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【摘 要】随着科学技术的发展,数控加工日益得到广泛的应用,数控人才供不应求。因此数控技术人才培养已经愈发受到高校的重视。而作为独立院校由于受到资金投入、师资等多方面条件的制约,目前独立院校对数控人才的培养模式已经不能满足社会发展的需求,探索新型的教学方法对于独立院校在数控实训上已经迫在眉睫。本文通过结合广西科技大学(筹)鹿山学院目前的数控实训情况,论述合理、适度地应用数控仿真软件有利于激发学生学习兴趣,提高数控实训效果;有利于解决学校数控设备少而学生多的矛盾,提高数控培训效率。
【关键词】数控技术;数控仿真;数控实训
随着数控加工技术在机械制造业中的广泛应用,大批数控机床操作人员的专业培训成为迫切而又难以解决的问题。在传统的操作培训中,数控机床编程与操作的有效培训必须在真实的机床上进行。可是随着学生人数的不断增加,有限的机床数量难以保证每位学生有足够的上机操作时间,同时学生在真实机床上操作还具有一定的危险和不安全性,培训中的错误操作经常会导致设备、刀具等的损坏,甚至引发人身伤害事故,增加了培训成本。因此,传统的机床操作培训方法效率低、教师工作量大、培训费用高,需要用更新的方法来取代。
一、广西科技大学(筹)鹿山学院数控实训现状
近两年来,广西科技大学(筹)鹿山学院积极探索和改进数控技术人才的教学方法,在实践中逐步建立了一套自己的培养模式,并取得了一定的成效。但“数控实训”作为培养数控技术人才的一个重要途径,作为其配套的数控设备、师资力量却处于相对滞后状态。
1.学生多、设备少
近年来,随着教育部对独立学院办学“五年过渡期”考核验收工作的开始,为达到国家规定的独立学院办学要求,广西科技大学(筹)鹿山学院通过多种渠道融资加大学校的建设力度,在实验室建设上,实验室的仪器设备数量和质量得到了很大程度的提高。但由于广西科技大学(筹)鹿山学院建校时间短、资金有限,实验室建设上存在着诸多问题,截止2012年,数控实训设备陆续到位,目前数控实验室存在数控车床8台、数控铣床9台、加工中心4台。但是,学院现有的数控设备数量相对于数控技术专业每届近二百名学生来说仍不能满足实训教学的需要,也难以保证实训教学的效果,这已经成为教学过程中的一个难题。
2.人才队伍建设严重滞后于硬件设备建设
独立学院实验教学水平不仅体现在硬件设备上,更重要的体现在建立一支高水平、专业化的实验室人才队伍。实验设备的大量增加对实验人员岗位数量也提出了相应要求。然而,实际情况是实验室人员编制有限,往往出现一人多岗现象。一名实验室技术人员既要承担教学任务还要参与日常管理,而且担负着实训设备的日常维护保养。工作量过大。此外,在独立学院实验室目前的建设条件下,很多设备已经采购到位,但是相关设备的专业操作人员的配置还未到位,导致了一批相关的实训课程出现了有设备却无人能够操作的尴尬境地,严重制约了实验室效用的发挥。
二、数控仿真的特点
数控仿真软件是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训的仿真软件,通过计算机虚拟技术,模仿出真实工作程序的一种手段,或者说技术,该技术正在得到教育培训领域广泛的重视和应用。
数控仿真软件是结合生产厂家实际加工制造经验与教学训练需求所开发的一种应用虚拟现实技术于数控编程与加工的仿真模拟软件,它具备对数控机床操作全过程和加工运行全环境仿真的功能。软件仿真系统可运用现代信息技术模拟真实的现场环境,把实验实习很难演示、教师口头很难讲授的内容生动地表现出来,学生也可以通过软件自我进行各种内容、各种形式的仿真训练,能够满足不同类型学生的不同学习要求。
三、数控仿真与数控实训的有机结合
