第一篇：數(shù)控仿真軟件在中職數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】隨著我國科技的不斷進(jìn)步，導(dǎo)致了我國工業(yè)化的程度逐漸加大，所以說，這就需要更為專業(yè)的數(shù)控人員，各類中職學(xué)校的形式也非常緊張。但是由于中職學(xué)校的老師整體素質(zhì)還不是很高，學(xué)校對于學(xué)生實(shí)訓(xùn)教學(xué)的設(shè)備還不是很完善，這就導(dǎo)致了在學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的同時并沒有得到相應(yīng)的實(shí)踐，導(dǎo)致了無法適應(yīng)現(xiàn)今社會對于工業(yè)型人才的要求，從而與社會脫節(jié)。為了解決這一問題，就要找出新的出路，從而使我國工業(yè)型人才能夠適應(yīng)現(xiàn)今社會的形勢。本文針對在中職學(xué)校數(shù)控教學(xué)用尋在的不足進(jìn)行分析，從而找出相應(yīng)的對策。中國論文網(wǎng)

【關(guān)鍵詞】中職數(shù)控教學(xué)；數(shù)控仿真軟件；應(yīng)用

隨著時代的進(jìn)步，世界經(jīng)濟(jì)形式的不斷變化，已經(jīng)從傳統(tǒng)的工業(yè)手工化發(fā)展到現(xiàn)在的全自動化，隨著經(jīng)濟(jì)形式的變化，世界各國對先進(jìn)的制造技術(shù)都引起廣泛的關(guān)注，而在工業(yè)制造方面，數(shù)控技術(shù)有其著決定性作用，數(shù)控技術(shù)發(fā)展如何也決定著工業(yè)化發(fā)展的速度。中職學(xué)校的教學(xué)目的就是為了培養(yǎng)出一批專業(yè)的高素質(zhì)工業(yè)制造仁人才，但是由于中職類學(xué)校的師資力量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá)到現(xiàn)今社會的需求，學(xué)校沒有更多的專業(yè)設(shè)備讓學(xué)生來動手實(shí)踐，導(dǎo)致無法讓學(xué)生達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合，從而造成中職學(xué)校的學(xué)生不能滿足現(xiàn)階段工業(yè)化高度發(fā)展的需要，與社會脫節(jié)。數(shù)控仿真軟件是經(jīng)過幾十年教育過程中摸索出來的一套能夠讓學(xué)生達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的橋梁，能夠充分的讓學(xué)生掌握實(shí)踐技術(shù)，同時也能緩解學(xué)校在教學(xué)實(shí)訓(xùn)中不能滿足學(xué)生要求的壓力。

１．中職數(shù)控教學(xué)中存在的問題

1.1師資力量上的問題

在現(xiàn)階段中職學(xué)校的教育體系中，有許多老師的專業(yè)技能不能滿足學(xué)生們的需要，有些老師是從其他專業(yè)轉(zhuǎn)行，更有一些老師自己在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中還沒有得到實(shí)踐，導(dǎo)致了在指導(dǎo)學(xué)生過程中會出現(xiàn)許多的問題，而學(xué)校也并沒有對這一情況太過重視，從而影響學(xué)生的發(fā)展。另一點(diǎn)就是學(xué)校由于資金的短缺，無法購置讓學(xué)生能夠進(jìn)行實(shí)踐的專業(yè)設(shè)備，或者并沒有足夠的設(shè)備，所以說，學(xué)生在校期間只能學(xué)到理論知識而得不到實(shí)踐，嚴(yán)重的影響著學(xué)生的實(shí)際操作能力，不能適應(yīng)現(xiàn)今工業(yè)崗位的需求。

1.2教學(xué)質(zhì)量問題

現(xiàn)階段的中職數(shù)控教學(xué)過程中，很多學(xué)校還一直沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，老師在上面講，學(xué)生在下面聽，無法從根本上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也不能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力與思維能力。老師對于學(xué)生提出的問題也是應(yīng)付了事，不能系統(tǒng)的對學(xué)生進(jìn)行理論指導(dǎo)，沒有理論的指導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐中的盲目性。

1.3安全性問題

數(shù)控加工技術(shù)是一項需要人為操作的工業(yè)技術(shù)，由于學(xué)校老師的指導(dǎo)不力，再加上學(xué)生沒有經(jīng)驗，就導(dǎo)致了在學(xué)生實(shí)訓(xùn)期間由于疏忽造成的重大事故，不僅僅給學(xué)校的設(shè)備造成了嚴(yán)重的損害，同時也給學(xué)生的身體造成極大的傷害，并在學(xué)生心理留下陰影。

2.數(shù)控仿真軟件的利與弊

數(shù)控仿真軟件就是利用計算機(jī)的編程，制造出的一套能夠讓學(xué)生仿真實(shí)踐的軟件，它能夠?qū)⑷S以及二維圖形能夠以動態(tài)的形式將其演示出來。它的優(yōu)點(diǎn)就是：能夠充分的并且全面的模仿數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的加工過程，能讓學(xué)生在電腦前進(jìn)行實(shí)踐操作。它需要的配置較低，并不需要高端的微機(jī)才能操作；而且其兼容性非常強(qiáng)，安全系數(shù)高，不會像真實(shí)車床加工中容易導(dǎo)致危險，也不會像真正實(shí)訓(xùn)過程中容易發(fā)生人為的事故，對學(xué)生造成損傷；還有一個優(yōu)點(diǎn)就是不需要任何的原材料，投入的資金相當(dāng)少，也不會浪費(fèi)資源，同時也為老師與學(xué)生架起了溝通的橋梁。

數(shù)控仿真軟件不僅能夠滿足學(xué)校教學(xué)實(shí)訓(xùn)的需要，同時也能調(diào)動學(xué)生動手操作的積極性，從而來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力與想象力，同時也解決了中職數(shù)控教學(xué)內(nèi)容的枯燥性，讓學(xué)生養(yǎng)成宜城 iyd

自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，同時增強(qiáng)學(xué)生的自信心。老師也要全面了解學(xué)生的情況，有針對性的對學(xué)生進(jìn)行軟件使用指導(dǎo)。

但是，這種數(shù)控仿真軟件也有其弊端，因為畢竟仿真軟件并不是真實(shí)的實(shí)踐過程，與真實(shí)的操作還有著很大的差別，只是對數(shù)控加工過程的虛擬演示，僅能夠讓學(xué)生體會實(shí)踐的方法以及對實(shí)際操作的熟悉。這樣，就造成了學(xué)生沒有真正進(jìn)行實(shí)踐，在將來的工作過程中會有一些客觀問題存在，在數(shù)控仿真軟件的使用中，發(fā)生任何事故都可以重新開始，在此操作，而在真實(shí)的操作過程中，一次失誤就可能造成極其嚴(yán)重的事故，導(dǎo)致在真正工作中會產(chǎn)生緊張的心理，操作失誤，從而起到負(fù)面作用。所以，要想解決這一問題，就一定要讓學(xué)生在仿真軟件與真實(shí)操作中做好結(jié)合，鍛煉學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作的規(guī)范性。

