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數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件在數(shù)控教學(xué)和鑒定中的應(yīng)用研究
摘要：本文從探索數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件的在數(shù)控教學(xué)與鑒定中應(yīng)用研究的角度，闡述了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件在教學(xué)和鑒定中的應(yīng)用方法，并針對在數(shù)控教學(xué)應(yīng)用中存在的問題提出了應(yīng)對措施，體現(xiàn)了數(shù)控教學(xué)中的一種新的現(xiàn)代教育理念、教學(xué)方法和教學(xué)模式。
關(guān)鍵詞：數(shù)控教學(xué) 數(shù)控加工仿真軟件 鑒定 應(yīng)用
全球知識經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使機(jī)械工程成為一個跨越機(jī)械、電子、計算機(jī)、信息、控制、管理以及經(jīng)濟(jì)等多學(xué)科的綜合技術(shù)應(yīng)用學(xué)科，數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，這對傳統(tǒng)意義上的機(jī)械加工專業(yè)教育提出了新的更高的要求。株洲技術(shù)學(xué)院抓住機(jī)遇，銳意改革，積極探索數(shù)控加工專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)新模式，著力培養(yǎng)中級、高級各層次的寬厚型、復(fù)合型、開放型和技能型的數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)人才，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)輸送一大批應(yīng)用型技能型人才。
我院自2000年起，開始培養(yǎng)數(shù)控加工專業(yè)的學(xué)生，率先革新專業(yè)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，積極進(jìn)行數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式的改革及數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)與鑒定中的應(yīng)用研究，取得了良好的教學(xué)和鑒定效果，受到了學(xué)生、家長及社會的歡迎，使數(shù)控專業(yè)成為我院的拳頭專業(yè)之一，數(shù)控專業(yè)的學(xué)生占我院三千學(xué)生總?cè)藬?shù)的三分之一，用以滿足數(shù)控加工人才的培養(yǎng)的社會之急需。
一．問題的提出：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)正在得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)控人才成為勞動力市埸急需的人才，如何盡快地培養(yǎng)出滿足市場需要、掌握數(shù)控機(jī)床編程知識和操作技術(shù)的數(shù)控技能型人才成為數(shù)控教學(xué)工作者必須研究的問題。作為數(shù)控編程與操作的專業(yè)教師,深感如何將數(shù)控編程教學(xué)與數(shù)控機(jī)床操作實踐有機(jī)地結(jié)合起來是值得我們認(rèn)真探討與研究的。
由于數(shù)控機(jī)床是一種新型工藝裝備，故數(shù)控技術(shù)工人的培養(yǎng)和數(shù)控機(jī)床的教學(xué)還處在剛剛起步的狀態(tài)，如何利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)和鑒定更是處在探索階段，因此有必要對數(shù)控教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)方法的完善進(jìn)行有益的探索，創(chuàng)新數(shù)控專業(yè)的職業(yè)技能鑒定的工作方法，建立一套完整的數(shù)控教學(xué)與鑒定新體系。
數(shù)控機(jī)床屬于高科技產(chǎn)品，品種多價格高，一臺數(shù)控車床或數(shù)控銑床一般需二三十萬，一臺數(shù)控加工中心也是少則幾十萬多則幾百萬。數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實作訓(xùn)練，投入大消耗多成本高，即使是實力雄厚的培訓(xùn)院校和企業(yè)既無必要也無力承擔(dān)起此種消耗與投入。因此探索一種新的數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式來達(dá)到投入少、見效快、培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)性強(qiáng)、企業(yè)歡迎的教學(xué)模式勢在必然，這種教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)既區(qū)別于傳統(tǒng)的機(jī)械加工培養(yǎng)模式又與一般的機(jī)電專業(yè)有不同。運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)教學(xué)是解決這一問題的重要途徑。它既能解決學(xué)生實習(xí)時不熟悉數(shù)控系統(tǒng)操作及控制面板的問題，又可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能提高學(xué)生的編程能力及對不同數(shù)控系統(tǒng)不同數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)能力，是一種有效地進(jìn)行數(shù)控實習(xí)的前期教學(xué)的一種良好嘗試，也是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床專業(yè)職業(yè)技能考核的一種有效的手段。
