浅谈计算机虚拟仿真技术在数控教学中的应用

摘要：近几年，计算机虚拟仿真技术在数控教学中的应用越来越广泛。本文结合计算机仿真
技术与数控教学的特点。浅析仿真技术在数控教学中的一些应用特点、实践做法和应用应该
注意的问题。

 

　　关键词：论文计算机虚拟仿真技术；数控教学；应用特点

 

　　

 

　　一、传统数控教学方式的弊端

 

　　

 

　　当我们带着数控班学生进行专业实验、实训或实习时，我们会发现以下较为普遍存在的
问题。首先是由于数控实验实习设备昂贵。设备数量是永远无法满足学生实际需要的，即使
是进行分组合作。其次教材所涉及的设备系统和型号是多元与广泛的，而实验实习设备的系
统无法配齐，且更谈不上适应型号的更新和变化。每次实习消耗大量金属材料和刀具，造成
巨大浪费。再次，真实设备的使用给初次接触实验和实习的学生操作带来很大的设备和人身
安全隐患，特别是刀具自动运行与高速、高精端设备的操作更是如此，且对于多台设备的运
行也无更多师资的投入。保证绝对的安全操作。但随着科学技术的进步，特别以计算机技术
为核心的虚拟现实技术的迅猛发展和新的教学手段的不断涌现，继多媒体后，数控专业教
学中出现了一种新的教学媒体，它就是计算机虚拟仿真技术。随着计算机虚拟仿真技术的出
现和不断改进成熟，它为人、机提供了高效的交互平台，且有效地解决了数控实验、实习或
实训中的以

E 难题，将对今后数控、模具或相关专业的教学产生深远的影响。 

　　

 

　　二、计算机虚拟仿真技术的特点与在数控教学中的应用

 

　　

 

　　计算机虚拟仿真技术是借助于计算机技术及硬件设备，实现一种人可以通过一定感知
方式所感受到的虚拟环境，它集成了计算机图形技术、仿真技术、人工智能技术、传感技术、
显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，由计算机图形构成三维数字模型，提供给
人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。虚拟仿真技术的最大特
点是用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作。改变了过去人类除了亲身经历，就只能
间接了解环境的模式，从而有效地扩展了人类的认知手段和领域。计算机虚拟数控仿真教学
的引入使虚拟加工成为现实，虚拟技术完全可以模仿真实数控机床加工过程，实现虚拟加
工，完成传统机床操作加工教学所无法完成的任务。在通过多个阶段的数控虚拟仿真软件教
学应用实践和思考。我认为其对现实教学可以产生以下几个方面的积极影响。

 

　　

1.计算机虚拟仿真技术建立了全新的学习情景

——彻底打破了空间、时间的限制。我们

对于事物的了解通常建立在可视信息基础之上，任何数控实验与实习设备的原理和结构，
学生开始基本不具备相应知识基础，在利用虚拟现实技术后，可以彻底打破空间的限制，
不但可以将设备外部信息直观地展示给学生，甚至可以进入设备的内部进行观察，了解其
运行原理与内部的工作情况，生动直观的感受与学习。如在机床的结构构成分析、运动部件
的相互关系和运行原理等相关教学环节中，在引入虚拟技术后，教学意义效果凸显。虚拟技
术还可以突破时间的限制，如一套模具的加工往往是一个漫长复杂的过程。但有了虚拟技术
的应运，我们就可以节约大量的时间，一些需要漫长加工等待才能观察到的变化过程，就
可以在很短的时间内呈现给学生，有效地提高了学习效率。虚拟制造技术还可以应用计算机、
交互外设及软件来构建一个虚拟的生产环境，使学生如同在制造现场一样，与屏幕上出现
的仿真制造过程进行自由交互交流，实现虚拟加工学习。如果是基于互联网络的虚拟现实技
术更为学习者提供了全新的学习场景和广阔的学习空间，构造出开放性的教学与学习环境。

 

　　

2.计算机虚拟仿真技术节约了教育成本

——实现低耗、高效与环保、可持续发展。传统的