3.中職數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)如何正確使用數(shù)控仿真軟件

數(shù)控仿真軟件能否在中職數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中發(fā)揮其真正的作用，從而達(dá)到預(yù)期的效果，這與學(xué)校與老師的正確教導(dǎo)是分不開的。

在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中一定要合理的使用數(shù)控仿真軟件，在實(shí)訓(xùn)課堂中，一定要突破以往傳統(tǒng)的教學(xué)理念，要以學(xué)生為中心，并且有針對性的對學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)，這樣才能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力與想象能力，但是，老師一定要掌握好整個實(shí)訓(xùn)過程的方向，嚴(yán)格控制學(xué)生來合理的使用仿真軟件。

在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，老師與學(xué)生不要過分的依賴數(shù)控仿真軟件，主要讓學(xué)生學(xué)會數(shù)據(jù)的編程以及加工的流程，讓學(xué)生清楚的明白數(shù)控仿真軟件操作并不是真正的實(shí)際操作，不能滿足學(xué)生的實(shí)際操作要求，只是能夠讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)資源匱乏的基礎(chǔ)上了解實(shí)際操作的過程與內(nèi)容。

4.總結(jié)

數(shù)控仿真軟件作為一項新技術(shù)，而且能夠及時解決學(xué)生在校期間實(shí)訓(xùn)難的問題，從教學(xué)的效率以及效果上來看，不僅僅解決了學(xué)校由于資金緊張而無法滿足學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作的問題，而且也改變了傳統(tǒng)枯燥乏味的教學(xué)方法，提高了學(xué)生的積極性，鍛煉了學(xué)生的思維能力。但是數(shù)控仿真軟件與真實(shí)的實(shí)際操作還有著很大的差距，所以說，如何能夠把握好這個度，就成為了現(xiàn)階段中職學(xué)校以及老師的首要任務(wù)。[科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］張福榮.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件在數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中應(yīng)用研究[J].電腦學(xué)習(xí),2010,(03)．

［２］史毅.淺談數(shù)控仿真軟件在高職專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2011,(04).［３］繆天山.淺談數(shù)控仿真軟件在技校數(shù)控專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[J].時代教育(教育教學(xué)),2011,(09).［４］喬衛(wèi)紅,魏秋紅.數(shù)控仿真在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2011,(16).轉(zhuǎn)載請注明來源。原文地址：

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第二篇：淺談斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

中等職業(yè)學(xué)校專業(yè)骨干教師國家級培訓(xùn)

文章題目: 淺談數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

姓 名: 李 小 軍 所在省市: 安徽省合肥市 所在單位: 安徽肥西花崗職業(yè)高級中學(xué)

淺談數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

（南京斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件）

摘要：數(shù)控加工仿真是利用計算機(jī)來模擬實(shí)際的加工過程，是驗證數(shù)控加工程序正確性和切削過程的有力工具。隨著數(shù)控加在機(jī)械制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控操作者的大量培訓(xùn)便成為迫切的問題。各職業(yè)技術(shù)學(xué)校緊扣市場需求，大力發(fā)展數(shù)控加工專業(yè)。為了緩解學(xué)生多、數(shù)控設(shè)備少的矛盾．很多職業(yè)學(xué)校利用仿真加工軟件進(jìn)行數(shù)控加工的編程和操作訓(xùn)練．這樣不僅可迅速提高操作者的素質(zhì)，而且安全可靠、費(fèi)用低。另外應(yīng)用數(shù)控加工模擬仿真軟件，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控的積極性，來提高教學(xué)效果和實(shí)訓(xùn)效果，解決了實(shí)訓(xùn)中存在的一些問題。使實(shí)踐教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；數(shù)控編程操作；仿真軟件； 數(shù)控實(shí)訓(xùn) 引言

隨著現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為衡量制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，也是衡量一個國家綜合國力的重要標(biāo)志，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的核心技術(shù)。由于數(shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的重要性，國內(nèi)一些高、中職院校陸續(xù)在機(jī)械專業(yè)開設(shè)了數(shù)控課程。但由于教學(xué)條件的限制，許多學(xué)校只能傳授理論知識，而不能將理論付諸于實(shí)踐。既不能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力如數(shù)控編程能力、數(shù)控機(jī)床的操作能力及系統(tǒng)的維護(hù)能力，也不能培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控技術(shù)的開發(fā)能力。這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位不能很快地在數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)方面獨(dú)當(dāng)一面。

數(shù)控機(jī)床科技含量高，品種繁多、價格較高，一臺數(shù)控車床通常需十來萬，數(shù)控銑床則一般需二三十萬，而一臺數(shù)控加工中心價格更高，少則幾十萬多則幾百萬。作為中職學(xué)校，就一個班五十人來說，則至少需投入同種機(jī)床10幾臺，才能展開正常的實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作，所以投入至少上百萬，同時數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)消耗多，成本高，比如刀具、工件材料的消耗，每生少則也需好幾十元。所以數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)作訓(xùn)練，即使是實(shí)力雄厚的培訓(xùn)院校和企業(yè)既無必要也無力承擔(dān)起此種消耗與投入。因此探索一種新的數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式來達(dá)到投入少、見效快、培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)性強(qiáng)，學(xué)校企業(yè)歡迎的教學(xué)模式勢在必行。經(jīng)調(diào)研，了解并試用了國內(nèi)幾家較好的數(shù)控加工仿真教學(xué)系統(tǒng)，我們最終選擇了南京斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件，此軟件能在計算機(jī)上進(jìn)行三維動態(tài)仿真，操作方法及功能使用同真實(shí)機(jī)床基本一致，并能進(jìn)行手工編程和C A M編程練習(xí)，與國內(nèi)各大機(jī)床廠生產(chǎn)的各類數(shù)控系統(tǒng)有較好的兼容性。使用數(shù)控仿真系統(tǒng)能大大節(jié)省學(xué)校有限資源，彌補(bǔ)師資的不足，并在學(xué)習(xí)中能達(dá)到一人一機(jī)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還可以提高學(xué)生對不同系統(tǒng)的適應(yīng)能力。即使操作失誤也不會損壞機(jī)床、危及人身安全，同樣會起到真實(shí)設(shè)備的教學(xué)效果。

一、斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件簡介

數(shù)控仿真軟件是通過計算機(jī)的編程和建模，將加工過程用三維圖形或二維圖形以動態(tài)形式演示出來的軟件。目前比較常見的有上海宇龍、南京斯沃、北京斐克等數(shù)控仿真軟件，例如我校使用的南京斯沃有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：能全面的仿真數(shù)控加工的過程，包括機(jī)床設(shè)定(支持多種數(shù)控系統(tǒng))、定義毛坯、刀具準(zhǔn)備、基準(zhǔn)測量、G代碼處理、面板操作等；配置要求低，只需仿真軟件和要求不是很高的微機(jī)。并能與多種計算機(jī)操作系統(tǒng)兼容；操作的安全性很高，不會因為學(xué)生的錯誤操作而造成人身傷害，更不會損壞機(jī)床；不需要原材料，投入資金少，占地小。不會造成資源的浪費(fèi)；利用網(wǎng)絡(luò)可以搭建交流平臺，為師生提供良好的交互空間等。

