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数控仿真软件范文1
1.引言
近些年，随着数控加工技术在机械制造业的广泛应用，企业对数控技术人员的需求迅速增加。高职院校是培养高素质高技能专业人才的主要基地，为了满足社会对数控专业人才的需求，很多高职院校增加数控专业或者扩招数控专业的学生。但是随之而来的问题，就是如何培养这些数控专业的学生，保证他们毕业后能迅速适应工作岗位的需求。由于数控专业对学生理论知识和实践技能都有较高的要求，但是各高职院校有限的教学资源又无法满足实践教学的需求。而随着数控仿真软件的应用，很好的解决了上述问题。下面，本人结合多年的教学经验以及实践经验，就如何在教学中应用数控仿真软件进行探讨。
2.数控仿真软件简介
数控仿真软件是通过计算机的编程和建模，将数控加工操作过程用二维图形或三维图形以动态形式演示出来的软件。数控仿真软件能够在虚拟软件环境中模拟数控操作，让使用者有身临其境操控机床的感觉。该软件功能强大，对运行环境要求不高，只需要普通的计算机即能够运行软件。该软件还能够与多种计算机的操作系统兼容，并且能够利用网络搭建交流平台，为师生提供良好的互动平台。此外，该软件投资少、占地小，在提高教学效果的同时大大降低了教学成本。通过应用数控仿真软件，可以将原来大部分只能在数控实训室或者工厂才能够完成的教学任务通过该软件在普通教室就能够完成。该软件不但能够提高教学效果，而且节约大量的教学资源。目前，在高职院校的教学中应用较多的软件有Cimco Software Suite系统、Vericut系统、N－See系统、上海宇龙系统、VNUC系统、南京宇航系统、南京斯沃系统等。
3.数控仿真软件在教学中的作用
数控仿真软件在教学中的作用主要表现在以下几个方面：
3.1节约了教学资源，降低了教学成本
高职院校普遍面临教学资源紧张的问题，如何最大限度的利用有限的教学资源达到最佳的教学效果，是高职院校必须要考虑的问题。由于数控专业的学生在生产实训时需要大量的数控机床和实训室，而数控机床价格高，实训室数量较少，因此很难满足学生实训的需要，教学效果也大打折扣。而数控仿真软件价格要远远低于真实数控机床，它只需要普通计算机就能够运行，并且占用地方小，因此大大节约了教学资源，也能够使更多的学生身临其境的进行数控机床模拟训练。
3.2方便学生学习，提高了学习效果
通过应用数控仿真软件，可以使学生方便的学习各种数控机床的操作技术，提高了学生对不同数控机床的掌握能力，提高了学生的与工作岗位的对接能力。在应用数控仿真软件学习时，计算机的屏幕上能够显示和真实数控机床相同的操作界面，并以动态的模拟代替机床实际运行状态，还能够显示提示操作信息，如编程错误信息、操作失误、机床碰撞报警信息等。这样就能够使学生及时发现并纠正出现的错误，极大地提高了学习效果。而学生的学习是在虚拟环境中完成的，即使出现失误也不存在损坏机床或者造成人身伤害等严重后果，因而对学生学习的积极性有极大地促进作用。同时，由于数控仿真软件是在舒适的教室中学习，这样就避免了实训室或者实习车间嘈杂的环境对学生造成影响，提高了学习效果。
3.3方便教师教学，提高了教学效率
在应用传统方式教学时，通常是教师在一台机床演示操作，而学生围绕在这一台机床周围学习。由于学生数量多，而空间有限，教师为了能够使每位同学都能看到操作数控机床的技术，就采取分批或分组重复讲授的方式。这样的教学方式大大降低了教学效率。而通过数控仿真软件建立的教学网络，教师在一台电脑上进行演示，每个同学都能够在自己的电脑屏幕上看到演示的教学内容。这样就避免了教师的重复讲授，提高了课堂的效率。同时，教师也能够通过电脑实时的了解每个学生的学习情况，及时纠正学生出现的错误，因而大大提高了教学效率。
4.数控仿真软件教学中应注意的问题
4.1合理安排教学任务
