数控加工仿真技术教学探索

随着我国对于职业教育的持续关注，以及数控加工技术各方面科学化的提高，数控机床操作人员的专业素养被重视起来，职业学校对于数控机床操作人员的培训更加重要。可是，对专业人员进行培训需要有大量资金投入，使实训教学能够维持。可是大部分实训课程的消耗过大，因此很多学校想出了降低实习消耗的办法，这些方法很容易使学生在学习的过程中得不到有效的培训。目前，数控仿真技术以及计算机和在职学校的教学紧密结合，这样可以使教学进一步提高，也可以有效的节约能源。

1数控仿真技术应用的意义

1.1有利于提高学生的学习兴趣。仿真技术是一种比较有用的教学方法。在进行教学活动的过程中，仿真技术可以有效地让学生之间进行沟通和交流，也能够让教师进行情景创设，仿真技术在进行教学的时候可以创设很多种不同的情景，还可以应用一些三维模型，这就可以很大程度上使学生的学习更加顺利，成绩也能得到提高。仿真技术的反馈比较及时，教师在进行教学的过程中，使用仿真技术也能够使教学整个过程更加生动形象。使学生的学习当中遇到任何问题都可以创设相关模型更加直观地对问题进行探索。1.2仿真教学能够降低学校的教学成本使用传统教。学法在一定程度上很难满足目前科技飞速的发展，而教师在进行教学的时候，需要应用到很多更加先进的仪器来帮助学生学习。使用仿真技术来构造实训基地和实训教室，极大程度的压缩了学校投入的成本。仿真技术进行生个更新换代是依靠信息技术和软件来进行得，并不用投入更多的成本，而且在使用的过程中也并不会对任何原材料额外消耗，而且还能够应用计算机技术及时的对新的内容进行补充，使学习学生能够学到最先进的科学技术。1.3仿真技术具有广泛的适应性。学生进行传统的实训课进行教学的时候，教师使用的硬件设备往往跟不上实际应用的情况。而在使用仿真技术的时候，就可以让学生在学习的时候更加能够符合实际工作情况。使用数控仿真技术，可以使教师训练学生进行不同的数控操作，并且体验更加真实，使学生在工作的时候，能够更加得心应手。1.4仿真技术能够解决传统实训教学过程中的各种难题。在教学的时候使用数控仿真技术，在压缩成本的同时，在实际训练的时候，因为学生对于操作流程不熟悉，很容易造成机器损坏或是出现安全隐患。而使用仿真技术对学生进行实训，就可以在很大程度上避免出现安全隐患，学生可以使用课堂上学习到的知识，对项目进行探索。数控仿真技术在一定程度上可以使实训的效率提高，也可以向学生们展示真正工作的环境以及标准的流程，对于学生的知识接受情况，也有一个智能的考核，针对不同学生的情况进行个性训练。仿真技术是使用真实的数据来模拟一个虚拟操作平台，但是这个操作平台有十分严格的操作标准，可以对实际工作中使用到的设备进行模拟还原。学生在进行实训的时候，能够避免设备损坏的问题，同时也能够对最先进的机器进行操控。让学生的整体的学习效果增加。

2数控加工仿真系统

目前，虚拟现实技术和计算机在不断地改进，已经拥有了可以模拟实际机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工程序，这个程序可以有效地将现实生活中的情况和数控加工使用流程进行模拟。使用计算机仿真程序对学生进行教育，可以使学生的理论知识和实际操作水平得到培训，而且操作的过程中可以避免安全隐患，更加稳定，也可以使投入的资金节省。很多职业学校将计算机仿真技术使用在数控操作学生的教学当中，也探索出了很多数控加工仿真教学程序以及不同的数控加工仿真软件。数控加工仿真软件能够在单独的系统上进行操作，也可以使用计算机信息网络进行运行。单独操作机床模型的方法，只需要使用一台计算机，就可以在显示屏的仿真面板上，对于数控机床进行实际训练。对零件进行切削的情况是使用三维动画的形式进行模拟的，使用这样的教学方法，可以有效地对学生进行实际培训。使用计算机网络技术进行数控加工仿真软件的应用是将学校的教学系统和实际的机床进行网络连接，让学生能够使用硬件来对零件进行切削。学生使用的是仿真面板，但是，表现出来的情况和实际在机床上进行操作是没有区别的，也就是使用计算机以及其他硬件和软件来进行真实场景的模拟，学生可以在仿真场景中进行和真实场景没有差异的训练。使用这样的方法，能够将学生的实际操作能力发展起来。数控仿真程序的主要内容是数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个重要的执行单元。它不仅在数控加工过程中为产品设计提供了可制造性的分析，而且在数控系统的学习和培训中，为被培训人员提供了完善的学习方法和学习环境。数控仿真系统完全模拟真实零件的加工过程，可以检验各种数控指令是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能也一应俱全。