1、定義毛坯及選擇刀具

利用數(shù)控仿真軟件的操作模塊，結(jié)合實(shí)際數(shù)控機(jī)床及相關(guān)工藝知識，選擇合適的機(jī)床型號及系統(tǒng)類型，如圖1；根據(jù)所加工零件形狀定義工件毛坯的大小和材料，確定工件裝夾方式；在所提供的刀具庫中正確選擇刀具。

2、進(jìn)行手工編程，然后校驗該程序

數(shù)控機(jī)床加工時所需的全部信息，即零件的圖樣尺寸、工藝過程、工藝參數(shù)、刀具位移量與方向以及其他輔助動作的總和，將這些信息再按規(guī)定的代碼及格式編制成數(shù)控程序，然后將程序內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，輸入到數(shù)控裝置，從而控制機(jī)床加工。數(shù)控程序的編制對學(xué)生科學(xué)思維和專業(yè)技術(shù)要求很強(qiáng)，單純的理論教學(xué)易使初學(xué)者感到抽象、難學(xué)；加上現(xiàn)在大多中職學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識較為薄弱；數(shù)控指令本身枯燥、不易記憶，編寫的程序又得不到實(shí)現(xiàn)。學(xué)生編寫同一零件的加工程序會有多種，批改作業(yè)十分困難，這一難題在數(shù)控仿真軟件中得以解決，將數(shù)控代碼輸入編輯方式下的程序界面上，如圖2。然后按照實(shí)際數(shù)控機(jī)床的操作步驟進(jìn)行回參考點(diǎn)、對刀、設(shè)定刀具補(bǔ)償，在自動運(yùn)行方式下執(zhí)行程序，可以直觀看到加工過程，判斷所編程序是否合理，如圖3。這樣使抽象、枯燥的學(xué)習(xí)變得形象、生動，更容易掌握，突現(xiàn)了數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)。

3、CAM編程加工

利用C A M類軟件如C A X A、P r o/e、UG、Master CAM中的前處理功能即繪圖功能對零件進(jìn)行三維實(shí)體建模，選擇合適的加工工藝方法，安排零件的加工工序，確定粗加工、半精加工、精加工所對應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量、進(jìn)退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)后，CAXA系統(tǒng)便自動計算加工余量，并動態(tài)顯示出和粗加工、半精加工、精加工所對應(yīng)的不同加工表面的刀具軌跡和NC代碼，然后將零件的NC程序傳入到數(shù)控仿真軟件中進(jìn)行模擬加工仿真，省去了手工編制程序的煩惱。這一過程將數(shù)控編程、制造工藝、刀具、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工等課程有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生覺得以前所學(xué)的知識不再孤立、枯燥，在數(shù)控技術(shù)課程中達(dá)到了融會貫通，并在計算機(jī)上變得生動、形象起來，鞏固了學(xué)生的加工工藝方面的知識，強(qiáng)化了數(shù)控教學(xué)的效果。

二、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中的作用

1、利用數(shù)控仿真軟件可以彌補(bǔ)設(shè)備的不足。

由于大部分中職學(xué)校數(shù)控設(shè)備種類不齊全、數(shù)量不足，那么學(xué)生實(shí)訓(xùn)可以在仿真系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。使用仿真軟件，也大大減少工件、刀具、材料和能源的消耗，從而可以降低培訓(xùn)成本。

2、提供了多種機(jī)床和多種系統(tǒng)。

當(dāng)前數(shù)控機(jī)床的種類和系統(tǒng)廠家眾多，數(shù)控仿真軟件提供了基本涵蓋當(dāng)今我國數(shù)控加工中常見的數(shù)控機(jī)床和主流的數(shù)控系統(tǒng)，教學(xué)時可根據(jù)需要選擇相應(yīng)的機(jī)床和系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行授課，提高學(xué)生對不同數(shù)控系統(tǒng)及不同數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)能力，使學(xué)生到了工廠后能在最短的時間內(nèi)融入到生產(chǎn)當(dāng)中。

3、安全性高，便于學(xué)生學(xué)習(xí)。

由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)不存在安全問題，不會因為學(xué)生的錯誤操作而損壞機(jī)床，更不會造人身傷害，學(xué)生可以大膽地、獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí)。軟件中不僅具有對學(xué)生編制的數(shù)控程序進(jìn)行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實(shí)設(shè)備上無法實(shí)現(xiàn)的三維測量功能。這些功能使得學(xué)生可以進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，自我檢測加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強(qiáng)度。

4、方便了教師授課。

實(shí)習(xí)教學(xué)中，如果教師僅僅在課堂上講解，學(xué)生會難以理解，所以較多的授課內(nèi)容是需要教師進(jìn)行示范的，教師在機(jī)床上對學(xué)生進(jìn)行示范時，很難保證所有的學(xué)生能夠聽清、看清，教學(xué)效果往往不太理想。而數(shù)控加工仿真軟件的互動教學(xué)功能使得教師可以以廣播的方式在每個學(xué)生的屏幕上演示其教學(xué)內(nèi)容，使所有的學(xué)生均能清楚地觀看并進(jìn)行模仿，同時教師也可以在自己屏幕上看到每個學(xué)生的操作情況，實(shí)時了解教學(xué)情況并對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。

5、可在計算機(jī)上完成所編程序的檢驗，減少實(shí)際操作出錯的概率。

在實(shí)際操作時，我們一般利用機(jī)床的圖形模擬校驗功能來檢驗程序的正確性，每個學(xué)生占用機(jī)床時間較長，同時，由于圖形模擬也只能觀看零件的大致輪廓，對于程序中的一些細(xì)小處的錯誤判斷不出。所以在實(shí)際操作前，學(xué)生可以在數(shù)控仿真軟件上輸入程序，將校驗的步驟放在計算機(jī)上完成，觀察零件的加工情況，最后將正確的程序通過鍵盤或數(shù)據(jù)傳輸方式輸入到數(shù)控機(jī)床中，這樣既可節(jié)省時間，又提高了加工中的安全性。

三、數(shù)控加工仿真軟件存在的常見問題及解決辦法

首先，和真實(shí)的數(shù)控機(jī)床相比，數(shù)控仿真軟件中的各類機(jī)床只能做到基本相同，而其中一部分指令，一部分操作方法還是存在一些不同之處，有不少功能在仿真軟件上還體現(xiàn)不出來。如fanuc系統(tǒng)的直接圖紙編程功能，siemens系統(tǒng)的藍(lán)圖編程功能，華中系統(tǒng)的G71凹槽粗車循環(huán)等，很容易使學(xué)生認(rèn)為實(shí)際機(jī)床不具備這些功能。

其次，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)只是加工過程的模擬并非真實(shí)加工過程，它無法代替真實(shí)切削加工。因此，學(xué)生在利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程與操作練習(xí)時，往往容易忽視切削用量的選擇、刀具的選用、零件的裝夾等方面，一旦到了實(shí)際生產(chǎn)中便可能出現(xiàn)打刀現(xiàn)象或影響實(shí)際零件的加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)效率等問題。

