數(shù)控仿真軟件在一體化教學(xué)中的應(yīng)用

 本人在鞍山技師學(xué)院一直從事數(shù)控專業(yè)的教學(xué)工作，親自參與并實(shí)施了學(xué)校數(shù)控專業(yè)的一體化教學(xué)改革與實(shí)施。在實(shí)施一體化教學(xué)過程中，結(jié)合學(xué)院實(shí)際條件并考慮數(shù)控技能訓(xùn)練的成本等諸多因素，在教學(xué)過程中，充分發(fā)揮數(shù)控仿真軟件的作用，將理論課堂教學(xué)和數(shù)控機(jī)房仿真教學(xué)相結(jié)合的方式引入數(shù)控編程訓(xùn)練模塊，操作技能訓(xùn)練模塊則采用實(shí)習(xí)課前集中講授和操作演示與現(xiàn)場指導(dǎo)相結(jié)合的形式；將工藝?yán)碚撝v授、講解編程知識(shí)、驗(yàn)證仿真系統(tǒng)、實(shí)際操作數(shù)控設(shè)備進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，充分利用數(shù)控仿真系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床進(jìn)行直觀教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)，在一體化教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控仿真軟件取得了較好效果。
1 數(shù)控仿真軟件的特點(diǎn)
通常情況下，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的功能比較齊全，并包含了FANUC、SIEMENS、華中、廣數(shù)等數(shù)控系統(tǒng)的功能。在計(jì)算機(jī)機(jī)上，學(xué)生通過對(duì)該軟件進(jìn)行操作，數(shù)控銑及加工中心的各種操作在短時(shí)間內(nèi)就能熟練掌握。其中，編程和加工可以通過手動(dòng)或CAD/CAM的方式進(jìn)行，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)，教師可以對(duì)窗口滾動(dòng)控制進(jìn)行監(jiān)看，在一定程度上可以隨時(shí)獲得學(xué)生的信息。多媒體教學(xué)在教學(xué)過程中，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：
第一，借助計(jì)算機(jī)開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)，所以具有很強(qiáng)的通用性。因此，可以直接使用在486以上的任何計(jì)算機(jī)上。機(jī)床操作面板通過屏幕能夠進(jìn)行一模一樣的顯示，機(jī)床實(shí)際運(yùn)行被動(dòng)態(tài)的模擬顯示所取代，同時(shí)還能夠?qū)Σ僮餍畔⑦M(jìn)行提示。進(jìn)而在一定程度上，使數(shù)控機(jī)床的編程操作變得異常簡單，教學(xué)效率大大提升。
第二，根據(jù)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的顯示功能，以及全中文的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床控制系統(tǒng)，為了吸引學(xué)生的注意力，同時(shí)配以了友好的界面，在一定程度上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，以及學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床控制系統(tǒng)具有真實(shí)可靠的模擬演示功能，操作者通過自行設(shè)計(jì)，即可滿足圖形大小、顏色、觀察視角，以及刀具的形狀等不同監(jiān)控的需要。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，在同一窗口內(nèi)，課時(shí)同時(shí)顯示程序段、坐標(biāo)值、出錯(cuò)信息以及工件與刀具的相對(duì)移動(dòng)等信息，在一定程度上為操作者提供了方便。
第三，仿真系統(tǒng)具有完善的功能，可以在教學(xué)中廣泛使用。計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床控制系統(tǒng)憑借語法診斷和模擬示教功能，進(jìn)而與學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互學(xué)習(xí)，在模擬運(yùn)行過程中，學(xué)生通過輸入NC程序，錯(cuò)誤信息、刀具相對(duì)移動(dòng)軌跡以及最終的立體效果圖等信息系統(tǒng)能夠及時(shí)進(jìn)行顯示，經(jīng)過簡單判斷學(xué)生就能夠?qū)C程序進(jìn)行調(diào)整，在一定程度上降低了教師批改NC程序的負(fù)擔(dān)。
2 數(shù)控仿真軟件的可操作性
在面板和按鍵功能方面，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)相同。在使用過程中，即使出現(xiàn)人為的編程或操作失誤，也不會(huì)對(duì)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)造成損傷，更重要的是能夠確保操作者的人身安全，借助數(shù)控加工仿真系統(tǒng)學(xué)生可以總結(jié)大量的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。對(duì)于初學(xué)者來說，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是最為理想的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐工具，學(xué)生經(jīng)過短期的培訓(xùn)，就能夠熟悉數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作方法，進(jìn)而在一定程度上為以后技能的提升奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，我們注意到數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有的這一優(yōu)勢，根據(jù)學(xué)校相應(yīng)的教學(xué)改革要求，在一體化教學(xué)模式我們大力推廣數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。同時(shí)我們對(duì)05級(jí)和06級(jí)學(xué)生進(jìn)行了對(duì)比。05級(jí)學(xué)生在教學(xué)過程中沒有將數(shù)控仿真軟件與數(shù)控機(jī)床操作進(jìn)行結(jié)合，而是將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行分離。教學(xué)效果是學(xué)生在編程方面能力比較低下，在掌握刀具路徑方面存在一定差距，尤其是難以理解循環(huán)指令。實(shí)訓(xùn)階段，由于學(xué)生事先沒有接觸操作系統(tǒng)，進(jìn)而在操作過程中，表現(xiàn)出很明顯的難以適應(yīng)性，其教學(xué)效果是教學(xué)進(jìn)度慢、時(shí)間緊張、老師壓力大。相比之下，學(xué)校購置上海宇龍數(shù)控加工仿真軟件對(duì)06級(jí)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)采用一體化教學(xué)模式，在教學(xué)過程中將理論知識(shí)與實(shí)踐操作進(jìn)行結(jié)合，在一定程度上調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，取得了理想的教學(xué)效果。