数控仿真作为一种教学手段,合理运用到数控实训中,能实现仿真模拟与数控教学相辅相成的目的。主要体现在:
1.解决机床少、学生多的矛盾
由于学校数控机床的数量有限,不可能为每名学生提供一台数控机床,但仿真软件可以为每位同学提供仿真机床,不仅可以仿真包括FANUC、SIEMENS、华中数控等主流的数控系统,而且仿真机床种类也较多,包括数控车床、数控铣床、立式和卧式加工中心,采用的操作面板和按键功能与真实的数控机床完全相同。在仿真机床上,老师讲解演示,学生操作训练都很方便。由于在操作中即使出现人为的编程或操作失误也不会危及机床和人身的安全,学生可以大胆进行操作,因此在较短时间内就能掌握多种数控系统、多种数控机床的操作方法,解决了学生操作真实机床时不熟悉数控系统操作面板和数控机床操作方法的问题,还能提高学生对不同数控系统不同数控机床的适应能力。有些技术是需要经过多次重复训练才能掌握的,如果通过在机床上实际加工来掌握这种能力,除了机床的折旧与磨损外还会存在较高的刀具与材料消耗,在软件上我们可以重复加工,反复训练,而不会产生上述消耗,只需要进行一两次实际操作就能达到事半功倍的效果。通过仿真训练,使原来需要在数控机床上才能完成的大部分实训内容可以在仿真系统中实现,既能形象加工又能大大降低数控实训的资金投入,是一种安全、合算而又有效的办法。
2.提高了学生学习的兴趣
软件仿真图文并茂的特点也决定了以下数控教学特点:软件仿真系统可运用现代信息技术模拟真实的现场环境,把实验实习很难演示、教师口头很难讲授的内容生动地表现出来,学生也可以通过软件自我进行各种内容、各种形式的仿真训练,能够满足不同类型学生的不同学习要求,这样不但解决了原来需要复杂、昂贵的仪器设备支持或无法进行实训的技术训练,不受时间、空间和设备条件的限制也能实现,同时也能避免课堂教学内容单一不能适应所有学生学习的问题。由软件提供互动环境,边学边练,每堂课就是一次“实战演习”,经此训练,学生毕业后参加工作基本上已不需要岗前培训,直接就能胜任工作。
3.消除学生对数控机床的神秘感
初学数控的学生没接触过数控机床,大多会认为数控设备很神秘,尤其是在讲数控设备分类及基本结构时,更是让许多学生如听天书,这个问题如果在短期内得不到解决,学生的学习兴趣和积极性就会随之减退,进而影响教学效果。所以一开始就可以利用数控仿真软件这种图文并茂的教学资源,把各种常用的数控机床展示给学生,把机床的部件逐个拆下来,再逐个安装起来,为学生及时地消除了神秘感,帮助学生建立起对数控机床的感性认识,激发了学生学习数控的积极性。
4.构建合理的成绩评价体系,实现有效评价学生的学习效果
教学评价是否合理直接影响学生学习的主动性和积极性,所以在数控教学中尽可能构建合理的评价体系:第一,评价合理并要有一定的弹性,答案不能限制的太死,只要合理就行,如一个零件的加工路线,可以有好多种方案,只要工艺恰当,能够加工出合格的零件,都要给予肯定。第二,不仅要评价操作结果,还要评价操作的过程,对训练中学生的每一点成绩都要给予充分的鼓励和肯定。利用仿真软件的考试系统可以记录学生学习的整个操作过程,自动测量零件,从而对学生作出较全面的评价。第三,转教师个人评价为教师、学生多方评价。对学生在课堂上的学习过程及结果不仅仅由教师通过软件来评价,还可以让学生自评或互评。如零件加工路线的选择及优化;对某些零件图样的理解、坐标点的计算等,可以采用学生讨论的方式,在研讨中发现问题,解决问题,使学生的主动性、积极性充分调动起来。
数控仿真作为一种教学手段,合理运用到数控实训中,能够解决独立学院因为资金投入有限、学生多设备少、师资力量短缺等问题,提高实训效率,从而真正达到培养数控技术人才的目的。
参考文献:
[1]余勤科,岳应娟,刘宏.虚拟数控机床技术及其应用,2000.