另外，由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)不會出現(xiàn)任何事故，使學(xué)生容易放松對安全生產(chǎn)的要求，而對于在練習(xí)時出現(xiàn)的撞刀等現(xiàn)象也毫不在意，習(xí)慣一旦養(yǎng)成，會在實(shí)際生產(chǎn)中造成重大損失。

因此，我們在使用數(shù)控仿真軟件教學(xué)時，應(yīng)注意以下事項：

1、合理安排數(shù)控加工仿真軟件學(xué)習(xí)的階段。

我校的數(shù)控加工專業(yè)的學(xué)生，數(shù)控仿真教學(xué)一般安排在普通車床、銑床等設(shè)備學(xué)習(xí)完后，數(shù)控操作的初學(xué)階段，這樣學(xué)生具備一定的加工基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)起來較容易，而且教師利用仿真軟件進(jìn)行初期培訓(xùn)的效果比較好，同時也可避免初學(xué)者易出現(xiàn)的事故。

2、嚴(yán)格按實(shí)際操作的要求進(jìn)行。

雖然是在計算機(jī)上進(jìn)行仿真加工，但教師一定要要求學(xué)生按照實(shí)際操作加工中的要求來做，如正確裝夾零件，合理選用刀具及切削用量；對刀的步驟和動作也要規(guī)范，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的初期就養(yǎng)成正確的習(xí)慣。另外，應(yīng)盡量避免使用計算機(jī)的鍵盤而采用鼠標(biāo)點(diǎn)擊仿真軟件上的系統(tǒng)面板，使學(xué)生盡快熟悉面板上各鍵的位置，等到實(shí)際操作時就能很快適應(yīng)。

3、及時說明軟件與機(jī)床不符之處。

對于軟件中和機(jī)床的不同之處，教師應(yīng)及時給學(xué)生說明，并根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況對學(xué)生詳細(xì)講解，以免使學(xué)生產(chǎn)生誤解，影響到將來在機(jī)床上的編程與操作。

4、分配好仿真軟件學(xué)習(xí)和機(jī)床操作練習(xí)的時間比例。根據(jù)總的實(shí)習(xí)時間，合理分配好軟件練習(xí)和機(jī)床操作的時間，特別是當(dāng)實(shí)習(xí)條件較好時，上機(jī)操作的時間應(yīng)占較大比例，因為數(shù)控仿真軟件的優(yōu)勢體現(xiàn)在入門基礎(chǔ)培訓(xùn)上，學(xué)生實(shí)際操作技能的提高主要還是要依靠上機(jī)實(shí)際操作練習(xí)。

多年來我校在教學(xué)上的應(yīng)用已經(jīng)體現(xiàn)了斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的種種優(yōu)點(diǎn)，我們相信在不斷的嘗試和研究下，能夠進(jìn)一步地減少它的負(fù)面效應(yīng)，使數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中發(fā)揮出更大的作用。

四、結(jié)論

綜上所述，我校通過數(shù)控仿真軟件的使用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控編程理論時，課堂教學(xué)變得更加生動、具體．提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果明顯提高。對學(xué)生機(jī)床操作能力的培養(yǎng)也起到了極大的提高和加強(qiáng)作用。同時該系統(tǒng)還減輕了教師的下作強(qiáng)度，減少了工件材料和能源的消耗，節(jié)約了實(shí)踐環(huán)節(jié)的培訓(xùn)成本。但是兩者之問始終還有差距存在，二者不能混為一談相互替代，只有在教學(xué)中科學(xué)、合理、有效的利用仿真軟件才能為教學(xué)服務(wù)，并在教學(xué)過程中積極思考其在應(yīng)用中可能產(chǎn)生的問題，主動采取應(yīng)對措施，并將仿真訓(xùn)練與實(shí)踐操作訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合，就一定能收到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)：

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第三篇：淺談數(shù)控加工模擬仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

淺談數(shù)控加工模擬仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

天臺職業(yè)中專

周德相

【摘要】數(shù)控加工技術(shù)是一種先進(jìn)的制造技術(shù)，要掌握好這種技術(shù)，數(shù)控教學(xué)必須同數(shù)控實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，本文探討了通過在實(shí)際的教學(xué)過程中，應(yīng)用數(shù)控加工模擬仿真軟件，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控的積極性，來提高教學(xué)效果和實(shí)訓(xùn)效果，解決了實(shí)訓(xùn)中存在的一些問題。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控加工模擬仿真、數(shù)控加工技術(shù)、理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、GSK——980T

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)正在得到廣泛的應(yīng)用，數(shù)控人才成為勞動力市場急需的人才，如何盡快地培養(yǎng)出滿足市場需要、掌握數(shù)控機(jī)床編程知識和操作技術(shù)的數(shù)控技能型人才成為數(shù)控教學(xué)工作者必須研究的問題。

數(shù)控機(jī)床科技含量高，品種繁多、價格較高，一臺數(shù)控車床通常需十來萬，數(shù)控銑床則一般需二三十萬，而一臺數(shù)控加工中心價格更高，少則幾十萬多則幾百萬。作為中職學(xué)校，就一個班五十人來說，則至少需投入同種機(jī)床10幾臺，才能展開正常的實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作，所以投入至少上百萬，同時數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)消耗多，成本高，比如刀具、工件材料的消耗，每生少則也需好幾十元。所以數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)作訓(xùn)練，即使是實(shí)力雄厚的培訓(xùn)院校和企業(yè)既無必要也無力承擔(dān)起此種消耗與投入。因此探索一種新的數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式來達(dá)到投入少、見效快、培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)性強(qiáng)、企業(yè)歡迎的教學(xué)模式勢在必然，這種教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)既區(qū)別于傳統(tǒng)的機(jī)械加工培養(yǎng)模式又與一般的機(jī)電專業(yè)有不同。運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)教學(xué)是解決這一問題的重要途徑。

一、數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用

1、數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的選用

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的軟件形式很多，有的是數(shù)控機(jī)床本身自帶的仿真系統(tǒng)，但這種數(shù)控機(jī)床的仿真系統(tǒng)在教學(xué)中局限性較大，不適于教師教學(xué)和學(xué)生訓(xùn)練；還有的是一些先構(gòu)圖而后自動編程仿真軟件，也不適應(yīng)手工編程教學(xué)的要求。我們選用的是上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)擁有目前國內(nèi)大部分的數(shù)控系統(tǒng)，包括ＦＵＮＡＣ、ＳＩＭＥＮＳ、ＰＡ系統(tǒng)、廣州數(shù)控、華中數(shù)控、大森數(shù)控等，是一種集各種系統(tǒng)于一身的富有價值的教學(xué)輔助工具。它可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控加工中心加工零件全過程的仿真，其中包括機(jī)床選擇、毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準(zhǔn)測量和設(shè)置，數(shù)控程序輸入、編輯和調(diào)試，具有多系統(tǒng)、多機(jī)床、多零件的加工仿真模擬功能。

2、數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用方法：

如何運(yùn)用這套軟件進(jìn)行教學(xué)呢，我們在教學(xué)中主要從以下幾個方面進(jìn)行探索與實(shí)踐。

(1)靈活應(yīng)用教學(xué)方法，課堂教學(xué)中變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)