3数控仿真系统功能及在教学中的应用

使用虚拟的苦数控机床和真实机床的操作比起来，有以下几方面的特征：3.1虚拟数控机床具有与真实机床完全相同的结构虚。拟的数控机床在应用的过程中，可以让学生体会到操作实际机床的所有流程。并不会因为虚拟替代的情况，而使得一些重要的步骤和信息不符合实际情况。学生在使用虚拟机床进行操作的时候，可以体会到和真实机床没有差异的操作界面及其功能。使学员在进行学习的时候能够，得到实际操作能力的发展[1]。3.2机床操作全过程仿真。学生在使用仿真机床进行操控的时候，其整个操控过程都是十分真实的。比如说，刀具库的种类完全符合实际使用情况，系统里使用的数据库拥有各种各样的模拟刀具材料，甚至还支持用户对于刀具进行自定义，可以按照不同的需求来改换其参数[2]。3.3全面的碰撞检测测量功能。学生在进行实训的过程中支持进行手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测，出错时会有报警或提示，从而防止了误操作的发生。可实现基于刀具切削参数零件粗糙度的测量，能够对仿真软件上加工完成后的工件进行完全自动的、智能化的测量。具有完善的图形和标准数据接口。用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种运行参数[3]。3.4实用灵活的考试系统学生在进行模拟操控的时候，可以直接对自身进行考核，并且能够将答卷有效地保存。完成自动评分，成绩查询，并且对于试卷整体过程能够进行完整的分析，使教师对学生的考核更加简便。

4引入仿真教学后的注意事项

仿真教学是一种比较先进的教学方法%可以在学生进行实习培训的时候得到更多发展，但是需要注意的是，仿真教学和真正的实际操作仍然有一定的区别，因此学生在进行虚拟数控仿真实训之后，并不能够直接进行工作，而是需要一段时间的真实实训，教师需要重视以下几方面。①物理仿真技术和计算机仿真技术的使用与真实操作对比起来，虽然模拟程度极高，原理也相似，但是和实际操作仍然有一定的区别。②数控仿真软件在进行终止教学的时候，仍然有很多问题需要解决。目前这一领域还在发展的初期，因此仿真模拟的整体情况还有待补充。③在进行数控操作的实际过程当中有很多难点，而进行仿真模拟很容易使这些难点被忽略。因此进行实训的时候仍然不够全面。在实际操作过程中，对实际操作技能需要更全面。因此，中职学校在组织学生进行仿真培训的时候，同时也需要合理地向学生进行实际操作的实训。这样才能够更加全面合理的让学生的实际操作能力提升，也可以避免因为仿真模拟的操控，而使学生忽略实际操控过程中的安全隐患，学生在操作过程中的错误在实训中可以得到有效的弥补。

5结束语

因为虚拟数控机床的各方面能力突出，中职学校中数控教学课程的学生人数不断提升，但是需要进行实训的数控机床价格昂贵，学校有效地对学生进行模拟仿真的培训，使学生在使用仿真技术的时候提升实际操作能力。这样可以使学生因为初期操作生疏而造成机床损坏的情况得到控制，也可以让学生有效地将课堂中学习到的知识和实际操作相结合，对于虚拟技术的应用可以缓解学校因为资金问题而使学生实训情况不足的现象。学生能够在模拟面板上大量的操作，尽快的将整体工作流程熟悉起来。也可以使在培训的时候出现的错误率能够控制，各方面能力都得到发展。

参考文献：

[1]徐乐，杨东.虚拟仿真技术在数控加工实训中的应用[J].科技视界，2017（23）：15-16.

[2]平艳玲.五轴联动数控加工后置处理技术及高速切削仿真技术分析[J].装备制造技术，2017（07）：83-85.

[3]吴慧敏.仿真技术在《数控编程加工与操作》教学中的应用[J].黑龙江科技信息，2017（14）：155.

作者:江庆鑫 单位:瑞金中等专业学校