[2]刘芬,吕怡方,蒋丽丽.数控仿真软件在高职院校数控教学中的应用研究[J].英才高职论坛,2009-2(1).
[3]潘宇倩,潘爱华.独立学院实验室人才队伍建设存在的问题及对策[J].科教导刊,2012(10).
【关键词】数控技术;数控仿真;数控实训
随着数控加工技术在机械制造业中的广泛应用,大批数控机床操作人员的专业培训成为迫切而又难以解决的问题。在传统的操作培训中,数控机床编程与操作的有效培训必须在真实的机床上进行。可是随着学生人数的不断增加,有限的机床数量难以保证每位学生有足够的上机操作时间,同时学生在真实机床上操作还具有一定的危险和不安全性,培训中的错误操作经常会导致设备、刀具等的损坏,甚至引发人身伤害事故,增加了培训成本。因此,传统的机床操作培训方法效率低、教师工作量大、培训费用高,需要用更新的方法来取代。
一、广西科技大学(筹)鹿山学院数控实训现状
近两年来,广西科技大学(筹)鹿山学院积极探索和改进数控技术人才的教学方法,在实践中逐步建立了一套自己的培养模式,并取得了一定的成效。但“数控实训”作为培养数控技术人才的一个重要途径,作为其配套的数控设备、师资力量却处于相对滞后状态。
1.学生多、设备少
近年来,随着教育部对独立学院办学“五年过渡期”考核验收工作的开始,为达到国家规定的独立学院办学要求,广西科技大学(筹)鹿山学院通过多种渠道融资加大学校的建设力度,在实验室建设上,实验室的仪器设备数量和质量得到了很大程度的提高。但由于广西科技大学(筹)鹿山学院建校时间短、资金有限,实验室建设上存在着诸多问题,截止2012年,数控实训设备陆续到位,目前数控实验室存在数控车床8台、数控铣床9台、加工中心4台。但是,学院现有的数控设备数量相对于数控技术专业每届近二百名学生来说仍不能满足实训教学的需要,也难以保证实训教学的效果,这已经成为教学过程中的一个难题。
2.人才队伍建设严重滞后于硬件设备建设
独立学院实验教学水平不仅体现在硬件设备上,更重要的体现在建立一支高水平、专业化的实验室人才队伍。实验设备的大量增加对实验人员岗位数量也提出了相应要求。然而,实际情况是实验室人员编制有限,往往出现一人多岗现象。一名实验室技术人员既要承担教学任务还要参与日常管理,而且担负着实训设备的日常维护保养。工作量过大。此外,在独立学院实验室目前的建设条件下,很多设备已经采购到位,但是相关设备的专业操作人员的配置还未到位,导致了一批相关的实训课程出现了有设备却无人能够操作的尴尬境地,严重制约了实验室效用的发挥。
二、数控仿真的特点
数控仿真软件是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训的仿真软件,通过计算机虚拟技术,模仿出真实工作程序的一种手段,或者说技术,该技术正在得到教育培训领域广泛的重视和应用。
数控仿真软件是结合生产厂家实际加工制造经验与教学训练需求所开发的一种应用虚拟现实技术于数控编程与加工的仿真模拟软件,它具备对数控机床操作全过程和加工运行全环境仿真的功能。软件仿真系统可运用现代信息技术模拟真实的现场环境,把实验实习很难演示、教师口头很难讲授的内容生动地表现出来,学生也可以通过软件自我进行各种内容、各种形式的仿真训练,能够满足不同类型学生的不同学习要求。
三、数控仿真与数控实训的有机结合
数控仿真作为一种教学手段,合理运用到数控实训中,能实现仿真模拟与数控教学相辅相成的目的。主要体现在:
1.解决机床少、学生多的矛盾