現(xiàn)在，大部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的學(xué)生依然選擇讀普高，就讀職高的基本都是學(xué)習(xí)成績、學(xué)習(xí)習(xí)慣較差的三類生，對于這部分學(xué)生，教師的要展開有效的教學(xué)工作很困難，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已很難使學(xué)生接受，因此，利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。而利用上海宇龍仿真系統(tǒng)平臺進(jìn)行教學(xué)，并嫻熟地運(yùn)用行動導(dǎo)向的教學(xué)方法，在課堂教學(xué)中真正體現(xiàn)學(xué)生為主體，突出顯示學(xué)生動手動腦的活動，變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，教師起引導(dǎo)作用，即對學(xué)生活動中遇到困難或無法下手的問題進(jìn)行引導(dǎo)、講解。課堂教學(xué)中每節(jié)課的知識點(diǎn)盡可能集中，深入淺出，便于學(xué)生掌握編程方法與技巧。(2)恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，充分發(fā)揮其課堂教學(xué)中的作用

教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的在教學(xué)中的應(yīng)用方法，擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置，既不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)放棄教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用，也不能在教學(xué)中教師唱獨(dú)角戲采用常規(guī)的教學(xué)模式而忽視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)該科學(xué)地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。

數(shù)控加工技術(shù)是理論、實(shí)踐性均很強(qiáng)的課程，它應(yīng)該是在已完成其它專業(yè)基礎(chǔ)理論教學(xué)、專業(yè)教學(xué)。教學(xué)中應(yīng)妥善安排該課程課堂教學(xué)與上機(jī)仿真教學(xué)的課時比例，一般為1：1。教師在數(shù)控加工技術(shù)的課堂教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)解決編程方法并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)在編程中工藝問題的處理，學(xué)生上機(jī)則利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)解決程序校驗以及不同系統(tǒng)不同機(jī)床的操作問題，每次上機(jī)學(xué)生都有明確的課題，在上機(jī)前教師應(yīng)利用多媒體教學(xué)進(jìn)行操作演示，并在學(xué)生上機(jī)中進(jìn)行巡回指導(dǎo)，學(xué)生在計算機(jī)上應(yīng)用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行編程與操作，既可使學(xué)生更快更好地掌握數(shù)控專業(yè)技能，又培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力、解決實(shí)際問題的能力。

(3)科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸近掌握數(shù)控編程與操作技巧

結(jié)合本校實(shí)際情況（擁有GSK980T數(shù)控車床一臺、浙大晨光數(shù)控車、銑各一臺，華中數(shù)銑一臺，線切割一臺）和本地區(qū)數(shù)控加工的發(fā)展情況（以FANUC數(shù)控車床和數(shù)控銑床為主，另有小部分的華中，西門子等系統(tǒng)），在教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容的安排分為三個模塊。第一模塊為基礎(chǔ)模塊，在重點(diǎn)講解與訓(xùn)練常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心的基本編程方法、操作及應(yīng)用，這一模塊是編程基礎(chǔ)教學(xué)，也是教學(xué)重點(diǎn)，為后面學(xué)習(xí)GSK980T系統(tǒng)和華中系統(tǒng)打好基礎(chǔ)，雖然系統(tǒng)不同，但在編程方面的常用指令和格式是一樣，要使學(xué)生在以后實(shí)習(xí)和工作中能靈活應(yīng)用，所以必須使學(xué)生熟練掌握，靈活應(yīng)用基本編程指令；其二為實(shí)訓(xùn)提高模塊，重點(diǎn)在GSK980T數(shù)控車床和華中數(shù)控銑床上展開，通過仿真與實(shí)際操作相結(jié)合，使學(xué)生掌握這兩種系統(tǒng)的車削和銑削加工，編程以及線切割加工編程，然后通過數(shù)控實(shí)訓(xùn)使學(xué)生切實(shí)掌握數(shù)控加工技術(shù)；模塊三為理論拓展模塊，主要通過模擬仿真，使學(xué)生接觸不同類型的數(shù)控系統(tǒng)的編程，如西門子系統(tǒng)、大森系統(tǒng)等。此模塊，在教學(xué)中根據(jù)實(shí)際情況安排教學(xué)，拓寬學(xué)生的知識面，提高學(xué)生對不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。經(jīng)過這種訓(xùn)練后上崗，學(xué)生反映所看到的數(shù)控操作面板都已熟悉，能夠信心十足的面對所操作的數(shù)控機(jī)床，較快適應(yīng)所從事的工作。(4)探索新的測驗、考試方法，正確進(jìn)行教學(xué)評價，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識和自覺性

上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程與操作練習(xí)時以教師評價為主，平時教師通過對學(xué)生保存的操作記錄和零件進(jìn)行打分，及時登記成績。考試可采用理論考試、模擬仿真與實(shí)際操作相結(jié)合進(jìn)行，比例為3：3：4，避免以往只會理論，不會操作的純理論的書面考試。同時又更加注重了實(shí)際操作的要求，將更多地、客觀地關(guān)注學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效果。所選測試題應(yīng)與課堂教學(xué)、上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的練習(xí)要求相適應(yīng)，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識、學(xué)習(xí)熱情，學(xué)習(xí)的自覺性和自信心。教師在教學(xué)中有明確的教學(xué)目的，逐個系統(tǒng)、逐種機(jī)床進(jìn)行講解及安排練習(xí)，因人施教，因材施教，恰到好處。

二、數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果存在的問題及解決的方法

1、數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果

（1）應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用軟件之前，數(shù)控加工技術(shù)課程的理論教學(xué)與其他課程教學(xué)模式相同，主要是課堂教學(xué)，學(xué)生對自己所編的程序正確與否是通過教師批改作業(yè)來知曉的。這種方法教師檢查程序需逐個程序段進(jìn)行查閱，內(nèi)容多而十分麻煩，一些在數(shù)控機(jī)床上常常無法運(yùn)行的編程錯誤也不易查出，而這些問題的解決在實(shí)際數(shù)控編程中是十分重要的。至于數(shù)控操作問題，在黑板上講各按鍵的作用、名稱與使用更是一件費(fèi)力不討好的事，習(xí)者枯燥，教者乏味。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)以后，學(xué)生所編程序可以直接在計算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的模擬加工演示，對程序編寫和書寫的錯誤能直接看出，機(jī)床操作面板的使用與零件的加工過程也和實(shí)際加工情況十分相似，學(xué)生可以從任意角度觀察數(shù)控機(jī)床加工過程，毛坯加工為成品的過程歷歷在目，直觀形象，便于學(xué)習(xí)與掌握，編程與操作的作業(yè)可以直接在計算機(jī)上檢查，每次有檢查，次次有結(jié)果，使學(xué)生對這門課程有了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，常常是剛上完這一堂課又急切地盼望著下一堂課的到來，甚至提出增加課時，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性與積極性大為提高。同時在教學(xué)過程中也嘗試采用分組討論的教學(xué)方法，通過學(xué)生之間對編程，操作的討論，進(jìn)一步掌握數(shù)控編程技巧，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。

