数控教学中计算机虚拟仿真技术应用

摘 要 ：随着计算机信息技术的不断发展,虚拟仿真技术的应用也越来越广泛,在数控教学中,计算机仿真技术对于学生学习实际操作能力提升有极大的促进作用.计算机虚拟仿真技术与数控教学都有自身的特点,本文以传统数控教学的弊端作为对比点,阐述了计算机虚拟仿真技术在数控教学中的应用.

关 键 词 ：数控教学 计算机 虚拟仿真技术 应用

随着我国经济的快速发展,作为基础行业的制造业需要满足其他行业更高的要求.数控技术是机械制造行业的核心技术,它的水平将会影响到产品的机械产品的加工水平.如今,我国的数控技术人才十分缺乏,如何让学习者掌握数控技术的核心,是数控技术教学过程中的一个重要方面,也是一个难点.由于数控教学和培训的工具都是数控机床,其本身就很昂贵,机床的配备能力与学习的实力有关,为了加强学生对数控技术的了解和掌握能力,如果采用计算机仿真技术对数控加工教学环境进行模拟,则也可以很快让学生投入到加工学习过程中,从而可以提高数控教学的质量和教学效果.

1.计算机虚拟仿真技术的意义

传统数控教学模式还是存在很多的弊端.首先,由于数控实验的机械设备都很昂贵,因此,设备的数量与学生的需要是不匹配的,即使是进行分组实验也不能满足.其次,数控教材中所涉及的机械设备范围很广泛,而实验设备就没有办法完全齐全,更没有更新.再次,真是的机械设备给初次进行实验的学生操作带来一些安全的隐患,尤其是没有使用过的人员,操作中更易出现问题,这些都是数控教学遇到的一些阻碍.随着信息技术在各行各业的应用越来越广泛,其发展程度也越来越深层次,数控教学中也出现了计算机虚拟仿真技术.随着该技术的的不断改进,为人、机之间的交互提供了极好的平台,对数控教学具有深远的意义.

2.计算机虚拟仿真技术在数控教学中的应用

2.1 建立了全新的学习情景

数控本身就是一门难度系数比较大的学科,学生一开始并不具备任何数控实验、原理结构等方面的基础知识.利用虚拟仿真技术,可以彻底打破原有的空间限制,不仅可以给学生展示机械设备的外部信息,也可以让学生对机械设备的内部原理和工作情况有详细的了解,可以生动直观的体验到设备的学习.比如,在对机床的结构构成、运行原理等方面教学中,如果引入了计算机虚拟仿真技术,可以让学生有一目了然的感觉,凸显出教学意义.其次,仿真教学也可以突破时间的限制,比如在实际过程中加工一套模具肯定需要很漫长的时间,如果运用了虚拟仿真技术,就可以节约大量的时间,比如那些需要经过漫长的加工才能呢个显现出来的变化过程,就可以利用仿真技术,在短时间内给学生一个立体的展示,有助于学生理解数控技术的原理、加工过程等.

2.2 节约教育成本

传统数控教学过程中,无论是数控机床编程还是具体的操作都是在真实的机床上进行.受经济因素的影响,教学过程中的实验机床有限.然而国家对数控方面的专业人才需求则在迅速增加,学校有限的资源不能满足学生上机操作的要求,对学生发展有一定阻碍.在数控教学中引入计算机虚拟仿真技术后,对实际设备的需求量就可以相对减少,可以通过相关的软件应用来实现具体的操作等.在传统的操作实习中,也会有大量的材料消耗,举一个简单的例子,如果一个班级的人数为40人,学生实践时间为4周,实践过程中利用10台数控车床,以4人为一个小组进行教学,检测设一周完成教师布置的一个项目,则每人每周要消耗2根40×100规格的棒料,整个实践过程中平均每人要消耗8根,总计24元；按正常损耗来计算,刀具的消耗约为30元；其他损耗费约为100元,总计154元,一个班级的总体实践费用则是6160元,学生的消耗费用还是比较高的,另外,还有教师在实践过程中的人力成本.如果在教学过程中引入计算机虚拟仿真技术,则可以节约很大一部分成本,从长期来看,更有助于其可持续发展.

2.3 便于教学

在数控教学过程中,如果采用实际的机械设备进行教学讲解,十分不便.在机床上给学生示范时,不能完全保证每个学生都能清楚地了解到每一个动作和注意事项,往往导致教学效果不太理想.而计算机仿真技术的应用,教师可以利用多媒体的方式在学生的计算机屏幕上进行教学内容的演示,使学生可以清晰地了解每一个操作细节,计算机仿真技术也有助于教师对学生进行指导.另外,计算机虚拟仿真软件在数控教学中的应用越来越广泛,还促进了教学过程中制定参数化的评分标准,检验加工程序好坏等,该技术的不断应用为学校与社会化的技能考核与学生水平的鉴定提供了广阔的平台.

另外,由于计算机仿真教学可以极少甚至不用真实的机械设备,因此可以减少其中的不安全因素.由于学生没有形成良好的操作习惯,对加工工艺的了解也不多,因此利用机械设备进行实验时容易发生对刀、编程、输入等方面的错误,导致过限位、撞车等众多安全事故.利用仿真技术就可以很好的解决这一问题.

随着计算机信息技术的不断发展,计算机虚拟仿真技术的应用程度也逐渐加深.由于数控加工是各种制造行业的关键和基础,国家对数控专业人才的需求也不断增大.然而由于多方面的限制,导致学生的数控实践不能采用完全实际机械化,例如资金有限、安全因素等都是数控教学过程中的一些阻碍因素.因此,加强计算机虚拟仿真技术在数控教学中的应用具有重要意义.目前,该技术在数控教学中的应用也越来越广泛.