虚拟数控机床在数控维修教学中的应用研究

胡靖晟1江西省冶金工业学校；2江西省冶金技师学院

虚拟数控机床在数控维修教学中的应用研究

胡靖晟12
1江西省冶金工业学校；2江西省冶金技师学院

随着市场的发展变化以及数控技术的进步，为培养适应社会发展的数控人才，我们的数控维修教学也要不断改革演进，以培养技术高、素质好、动手能力强的人才为主要目标，但是实训教学常会因教学设备不足而受限，数控实训教学未能取得良好的效果，而虚拟数控机床的出现很好地弥补了实训教学中的这一缺陷，不仅能够满足数控维修教学的需求，在一定程度上也锻炼了学生的数控操作水平，对提高教学效果大有裨益。文章从当前数控维修教学存在的问题入手，对虚拟数控机床的概念与功能进行阐述，分析了虚拟数控机床应用于数控维修教学的优势和作用，以期为今后的教学提供有价值的参考。

数控维修；教学；虚拟机床

前言

数控市场对人才的需求已不仅仅局限于数控操作、数控编程，对技术含量更高的数控维修人才越来越重视，数控技术涉及到机械、液压、电气、计算机、编程等多个领域，不仅要求具有扎实的理论基础，并且要有熟练的操作技能，而维修水平的高低在一定程度上也决定了机床的利用率和使用寿命，应用到数控技术的模具、汽车、装备制造、航空航天等行业对数控人才更是求贤若渴。在这一发展背景下，传统的数控维修教学方法也要适当做以调整，不仅要及时对新技术加以研究，更要加大对学生实训实操教学的力度，增加实践机会，巩固理论知识，提高动手能力。此时，虚拟数控机床的发展为数控维修教学带来了新的生机，使用虚拟技术解决了因机床不足而致使的教学实践难的问题，无论对于增强学生实训还是提高教学效果，都是不可忽视的有效助力。

1.当前数控维修教学中存在的问题

1.1 数控系统落后

我国高校的数控机床平台配置的多为国内经济型、普及型的数控系统，缺乏高端系统，数控系统的类型相对单一，随着数控行业的发展，数控机床越来越复杂化，中、高档数控机床逐渐应用推广，由此教学现用的数控系统显出其劣势，已不能满足当前数控行业发展的教学需要，数控系统的多样化以及机床功能的复合化是未来数控教学应当注意的重点。

1.2 设备配置短缺

数控维修教学中一个重要的环节就是让学生实际操作，这需要学校建立相应的数控机床实验室，提供机床、功能部件等实验设备器材，配备实验室需要场地较大，功能部件的种类又相对繁多，价格也不低，对于资金的需求很大，如果学校没有雄厚的资金支持，那么建立实验室就成为空谈，硬性设备配置不足，在很大程度上会影响实训教学，制约了学生实践能力的提升。

1.3 实训教学不足

①拆装实训不足。目前许多高校实训课程都有教授机床部件的拆装，但是拆装实训课程中所用的部件多是淘汰下来的或者是有故障的产品，并且部件较为滞后，品种也不多，这样一来学生所接触到的机床部件与实际市场发展中应用的部件相差甚远，即使学生学会了课程上的部件拆装，走出学校后也无法实际应用于工作岗位，那么这种实训对于学生来说其实是没有任何实际意义的；②电气连接实训不足。数控机床技术需要学生熟悉掌握电气技术，在实训操作中，数控系统与伺服系统的连接需要反复插拔电缆，多次的反复插拔极易对电缆连接处造成影响，甚至会影响到数控系统的操作稳定性，并且反复插拔还会造成导线等相关材料的过度消耗，造成资源浪费，并且维修起来也需要大量的时间和工具，一一进行排查，这些都在一定程度上影响了学生的动手操作率；③传感检测器实验不足。目前高校的数控机床实验室多用作数控系统和机床的调试方面，而对于数控机床的传感检测涉猎甚少，偶尔有学校涉及到这方面，也尚处在论证和建设阶段，机床的传感检测元器件是机床精度的重要保证，也是故障频发的一个源头，因此加强学生对于机床传感检测器的培训势在必行。

2.虚拟数控机床概述

虚拟数控机床技术就是借助于计算机虚拟制造的执行单元。这种技术可以在计算机上以仿真加工的形式模拟真实生产环境，通过计算机的屏幕将机床全面、逼真的显现出来，让学生更直观的理解和掌握机床系统模式、生产流程、加工环境，并且虚拟数控能够及时捕捉故障信息和生产疏漏，以便于对加工工艺的合理性、稳定性、加工精度进行相应的评估和预测，降低生产风险，提高生产效率。数控机床相较于真实机床对于数控维修教学来说具有很大优势，能够有效降低传统数控机床操作的危险性，并且成本耗费小，微元处理可行性高，其仿真功能所呈现出的效果并不亚于真实化模拟，并且教学方式灵活贴切，学生也乐于主动深入研究。

3.虚拟数控机床在数控维修教学中的应用

3.1 辅助理论教学

数控机床的功能日益复合化，这类中高档的机床构件、工作原理、装配也日益复杂，传统的教学课件以及flash动画已经不能满足清晰展现机床的需要，这对于学生理解掌握理论基础带来了一定的困难，而虚拟数控机床以及功能部件可以通过计算机来以任何角度旋转、展示，进行逼真的三维动画解析，能够让学生充分观察机床内部结构和原理，加深学生对知识的理解与掌握。

3.2 辅助拆装实训

机床部件的实际拆装实训需要大量、多种类的零部件，实际的拆装操作对于部件的损毁风险较高，对学校来说也是不小的资金压力，而虚拟拆装可以通过计算机来进行机床整体、零部件的拆装模拟，并且可以反复强化，不仅锻炼了学生的动手能力，同时也降低了拆装实训的成本投入。

3.3 辅助电气连接实训

机床电气连接的实训主要是完成电器柜的连接，通过虚拟数控机床，学生可以自行完成电气布局规划，选择元器件，连接导线完成电气连接，并且虚拟系统还设置了虚拟的万用表和示波器，学生在完成电气连接后可以检测线路是否正常以及进行电气故障排查。虚拟电气连接能够有效缓解实训中电气耗材量大，资源浪费的现象。

3.4 辅助机床故障诊断

故障诊断是数控维修教学中的重要环节，一般情况下在故障诊断中需要利用计算机对数控机床进行检查，由计算机显示诊断信息，学生可以通过分析相关的数据信息及时找到机床的故障之处并加以诊断和维修，并且通过虚拟机床可以对机床的参数进行设置和调试，提高学生对机床的维护、维修能力。

总之，随着虚拟技术的不断发展，虚拟数控机床在数控维修教学中应用也越来越普遍，基于其便捷性以及可操作性，对于学生来说通过虚拟机床能够强化理论知识，加深对机床构造、原理、功能的掌握，提高实践动手能力，这对于数控维修教学是十分必要的。

[1]梁晓哲.数控虚拟加工系统及应用[J].科技信息,2010,(26).