(2)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以降低技能訓(xùn)練成本提高訓(xùn)練效率和安全性 數(shù)控機(jī)床是一種較為昂貴的機(jī)電一體化的新型設(shè)備，如果初學(xué)時就讓學(xué)生直接在數(shù)控機(jī)床上操作，可能出現(xiàn)撞壞車刀、損壞工件與機(jī)床、浪費(fèi)材料等現(xiàn)象，甚至因操作失誤對學(xué)生造成人身危害。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)后，可以大大降低訓(xùn)練的消耗，同時也解決了學(xué)生多，機(jī)床少，教師少的現(xiàn)實(shí)問題。通過前期的模擬仿真練習(xí)，后再進(jìn)行幾次實(shí)際操作就能達(dá)到事半功倍的效果，大大提高了實(shí)習(xí)效率降低了實(shí)習(xí)成本。

2、數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在應(yīng)用中存在的負(fù)面效應(yīng)及應(yīng)對的方法

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一種模擬教學(xué)應(yīng)用軟件，它不能也不可能全盤代替教學(xué)，尤其是技能訓(xùn)練。如果教師一味地依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)而將學(xué)生放任自流，必將 會引起一些負(fù)面效應(yīng)，為了將這些負(fù)面效應(yīng)的影響減少到最低程度，我們應(yīng)拿出切實(shí)可行的應(yīng)對的方法。

首先，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)只是加工過程的模擬并非真實(shí)加工過程，它無法代替學(xué)生在真實(shí)切削加工的實(shí)際感受，尤其是切削用量的選擇，它無法進(jìn)行控制，只能對切削深度過大時加以限制。因此，學(xué)生在應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程與操作訓(xùn)練時，往往容易忽視切削用量的選擇、數(shù)控刀具的選用、零件的裝夾方法，而這些程序一旦應(yīng)用在實(shí)際中便可能出現(xiàn)打刀或影響實(shí)際零件的加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)效率等問題；對此教師應(yīng)引起足夠的重視。可以通過在應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)對學(xué)生進(jìn)行初期訓(xùn)練前，學(xué)生已進(jìn)行數(shù)控機(jī)床和通用機(jī)床加工認(rèn)識實(shí)習(xí)及通用機(jī)床的實(shí)訓(xùn)，學(xué)生已學(xué)會刃磨車刀，熟悉機(jī)床加工的各種方法及切削用量的選擇技巧，已建立了較為扎實(shí)的機(jī)械加工的感性認(rèn)識，同后階段的實(shí)際數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練、綜合課題的強(qiáng)化訓(xùn)練，以及畢業(yè)前的到對口企業(yè)的數(shù)控機(jī)床實(shí)習(xí)來解決，方可彌補(bǔ)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)的這一缺陷。

其次，我國的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件的設(shè)計與應(yīng)用尚處在剛剛起步的階段，與國外一些較為成熟的職業(yè)技術(shù)教育數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件相比還有一些差距，仍有不少亟待完善之處，有些指令無法執(zhí)行，有些功能同實(shí)際機(jī)床有些許出入，比如我們在教學(xué)過程中碰到過GSK980系統(tǒng)對刀時跟實(shí)際機(jī)床有一些不同，使學(xué)生對編程理論產(chǎn)生疑惑而無所適從，這就對它的使用范圍有所限制，任課教師應(yīng)該熟悉這一差別，及時加以說明，并積極與數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件設(shè)計方進(jìn)行聯(lián)系以便及時予以改進(jìn)。

其三，在利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行技能訓(xùn)練時容易使學(xué)生對計算機(jī)產(chǎn)生依賴心理，沉迷于仿真加工，而疏于上數(shù)控機(jī)床操作。個別學(xué)生甚至趁老師不注意上網(wǎng)或玩電游。這就要求數(shù)控實(shí)訓(xùn)教師提高管理能力和教學(xué)水平，合理分組科學(xué)安排應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行技能訓(xùn)練的時間，仿真訓(xùn)練與操作訓(xùn)練在后階段應(yīng)穿插進(jìn)行，科學(xué)管理就可將這一負(fù)面效應(yīng)減少到最低程度。

數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用尚在起步與研究探索階段，只要積極思考在應(yīng)用中產(chǎn)生的問題，主動采取應(yīng)對措施，我們正確發(fā)揮其在教學(xué)中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。

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第四篇：數(shù)控機(jī)床仿真在數(shù)控教學(xué)中的引用

數(shù)控機(jī)床仿真在數(shù)控教學(xué)中的引用

摘 要：本文結(jié)合當(dāng)今數(shù)控機(jī)床仿真軟件的出現(xiàn)和我單位數(shù)控加工教學(xué)和培訓(xùn)的職能，及數(shù)控機(jī)床操作培訓(xùn)事故率多、對機(jī)床損壞大等特點(diǎn)論述對于初次接觸數(shù)控機(jī)床的學(xué)生和學(xué)員結(jié)合數(shù)控機(jī)床仿真軟件來進(jìn)行基本操作培訓(xùn)。

關(guān)鍵詞：虛擬數(shù)控機(jī)床 數(shù)控教學(xué)與培訓(xùn) 虛擬現(xiàn)實(shí) 仿真

0 引言

隨著數(shù)控加工在機(jī)械制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控操作者的大量培訓(xùn)便成為迫切的問題。在傳統(tǒng)的操作培訓(xùn)中，數(shù)控編程和操作的有效培訓(xùn)必須在實(shí)際機(jī)床上進(jìn)行，這既占用了設(shè)備加工時間，又具有風(fēng)險，培訓(xùn)中的誤操作經(jīng)常會導(dǎo)致昂貴設(shè)備的損壞。

隨著計算技術(shù)的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和理念的發(fā)展，產(chǎn)生了可以模擬實(shí)際設(shè)備加工環(huán)境及其工作狀態(tài)的計算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。它用計算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)，不僅可迅速提高操作者的素質(zhì)，而且安全可靠、費(fèi)用低。

與科學(xué)幻想相似，想象力和技術(shù)的相互結(jié)合造就了虛擬現(xiàn)實(shí)。培根在13世紀(jì)寫的沒有馬的轎車和配備動力的機(jī)械的科幻故事就是這類結(jié)合的早期見證，凡爾納在19世紀(jì)寫了火箭和潛水艇的預(yù)言性科幻小說，特別是一些科幻作家們已做出的各種利用虛擬現(xiàn)實(shí)的基本概念的設(shè)想正在逐步變成了具體化。上世紀(jì)內(nèi)所建樹的幾個技術(shù)性里程碑使得虛擬現(xiàn)實(shí)成為可能，電話、無線電、電視、半導(dǎo)體三極管和集成電路(微處理器芯片)和液晶顯示器。尤其是計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展。一些早期的仿真嘗試(例如第一臺飛行模擬器、立體電影、電視游戲等)都已成為當(dāng)今虛擬現(xiàn)實(shí)仿真的先驅(qū)。當(dāng)然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程與電子學(xué)以及計算機(jī)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展是分不開的。