二．?dāng)?shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式的確定：
職業(yè)技術(shù)教育的數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的職業(yè)培訓(xùn)是使學(xué)生獲得數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)職業(yè)技能，獲得利用這種專業(yè)技能生存與發(fā)展所需要的保障，即學(xué)到一種先進(jìn)的為社會所急需的謀生的技能。為此，我們對數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的教學(xué)模式進(jìn)行了積極的探索與研究，旨在建立一整套適應(yīng)教學(xué)和鑒定的合理完善的數(shù)控機(jī)床專業(yè)的培訓(xùn)及鑒定的體系。我們的指導(dǎo)思想和目標(biāo)是：
1.全面改革數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式，實現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)變，即將理論教學(xué)為主向理論教學(xué)與技能訓(xùn)練并重的轉(zhuǎn)變，將技能訓(xùn)練的純操作與純消耗向運(yùn)用數(shù)控仿真系統(tǒng)檢驗編程效果結(jié)合數(shù)控機(jī)床進(jìn)行訓(xùn)練的轉(zhuǎn)變；
2.改變原有的授課內(nèi)容和方法，將傳統(tǒng)的機(jī)加工工專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容加以整合，充實數(shù)控加工技術(shù)相關(guān)的必不可少的教學(xué)內(nèi)容，輔以一系列計算機(jī)輔助的多媒體教學(xué)手段；同時全面改革數(shù)控編程與操作課程的教學(xué)內(nèi)容與方法，變傳統(tǒng)教學(xué)方法為現(xiàn)代教學(xué)方法、變空對空編程為培養(yǎng)綜合編程能力即時檢驗編程效果的方法；
3.擯棄演示性編程，建立包括常規(guī)編程、綜合性編程、設(shè)計性編程、實用性編程在內(nèi)的編程體系，提高學(xué)生的動手動腦能力，為塑造具有實用性、創(chuàng)造性精神的中、高級數(shù)控編程與操作技能型人才打下扎實的基礎(chǔ)。
4、拓寬學(xué)生的就業(yè)能力，使他們能很快適應(yīng)不同企業(yè)不同數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的操作或編程，有較強(qiáng)的工藝和現(xiàn)場問題的處理能力，有較強(qiáng)的計算機(jī)設(shè)計與制造應(yīng)用能力。
我們的具體做法是：
（一）、正確確定數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)的專業(yè)位置：
1、數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域職業(yè)崗位的定位：
數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域一般主要有以下職業(yè)崗位：普通機(jī)床及數(shù)控機(jī)床操作人員、數(shù)控編程工藝人員、數(shù)控設(shè)備維修人員、數(shù)控設(shè)備營銷人員、模具設(shè)計與制造人員。
根據(jù)數(shù)控人才市場需求的調(diào)研情況，結(jié)合中技及中職、高技及高職教育的特點(diǎn)與定位，本專業(yè)主要定位為：培養(yǎng)崗位適應(yīng)性較強(qiáng)的、緊缺性較大的、具有一定加工工藝知識和數(shù)控加工操作、編程技能兼有普通機(jī)床操作技能、CAD繪圖技能的 “技術(shù)技能型”人才。
修業(yè)年限與層次：初中畢業(yè)三年（中職、中技）、初中畢業(yè)五年（高職、高技）、高中畢業(yè)三年（高職、高技）。
培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)領(lǐng)域方向面向制造業(yè)，培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有與本專業(yè)領(lǐng)域方向相適應(yīng)的文化水平與素質(zhì)、良好的職業(yè)道德和創(chuàng)新精神，掌握本專業(yè)領(lǐng)域方向的技術(shù)知識，具備相應(yīng)實踐技能以及較強(qiáng)的實際工作能力，掌握數(shù)控機(jī)床的工作原理和結(jié)構(gòu)知識，掌握主要數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、具有一定數(shù)控加工工藝知識，具備普通機(jī)床操作、數(shù)控機(jī)床的操作、手工編程、自動編程、CAD繪圖能力。能夠獲得國家數(shù)控車工、或數(shù)控銑工中級即四級（高技為高級即三級）CAD中級（或高級）職業(yè)資格證書。