3 數(shù)控仿真軟件的實(shí)際應(yīng)用
在教學(xué)過程中，我院使用上海宇龍數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的教學(xué)軟件，該教學(xué)軟件的應(yīng)用方法如下：
第一，通過先進(jìn)的教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。在教學(xué)水平和教學(xué)能力方面對(duì)數(shù)控專業(yè)的教師要求比較高，同時(shí)要求教師具有較強(qiáng)的數(shù)控編程能力、工藝處理能力，在教學(xué)過程中，能夠熟練地使用行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)方法，突出學(xué)生在課堂上的主體地位，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，挖掘?qū)W生的潛能，進(jìn)而使學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)性學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，教師要轉(zhuǎn)變自身的職能，對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)。
第二，在課堂教學(xué)中，充分利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，挖掘其潛能。在數(shù)控編程與操作這一理論教學(xué)過程中，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，通常情況下，常用作輔助工具進(jìn)行數(shù)控操作技能方面的訓(xùn)練。另外，在教學(xué)過程中，教師需要擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的位置，一方面在教學(xué)中不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，而忽視教師的引導(dǎo)作用；另一方面在教學(xué)中不能將教師作為常規(guī)的教學(xué)手段，進(jìn)而淡化數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用。所以，在教學(xué)過程中，應(yīng)該將教師和數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的作用。
第三，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理安排。在教學(xué)過程中，將教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)模塊：①基礎(chǔ)模塊，對(duì)最常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床、數(shù)控銑床等，進(jìn)行講解和訓(xùn)練；②提高模塊，對(duì)SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的三種機(jī)床的編程與操作進(jìn)行講解與訓(xùn)練，豐富學(xué)生的編程方法，提高學(xué)生操作機(jī)床的能力；③拓展模塊，對(duì)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進(jìn)行講解，進(jìn)而豐富學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生對(duì)各種操作系統(tǒng)，以及操作面板的操作能力。
第四，學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、學(xué)生相互之間的評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)共同組成教學(xué)評(píng)價(jià)。對(duì)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程和操作以教師評(píng)價(jià)為主，及時(shí)登記學(xué)生每次練習(xí)的成績，口頭評(píng)價(jià)和試題測評(píng)（課題測評(píng)和期末測評(píng)）組成評(píng)價(jià)方法。教師在設(shè)置測試題的過程中，要結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)參考數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的練習(xí)等。在考前進(jìn)行復(fù)習(xí)時(shí)，復(fù)習(xí)要有針對(duì)性和目的性，不應(yīng)超出教學(xué)范圍，對(duì)于學(xué)生的總評(píng)成績要更多地關(guān)注學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效果。
4 結(jié)束語
鞍山技師學(xué)院在一體化教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行了有益的探索并取得了較好的效果。2005年以來，我院學(xué)生連續(xù)代表鞍山市參加遼寧省中職數(shù)控技能大賽均獲得好名次，數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生社會(huì)就業(yè)率能達(dá)到95%以上。我們將不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，豐富教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)模式，最大限度的發(fā)揮數(shù)控仿真軟件在一體化教學(xué)中的作用，為社會(huì)培養(yǎng)適用的技能型人才做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。