应用数控仿真系统搞好数控教学和鉴定 王海军:
应用数控仿真系统搞好数控教学和鉴定
王海军 山东省潍坊市昌乐县
作者简介：HTK王海军，男 ，（1968.8—），山东省潍坊市昌乐县人，汉族、于1991年毕业于山东理工大学。讲师职称。多年来一直从事机械专业教学，是潍坊市数控专业学科带头人。
【摘要】在数控技术教学和鉴定中应用数控仿真系统，能改变传统的数控专业的教学模式，提高学生的学习兴趣，降低设备的投入和原材料的消耗，起到事半功倍的效果。
【关键词】数控仿真系统；教学模式；应用方法
The application numerical control simulation system does well the numerical control teaching and the appraisal
Wang Haijun
【Abstract】 In the numerical control technology teaching and the appraisal the application numerical control simulation system, can change traditional the numerical control specialized educational model, enhances student’s study interest, reduces equipment’s investment and raw material consumption, has the twice the result with half the effort effect.
【Keywords】Numerical control simulation system; Educational model; Application method
随着科学技术的发展，现代化的生产技术越来越广泛的应用到国民经济的各个部门，数控加工技术作为一项先进技术在机械制造领域更是得到广泛应用，这就对传统意义上的机械加工专业教育提出了新的更高的要求。
我校自2004年起，开始培养数控加工专业的学生，在教学中我积极进行数控加工技术教学模式的改革及数控加工仿真系统在数控教学与鉴定中的应用研究，取得了良好的教学和鉴定效果，受到了学生、家长及社会的欢迎，使数控专业成为我校的名牌专业之一，也为数控加工技术在我地的推广作出了应有的贡献。
1.数控加工技术教学的现存问题随着科学技术的发展，数控加工技术正在得到广泛的应用。数控人才成为劳动力市场急需的人才，俱调查仅山东省目前的缺口就达几万人，因此如何尽快地培养出满足市场需要、掌握数控机床编程和操作技术的数控技能型人才成为数控教学工作者必须研究的问题。作为数控编程与操作的专业教师，深感如何将数控编程教学与数控机床操作实践有机地结合起来是当前我们面临的一个重要问题。
由于数控机床是一种新型工艺装备，当前数控加工技术教学手段和模式还不是很完善，如何利用数控加工仿真系统进行教学和鉴定更是处在起步阶段，因此有必要对数控教学模式、教学手段和教学方法的完善进行有益的探索，创新数控专业的教学方法，建立一套完整的数控教学与鉴定新体系。
数控机床属于高科技产品，品种多价格高，一台数控车床或数控铣床一般需二三十万，一台数控加工中心也是少则几十万多则几百万。数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实操训练，投入大消耗多成本高，即使是实力雄厚的培训学校和企业既无必要也无力承担起此种消耗与投入。因此探索一种新的数控加工技术教学模式来达到投入少、见效快、培养的学生适应性强、企业欢迎的教学模式势在必然，这种教学模式应当既区别于传统的机械加工培养模式又与一般的机电专业有不同。运用数控加工仿真系统教学是解决这一问题的重要途径。它既能解决学生实习时不熟悉数控系统操作及控制面板的问题，又可以大大提高学生的学习兴趣，还能提高学生的编程能力及对不同数控系统不同数控机床的适应能力，是一种有效地进行数控实习的前期教学的一种良好尝试，也是进行数控机床专业职业技能考核的一种有效的手段。
2.确定数控加工技术的教学模式数控加工技术专业的教学目的是使学生获得数控技术专业技能，从而获得一个谋生的手段，进而奉献社会、实现人生价值。为此，我对数控加工应用技术专业的教学模式进行了积极的探索与研究，旨在建立一整套适应教学和鉴定的合理完善的数控机床专业的培训及鉴定的体系。
2.1总的指导思想和目标是：
2.1.1全面改革数控加工技术教学模式，实现两个转变，即将理论教学为主向理论教学与技能训练并重的转变，将技能训练的纯操作与纯消耗向运用数控仿真系统检验编程效果结合数控机床进行训练的转变；
2.1.2改变原有的授课内容和方法，将传统的机加工工专业的教学内容加以整合，充实数控加工技术相关的必不可少的教学内容，辅以一系列计算机辅助的多媒体教学手段；同时全面改革数控编程与操作课程的教学内容与方法，变传统教学方法为现代教学方法。
2.1.3摒弃演示性编程，建立包括常规编程、综合性编程、设计性编程、实用性编程在内的编程体系，提高学生的动手动脑能力，为塑造具有实用性、创造性精神的中、高级数控编程与操作技能型人才打下扎实的基础。
2.1.4拓宽学生的就业能力，使他们能很快适应不同企业不同数控系统的数控机床的操作或编程，有较强的工艺和现场问题的处理能力，有较强的计算机设计与制造应用能力。
2.2具体做法是：
2.2.1专业的定位：数控加工技术专业领域一般主要有以下职业岗位：数控机床操作人员、数控编程工艺人员、数控设备维修人员、数控设备营销人员。
根据我地数控人才市场需求的情况，结合中技及高技的特点，本专业主要定位为：培养岗位适应性较强的、紧缺性较大的、具有一定加工工艺知识和数控加工操作、编程技能兼有普通机床操作技能、CAD绘图技能的“技术技能型”人才。
2.2.2培养目标：本专业领域方向面向制造业，培养德、智、体、美全面发展，具有与本专业领域方向相适应的文化水平与素质、良好的职业道德和创新精神，掌握本专业领域方向的技术知识，具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，掌握数控机床的工作原理和结构知识，掌握主要数控系统的特点、具有一定数控加工工艺知识，具备普通机床操作、数控机床的操作、手工编程、自动编程、CAD绘图能力。