虽然数控仿真软件可以非常逼真的模拟真实机床的操作，但是毕竟跟真实的操作存在一定差别。因此，在利用数控仿真软件进行数控加工与编程课程教学之前，可以先安排学生到实训室或者工厂参观、实习，让学生对数控机床的操作有初步的了解。此外，数控机床课程和数控加工工艺课程也要安排在数控仿真软件学习之前，这样学生在熟悉各种机床的操作方法、加工方法以及切削用量选择方法之后，就更容易学习和掌握数控仿真软件所展示的各个步骤和环节，更容易和实际的加工过程结合起来。
4.2合理安排各系统的学习进度
由于数控仿真软件各系统难度不同，因此在学习的过程中，应合理安排不同难度的系统的学习进度，应当采用由浅入深、由易到难、循序渐进的学习方法，使学生掌握各系统的操作知识。具体来说，在教学过程中可以将数控教学内容安排为两个不同的阶段：第一阶段主要讲解和训练常用的、简单的数控机床的编程方法、操作技术，为学生的进一步学习打下良好的基础；第二阶段重在提高和拓展学生的操作能力，可以充分利用数控仿真软件的优势，使学生掌握各种数控系统的操作技术，扩大学生知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。
4.3合理安排模拟学习和实践训练
虽然数控仿真软件能够模拟很多数控机床的操作技术，但是它毕竟是虚拟的，与实际的机床操作还存在一定差距。数控仿真软件的模拟训练是为了使学生能更好的与实践操作接轨，因此在学生掌握了数控仿真软件相关的操作知识后必须要进行实践训练。比如在仿真系统中走刀路径不明显，切削深度和刀具要求不够实际。对刀时对操作者要求不高，加工后对产品粗糙度无法进行检验等等。而这些对学生来讲恰恰是非常重要的技能要求，需要学生反复切身去“感受”。此外，学生在用数控仿真软件进行模拟训练时，即使出现了错误，最多系统会提示出现错误，而不会真实的呈现相应的一系列后果。久而久之学生就会对模拟训练中出现的错误不够重视，而一旦将这种观念带入生产实践中，很容易产生严重的后果。因此，为了让学生更真实的感受生产实践的情形，必须在模拟训练中适当的安排学生进行真实的实践操作训练。
总之，由于数控仿真软件的独特优势，它可以在虚拟环境中模拟数控机床进行操作训练，应当在教学中大力推广应用。但由于高职院校的学生不仅要掌握扎实的理论知识，而且要有熟练的实践技能，因此在教学除了应用数控仿真软件进行教学外，还应合理的安排学生进行实践训练，以最大限度的利用教学资源，提高教学效果。
参考文献
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一、合理安排课程教学进度，做好课程衔接
在利用数控仿真软件进行数控加工与编程课程教学之前，先安排工厂金工实习，使学生对各种加工方法有较深的感性认识。另外，数控机床课程和数控加工工艺课程也要安排在数控仿真软件学习训练前面，这样学生在熟悉各种机床的操作方法、加工方法以及切削用量选择方法之后，就更容易学习和理解数控仿真的各个步骤和环节，更容易和实际的加工过程结合起来。
二、将数控加工仿真软件融入课堂教学中，以提高教学效果
数控加工与编程是一门理论性和实践性都很强的课程。由于职业院校的大部分学生基础较差，对理论学习不太感兴趣，传统的教学方法已很难使学生接受。特别对于刚接触数控知识的学生来说，数控课上的内容抽象且难以理解，若把数控加工仿真系统融入课堂教学中，边演示边教学，将数控设备面板上按键、图标、机床坐标、对刀过程等生动地展现出来，一方面使枯燥的理论教学变得直观生动，增强学生的学习兴趣；另一方面，可以及时发现训练中存在的问题，及时解决。
（一）在工艺分析授课中融入仿真软件，使学生真正合理地编制工艺卡和选用刀具
