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数字化代码写出程序。目前是老师教会学生使用CAD/CAM软件,然后自动生成加工程序,通过数控仿真系统进行模拟,程序基本上都是正确的,学生也不用费心费力的去自己编制数控代码程序。但问题是,学生掌握的只是程序代码结果,没有过程,对程序的解释和分析根本不了解,离开了软件,采用手工编程的方式连简单的工件生成代码也要好长时间,在生产企业,有些单位根本没有这些编程和仿真软件,这种过分依赖自动编程会造成企业生产工作难以运行。因此,自动编程和手工编程的灵活应用、全面掌握需要有机结合,也需要长期训练并积累经验。
2.技能训练过分依赖仿真,忽视实际操作 数控加工仿真系统只是仿真教学应用软件,它不能也不可能完全代替实际训练教学,尤其是技能训练。不少学校在技能训练和职业技能鉴定应用中出现一个误区,就是只要仿真练习通过了,实际操作就没有问题。其实,生产和工作实际并不是这样。
首先,数控加工仿真系统只是仿真加工过程并非真实加工过程,它无法代替学生在真实环境下体验切削加工的实际过程和真实感受,尤其是在切削刀具安装、调整和切削用量选择上,在仿真系统上仅仅是点击选择、安装按钮,没有什么需要注意的事项,在现实中,需要调整。仿真和现实操作的不同,学生在应用数控加工仿真软件进行编程与操作训练时,往往使学生容易忽视切削用量的选择、数控刀具的选用以及零件的装夹方法,而这些重要注意事项在实际操作中常常造成撞刀或影响实际零件的加工质量、降低生产效率等问题。比如,进给量和切削深度,软件仿真时把进给量设为F10.0㎜/r,切削深度ap=20.0㎜时也能正常加工,并且也不报警,但是在一般条件下数控机床是不能在这样的切削用量之下工作的。因此需要引起教师的足够重视,学校在应用数控加工仿真系统对学生进行初期训练前,也应该加强学生对普通机床操作的熟悉和常用知识技能的培养,让学生学会刃磨车刀,熟悉机床加工的各种方法及切削用量的选择技巧,建立较为扎实的机械加工感性认识,弥补数控加工仿真系统应用过程中不正确使用产生的缺陷,减少带来的不良影响。在实际教学中要软件仿真与实际操作相结合,通过实践操作,纠正学生在编程中出现而在软件仿真中又没有反映出来的问题。
其次,我国的数控加工仿真软件的设计与应用尚处在刚刚起步的阶段,与国外一些较为成熟的数控加工仿真软件相比还有一些差距,仍有不少亟待完善之处,有些指令无法执行,使学生对编程理论产生疑惑而无所适从,这就对它的使用范围有所限制。任课教师应该熟悉这一差别,及时加以说明,并积极与数控加工仿真软件设计方进行联系以便及时予以改进。
其三,在利用数控加工仿真软件进行技能训练时容易使学生对计算机产生依赖心理,沉迷于仿真加工,而疏于实际数控机床的操作。这就要求数控实训教师提高管理能力和教学水平,要通过合理分组、科学安排应用数控加工仿真软件进行技能训练的时间、仿真训练与操作训练在后阶段穿插进行等科学管理的方法,将这一负面效应减少到最低程度。
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4.4 数控加工仿真系统在教学中应用实践
《数控编程与操作》是一门实践性很强的课程,对于数控技术专业和机电一体化专业的学生以后走向加工工作岗位打下不可缺少的基础,与其配套的数控加工实训更是理论与实践相结合的体现,所以让每个学生动手实践就表现得至关重要。但投入足够多的资金购买数控机床对于学校来说无疑是一个难题,不过选用合适的数控仿真软件不仅降低了教学运行成本, 而且给学生更多的模拟练习机会,在各种仿真练习中熟练掌握数控生产技术。但是不是使用模拟仿真训练就能解决所有的问题呢?
4.4.1数控加工实训调研情况
首先,我们在数控加工实训课程结束后,对数控专业的94名毕业生提出以下问题:
方法一:指令讲解+模拟仿真(软件) +机床仿真加工
方法二:指令讲解+机床仿真加工
如果在时间允许的情况下,根据现有的设备情况,你认为哪种方法更适合学生理论与实践认识?为什么?