目前在國內(nèi)已經(jīng)有少數(shù)高等院校將計算機(jī)仿真初步運(yùn)用于數(shù)控操作人才培訓(xùn)的教學(xué)之中，也產(chǎn)生了各種仿真教學(xué)系統(tǒng)。這些教學(xué)系統(tǒng)既能單機(jī)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，又能在線運(yùn)行。獨(dú)立運(yùn)行即機(jī)床模型方式，其培訓(xùn)設(shè)施只需一臺微機(jī)，數(shù)控機(jī)床的模擬操作在顯示屏顯示的仿真面板上進(jìn)行，而零件切削過程由機(jī)床模型三維動畫演示，用這種方式進(jìn)行初步培訓(xùn)是經(jīng)濟(jì)有效的；在線運(yùn)行即機(jī)床工作方式，這種方式下教學(xué)系統(tǒng)將與實(shí)際機(jī)床連接，由硬件實(shí)現(xiàn)零件切削過程，這時除了操作者是用仿真面板操作外，其它則與實(shí)際機(jī)床的真實(shí)情況一樣，簡單來講就是利用計算機(jī)和其他的專用硬件軟件去產(chǎn)生一種真實(shí)場景的仿真，參與者可以通過與仿真場景的交互來體驗一種接近于真實(shí)的場景的感覺。因此能進(jìn)一步培訓(xùn)操作者的實(shí)際工作技能。

數(shù)控仿真系統(tǒng)的核心是虛擬數(shù)控機(jī)床，而虛擬數(shù)控機(jī)床又是虛擬制造技術(shù)中的一個執(zhí)行單元，它不僅在數(shù)控加工過程中為產(chǎn)品設(shè)計提供了可制造性的分析，而且在數(shù)控系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)中，為各類學(xué)校和企業(yè)技術(shù)人員提供了完善的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。該類系統(tǒng)完全模擬零件的切削過程，能檢驗數(shù)控指令正確與否，提供一套功能齊全的調(diào)試、編輯、修改和跟蹤執(zhí)行等功能。1 虛擬數(shù)控系統(tǒng)功能

虛擬數(shù)控機(jī)床實(shí)際上是虛擬環(huán)境中數(shù)控機(jī)床的模型。與真實(shí)機(jī)床相比，虛擬數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有以下功能： ·虛擬數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有與真實(shí)機(jī)床完全相同的結(jié)構(gòu)。虛擬數(shù)控機(jī)床能模仿真實(shí)機(jī)床的任何功能而不致因為采用某種近似替代而導(dǎo)致某種結(jié)構(gòu)和信息的失真或丟失．并應(yīng)與真實(shí)機(jī)床有完全相同的界面風(fēng)格，為技術(shù)人員的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)提供保證。

·虛擬數(shù)控機(jī)床強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，為遠(yuǎn)程教育提供可能。

·完善的圖形和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口。用戶既能在真實(shí)的環(huán)境中運(yùn)行虛擬機(jī)床，又能觀察它的各種遠(yuǎn)行參數(shù)，并能與其他CAD／CAM軟件接口。3平臺的購建

虛擬數(shù)控機(jī)床是如何實(shí)現(xiàn)這些功能的呢？它一般是通過以下的構(gòu)建平臺來實(shí)現(xiàn)。

①Nc解釋平臺 NC解釋平臺包括NC解釋器和NC驗證器。任務(wù)分配數(shù)據(jù)庫從任務(wù)調(diào)度中接受數(shù)控代碼并將其翻譯為虛擬機(jī)床的部件、刀具等運(yùn)動的信息，并將其通過計算模塊來模擬機(jī)床的響應(yīng)，NC解釋器能夠被自由地配置從而能夠模擬任何一種數(shù)控機(jī)床的CNC控制器。

②NC驗證器，能夠驗證NC代碼的語法正確性。

③刀具庫 刀具庫應(yīng)包括一臺數(shù)控機(jī)床所需的刀具，并能自由配置刀具庫中的刀具號．從而能模擬任何一種數(shù)控機(jī)床的換刀形式。

④仿真平臺 仿真平臺包括刀具軌跡仿真、切削力仿真，加工精度仿真、三維動畫仿真、加工工時統(tǒng)計分析，仿真平臺是虛擬數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)。操作者可以在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行機(jī)床運(yùn)動和切削過程等的仿真，從中獲得相關(guān)的加工數(shù)據(jù)。如進(jìn)給軸的位移量、換刀狀態(tài)、主軸轉(zhuǎn)速、加速度、進(jìn)給量、加工時間等。通過加工過程的仿真，了解所設(shè)計工件的可加工性，驗證NC代碼的正確性以及評價和優(yōu)化加工過程，并通過在線修改NC代碼來優(yōu)化NC代碼。

⑤計算平臺 計算平臺用來完成虛擬數(shù)控機(jī)床中各種計算，如根據(jù)NC代碼計算加工零件新的幾何形狀，根據(jù)刀具的材料、運(yùn)行時間、零件的材料性質(zhì)和潤滑介質(zhì)的性質(zhì)計算刀具的補(bǔ)償量和熱補(bǔ)償量。這些計算結(jié)果是虛擬數(shù)控機(jī)床在應(yīng)用于虛擬制造過程中的加工方案評價以及可制造性分析所必須的。

⑥設(shè)計開發(fā)平臺 虛擬數(shù)控機(jī)床的設(shè)計平臺是一個面向?qū)ο蟮臄?shù)控軟件庫及其開發(fā)環(huán)境。通過對數(shù)控軟件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化研究和其它CAD／CAM軟件的數(shù)據(jù)交換，并對典型的零件進(jìn)行封裝，設(shè)計成具有穩(wěn)定、通用接口的可重用的軟件。

⑦操作運(yùn)行平臺和監(jiān)控平臺 在虛擬環(huán)境中完全實(shí)現(xiàn)真實(shí)機(jī)床的操作，讓使用者完全感受到真實(shí)機(jī)床的運(yùn)行特性。在這些基礎(chǔ)上的監(jiān)控硬件和軟件，用來控制簡易機(jī)床．增加虛擬數(shù)控機(jī)床的真實(shí)感．并且可以進(jìn)行典型零件的實(shí)驗性試切加工，讓使用者有一種身臨其盡的感覺。尤其是在數(shù)控教學(xué)和培訓(xùn)過程中，初學(xué)數(shù)控編程者需要大量的編程練習(xí)，并進(jìn)行實(shí)際調(diào)試。用試切法來檢驗數(shù)控加工程序顯然不合理，而且也難于實(shí)現(xiàn)。如果利用仿真技術(shù)，這些問題可以輕松得到解決，從而避免編程時人為出錯或工藝不合理造成工件報廢。4 總結(jié)

鑒于虛擬數(shù)控機(jī)床具備的功能，針對目前我單位數(shù)控教學(xué)課程和參加數(shù)控實(shí)習(xí)學(xué)生人數(shù)的增多，及數(shù)控設(shè)備較為精密、昂貴的特點(diǎn)。把數(shù)控加工仿真軟件引入教學(xué)之中，用于數(shù)控機(jī)床操作與編程培訓(xùn)，這樣既可以避免因誤操作造成價格昂貴的數(shù)控機(jī)床的損壞，又可以使操作人員在對仿真數(shù)控機(jī)床操作過程中產(chǎn)生臨場感和真實(shí)感。而且能夠讓同學(xué)們更快地熟悉和了解數(shù)控加工的工作過程，并且掌握每種數(shù)控機(jī)床的基本操作。更大的好處是在實(shí)現(xiàn)了同樣效果的情況下將加工出錯及事故發(fā)生率降低到了最小程度。