在数控编程课中，对零件工艺分析是编程的基础，也是影响零件的生产率和合格率的重要环节。但是在传统的工艺分析教学中都是对着零件图直接讲解，提到有些刀具或设备时，学生好像无法想象，因此直接影响到教学效果，但是如果在讲解过程中，打开数控仿真软件，直接对着仿真机床讲解，会使内容更加直观，更易使学生接受。例如：在选择车刀时，讲到45°偏刀和90°偏刀的应用区别时，单纯用语言很难表达清楚，但若在仿真软件上将这两把刀都调出来分别切一下零件，它们的区别就不言而喻了。在学生制定完工艺后，为了比较学生编制工艺的合理性，可在仿真机床上进行试验，工艺过程制定的合理与否学生自然就会明白。
（二）在讲解编程指令时融入编程软件，以加深学生对指令的认识
1.将所讲指令利用仿真软件进行仿真加工，使学生全面把握指令的用法和技巧。
在模拟仿真中，可设计出实际工作中可能发生的变化，包括事故、故障和生产中极少出现的突然情况，让学生全面把握加工方法和技巧。如在讲解直线插补指令G01和快速插补指令GOO的应用与区别时，可在程序中的第一个G01后面加F与不加F分别运行，学生就可以在仿真时看到切削进给与快速插补对工件造成的影响。从而加深认识，达到课堂教学中无法达到的效果。
2.将所讲指令利用仿真软件进行仿真加工，加深对指令内涵的认识。
在讲解到外圆、内孔粗车复合循环指令G71时，如果只从理论上去理解其刀具路线，学生很难想象其执行过程。而利用数控仿真软件用G71编制一个小程序进行仿真演示，学生就从视觉上了解了指令在实际加工中的走刀路径，进一步加深了对指令的内涵的认识。
3.将相似指令利用仿真软件进行演示，使学生正确把握每个指令的不同用法。
在讲解部分同组相似指令如G71、G72、G73时，由于其编程方法和走刀路线均非常相似，学生容易混淆，若用各指令编一个相关程序（注意提醒学生在编制精加工程序时的顺序安排）利用仿真软件进行模拟加工，让学生仔细观察各指令运行的走刀路线，学生就很容易明白这三个指令的区别，从而在编程时能正确地使用各指令。
（三）利用多种系统进行比较，拓宽学生的知识面，为学生就业打下良好的基础
在数控教学中，根据教学需要和“以就业为导向”的思想，可将数控编程教学内容安排为两部分，第一部分主要讲解与学校训练最常用的数控机床的编程方法、操作及应用，作为教学重点，必须使学生熟练掌握、灵活应用，为学生上机床操作奠定良好基础。第二部分为提高和拓展，利用仿真软件集合了各种数控系统界面与操作的优点，主要讲解除主训机床以外的机床编程与操作方法，扩大学生知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力，从而提高其就业竞争力。
（四）利用仿真软件进行模拟加工，可以将操作过程清晰地展现给每位学生
比如对刀过程，在数控车间讲解时，由于空间的局限性，学生不易看清楚，可用数控仿真软件边讲边演示边练习，学生不仅掌握了对刀方法，而且更容易理解对刀的含义。
三、科学组织数控实训，结合仿真教学
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关键词：数控教学；VNUC；仿真加工
Abstract: The VNUC simulation software of NC teaching as the research subject, introduced the VNUC simulation software and its features, analyzes the advantages and disadvantages of CNC simulation software in the teaching of NC, proved by teaching practice, the application of VNUC simulation software can not only make up the equipment deficiencies, and mobilize the enthusiasm of students, improve the quality of teaching.