職業(yè)面向：主要就業(yè)崗位為：數(shù)控加工工藝與數(shù)控加工程序編制；數(shù)控機(jī)床的操作
其它就業(yè)崗位：普通機(jī)床的操作、CAD繪圖員、CAD/CAM軟件應(yīng)用；數(shù)控系統(tǒng)或設(shè)備的銷售與技術(shù)服務(wù)工作；車間生產(chǎn)組織與管理工作。
2、數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)教學(xué)模式的確定：數(shù)控加工應(yīng)用技術(shù)教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)是既與傳統(tǒng)的機(jī)加工專業(yè)有所相同，又與其有所區(qū)別新型教學(xué)模式。在教學(xué)模式的運(yùn)用時我們綜合參考了德國的教育模式。德國沒有CNC技術(shù)應(yīng)用這個專業(yè)，他們統(tǒng)稱為金屬切削技術(shù)工。CNC技術(shù)需要相應(yīng)的理論知識和金屬加工的實訓(xùn)經(jīng)驗與技能作為基礎(chǔ)。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)CNC技術(shù)之前除完成專業(yè)制圖、專業(yè)數(shù)學(xué)、機(jī)制工藝、金屬工藝學(xué)等課程的學(xué)習(xí)之外，還要完成大量的鉗工、車工、銑工等機(jī)加工實習(xí)。
因此，我們考慮該專業(yè)知識體系與傳統(tǒng)機(jī)加工專業(yè)相同之處是基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課，不同之處在于專業(yè)課中增加數(shù)控加工工藝學(xué)、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控編程與操作、CAD、MASTERCAM（或其它CAM）等相關(guān)課程；在進(jìn)行數(shù)控編程與操作課程的理論和技能訓(xùn)練教學(xué)過程中應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行輔助教學(xué)。理論學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練理論學(xué)習(xí)課時比是1：1。技能操作訓(xùn)練分成三大模塊：普通機(jī)床操作模塊、數(shù)控機(jī)床操作模塊及綜合實訓(xùn)模塊。技能操作訓(xùn)練中，普通機(jī)床操作模塊、數(shù)控機(jī)床操作模塊及綜合實訓(xùn)模塊的訓(xùn)練時間之比為3：2：1。由于學(xué)生將分配至不同的工廠，將來使用的數(shù)控系統(tǒng)也不同，為了盡可能在有限的時間內(nèi)教會學(xué)生各種數(shù)控系統(tǒng)，我們不僅教會學(xué)生一般性的數(shù)控編程的理論知識，訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行數(shù)控編程而且在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)上對應(yīng)用較多的FANUC數(shù)控系統(tǒng)、SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)等進(jìn)行模擬加工，而后再按要求在CNC機(jī)床上驗證程序的正確性與合理性，熟悉數(shù)控加工機(jī)床的加工技巧與加工中問題的處理及加工方法的應(yīng)用，以求加工出符合圖紙要求的高質(zhì)量的零件。
三．?dāng)?shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用：
（一）數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的選用：
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的軟件形式很多，有的是數(shù)控機(jī)床本身自帶的仿真系統(tǒng)，但這種數(shù)控機(jī)床的仿真系統(tǒng)在教學(xué)中局限性較大，不適于教師教學(xué)和學(xué)生訓(xùn)練；還有的是一些先構(gòu)圖而后自動編程仿真軟件，也不適應(yīng)手工編程教學(xué)的要求；其它如德國的DIANOGOR軟件雖可對所編的程序進(jìn)行檢驗但操作較為麻煩，且所能適應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床不多，不能對學(xué)生進(jìn)行對刀訓(xùn)練和操作面板的應(yīng)用訓(xùn)練。國內(nèi)還有其它幾種數(shù)控加工仿真軟件，但都有一些不盡人意之處。幾經(jīng)比較，最終我們選擇了上海宇龍公司數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的教學(xué)軟件。該軟件是源自美國的基于虛擬現(xiàn)實的仿真軟件，是一種富有價值的教學(xué)輔助工具，它可以實現(xiàn)對數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心和數(shù)控車床加工零件全過程的仿真，其中包括毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準(zhǔn)測量和設(shè)置，數(shù)控程序輸入、編輯和調(diào)試，擁有FANUC數(shù)控系統(tǒng)、SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)等多種數(shù)控系統(tǒng)，具有多系統(tǒng)、多機(jī)床、多零件的加工仿真模擬功能，該軟件具有獨(dú)創(chuàng)性，達(dá)到了國際、國內(nèi)領(lǐng)先水平。
