摘 要：随着科技的发展，数控加工技术也有了长足的发展，但实际上，复杂零件的数控虚拟加工在教学上仍然存在着实践练习设备数量不足、学生练习时间不够，材料浪费较多，直观感受较差等诸多问题。虚拟仿真技术因其直观性强、可重复性高、安全性高等特点，在很大程度上弥补上述缺点，在高职院校的数控加工以及相关专业的教学和事件具有极其重大的意义。
关键词：虚拟仿真系统教学法；数控教学；应用
前言
在实验教学中，由于数控机床的体积大，购置成本、维护成本及运行成本都很高。与其他实验相比，危险程度较高，一旦不能正确操作，轻则损坏机床，重则会有人身事故发生。因此，多数实验以教师演示为主，学生实际操作时间很少，难以真正掌握机床操作，自主性，创新性实验难以开展。这些都需要对传统的教学手段进行改革，提高数控技术的教学效果，以满足社会发展对人才培养的需求。
1、虚拟仿真系统的作用
具体到数控来说，就是利用计算机图形技术、网络技术、人工智能等数控设备的工作环境和工作过程。近年来，为适应数控职业技术教育的特点和发展目标，国内很多职业院校在对数控专业教学时广泛采用数控仿真软件，可较好地解决上述教学问题，把枯燥抽象的课堂讲解转变成虚拟场景及动画，极大地提高了教学效果。将虚拟仿真技术应用于数控专业当中，主要具有以下作用。一是真实显示三维数控机床和操作面板，在虚拟仿真系统当中，可以真实地模拟出零件加工过程，通过三维动画展示切削详细场景。在该环境当中，可以完成基准对刀、手动对刀和零件切削操作，可以利用千分尺、卡尺等完成测量操作，甚至还可以根据零件图纸进行手工编程或CAD/CAM设计。二是涵盖各类常见的数控操作系统，可以满足日常教学和适应不同数控系统的学习需要。三是在虚拟仿真系统当中，可以完成回参考点、点动、快速移动、手动输入、编程、程序输入、进给倍率调节、模式选择等。可以说只要是实际机床上需要进行的操作，都可以在虚拟仿真系统当中实现。四是在虚拟仿真系统当中，用户可以自由选择机床规格，自己确定工件毛坯的大小，自己选择刀具的形状和尺寸。可以对加工后的成品质量进行检测，加工完成之后，用户可以完成工件的三维测量，并检测零件表面的粗糙度，实现切削参数的验证。当然，以上作用并不能在单一的系统当中全部达到，实际应用过程中需要灵活地进行选择和使用。整体来看，这些虚拟仿真系统都属于几何范畴的仿真，刀具和零件都被当成了刚体处理，没有考虑切削参数、切削力等物理因素的影响，单纯翻译的数控程序、刀具位置数据和刀架运动，没有实现真正的物理仿真。
2、虚拟仿真系统教学法在数控教学中的应用
2.1合理应用，发挥虚拟仿真系统的意义作用
为了保证数控教学的实际意义，发挥虚拟仿真系统教学的最大作用，在利用虚拟仿真系统软件进行教学时，要保证应用的合理性。虚拟仿真系统软件在数控教学过程中，其主要是在数控的编制程序环节和操作环节积极性运用，保证虚拟仿真系统的应用方法合理性。首先，在实际应用中，可以利用虚拟仿真系统软件来进行前期的感性化培训，利用虚拟仿真系统软件类对编制程序和指令代码进行训练和学习，切记不要把整个数控教学与虚拟仿真系统联系在一起，要保证实际操作和虚拟仿真系统操作的整合应用。在提高学生虚拟仿真系统操作能力的基础上，提高学生的实际操作能力，保证其建立在科学实践的基础上，提高学生的数控学习效率。
2.2保证教学内容构建合理性，间接性的掌握虚拟仿真系统操作
在实际数控教学中，利用虚拟仿真系统来进行教学，首先要保证教学内容设置的合理性，循序渐进的来提高学生的虚拟仿真系统的操作能力和编程能力。首先，教师在教学讲授中，要进行基础的教学，对学生进行基础的FANUC 教学，掌握虚拟仿真系统的操作程序和编程技巧。虚拟仿真系统的操作和编程基础教学，是虚拟仿真系统教学的重点教学环节，在这一教学环节中，要注意培养学生的应用灵活性。其次，教师要对学生进行提高教学，对学生进行SUMENS 的编程和操作教学，增加学生对不同形式的虚拟仿真系统的掌握和理解，提高学生对虚拟仿真系统的应用能力。最后，教师要对学生进行拓展和延伸性教学，建立在虚拟仿真系统教学基础上，对学生进行所学知识点外的延伸教学，激发学生的想像力，提高学生对不同知识的关联性，实现虚拟仿真系统教学的最大目标。
2.3采用系统教学方法，培训学生自主学习能力
采用系统教学法，以UG/ISV 机床仿真校验模块为平台，从系统的角度讲解数控加工的相关知识点，让学生由原来的简单应用进一步深入到尝试建立数控加工仿真系统，并以加工典型零件为例进行加工全过程校验虚拟仿真，从而把原来要经过多个间断的训练项目才能完成的教学内容，通过数控加工仿真系统有机地结合成一个综合创新训练项目，强调工程的整体性、实践性和综合性。这将有助于把对学生的创新意识和创新能力的培养。贯穿于数控加工仿真系统问题的观测和判断、设计和建模、仿真和实际加工中，进一步激发学生的学习兴趣，增强学习主动性，从而达到快速提高学生对数控技术的认识与掌握程度的教学目的，使学生初步具备产品设计、制造、管理的能力。
结束语
总之，教师在教学过程中培养学生的创新能力，激发学生的学习兴趣，要结合教学理论和实践来进行教学，特别是对工科专业的学生，要使他们在掌握理论知识的同时还能增强动手能力。教学中采用创新训练项目是提高教育质量、培养创新性人才的实际需求。
参考文献
[1] 段雷. 基于虚拟仿真系统的数控教学研究[J]. 机械管理开发. 2013(02)
[2] 王华. 虚拟仿真系统教学法在数控教学中的应用[J]. 现代职业教育. 2017(36)
[3] 邓晓刚,杨明辉. 面向现代控制理论实验教学的倒立摆虚拟仿真系统[J]. 实验室研究与探索. 2017(05)
[4] 王燕虹,王朴,刘建楠. 医学虚拟仿真系统在中职病理学教学中的应用效果调查[J]. 广西教育. 2017(34)