Key words: CNC teaching; VNUC; the simulation process
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
随着“三本”院校加强对于学生动手能力的要求，以及数控加工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，数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。在传统的操作培训中，数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行，这既占用了设备加工时间，又具有风险，培训中的误操作经常会导致昂贵设备的损坏[1]。随着计算机技术的发展，尤其是虚拟现实技术和理念的发展，产生了可以模拟实际设备加工环境及其工作状态的计算机仿真软件。它用计算机仿真软件进行培训，不仅可迅速提高操作者的素质，而且安全可靠、费用低。
数控机床仿真加工是数控技术课程的辅助教学手段，能充分利用现有资源节省时间降低风险，最大限度为学生提供动手实践机会，将课本上所学数控加工知识通过仿真加工模拟完成。数控仿真通过不同类型典型零件的模拟加工弥补实践操作中的种种不足，从而刺激学生的感官认识，提高他们学习的主动性和积极性，快速提高学生的理论和实际水平。因此VNUC数控仿真软件在数控教学中发挥着重要的作用。
结合我校数控技术这门课程来说，由于学生基础差，学习被动无兴趣等，要在这样的条件下要培养一个合格的数控技术人才谈何容易，这就要求探索出一套适合当前现状的教学方法。通过一段时间的数控教学，发现数控仿真软件能在其中显示出桥梁作用，能使理论和实践有效的衔接，打破了传统的数控教学模式，增加了学生动手的机会，提高了操作的熟练程度。因此，把数控仿真软件用于教学，是解决这一问题的有效途径[2]。
1 VNUC数控仿真软件的简介
在数控加工过程中，为了检查数控程序的正确性，传统上采用试切的方法进行检验，但这种方法费工费料，代价昂贵，使生产成本上升，增加了产品加工时间和生产周期。后来又采用轨迹显示法，即用计算机控制铅笔绘图器，以笔代替刀具，以纸代替毛坯来仿真刀具运动轨迹的二维图形。这种方法可以显示二轴加工轨迹，也可以检查一些大的错误，但其运动仅限于平面，局限性很大。对于工件的三维和多维加工，也有用易切削的材料代替工件（如石蜡、木料、改性树脂和塑料等）来检验加工的切削轨迹。为此，人们一直在研究能逐步代替试切的仿真方法，并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展。在这种情况下，数控加工的计算机仿真软件应运而生。
目前国内已经出现了各种数控加工仿真教学系统，如北京斐克(VNUC)、上海宇龙和南京宇航等不同数控加工仿真软件。但结合学校现有的资源，在教学中主要以北京斐克(VNUC)系统为主辅助教学。该软件由北京市斐克科技有限责任公司和北京联高软件开发有限公司依据《全国现代制造技术应用软件课程远程培训》中的教学要求，联合研制开发的一款基于虚拟现实技术的数控加工技术教学软件[1]。
VNUC包含了常见型号的数控机床，如卧式数控车床、3轴立式数控铣床和3轴立式数控加工中心。该软件更包含了种类繁多的主流数控系统，如FANUC、GSK、华中HNC、KND和SIEMENS等系统。系统采用数据库统一管理的刀具材料、特性参数库，含数百种不同材料、类型和形状的车刀、铣刀，同时还支持用户自定义刀具及相关特性参数。数控车床上的圆柱状毛坯可以是实心棒料和空心套筒两种，铣床或加工中心的毛坯是可以自行定义大小尺寸的长方体毛坯。不论车床还是铣床其毛坯材料的种类十分丰富，操作者可以根据实际情况来选择使用。
2 VNUC数控仿真系统功能
（1）熟悉数控系统的操作
系统中包括国内外大部分数控系统。如：FANUC、西门子、华中数控等，在主要的三大系统中，又分车、铣、加工中心，不同的系统型号共20多种。学生可以通过此软件熟悉多种数控系统的操作。
（2）检验程序的正确性
学生在学习编程知识后，编写好程序后，可模拟加工仿真过程，像数控机床一样，进行一系列的数控加工过程，看程序是否正确。
（3）检测操作的规范程度
学生在操作VNUC仿真软件时，出现操作真实数控机床时相同的误操作，软件可以发出报警，以便改正。