（二）數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用方法：
如何運(yùn)用這套軟件進(jìn)行教學(xué)呢，我們在教學(xué)中主要從以下幾個方面進(jìn)行探索與實踐。
1．靈活應(yīng)用教學(xué)方法，課堂教學(xué)中變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)
現(xiàn)在，由于大部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的學(xué)生選擇上大學(xué)，職業(yè)技術(shù)院校教師教學(xué)很困難 ，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已很難使學(xué)生接受，因此，利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)有較高的教學(xué)水平和教學(xué)能力，有較強(qiáng)的數(shù)控職業(yè)能力即數(shù)控編程能力、工藝處理能力、實際動手能力、自動編程能力，能較為嫻熟地運(yùn)用行動導(dǎo)向的教學(xué)方法，在課堂教學(xué)真正體現(xiàn)學(xué)生為主體 ，突出顯示學(xué)生動手動腦的活動，變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，教師起引導(dǎo)作用，即對學(xué)生活動中遇到困難或無法下手的問題進(jìn)行引導(dǎo)、講解。課堂教學(xué)中每節(jié)課的知識點(diǎn)盡可能集中，深入淺出，便于學(xué)生掌握編程方法與技巧。
2、恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，充分發(fā)揮其課堂教學(xué)中的作用
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)主要應(yīng)用于數(shù)控編程與操作這一理論教學(xué)課程，還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練的輔助工具。教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的在教學(xué)中的應(yīng)用方法，擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置，既不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)放棄教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用，也不能在教學(xué)中教師唱獨(dú)角戲采用常規(guī)的教學(xué)模式而忽視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)該科學(xué)地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。
數(shù)控編程與操作是理論、實踐性均很強(qiáng)的課程，它應(yīng)該是在已完成其它專業(yè)基礎(chǔ)理論教學(xué)、專業(yè)教學(xué)（包括普通機(jī)床的加工工藝數(shù)控機(jī)床的加工工藝等）以及完成了約30周普通機(jī)床技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，教學(xué)中應(yīng)妥善安排該課程課堂教學(xué)與上機(jī)仿真教學(xué)的課時比例，一般為1：1，總學(xué)時約為160-240學(xué)時左右（可根據(jù)學(xué)生層次適當(dāng)調(diào)整課時）。教師在數(shù)控編程與操作的課堂教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)解決編程方法并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)在編程中工藝問題的處理，學(xué)生上機(jī)則利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)解決程序校驗以及不同系統(tǒng)不同機(jī)床的操作問題，每次上機(jī)學(xué)生都有明確的課題，在上機(jī)前教師應(yīng)利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的示教模式或利用教學(xué)投影儀進(jìn)行操作演示，并在學(xué)生上機(jī)中進(jìn)行巡回指導(dǎo)，學(xué)生在計算機(jī)上應(yīng)用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行編程與操作，既可使學(xué)生更快更好地掌握數(shù)控專業(yè)技能，又培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力、解決實際問題的能力、創(chuàng)造力、獨(dú)立工作能力和團(tuán)隊協(xié)作的能力。
