数控仿真软件在一体化教学中的应用

 本人在鞍山技师学院一直从事数控专业的教学工作，亲自参与并实施了学校数控专业的一体化教学改革与实施。在实施一体化教学过程中，结合学院实际条件并考虑数控技能训练的成本等诸多因素，在教学过程中，充分发挥数控仿真软件的作用，将理论课堂教学和数控机房仿真教学相结合的方式引入数控编程训练模块，操作技能训练模块则采用实习课前集中讲授和操作演示与现场指导相结合的形式；将工艺理论讲授、讲解编程知识、验证仿真系统、实际操作数控设备进行有机结合，充分利用数控仿真系统和数控机床进行直观教学和现场教学，在一体化教学中应用数控仿真软件取得了较好效果。
1 数控仿真软件的特点
通常情况下，数控加工仿真系统的功能比较齐全，并包含了FANUC、SIEMENS、华中、广数等数控系统的功能。在计算机机上，学生通过对该软件进行操作，数控铣及加工中心的各种操作在短时间内就能熟练掌握。其中，编程和加工可以通过手动或CAD/CAM的方式进行，通过网络进行教学，教师可以对窗口滚动控制进行监看，在一定程度上可以随时获得学生的信息。多媒体教学在教学过程中，其特点主要表现为：
第一，借助计算机开发计算机辅助控制系统，所以具有很强的通用性。因此，可以直接使用在486以上的任何计算机上。机床操作面板通过屏幕能够进行一模一样的显示，机床实际运行被动态的模拟显示所取代，同时还能够对操作信息进行提示。进而在一定程度上，使数控机床的编程操作变得异常简单，教学效率大大提升。
第二，根据计算机强大的显示功能，以及全中文的结构进行设计计算机辅助机床控制系统，为了吸引学生的注意力，同时配以了友好的界面，在一定程度上激发了学生学习的兴趣，以及学习的积极性和主动性。计算机辅助机床控制系统具有真实可靠的模拟演示功能，操作者通过自行设计，即可满足图形大小、颜色、观察视角，以及刀具的形状等不同监控的需要。当程序执行时，在同一窗口内，课时同时显示程序段、坐标值、出错信息以及工件与刀具的相对移动等信息，在一定程度上为操作者提供了方便。
第三，仿真系统具有完善的功能，可以在教学中广泛使用。计算机辅助机床控制系统凭借语法诊断和模拟示教功能，进而与学生进行人机交互学习，在模拟运行过程中，学生通过输入NC程序，错误信息、刀具相对移动轨迹以及最终的立体效果图等信息系统能够及时进行显示，经过简单判断学生就能够对NC程序进行调整，在一定程度上降低了教师批改NC程序的负担。
2 数控仿真软件的可操作性
在面板和按键功能方面，数控加工仿真系统与数控机床操作系统相同。在使用过程中，即使出现人为的编程或操作失误，也不会对数控加工仿真系统造成损伤，更重要的是能够确保操作者的人身安全，借助数控加工仿真系统学生可以总结大量的经验和教训。对于初学者来说，数控加工仿真系统是最为理想的实验和实践工具，学生经过短期的培训，就能够熟悉数控仿真系统的操作方法，进而在一定程度上为以后技能的提升奠定了坚实的基础。在教学过程中，我们注意到数控加工仿真系统具有的这一优势，根据学校相应的教学改革要求，在一体化教学模式我们大力推广数控加工仿真系统。同时我们对05级和06级学生进行了对比。05级学生在教学过程中没有将数控仿真软件与数控机床操作进行结合，而是将理论教学与实践教学进行分离。教学效果是学生在编程方面能力比较低下，在掌握刀具路径方面存在一定差距，尤其是难以理解循环指令。实训阶段，由于学生事先没有接触操作系统，进而在操作过程中，表现出很明显的难以适应性，其教学效果是教学进度慢、时间紧张、老师压力大。相比之下，学校购置上海宇龙数控加工仿真软件对06级学生进行教学，同时采用一体化教学模式，在教学过程中将理论知识与实践操作进行结合，在一定程度上调动了学生学习的积极性和主动性，取得了理想的教学效果。
3 数控仿真软件的实际应用
在教学过程中，我院使用上海宇龙数控加工仿真系统的教学软件，该教学软件的应用方法如下：
第一，通过先进的教学方法激发学生学习的积极性和主动性。在教学水平和教学能力方面对数控专业的教师要求比较高，同时要求教师具有较强的数控编程能力、工艺处理能力，在教学过程中，能够熟练地使用行动导向的教学方法，突出学生在课堂上的主体地位，激发学生学习的积极性和主动性，挖掘学生的潜能，进而使学生进行主动性学习。在教学过程中，教师要转变自身的职能，对学生进行引导。
第二，在课堂教学中，充分利用数控加工仿真系统，挖掘其潜能。在数控编程与操作这一理论教学过程中，数控加工仿真系统应用最为广泛，通常情况下，常用作辅助工具进行数控操作技能方面的训练。另外，在教学过程中，教师需要摆正数控加工仿真系统的位置，一方面在教学中不能完全依赖数控加工仿真系统，而忽视教师的引导作用；另一方面在教学中不能将教师作为常规的教学手段，进而淡化数控加工仿真系统的应用。所以，在教学过程中，应该将教师和数控加工仿真系统进行结合，进而充分地发挥数控加工仿真系统的作用。
第三，对教学内容进行合理安排。在教学过程中，将教学内容分为三个模块：①基础模块，对最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床等，进行讲解和训练；②提高模块，对SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作进行讲解与训练，丰富学生的编程方法，提高学生操作机床的能力；③拓展模块，对华中数控系统和广州数控系统中的数控车床的编程与操作方法进行讲解，进而丰富学生的知识面，提高学生对各种操作系统，以及操作面板的操作能力。
第四，学生的自我评价、学生相互之间的评价和教师评价共同组成教学评价。对数控加工仿真系统进行编程和操作以教师评价为主，及时登记学生每次练习的成绩，口头评价和试题测评（课题测评和期末测评）组成评价方法。教师在设置测试题的过程中，要结合课堂教学内容，同时参考数控加工仿真系统的练习等。在考前进行复习时，复习要有针对性和目的性，不应超出教学范围，对于学生的总评成绩要更多地关注学生在整个学习过程中的学习效果。
4 结束语
鞍山技师学院在一体化教学中应用数控仿真软件进行了有益的探索并取得了较好的效果。2005年以来，我院学生连续代表鞍山市参加辽宁省中职数控技能大赛均获得好名次，数控专业毕业生社会就业率能达到95%以上。我们将不断总结教学经验，丰富教学内容，改进教学方法，创新教学模式，最大限度的发挥数控仿真软件在一体化教学中的作用，为社会培养适用的技能型人才做出应有的贡献。