（4）记录操作功能
在学生操作过程中，可以把操作过程全程记录下来，以备老师来检验操作是否正确。
（5）全面的检测功能
碰撞和干涉检验在这里主要检验刀具和主轴相对于非加工部件如夹具、工件的非加工部位、加工工作台的干涉现象，也可用来检验由用户指定的物体之间的干涉现象，由于加工过程由NC代码驱动，通过有数控程序预检查和运行中的动态检查功能，干涉出现位置的NC代码信息可及时反馈提交用户进行检查和修改，从而防止了误操作的发生。
（6）具有数控程序处理功能
能够通过DNC导入各种CAD／CAM软件生成的数控程序，例如Mastercam、Pro／E、UG、CAXA等，也可以导入手工编制的文本格式数控程序，还能够直接通过面板手工编辑、输入、输出数控程序。
（7）具有互动教学功能
仿真软件的互动教学功能也使得教师通过教师机，在每位学生机上演示其教学内容，学生可以非常清楚地观看和练习，同时教师也能在教师机上观察每位学生的操作情况，对学生进行教学指导；还可利用仿真软件的考试功能对学生进行考试，了解学生对数控加工过程的掌握情况，不断调整教学进度。利用数控加工仿真软件教学，可使抽象内容形象化，以达到最佳教学效果 [3]。
3 VNUC数控仿真软件教学中的优缺点
VNUC数控仿真软件在教学中的优点：
1)通过情境教学，提高学生学习的主动性、调动学生学习的积极性，培养他们的创新意思。
可以弥补学校数控设备不足的问题。
通过在教学过程中利用VNUC数控仿真软件学习，结合“三本”加强动手能力的特点，充分体现理论指导实践的理念。通过边学边练，让他们在愉快的氛围中接受新知识和新技能。
利用VNUC数控仿真软件的全面检测功能，可以设计出实际加工中可能出现的任何问题，让学生进行思考和解决，从而加深认识在课堂教学中无法达到的效果。
数控加工仿真软件的应用，虽然为我们在相当程度上弥补了因数控设备不足而无法满足学生实际动手操作训练的缺陷，但也不是完美无缺，事实上在它发挥优势的同时，也存在一定的问题。如下：
1）VNUC数控仿真软件无法替代学生在真实切削加工中的实际感受。譬如：加工过程中刀具的影响、切削用量选择合理与否在加工中的作用、产品粗糙度无法检验以及加工环境和氛围的感受等。而这些恰恰是学生技能训练的要求。
2）利用VNUC数控仿真软件教学容易使学生对仿真加工产生依赖心里，
疏于实际加工，造成学生的自满情绪，从而放松学习，懈怠训练。
3）虽然它的操作面板和系统和实习机床是相同的，但VNUC仿真软件在车床上安装毛坯时，毛坯只能选成棒料，在选择好的一个机床上加工好的零件不能在另外的机床上后续加工等。
4）学生对数控的加工工艺的合理安排、工艺参数的正确设置无法产生深刻的体会。如应用仿真软件时无论学生任意安排工艺路线及工艺参数，比如切削速度和刀具设置不一样，加工出来的工件效果几乎一样，因此学生们对合理的工艺路线和参数难以仔细考虑。
因此作为一个仿真软件，它和实际机床还是有很多区别的，无法真正代替实际机床，所以仿真软件使用只能作为缩短实习时间，提高实习效率的一种辅助手段，必须适当的安排实际操作来弥补其不足之处。
4 结语
VNUC数控加工仿真软件是利用计算机虚拟动画技术来模拟实际机床的加工过程，可使用户既能掌握数控机床加工的基本原理，又能掌握数控机床操作的基本技能。将该软件应用于教学培训和实际生产中，可以减少培训成本，保证生产质量，具有十分重要的意义[4]。总之，只有科学、合理的将VNUC仿真软件与实际操作有机结合起来并应用到数控教学中，就能更好地为教学服务，提高教学质量。
参考文献：
[1]李芹.基于VNUC数控仿真软件下的教学[J].科技风,2009,（19）
[2]陈国庆,沈先君.数控机床仿真在数控教学中的应用[J].科教文汇,2007,（30）
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关键字：机械制造；数控仿真软件；数控机床教学
中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：2095-980X（2015）11-0098-02
随着数控加工技术在机械制造业的广泛应用，对数控相关技术人员的需求增大和要求提高。为此，各院校的机械类专业都开设了“数控机床与加工”相关课程以契合市场需求，与此同时，昂贵的教学用数控设备及资金短缺的矛盾也凸显。因此，须探索出一套既符合本校教学现状，又能满足数控专业教学要求的模式。经教学实践发现：将数控加工仿真软件运用于实际教学，既能有效缓解教学实训需投入大量资金购置设备的矛盾，又能利用感观激发学生的主动意识和自觉意识，是一种有效的教学途径。
