真软件可以完成工件在数控机床上的模拟加工
2、，应用数控仿真软件既缓解了教学实训与资金短缺的矛盾，又增加了学生的动手机会，提高了学生的编程能力及对不同数控系统、不同数控机床的适应能力1。 一、计算机仿真技术 数控仿真系统是通过计算机的编程和建模，将加工过程用二维图形或三维图形以动态形式演示出来的软件，使在传统数控教学中，需要在数控实验室或实习工厂才能完成的大部分教学演示功能在虚拟软件环境中就能实现，使数控教学模式变得更加灵活、方便。目前成熟的数控加工仿真系统国外的有丹麦 CIMCO 公司的 Cimco Software Suite、美国 CGTech 公司的 Vericut 系统、英国 Microcompatibles 公司的 N-See
3、 系统等。国内的有上海宇龙软件工程有限公司的数控加工仿真系统、南京宇航自动化技术研究所的宇航数控仿真系统、北京斐克科技有限责任公司的 VNUC 系统、南京斯沃软件技术有限公司的斯沃数控仿真软件等。数控仿真系统的共同特点是：全面的仿真功能，丰富多样的刀具库管理体系，完善的图形和标准数据接口；配置要求低、只需仿真软件和要求不是很高的微机，并能与多种计算机操作系统兼容；不需要原材料，投入资金少，占地小，不会造成资源的浪费；利用网络可以搭建交流平台，为师生提供良好的交互空间等2。 二、高职院校传统数控教学中存在的问题 数控专业涉及多门学科，且交叉程度高，具有很强的其理论性和实践性，数控专业的理论知识体
4、系很复杂，实践操作要求高，因此数控专业的实践教学在教学中起着极为关键的作用，通过有效的计算机辅助实践教学能够促进学生了解数控车床的基本原理与结构，能够让学生加快掌握数控车床的基本操作技能，熟练操作 CAD/CAM 应用的方法与流程 ，最终提高综合能力，但是在实际数控教学过程中，往往受到教学条件和专业特征等因素的制约，导致在具体的教学中存在一些常见问题3：（1）由于数控车床涉及多门学科，因此数控这门专业所需的理论知识体系相当复杂，而且许多教学内容很抽象、知识结构复杂，以往教师在课堂上单纯的讲解课本教学方式，导致学生难以理解，学习过程中选择逃过复杂的数控理论体系，导致学生普遍理论知识欠缺，最后必然
5、导致学生难以理解接受理论知识；（2）数控车床综合应用多种技术，结构原理和生产过程是非常复杂，车床产品类型极为复杂，广泛应用于各行各业模型和各种数控车床，其价格远高于普通车床。数控车床价格太贵导致教学成本太高，因此学校在教学中不能将用于数控车床模型和数量配置完整，从而影响教学效果；（3）车床型号太多且价格昂贵，导致学校配置不能配齐所有车床型号，因此在实际教学中，学生不能对所有型号的数控车床进行实际的实践操作，导致学生在学校学到的知识，不能实际应用到企业；（4）当前职业教育广泛采用班级授课制，数控实训往往是一个班的同学在同一时间对数控实习室培训操作，训练设备的限制，很难确保每个学生数控车床操作培训
6、，培训指导老师不能到每个学生调度监控和指导，这将导致在训练过程中存在安全隐患。 三、计算机仿真软件在高职院校数控教学中的应用 1.恰当运用数控加工仿真系统， 变被动学习为主动学习 数控加工仿真系统主要应用于数控编程与操作这一理论教学课程，还可作为数控操作技能训练的辅助工具。数控专业教师有较高的教学水平和教学能力，有较强的数控职业能力，应该较为娴熟地运用行动导向的教学方法，在课堂教学中真正体现学生为主体，突出显示学生动手动脑的活动，变学生被动学习为主动学习。利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣。教师应摆正数控加工仿真系统在教学中的位置，既不能完全依赖数控加工仿真系统放弃教师在教学中的
7、引导作用，也不能在教学中教师唱独角戏，采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用，应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用4。 2.科学安排教学内容， 循序渐近掌握数控编程与操作技巧 在教学过程中应用仿真软件，可将教学内容安排为三个教学模块。其一为基础模块，主要讲解与训练最常用的 FANUC 数控系统中的编程方法、操作及应用，由于配备 FANUC 系统的数控机床在数控加工中的市场占有率高，所以这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握，灵活应用：其二为提高模块，主要讲解与训练 SIEMENS 系统的机床的编程与操作，以帮助学生在不同数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力
8、；模块三为拔高模块，主要讲解国产数控机床的使用技巧。 3.应用远程网络，实现数控教学的 web 化 对于数控仿真系统，未来的发展趋势是 web 化。即把仿真软件通过网络设备组成一个总线式局域网，并使其运行在 C/S 模式下。作为服务器端的仿真数控机床安装有 PC 式的数控系统， 负责工件的加工。作为客户端的计算机通过网络分布至各地，用于显示各数控机床状态对其进行远程控制。服务系统可采用的二层的 B/S 模式开发，其中表示层主要采用 JSP 和 applet 技术实现网页的动态显示，根据 Web 浏览器端和用户进行动态交互的需要，可以在 JSP 中嵌入 JavaScript 语句；事务逻辑层采用
9、 Servlet+JavaBean 的开发方式； 数据层则主要依靠数据库管理系统实现。从物理角度系统分为二层：浏览器、Web 服务器和数据库服务器。浏览器端不需要进行开发，使用时只需要在安装操作系统基础上安装产品化的浏览器，并将 PC 机接入网络即可5。 教师在教学过程中要积极思考在应用中产生的问题，及时主动采取应对措施，不断完善教学方法，并将仿真训练与实际上机床操作训练有机结合，才能发挥数控仿真教学的最佳效果。 四、结论 综上所述，数控仿真系统是以工业化手段、以机械化分工作业的可互换式生产方式进行生产和制造模拟。不仅如此，每一个现代产品都是一个系统化过程的具体体现。随着科技的发展、学科间的渗
10、透及社会人文的变化，设计师只有运用系统的设计方法，整体全面地考虑产品开发的各个细节问题，才能设计出具有竞争力和长久生命力的成功产品。正是由此，在虚拟现实与机械结合后所产生的数控加工仿真系统会在以后教学中发挥越来越重要的作用，并且在数控教学中的应用也会越来越广泛。 参考文献 1 段雷. 基于虚拟仿真系统的数控教学研究J. 机械管理开发，2013，02：169-171. 2 王艳丽. 数控仿真软件在数控教学中的应用J. 黑龙江科技信息，2013，09：193. 3 申宾德. 三维仿真互动教学模式在数控教学中的应用J. 产业与科技论坛，2013，08：189-191. 4 罗志胜. 如何抓好数控教学中的五个环节J. 中国职工教育，2013，18：153. 5 江念. 浅谈数控模拟仿真软件在数控教学中的应用J. 才智，2013，20：42.