3、科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸近掌握數(shù)控編程與操作技巧
在教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容的安排分為三個模塊。其一為基礎(chǔ)模塊，主要講解與訓(xùn)練最常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心的編程方法、操作及應(yīng)用，這一模塊是教學(xué)重點(diǎn)，必須使學(xué)生熟練掌握，靈活應(yīng)用：其二為提高模塊，主要講解與訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的三種機(jī)床的編程與操作，以幫助學(xué)生進(jìn)一步加強(qiáng)不同在數(shù)控系統(tǒng)下對不同數(shù)控機(jī)床的編程方法的理解與應(yīng)用能力：模塊三為拓展模塊，主要講解國產(chǎn)數(shù)控數(shù)控系統(tǒng)中的華中數(shù)控系統(tǒng)和廣州數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床的編程與操作方法，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，提高學(xué)生對不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。這三個模塊的教學(xué)可根據(jù)學(xué)生不同層次進(jìn)行安排，中專中技層次難度較低，高技大專層次難度稍大，三個模塊課時較多。這樣，學(xué)生在從業(yè)時能夠信心十足的面對所操作的數(shù)控機(jī)床，較快適應(yīng)所從事的工作。
4、正確進(jìn)行教學(xué)評價，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識和自覺性
教學(xué)時所進(jìn)行的教學(xué)評價包括學(xué)生的自我評價、學(xué)生相互之間的評價和教師評價。上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程與操作練習(xí)時以教師評價為主，對每次的練習(xí)成績及時登記。評價方法包括口頭評價和試題測評，而試題測評方法包括課題測評及期末測評。教師對學(xué)生進(jìn)行口頭評價時應(yīng)注意方式和語言的選擇，對做得不好的學(xué)生不采用直接批評的方法，只是指出該學(xué)生哪些地方做得好，哪些不太好，應(yīng)如何改進(jìn)；對于比較差的學(xué)生稱為“比較弱一點(diǎn)的學(xué)生”。 課堂測試應(yīng)有較強(qiáng)的目的性，不是難為學(xué)生，而是通過對學(xué)生進(jìn)行測試，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識、學(xué)習(xí)熱情，學(xué)習(xí)的自覺性和自信心，因此，測試題應(yīng)與課堂教學(xué)、上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的練習(xí)要求相適應(yīng)。考前的復(fù)習(xí)應(yīng)有較強(qiáng)的的目的性，不應(yīng)超出范圍，課程的總評成績不過分注重一次期末考試結(jié)果，而是更多地、客觀地關(guān)注學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效果。教師在教學(xué)中有明確的教學(xué)目的，逐個系統(tǒng)、逐種機(jī)床進(jìn)行講解及安排練習(xí)，因人施教，因材施教，恰到好處。
四、數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在職業(yè)技能鑒定中的應(yīng)用：
?我學(xué)院對學(xué)生實行兩種考核方式：一是作為課程教學(xué)和專業(yè)技能培訓(xùn)的教學(xué)計劃內(nèi)考核，成績合格者相應(yīng)層次的畢業(yè)證：二是要求所有畢業(yè)學(xué)生均參加由我院職業(yè)技能鑒定站組織、省市職業(yè)技能鑒定中心督查指導(dǎo)認(rèn)定的國家職業(yè)資格三、四級（原中、高級）技能鑒定。我院職業(yè)技能鑒定站每年承擔(dān)了較為繁重的職業(yè)技能鑒定任務(wù)，包括本學(xué)院上千名畢業(yè)生和社會上近千名需鑒定的高級操作工、技師及高級技師，其中數(shù)控車工、數(shù)控銑工及數(shù)控加工中心操作工每年約需鑒定幾百人，鑒定規(guī)模較大、鑒定人數(shù)多。如何使鑒定質(zhì)量既達(dá)到國家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)、保證鑒定質(zhì)量、獲得社會的承認(rèn)，使鑒定通過者知識結(jié)構(gòu)滿足企業(yè)的用人要求，又降低鑒定成本和鑒定難度，對此我們也作了一些有效的嘗試。