1仿真软件原理及软件类型
数控仿真软件是在虚拟现实技术与计算机技术相结合的基础上建立起来的，是一种利用计算机编程及建模，用二维或三维图形将加工过程以动态形式演示出来的软件。简而言之，就是通过计算机技术，对现实的运动过程进行模拟及声像演示。利用该软件，操作者可以如临其境地查看生产、实验、施工等过程，从而确认系统的性能或发现运动过程的缺陷。数控加工过程涉及多种不同类型的软件，根据其使用范围，可分为仿真软件及一体化软件等。
（1）模拟实际机床加工环境及工作状态的虚拟机床仿真软件。该类软件可以模拟真实的场景，实现操作者和仿真场景的交互，使操作者体验到真实的机床操作的感觉。这类软件以实用为出发点，较典型的例子如南京航宇自动化技术研究所、广州超软公司、武汉金银花公司等开发的数控仿真系统。
（2）以零件设计和加工程序为主的CAD/CAM一体化软件。这一类软件可以利用计算机完成零件加工前期的编程、设计等过程，使数控更佳精准、规范。如丹麦CIMCO公司的CImcoSoftwareSulte、SolidWorks等，该仿真流程如图2所示。数控仿真系统有着全面的仿真功能、完善的图形和标准数据接口；而且能与多种计算机操作系统兼容，对设备的配置要求较低；能大大节省教学设备投资，有效避免资源浪费。
2仿真软件在数控机床教学中的应用
（1）激发学生学习数控机床的积极性。数控理论相对来说比较复杂、枯燥，加之课程实践机会少、学习难度大，学生对该门学科缺乏一定的学习主动性。因此，利用先进的教学理念和教学手段来激发学生的参与热情显得尤为重要。数控机床课程要求理论与实践的高度结合，采用传统的教学方法对编程指令进行按部就班地讲解，学生只能接收到一些抽象、空泛、枯燥的计算机语言，而无法理解指令的真正内涵及实际应用情况。数控仿真软件具有和实际机床相同的用户界面和可操作性，利用仿真软件进行辅助教学，直观地向学生展示编程指令的实际加工过程，使学生能够更具象、更真实地了解数控机床的各个运动过程，轻松掌握机床的操作方法，从而激发学生的学习积极性，挖掘学生的内在潜力，培养学生刻苦钻研、勇于创新的精神。
（2）实现“教———学———练”一体式教学。运用数控仿真软件，可以实现“教———学———练”三位一体化的教学，如对刀过程，实际操作起来没有太大的难度，若采用传统的教学方法，仅纸上谈兵，就会使学生陷入僵硬、呆板的理论学习怪圈。但结合仿真软件的演示过程教学，通过对车刀及其他工件进行分步讲解与操作演示，学生就能通过教师的理论讲解和软件的实际操作来加深认识，理论与实践教学相互渗透，实现两者的同步教学。另外，在进行数控机床教学的过程中，教师可以充分利用仿真系统的示教功能对程序的编制过程进行详细的介绍，并通过虚拟的仿真系统显示加工路线及其过程。或者，利用测量功能检测所加工零件的尺度、粗糙程度是否达标。然后教师通过发送相关的编程实例，让每一位学生在该系统中进行程序的编制、录入、校验及加工，以此来锻炼学生的实际操作能力。对此，教师可以根据学生的学习情况设计操作过程中可能发生的各种事故、故障、缺陷等，让学生在发现问题、处理问题的过程中全面掌握加工技巧和方法。例如，在进行直线插补指令G01和快速插补指令G00的应用与区别时，可以在运行的第一个G01后面通过F的添加与否，让学生感受到切削进给与快速插补所带来的不同表现与影响，从而让学生在有限的时间内掌握更多的数控机床的操作方法，提高学生对不同数控机床的适应能力。
（3）提高数控机床课程的教学效率。传统的教学活动中，教师往往要花费较大的精力来批阅学生的作业，而数控编程具有较大的灵活性，使得每位学生编写的程序都存在一定的差异。如某学生用固定循环指令编程，而另一位学生则采用子程序编程，这样所产生的工艺路线也随之变化。如果采用传统的批阅式逐篇查阅，并不能保证每个课题都考查到；若未按时阅完学生的作业，还有可能影响后续的教学活动。在这种情况下，引入数控仿真软件，教师可以直接查看由学生编程导出的刀具轨迹和加工过程，并据此判定学生编程是否存在问题，或者通过图形反映出加工工件的最终形状，判定工件是否合格。这便有效减轻了教师的教学工作量，能保证各类课题进行全面的考核，也有利于后续教学任务的开展，提高了教学效率。