我们将所有学生的调研报告总结如下:
(1)同学一表示:方法二 用具体实体来讲解,使学生印象更深,况且也节省时间。讲课与实践相结合学习数控较好。多实践可以更透彻地理解理论知识,同时还加强了学生的动手能力,讲课不应过多,实践为主,讲课为辅,让学生主动问老师
(2)同学二表示:方法一 通过指令讲解学生只会编程但不能确保程序正确,必定需要一些东西来检验,通过模拟仿真既方便又快捷地检验程序的正确性,最终通过机床来实习
(3)同学三表示:方法一 因为在时间 条件都充裕的情况下,指令讲解完编好程序去仿真模拟,这样避于到机床仿真时的很多安全问题,而且软件中仿真有错即会有提示,便于修改,电脑操作会比机床操作更方便些。多提供实际点的现场教学,比如指令的讲解可以在机床边操作边讲解,这样记忆会深刻,也可以当场讲完让学生操作,毕竟电脑与实际机床操作是有差别的
(4)同学四表示:方法二。 在模拟仿真中,没有必要考虑刀具的承受能力,所以加工中的很多与刀具相关的数值都是不合理的。 对刀与实际的机床对刀操作也是不相同的。在实际加工中,稍有不注意,容易造成撞刀,而且与实际加工有很大的差距。在实际加工中,要考虑刀具的磨损,棒料等因素,要综合考虑各种加工数值,而在仿真中是无法实现的。
(5)同学五表示:方法二。 因为在数控机床中都带有数控仿真功能,就可以保证数控加工程序通过数控面板输入到数控机床内部后,程序指令的正确与否。只要在机床内部的仿真系统中认真观察刀具的实际切削路线和理想的走刀路线是否
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吻合就好了。
通过对比总结,可以看出学生对于这门课的学习还是很有心得的,不过很多学生认为在时间允许的情况下,赞同第二种方法。 他们希望老师在讲解指令的时候,能够在实际的数控机床旁边进行操作,可以加深印象。
4.4.2 数控仿真调研分析
对于一部分学生表示不用模拟软件进行教学的观点,我们是这样认为的:不可否认,在运用模拟软件进行模拟仿真时,并不能像实际的数控机床一样进行操作。比如数控机床的对刀操作,在实际的机床操作中,这是一个非常重要的操作步骤,它不仅关系到数控机床所加工的零件的加工精度和加工质量,而且还关系到数控机床本身的安全问题,如果对刀不准,很容易造成机床刀架与工件碰撞,损坏刀具和破坏机床的刚性 但在使用模拟软件过程中,对刀操作和实际机床操作完全不一样,容易给学生造成一个学习误区,这样也不利于理论教学后的现场教学。
另外,在使用数控仿真软件时有时候设定的虚拟环境和实际的加工环境不相符,在仿真软件上完全能加工出来的零件有时候在实际机床上根本就不可能加工出来 比如在实际机床切削的进给速度的单位有r/mm和 mm/min 两种,要考虑到实际切削过程中这 2 个单位数值的区别,否则很容易出现撞刀现象,情况严重时会损坏机床 还有在数控仿真模拟软件中直线插补指令和点定位指令都能切削工件,但在实际加工过程中这显然是不对的,对于上述问题如果不及时给学生在教学的过程中加以更正,很可能在实际加工过程中会出现严重的加工事故。
但是,现在的数控仿真软件的系统齐全,几乎涵盖了目前世界上所有大大小小的数控系统 而且其功能强大,G M T代码和 PLC指令丰富。固定循环和宏指令功能齐全 还可设臵系统参数 轴参数 补偿参数等等。并且能支持开环 半闭环和全闭环控制方式,能覆盖国外主要系统的绝大部分功能 除此以外还具有加工轨迹三维图形仿真校验和动态显示。局域网接口和二次开发与扩展接口,通过这些模拟功能可以使学生更有效 更方便 更安全的掌握数控编程和操作。
考虑到学生毕竟是第一次接触数控机床,我们如果考虑到数控机床的安全问题和学生自身的安全问题,模拟软件的使用又是必不可少的。在学生初次接触数控机床时,我们可以通过数控模拟软件向学生形象地介绍数控机床的数控面板 机床操作面板 机床开关机等基本操作,而这些操作又是和实际的数控机床操作完全一样的,这样就可以在保证机床和人身安全的前提下,给学生充足的时间去熟悉数控机床。
需要强调的是,我们的数控机床虽然已经不少了,但是不能保证每个同学面前都能有一台数控机床,我们可以保证每个同学前面都有一台计算机,为每个同学提供方便的仿真机床学习环境 另外,当学生学习完数控编程操作指令后,需要有充足的时间去练习,熟练掌握操作指令功能,运用模拟软件就显的特别重要了,每个同学可以通过模拟软件中的图形模拟功能,仿真并验证自己编写的数控加工程序是否正确 这样,也方便老师对每个同学进行考核 如果把学生都拉到数控机床旁边,每个学生都操作一下,势必导致一些同学不能完成任务,而且浪费时间。在零件加
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工时,我们可以先将学生分组,然后只将一个程序输入数控机床,通过各种加工方法,包括修改程序,修改磨耗,加工出合格的零件。
4.4.3 数控加工仿真软件应用实践
如何运用这套软件进行教学呢,我们在教学中主要从以下几个方面进行探索与实践。作为数控编程与操作的专业教师,深感如何将数控编程与操作教学与数控数控仿真软件有机地结合起来是值得我们认真探讨与研究的。通过总结多年的教学活动,主要从以下几个方面进行探讨。
1.灵活应用教学方法,课堂教学中变学生被动学习为主动学习
传统的在黑板上讲解各个按键的作用、名称与使用更是一件费力不讨好的事,习者枯燥,教者乏味。引入数控加工仿真软件后,学生所编程序可以直接在计算机数控加工仿真软件上模拟加工演示,对程序编写和书写的错误能直接看出,机床操作面板的使用与零件的加工过程也和实际加工情况十分相似,学生可以从任意角度观察数控机床加工过程,毛坯加工为成品的过程历历在目,直观形象,便于学习与掌握。通过引用数控仿真软件,运用行动导向的教学方法,对学生学习中遇到困难或无法下手的问题进行引导、讲解,示范操作,从而很容易克服了学习困难,解决了难题,激发了学生的学习兴趣。
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。
2.恰当运用数控加工仿真系统,充分发挥其课堂教学中的作用 数控加工仿真系统主要应用于数控编程与操作这一理论教学课程,还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臵,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.科学安排教学内容,循序渐近掌握数控编程与操作技巧
在教学过程中教学内容的安排分为三个模块。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、数控加工中心的编程方法、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数控系统的三种机床的编程与操作,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,中专
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