数控技术自二十世纪中叶出现以来，给机械行业带来了革命性的变化。现在数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术，现代的CAD/CAM、FMS和CIMS，敏捷制造和智能制造等，都是建立在数控技术之上。目前工程机械技术教育正处于转型时期，如何改善和提高数控技术课程的实验环境，使学生能学有所练、学用结合，是数控技术教学工作面临的一个非常大的难题。而数控技术课程是一门实践性很强的课程，要想达到理想的教学和实践效果，仅在课堂上实施全方位的教学是不够的，还应具备一个良好的实践教学环境。经多方调研，我校选定了一种普通机床上强化训练、仿真软件模拟练习、数控机床综合训练的新型教学模式，收到了一定的成效。我们具体做了如下几点：
一、充分利用现有设备，加强基本功训练
我校自1985年建校以来，拥有各种机床（车床、钻床、铣床）数十台，有大批的中、高级实习指导教师和丰富实践经验的实习师傅，为各大、中型企业培养了数万名中、高级技能人才。我们充分利用现有的资源，训练学生实习操作的技能技巧，使学生能正确制定机械加工工艺规程和装配工艺规程、选用合理的技术参数、掌握牢固的机械加工基本功。
二、利用仿真教学系统仿真教学，提高教学效率
经过多方调研，我们选定了一种能在计算机上进行手工编程和自动编程、并能动态模拟加工轨迹与数控机床有良好数据接口的“CAXA制造工程师”软件和宇龙数控仿真软件。
1.在仿真教学系统中进行手工编程，然后校验该程序。手工数控编程是计算机自动数控编程的基础，应用进行数控加工自动编程最终还要经过后置处理转换成NC代码。作为数控技术人才，不仅是数控技术的应用者，更应该是数控技术的开发者。因此要使学生知其然并知其所以然。手工编程是学生熟悉并掌握NC基本原理的一个重要途径。但数控理论枯燥、不易记忆，编写的程序又不能得到实现，学生的学习兴趣不高，也得不到应有的实际动手的训练；同时对同一零件学生编写的程序有多种，教师批改作业、检查学生掌握情况也十分困难。这一难题在仿真教学系统中就迎刃而解了；只要将NC代码输入该系统，通过加工轨迹校验，NC程序的结果就非常直观地仿真出来了。
2.在仿真系统中定义零件的加工工艺。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆学生利用CAXA仿真系统中的建模功能生成三维零件，或利用该系统提供的数据接口将其它CAD系统中做好的零件读入，然后综合运用所学过的如《机械制造工艺学》、《金属切削机床》等课程的相关知识，选择合适的加工工艺方法，安排零件的加工工序，确定粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数后，CAXA系统便自动计算加工余量，并动态显示出和粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具轨迹和NC代码，省去了人为编制程序的烦恼。这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来，使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥，在数控技术课程中达到了融会贯通，并在计算机上变得生动、形象起来，巩固了学生的加工工艺方面的知识，强化了数控教学的效果。
3.在仿真系统中对自动生成的加工轨迹进行动态仿真。轨迹仿真模拟真实加工，每个学生都有模拟加工的机会，省时间、省材料、省设备投入。在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，学生可以直观地掌握数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情况，刀位计算是否正确，加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。通过对照加工后的结果，学生明白了不同的刀位轨迹，其加工结果有很大的差异。实质上，加工刀具轨迹定义的合理与否与学生对零件加工工艺知识掌握的熟练程度有密切的关系。学生可以发挥自己的创造性和综合能力，对不满意的加工结果重新进行零件建模或重新定义刀位轨迹，实现虚拟设计与虚拟加工。
三、在仿真系统中自动生成NC代码，并与各种数控机床实现数据通讯，控制数控机床进行实际加工
操作工作均是在计算机上进行的，学生还很难将NC程序和实际的加工联系起来，理解总是停留在理论知识上，感性认识不足，实际应用能力的训练环节很不够。因此，让学生将零件的NC程序通过数据接口传至数控机床，控制机床进行加工。在这个过程中，NC程序、数控系统、数据接口起了非常重要的作用。在数控机床上学生亲手进行操作菜单、装刀对刀、程序编制、刀补设置、参数设置、加工成型、工件调头、对刀仪使用、尺寸测量等操作练习，使普通机床操作、仿真软件应用、数控机床操作有机的结合起来，缩短了数控机床操作的时间，提高了教学效果，解决了数控设备投入的资金问题。
四、实习教学学时分配
为实现培养中、高级具有扎实的专业理论和娴熟技艺的职业技能人才这一主要目标，使学生上技校、学技能、好就业，我们把课程重点放在实习教学这一块上： 从第二学期开始，学期授课中每周按六学时计算，每学期按二十周，总学时一百二十，主要进行机加工训练。第三学期分二部分：仿真训练周学时六学时，共计十八周，总学时一百零八学时。数控加工训练周学时六学时，共计十八周，总学时一百零八学时。做到先基础训练，再仿真模拟。最后实训操作。
总之，在市场经济条件下，利用现有的资源和设备，以最少的成本获取最大的效益，我们认为，仿真系统在数控技术的教学和培训上起到了这个作用。在学校资金紧张的情况下，利用仿真软件在很大程度上改善和提高了数控技术课程的实验条件，同时通过开展数控教学实验，培养了学生的创新精神和综合能力与素质，使学生逐步成为具有现代化数控技术应用和开发能力的新型机电一体化人才。
论文作者:温韶辉
论文发表刊物:《教育学文摘》2015年5月总第156期供稿
论文发表时间:2015-6-17
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