3运用于教学的优势及注意事项
（1）仿真操作在数控机床教学中的优势。将数控仿真软件运用于数控机床教学，充分利用网络系统为学生搭建交流平台，创设数控实习环境，不仅为师生提供了良好、安全的交互空间，还使传统教学中只能在数控实验室或实习工厂进行的教学演示功能得以实现，使教学过程变得更加灵活、方便、直观、有说服力。数控仿真软件不仅可以提高学生学习的积极性，还能促进“教———学———练”的有机结合，提高教学效率。
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一、数控仿真软件在理论教学中的应用
以《数控车编程》的理论教学为例，学习内容较为抽象多数学生在学习过程中都像是在听天书，学不懂学不会造成恶性循环使很多学生放弃学习这门课程，而《数控车编程》这门课却是数控专业中极为重要的课程，传统的课堂教学模式很难解决之一问题，使很多老师与学生都极为苦恼。我校为解决之一难题使学生学的懂学的会，于2005年建立了数控仿真实训室有效的解决了之一难题，在课程计划中可以安排课堂教学30%实验教学70%，在课堂教学上采用多媒体教学方式应用数控仿真软件一边讲解一边应用仿真软件演示操作，在教学中可以应用数控仿真软件讲解控制面板及各功能按键的意义和使用方法，消除学生对数控机床的陌生感，通过软件可以演示上件、换件、对刀一系列的操作过程使教师可以很好的讲解在操作过程中的注意事项这样也为实训操作打下了基础，学生在学习过程中有时很难理解指令对刀具的控制，数控仿真软件带有的显示刀具轨迹功功能可以形成刀具加工轨迹使学生很明了的看到指令对刀具的控制，有助于学生学习把抽象的问题直观化。
在理论教学的实验环节，学生进入数控仿真实验室应用数控仿真软件，按照老师给定的图纸进行编程然后输入到仿真软件中进行仿真加工，让学生自己动手操作在这期间学生不但可以跟为熟练的使用数控操作面板，同时对数控加工过程如对刀、换刀、上件、换件等实际加工内容有了较为深刻的认识。应用数控仿真软件自己编辑程序加工工件可以加深学生对编程指令和编程方法的认识，在这过程中发现问题老师及时帮助解决。实验环节不同于实训教学，学生一系列的操作都是在电脑上面完成不像机床操作那样危险性较高，学生可以大胆尝试激发学习兴趣开拓思路，学生应用仿真软件加工出工件，使他们产生成就感消除学生学习编程课的畏惧情绪使他们更好的学习《数控车编程》课程，有效的解决课程抽象难懂的问题，使更多的学生学的懂学的会。
二、数控仿真软件在实训教学中的应用
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Abstract： Combined with the application of numerical control simulation software in integration of teaching， the paper describes the characteristics of numerical control simulation software， and illustrates the feasibility of the numerical control simulation software， demonstrates the practical application of numerical control simulation software in the integration of teaching and its effect.
关键词： 数控仿真软件；一体化教学；实际应用
Key words： NC simulation software；integration of teaching；practical application
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）33-0177-02
0 引言
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。
参考文献：
[1]魏加争，何佳兵.数控专业理实一体化教学改革初探[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（05）.