由于学校数控机床的数量有限,不可能为每名学生提供一台数控机床,但仿真软件可以为每位同学提供仿真机床,不仅可以仿真包括FANUC、SIEMENS、华中数控等主流的数控系统,而且仿真机床种类也较多,包括数控车床、数控铣床、立式和卧式加工中心,采用的操作面板和按键功能与真实的数控机床完全相同。在仿真机床上,老师讲解演示,学生操作训练都很方便。由于在操作中即使出现人为的编程或操作失误也不会危及机床和人身的安全,学生可以大胆进行操作,因此在较短时间内就能掌握多种数控系统、多种数控机床的操作方法,解决了学生操作真实机床时不熟悉数控系统操作面板和数控机床操作方法的问题,还能提高学生对不同数控系统不同数控机床的适应能力。有些技术是需要经过多次重复训练才能掌握的,如果通过在机床上实际加工来掌握这种能力,除了机床的折旧与磨损外还会存在较高的刀具与材料消耗,在软件上我们可以重复加工,反复训练,而不会产生上述消耗,只需要进行一两次实际操作就能达到事半功倍的效果。通过仿真训练,使原来需要在数控机床上才能完成的大部分实训内容可以在仿真系统中实现,既能形象加工又能大大降低数控实训的资金投入,是一种安全、合算而又有效的办法。
2.提高了学生学习的兴趣
软件仿真图文并茂的特点也决定了以下数控教学特点:软件仿真系统可运用现代信息技术模拟真实的现场环境,把实验实习很难演示、教师口头很难讲授的内容生动地表现出来,学生也可以通过软件自我进行各种内容、各种形式的仿真训练,能够满足不同类型学生的不同学习要求,这样不但解决了原来需要复杂、昂贵的仪器设备支持或无法进行实训的技术训练,不受时间、空间和设备条件的限制也能实现,同时也能避免课堂教学内容单一不能适应所有学生学习的问题。由软件提供互动环境,边学边练,每堂课就是一次“实战演习”,经此训练,学生毕业后参加工作基本上已不需要岗前培训,直接就能胜任工作。
3.消除学生对数控机床的神秘感
初学数控的学生没接触过数控机床,大多会认为数控设备很神秘,尤其是在讲数控设备分类及基本结构时,更是让许多学生如听天书,这个问题如果在短期内得不到解决,学生的学习兴趣和积极性就会随之减退,进而影响教学效果。所以一开始就可以利用数控仿真软件这种图文并茂的教学资源,把各种常用的数控机床展示给学生,把机床的部件逐个拆下来,再逐个安装起来,为学生及时地消除了神秘感,帮助学生建立起对数控机床的感性认识,激发了学生学习数控的积极性。
4.构建合理的成绩评价体系,实现有效评价学生的学习效果
教学评价是否合理直接影响学生学习的主动性和积极性,所以在数控教学中尽可能构建合理的评价体系:第一,评价合理并要有一定的弹性,答案不能限制的太死,只要合理就行,如一个零件的加工路线,可以有好多种方案,只要工艺恰当,能够加工出合格的零件,都要给予肯定。第二,不仅要评价操作结果,还要评价操作的过程,对训练中学生的每一点成绩都要给予充分的鼓励和肯定。利用仿真软件的考试系统可以记录学生学习的整个操作过程,自动测量零件,从而对学生作出较全面的评价。第三,转教师个人评价为教师、学生多方评价。对学生在课堂上的学习过程及结果不仅仅由教师通过软件来评价,还可以让学生自评或互评。如零件加工路线的选择及优化;对某些零件图样的理解、坐标点的计算等,可以采用学生讨论的方式,在研讨中发现问题,解决问题,使学生的主动性、积极性充分调动起来。
数控仿真作为一种教学手段,合理运用到数控实训中,能够解决独立学院因为资金投入有限、学生多设备少、师资力量短缺等问题,提高实训效率,从而真正达到培养数控技术人才的目的。
参考文献:
[1]余勤科,岳应娟,刘宏.虚拟数控机床技术及其应用,2000.
[2]刘芬,吕怡方,蒋丽丽.数控仿真软件在高职院校数控教学中的应用研究[J].英才高职论坛,2009-2(1).
[3]潘宇倩,潘爱华.独立学院实验室人才队伍建设存在的问题及对策[J].科教导刊,2012(10).