數(shù)控操作工按國家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)分成兩大內(nèi)容：理論考核和技能考核。其中技能考核分成五個模塊：即數(shù)控機(jī)床操作（利用手工編程加工實際零件）、工藝編制、CAD計算機(jī)繪圖、數(shù)控機(jī)床現(xiàn)場排故分析與講解、CAM自動編程模塊。數(shù)控機(jī)床三、四級操作工技能考核僅考核其中第一模塊即手工編程加工零件的數(shù)控機(jī)床操作模塊。如果按常規(guī)考核將技能操作考核模塊全部安排在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，一般需占用數(shù)控機(jī)床4-6小時。我們采用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件輔助考試，考生拿到所考核的零件圖紙后，先在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的數(shù)控車（或銑）床上手工編程，檢驗合格后將程序通過數(shù)據(jù)傳輸送入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，這樣減少了在機(jī)床上手工編程、輸入程序、校驗程序、仿真加工的時間，占用數(shù)控機(jī)床僅約2小時左右，使占機(jī)時間至少縮短50%，鑒定效率大為提高，同時也大大提高了鑒定時的安全性。為了減少刀具和材料的消耗、進(jìn)一步縮短上數(shù)控機(jī)床操作時間，也可將操作題目分成兩個零件，將難度大的零件用手工編程在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)上模擬加工即可，而將難度較小、用材較少的零件模擬仿真后再在數(shù)控機(jī)床上加工。
五、數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果存在的問題及解決的方法
(一) 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果
1、理論教學(xué)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
在引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用軟件之前，數(shù)控編程與操作課程與其他課程教學(xué)模式相同，主要是課堂教學(xué)，學(xué)生對自己所編的程序正確與否是通過教師批改作業(yè)來知曉的。這種方法教師檢查程序需逐個程序段進(jìn)行查閱，內(nèi)容多而十分麻煩，一些在數(shù)控機(jī)床上常常無法通過的書寫錯誤也不易查出，而這些問題的解決在實際數(shù)控編程中是十分重要的。至于數(shù)控操作問題，在黑板上講各按鍵的作用、名稱與使用更是一件費(fèi)力不討好的事，習(xí)者枯燥，教者乏味。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)以后，學(xué)生所編程序可以直接在計算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的模擬加工演示，對程序編寫和書寫的錯誤能直接看出，機(jī)床操作面板的使用與零件的加工過程也和實際加工情況十分相似，學(xué)生可以從任意角度觀察數(shù)控機(jī)床加工過程，毛坯加工為成品的過程歷歷在目，直觀形象，便于學(xué)習(xí)與掌握，編程與操作的作業(yè)可以直接在計算機(jī)上檢查，每次有檢查，次次有結(jié)果，使學(xué)生對這門課程有了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，常常是剛上完這一堂課又急切地盼望著下一堂課的到來，甚至提出增加課時，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與積極性大為提高。
2、技能訓(xùn)練與鑒定應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以降低訓(xùn)練成本提高訓(xùn)練效率和安全性
數(shù)控機(jī)床是一種較為昂貴的機(jī)電一體化的新型設(shè)備，如果初學(xué)時就讓學(xué)生直接在數(shù)控機(jī)床上操作，可能出現(xiàn)撞壞車刀、損壞工件與機(jī)床、浪費(fèi)材料等現(xiàn)象，甚至因操作失誤對學(xué)生造成人身危害。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行技能操作與鑒定，可以大大降低訓(xùn)練與鑒定的消耗，約50個機(jī)位的計算機(jī)包括50個結(jié)點(diǎn)的正版數(shù)控加工仿真軟件，所需費(fèi)用相當(dāng)于一臺三十萬元的數(shù)控機(jī)床，卻能解決50-150個學(xué)生的初階段的技能訓(xùn)練問題，學(xué)生可以輕松對實習(xí)過程進(jìn)行初始化，對未能完成的實習(xí)實行狀態(tài)存貯，對已完成的實習(xí)課題進(jìn)行調(diào)入回顧，而后再進(jìn)行幾次實際操作就能達(dá)到事半功倍的效果，大大提高了實習(xí)效率降低了實習(xí)成本；鑒定中應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以減少考生占用數(shù)控機(jī)床的時間約50%,考生可以將編程與程序校驗時間放在計算機(jī)上完成，然后通過數(shù)據(jù)傳輸將所編程序輸入數(shù)控機(jī)床，對零件進(jìn)行加工，安全性和鑒定效率均大為提高。
(二)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在應(yīng)用中存在的負(fù)面效應(yīng)及應(yīng)對的方法