2.2.3教学模式：数控加工技术教学模式应当是既与传统的机加工专业有所相同，又与其有所区别的新型教学模式。一个合格的数控机床操作工首先必须是一个合格的普通机床操作工、一个合格的工艺员。因此学生在学习数控技术之前应当首先完成专业制图、专业数学、机制工艺、金属工艺学等课程的学习，还要完成对应的普通机床的实习，之后再进行数控专业技术方面的学习。
3.数控加工仿真系统在教学中的应用数控加工仿真系统的软件形式很多，有的是数控机床本身自带的仿真系统，但这种数控机床的仿真系统在教学中局限性较大，不适于教师教学和学生训练；还有的是一些先构图而后自动编程仿真软件，也不适应手工编程教学的要求。国内还有其它几种数控加工仿真软件，但都有一些不尽人意之处。几经比较，我感觉上海宇龙公司开发的数控加工仿真系统教学软件，非常适合当前技工学校中高级数控技术人才的教学。该软件是源自美国的基于虚拟现实的仿真软件，是一种富有价值的教学辅助工具，它可以实现对数控铣床、数控加工中心和数控车床加工零件全过程的仿真，其中包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，拥有FANUC数控系统、SIEMENS数控系统、华中数控系统、广州数控系统等多种数控系统，具有多系统、多机床、多零件的加工仿真模拟功能，该软件具有独创性，达到了国际、国内领先水平。我校目前就应用这套软件，应该说具有很高的效费比。那么，怎样运用好这套软件进行教学呢？根据我的经验主要应注重以下几个方面：
3.1灵活应用教学方法，使学生被动学习变为主动学习。现在，由于大部分学习基础好的学生选择上大学，职业技术学校教师教学很困难，传统的教学方式已很难使学生接受，因此，利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力，有较强的数控职业能力即数控编程能力、工艺处理能力、实际动手能力、自动编程能力，能较为娴熟地运用行动导向的教学方法，在课堂教学真正体现学生为主体，突出显示学生动手动脑的活动，变学生被动学习为主动学习。在教学过程中，教师起引导作用，即对学生活动中遇到困难或无法下手的问题进行引导、讲解。课堂教学中每节课的知识点尽可能集中，深入浅出，便于学生掌握编程方法与技巧。
3.2合理运用数控加工仿真系统，充分发挥其作用。数控加工仿真系统即可应用于《数控编程与操作》这一理论教学课程，也可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真系统的在教学中的应用方法，摆正数控加工仿真系统在教学中的位置，既不能完全依赖数控加工仿真系统放弃教师在教学中的引导作用，也不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用，应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。
3.3做好教学内容的科学安排，逐步掌握数控编程与操作技巧。在教学过程中教学内容的安排可分为三个模块。其一为基础模块，主要讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床等的编程方法、操作及应用，这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握，灵活应用：其二为提高模块，主要讲解与训练SIEMENS数控系统的编程与操作，以帮助学生进一步加强不同在数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力：模块三为拓展模块，主要讲解国产数控数控系统中的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，扩大学生的知识面，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。这三个模块的教学可根据学生不同层次进行安排，中技层次难度较低，高技层次难度稍大。这样，学生在从业时能够信心十足的面对所操作的数控机床，较快适应所从事的工作。当然，还应该和学校实训条件以及当地生产实际结合起来，灵活安排。
3.4正确进行教学评价，提高学生的学习意识和自觉性。教学时所进行的教学评价包括学生的自我评价、学生相互之间的评价和教师评价。上机应用数控加工仿真系统进行数控编程与操作练习时以教师评价为主，对每次的练习成绩及时登记。评价方法包括口头评价和试题测评，而试题测评方法包括课题测评及期末测评。教师对学生进行口头评价时应注意方式和语言的选择，对做得不好的学生不采用直接批评的方法，只是指出该学生哪些地方做得好，哪些不太好，应如何改进；对于比较差的学生称为“比较弱一点的学生”。课堂测试应有较强的目的性，不是难为学生，而是通过对学生进行测试，来提高学生的学习意识、学习热情，学习的自觉性和自信心，因此，测试题应与课堂教学、上机应用数控加工仿真系统的练习要求相适应。考前的复习应有较强的的目的性，不应超出范围，课程的总评成绩不过分注重一次期末考试结果，而是更多地、客观地关注学生在整个学习过程中的学习效果。教师在教学中有明确的教学目的，逐个系统、逐种机床进行讲解及安排练习，因人施教，因材施教，恰到好处。
4.数控加工仿真系统在职业技能鉴定中的应用数控操作工按国家职业技能鉴定标准分成两大内容：理论考核和技能考核。目前我们山东省已全面展开数控机床操作工的网上职业技能鉴定，其中的内容之一就是利用数控仿真系统进行工件的编程与加工。再就是技能考核即手工编程完成零件的加工。若按常规考核将技能操作考核全部安排在数控机床上进行，一般需占用数控机床4-6小时。如果我们采用数控加工仿真系统软件辅助考试，考生拿到所考核的零件图纸后，先在数控加工仿真系统的数控车（或铣）床上手工编程，检验合格后将程序通过数据传输送入数控机床进行加工，这样减少了在机床上手工编程、输入程序、校验程序、仿真加工的时间，占用数控机床仅约2小时左右，使占机时间至少缩短50%，鉴定效率大为提高，同时也大大提高了鉴定时的安全性。今年我校数控高级工的职业技能鉴定就是采用了这个方法。
以上是我在应用数控加工仿真软件中的一点体会，我相信数控加工仿真软件作为数控技术教学的一个重要辅助手段，只要我们积极地进行研究和探索，就一定能正确发挥其在教学和鉴定中的作用，取得更好的效果。
收稿日期：2008-03-18
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