随着工业自动化生产的发展,社会出现了对数控机床操作人员的大量需求。越来越多的職业学校纷纷开办数控技术专业,并不断扩大招生规模。与此同时,由于数控设备的高昂造价,普通机床实训时所采取的一人一机实际动手操作的教学模式由于资金的问题,已经难以被大多数学校所接受。在实际教学过程中,很多学校采用数控仿真软件来模拟操作过程。在实践中,笔者发现,数控加工仿真软件能在数控教学中显示出桥梁作用,既能缓解教学实训与资金短缺的矛盾,使理论和实践有效衔接,又能提高学生的感官认识,刺激其学习的主动性和自觉性,增加学生的动手机会,提高操作的熟练程度。
　　一、数控仿真原件介绍
　　1.仿真功能
　　具有主流品牌数控机床的机床操作面板,能够实现毛坯的选择、工件装夹方式的选择、添加刀具、基准对刀、换刀、自动加工等机床所具备的操作性能,十分接近于实际的机床操作。
　　2.刀具管理系统
　　具有数据库统一管理的刀具材料、特性参数库,能够支持用户自定义刀具及其相关特性参数。
　　3.检测功能
　　手动、自动、加工等模式下的实时碰搜检测,包括刀具与夹具、压板,机床等碰撞,也包括机床行程越界及主轴不转时刀具与工件的碰撞。出错时会有报警或提示,从而防止误操作的发生。
　　4.完善的图形和标准数据接口
　　三维铣削CAD功能,包括交互设计、用鼠标绘图和曲线建模、支持轮廓以及凹腔和钻削加工过程,并且可以将其它软件生成的NC程序带入进行仿真加工。
　　二、仿真软件在教学中的作用
　　1.培训成本降低
　　由于仿真软件提供了强大的三维仿真效果及较为完整的加工操作页面,所以绝大部分的实习内容可以在仿真系统中实现,在一定程度上降低了在设备上的投入,减少了材料、资源的消耗,有利于教学成本的控制。
　　2.安全性高
　　利用仿真软件进行机床的模拟操作,没有与工件的和设备的实际接触,不会出现人员和设备的损伤。这使学生在接触编程操作之初能够减轻怕出错的心理负担,敢于进行操作。
　　3.便于学生自查
　　在仿真软件中加入检测功能,操作中出现的误操作、编程错误等问题能够在实习之初就显现出来,便于学生根据实习指导教材进行自查排错,降低了实习指导教师的工作强度,提高了授课效率。
　　三、仿真软件在教学使用中需要注意的问题
　　仿真软件尽管具备了较高的模拟能力,能够实现下料、装夹、对刀、编程、三维仿真这一系列加工流程的虚拟操作,但和实际加工仍然存在很大的差别。根据实习指导的实际经验,笔者认为,在仿真软件的应用上需要注意以下几点:
　　1.仿真时的操作要求
　　在仿真软件上进行操作,刀具不会出现磨损的情况,表面加工质量稳定,导致学生在仿真时出于效率的需要,随意指定切削用量,养成习惯后引起在实际操作中容易出现事故,造成人身和设备损坏。因此,在仿真中要求学生严格按照手册所给参数,制订工艺后按工艺要求进行操作。
　　2.仿真与实际操作的时间比应合理
　　仿真主要是为了保证在实习开始阶段能够尽快熟练掌握机床面板的操作和程序的编制,为上机床实际操作做好准备,但不能占据大部分实习时间和精力。如前文所说,软件仿真和实际操作是存在一定差距的。根据教学中实践观察,笔者发现,一个零件的仿真和实际操作的时间比放在1:2的比例上较为合适。当然,也可以根据实习的具体条件尽量增加实际操作的时间。
　　3.仿真软件与设备存在差异
　　尽管目前每款仿真软件都包括大部分主流系统的仿真功能,但是和教学中的实际设备还是存在一定的差异,有些同系列的设备也存在不同之处。所以,在教学之处,应根据各自系统的情况对学生进行介绍。如果仿真和实际设备具有不共通的操作方法,需要提前明确指出区别,并给出实际设备的操作介绍,防止在实操时出现失误。
　　4.注重锻炼学生的手动编程能力
　　随着计算机辅助制造软件的推广,在计算机中完成造型以后,可以通过软件所提供的典型结构加工指令来生成加工指令,然后利用机床数据接口导入机床完成加工。同样,生成的指令也可以导入仿真软件进行模拟,简化了编程的时间,提高了效率。但是,这种方法在实训中并不可取。由于是实习,给出的零件图形并不复杂,而辅助制造软件没有循环的功能,所生成的NC代码一般较长,不利于检查,同时也减少了学生对较为复杂程序编写的思维能力训练,包括机床所提供的一些简化编程指令和宏指令的应用。所以,在实习中还是应该提倡进行手动编写加工程序。
　　(作者单位:河南省黄河水利职业技术学院)