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一種模擬教學(xué)應(yīng)用軟件，它不能也不可能全盤代替教學(xué)，尤其是技能訓(xùn)練。如果教師一味地依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)而將學(xué)生放任自流，必將會引起一些負(fù)面效應(yīng)，為了將這些負(fù)面效應(yīng)的影響減少到最低程度，我們應(yīng)拿出切實可行的應(yīng)對的方法。
首先，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)只是加工過程的模擬并非真實加工過程，它無法代替學(xué)生在真實切削加工的實際感受，尤其是切削用量的選擇，它無法進(jìn)行控制，只能對切削深度過大時加以限制。因此，學(xué)生在應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程與操作訓(xùn)練時，往往容易忽視切削用量的選擇、數(shù)控刀具的選用、零件的裝夾方法，而這些程序一旦應(yīng)用在實際中便可能出現(xiàn)打刀或影響實際零件的加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)效率等問題；對此教師應(yīng)引起足夠的重視�？梢酝ㄟ^在應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行初期訓(xùn)練前，學(xué)生已進(jìn)行30周機(jī)床加工，學(xué)生已學(xué)會刃磨車刀，熟悉機(jī)床加工的各種方法及切削用量的選擇技巧，已建立了較為扎實的機(jī)械加工的感性認(rèn)識，加之后階段的實際數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練、綜合課題的訓(xùn)練，以及畢業(yè)前的到對口企業(yè)的數(shù)控機(jī)床實習(xí)來解決，方可彌補(bǔ)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)的這一缺陷。
其次，我國的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件的設(shè)計與應(yīng)用尚處在剛剛起步的階段，與國外一些較為成熟的職業(yè)技術(shù)教育數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件相比還有一些差距，仍有不少亟待完善之處，有些指令無法執(zhí)行，使學(xué)生對編程理論產(chǎn)生疑惑而無所適從，這就對它的使用范圍有所限制，任課教師應(yīng)該熟悉這一差別，及時加以說明，并積極與數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件設(shè)計方進(jìn)行聯(lián)系以便及時予以改進(jìn)。
其三，在利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行技能訓(xùn)練時容易使學(xué)生對計算機(jī)產(chǎn)生依賴心理，沉迷于仿真加工，而疏于上數(shù)控機(jī)床操作。個別學(xué)生甚至趁老師不注意上網(wǎng)或玩電游。這就要求數(shù)控實訓(xùn)教師提高管理能力和教學(xué)水平，合理分組科學(xué)安排應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行技能訓(xùn)練的時間，仿真訓(xùn)練與操作訓(xùn)練在后階段應(yīng)穿插進(jìn)行，科學(xué)管理就可將這一負(fù)面效應(yīng)減少到最低程度。
總之，數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)和鑒定中的應(yīng)用尚在起步與研究探索階段，只要積極思考在應(yīng)用中產(chǎn)生的問題，主動采取應(yīng)對措施，我們正確發(fā)揮其在教學(xué)和鑒定中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。
Study on the software of numerical control maching imitating truth system in the use of teaching and survey
Zhang Lu-Qing
The article , on the aspect of questing study on the software of numerical control maching imitating truth system in the use of teaching and survey , explicates
the using method on the software of numerical control maching imitating truth system in the use of teaching and survey , advances the means according to the questions in the numetical control teaching , and embodies a new modern thought of education, teaching way and mode .
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