我單位目前的硬件設(shè)施基本具備，包括微機(jī)房、局域網(wǎng)和各類數(shù)控機(jī)床等。不久的將來在校園網(wǎng)接通之后，這種教學(xué)方式確實(shí)很有可能成為現(xiàn)實(shí)。尤其是在北航工程訓(xùn)練中心開設(shè)遠(yuǎn)程教育課程之后，相信這種教學(xué)方式必將成為一種必要的教學(xué)手段。

第五篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用

《數(shù)控加工仿真系統(tǒng)》的功能

教學(xué)功能

本軟件具備對數(shù)控機(jī)床操作全過程和加工運(yùn)行全環(huán)境仿真的功能?？梢赃M(jìn)行數(shù)控編程的教學(xué)，能夠完成整個加工操作過程的教學(xué)。使原來需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分教學(xué)功能可以在這個虛擬制造環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。由于大部分的實(shí)訓(xùn)活動可以在本仿真系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，使用本仿真軟件將大大減少在數(shù)控機(jī)床設(shè)備上的資金投入，從而可以加快當(dāng)前緊缺數(shù)控加工操作技術(shù)人員的培訓(xùn)速度。由于使用仿真軟件，也大大減少工件材料和能源的消耗，從而可以降低培訓(xùn)成本。

由于仿真軟件不存在安全問題，學(xué)員可以大膽地、獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)和練習(xí)。本軟件中不僅具有對學(xué)員編制的數(shù)控程序進(jìn)行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實(shí)設(shè)備上無法實(shí)現(xiàn)的三維測量功能。這些功能使得學(xué)員可以進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，自我檢測加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強(qiáng)度。

本軟件的互動教學(xué)功能使得教師既可以以廣播的方式在每個學(xué)生的屏幕上演示其教學(xué)內(nèi)容。教師也可以在自己屏幕上看到每個學(xué)生的操作情況，實(shí)時了解教學(xué)情況。

許多教師在數(shù)控理論課程中也使用本仿真軟件，使得課堂的教學(xué)變得更加生動、更加具體，教學(xué)效果明顯得到提高。

考試功能

數(shù)控加工技能操作考試不僅重視最后的結(jié)果，更重視操作的過程。本軟件最初是為上海市就業(yè)培訓(xùn)與指導(dǎo)中心的社會化數(shù)控技能鑒定專門開發(fā)的?？荚嚬δ懿粌H記錄了考試的最后結(jié)果，還把整個操作過程完整記錄下來。通過回放功能可以察看考試的操作全過程。近二年來，由于數(shù)控操作人才的緊迫需求，全國各級學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)對數(shù)控專業(yè)或者相關(guān)專業(yè)的招生都已經(jīng)達(dá)到史無前例的規(guī)模。數(shù)控專業(yè)學(xué)生在幾百名的學(xué)校已經(jīng)為數(shù)不少，甚至有上千名的。工件精確測量是一件非常繁復(fù)的工作，對數(shù)控學(xué)生人數(shù)眾多的學(xué)校，即使在仿真軟件上進(jìn)行一次考試或者練習(xí)都可能是非常困難的。根據(jù)廣大用戶的需求，本軟件近來增加了工件的自動測量功能。該功能能夠?qū)Ψ抡孳浖霞庸ね瓿珊蟮墓ぜM(jìn)行完全自動的、智能化的測量。如果事先設(shè)定了評分規(guī)則，就可以進(jìn)行全自動的評分。在大連市技能鑒定中心進(jìn)行的數(shù)控操作工社會化考試中，數(shù)控機(jī)床操作的仿真考試中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了完全自動評分。經(jīng)過半年多的連續(xù)使用，證明該項功能已經(jīng)完全達(dá)到預(yù)定設(shè)計目標(biāo)，現(xiàn)已經(jīng)交付大連市技能鑒定中心自己獨(dú)立使用。本軟件的完全自動評分功能在同類產(chǎn)品中是獨(dú)一無二的。

遠(yuǎn)程教學(xué)功能

本軟件不僅在局域網(wǎng)上具有雙向互動的教學(xué)功能，還具有基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行雙向互動的遠(yuǎn)程教學(xué)功能，數(shù)據(jù)傳送可以采用衛(wèi)星、寬帶（ADSL,ISDN,有線CABLE等）或窄帶互聯(lián)網(wǎng)（56K Modem）等方式進(jìn)行。這使得遠(yuǎn)程教學(xué)成為名副其實(shí)。因此，本軟件不僅適合于寬帶互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)能夠達(dá)到的地方的遠(yuǎn)程教學(xué)。同時，也適合于寬帶互聯(lián)網(wǎng)還不能達(dá)到、僅有電話線到達(dá)地區(qū)的遠(yuǎn)程教學(xué)。該項目于2002年1月通過了上海市科委鑒定，鑒定意見認(rèn)為該項目“技術(shù)先進(jìn)，功能組織合理，達(dá)到了商品化軟件的水平，特別是其基于56K Modem窄帶互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行三維視圖實(shí)時更新的異地互動協(xié)同工作技術(shù)，并用于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)中，具有獨(dú)創(chuàng)性，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平”。2001年年底以來，使用上海廣電集團(tuán)的衛(wèi)星微波通訊連

路，本軟件在上海市就業(yè)培訓(xùn)與指導(dǎo)中心數(shù)控加工遠(yuǎn)程教學(xué)課程中開始投入實(shí)際使用。經(jīng)過三年多時間的使用，證明效果良好。為今后實(shí)現(xiàn)對我國西部地區(qū)的數(shù)控遠(yuǎn)程教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。本軟件 基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行雙向互動的遠(yuǎn)程教學(xué)功能在同類產(chǎn)品中也是獨(dú)一無二的。

數(shù)控系統(tǒng)

由于社會多元化的需求，促使學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)向多種數(shù)控系統(tǒng)方向發(fā)展。但是，一般的學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)不可能購置所有主流數(shù)控系統(tǒng)和設(shè)備。為此，本軟件產(chǎn)品正在仿真更多的數(shù)控系統(tǒng)。目前，本軟件 產(chǎn)品仿真的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)包括 Fanuc 0系統(tǒng)、Fanuc 0-I系統(tǒng)、Fanuc PowerMate 0系統(tǒng)、Siemens 810D系統(tǒng)、Siemens 802C系統(tǒng)、Siemens 802D系統(tǒng)、PA 8000系統(tǒng)、三菱60系統(tǒng)、大森數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)和廣州數(shù)控系統(tǒng)。機(jī)床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、立式和臥式加工中心以及幾十種機(jī)床面板。本軟件所仿真的數(shù)控系統(tǒng)是國內(nèi)同類產(chǎn)品中最全的，有些是獨(dú)有的。