導(dǎo)言：作為寫作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

數(shù)控加工仿真是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上模擬實(shí)際的機(jī)床加工過(guò)程，以部分替代實(shí)際機(jī)床的操作訓(xùn)練，它不僅可以驗(yàn)證數(shù)控加工程序的可靠性，而且能夠預(yù)測(cè)切削過(guò)程，從而減少工件的試切，提高工作效率。仿真可分為幾何仿真和物理仿真兩類。(1)幾何仿真不考慮物理因素的影響，來(lái)仿真刀具幾何體的運(yùn)動(dòng)，主要用來(lái)驗(yàn)證NC程序編程是否合理，以便減少因程序錯(cuò)誤而導(dǎo)致的刀具折斷、機(jī)床損傷、零件報(bào)廢等問(wèn)題，縮短程序開發(fā)時(shí)間，節(jié)約成本。常用方法主要有：離散矢量求交發(fā)、基于圖像空間的方法、直接實(shí)體造型法。幾何仿真可以是實(shí)時(shí)仿真也可以是非實(shí)時(shí)仿真。(2)物理仿真物理仿真又稱為力學(xué)仿真。在銑削過(guò)程中，受物理參數(shù)影響較大，物理仿真是通過(guò)切削仿真過(guò)程的力學(xué)特性來(lái)分析刀具振動(dòng)和刀具破損情況，控制切削參數(shù)，建立物理模型，從而優(yōu)化切削過(guò)程。物理仿真要求實(shí)時(shí)仿真。

虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)主要包括虛擬加工環(huán)境和虛擬加工過(guò)程兩部分，職業(yè)院校虛擬數(shù)控加工系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：第一系統(tǒng)要有豐富的刀具材料庫(kù)，建立工藝系統(tǒng)的幾何模型；第二動(dòng)態(tài)顯示整個(gè)運(yùn)行環(huán)境，對(duì)加工環(huán)境進(jìn)行仿真，包括三維工件的實(shí)時(shí)切削、刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)系設(shè)置等；第三機(jī)床操作全過(guò)程仿真，包括仿真機(jī)床工件裝夾、基準(zhǔn)對(duì)刀、壓板安裝、安裝刀具等操作；第四實(shí)現(xiàn)互動(dòng)教學(xué)，師生操作過(guò)程能實(shí)時(shí)雙向互動(dòng)；第五實(shí)現(xiàn)仿真考試自動(dòng)評(píng)分，系統(tǒng)能夠根據(jù)事先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)完成工件尺寸及整個(gè)操作過(guò)程進(jìn)行評(píng)分；第六保證系統(tǒng)的安全性。

2虛擬數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于Delphi的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有刀具幾何建模、三維圖形仿真、碰撞檢測(cè)以及材料切除仿真等功能。數(shù)控仿真系統(tǒng)可以為操作人員提供接近真實(shí)的加工環(huán)境，全方位模擬實(shí)際的加工過(guò)程。該數(shù)控仿真系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示:

2.1加工環(huán)境建模模塊加工環(huán)境建模包括幾何建模和虛擬面板兩個(gè)模塊。其中幾何建模包括機(jī)床建模、工件建模、刀具建模以及夾具建模等，虛擬面板模塊包括虛擬顯示屏和機(jī)床操作面板等。(1)機(jī)床建模機(jī)床建模采用結(jié)構(gòu)實(shí)體幾何法，它不能脫離真實(shí)機(jī)床而獨(dú)立存在，它是以真實(shí)機(jī)床為研究對(duì)象，不考慮機(jī)床的傳動(dòng)裝置確定機(jī)床的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行的簡(jiǎn)化處理。由于機(jī)床類型多種多樣，在建立機(jī)床模型時(shí)根據(jù)模塊化原理需要定制標(biāo)準(zhǔn)的模塊，確保機(jī)床模型與真實(shí)機(jī)床一樣。(2)工件建模工件建模過(guò)程在仿真加工系統(tǒng)中處于十分重要的地位，它的好壞直接影響到仿真產(chǎn)品的質(zhì)量。一個(gè)模型可以用屬性模型和幾何模型兩個(gè)子模型共同來(lái)表示，其中產(chǎn)品的屬性通過(guò)屬性模型來(lái)表示，而它的尺寸和形狀則通過(guò)幾何模型來(lái)表示。(3)刀具建模刀具種類繁多，可利用實(shí)體建模方法實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具的建模。

篇2

隨著我圍經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)制造業(yè)裝備的自動(dòng)化水平在不斷提高，數(shù)控機(jī)床的擁有量及在機(jī)床中所占的比重大幅度地增加。如何有效地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的使用效率、提高加工質(zhì)量一直是人們追求的目標(biāo)。在進(jìn)行零件數(shù)控加工過(guò)程中，零件本身的可加工性和數(shù)控程序的質(zhì)量是影響零件加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。數(shù)控程序投人實(shí)際加工之前，都必須進(jìn)行有效的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)數(shù)控程序的方法主要有手工檢驗(yàn)、試切檢驗(yàn)、軌跡顯示和計(jì)算機(jī)仿真等。其中計(jì)算機(jī)仿真是近年來(lái)發(fā)展較快，也足最行之有效的方法。我們?cè)诰C合分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)控加工仿真的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，以此為基礎(chǔ)建立了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)并應(yīng)用到教學(xué)中。學(xué)生利用此系統(tǒng)可以在計(jì)算機(jī)上模擬加工環(huán)境和數(shù)控加工的過(guò)程，完成NC程序的校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)干涉（主要是刀具與工件之間）和過(guò)切現(xiàn)象，修改NC程序，通過(guò)實(shí)際參與，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。另外，此系統(tǒng)也可用予生產(chǎn)實(shí)際。減少加工失誤、返工，縮短研制周期，節(jié)約資金，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

其優(yōu)點(diǎn)在于：（1）系統(tǒng)完全模擬真實(shí)機(jī)床的控制面板和屏幕顯現(xiàn)可輕松操作。（2）在虛擬環(huán)境下對(duì)代碼的切削狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)操作安全。（3）用戶可看到真實(shí)的三維加工仿真過(guò)程仔細(xì)檢查加工后的工件可以更迅速的掌握機(jī)床的操作過(guò)程，過(guò)程逼真。（4）采用虛擬機(jī)床替代真實(shí)機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn)在降低費(fèi)用的同時(shí)獲得更佳的培訓(xùn)效果，使用更經(jīng)濟(jì)。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有FUNUC、SIEMENS等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能，學(xué)生通過(guò)在電腦上操作該軟件，能在很短時(shí)間內(nèi)就能掌握數(shù)控車、銑及加工中心的操作?？墒謩?dòng)編程和加工，教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，監(jiān)看窗口滾動(dòng)控制，可隨時(shí)獲得學(xué)生信息。在教學(xué)中還具有多媒體教學(xué)的特點(diǎn)。

首先，由于計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為媒體開發(fā)的，所以它的通用性較強(qiáng)。在屏幕上能夠顯示和機(jī)床操作面板一模一樣的界面；以動(dòng)態(tài)的模擬顯示代替機(jī)床實(shí)際運(yùn)行并且還能夠提示操作信息，如編程錯(cuò)誤信息和操作失誤機(jī)床碰撞報(bào)警信息等。使數(shù)控機(jī)床的編程操作易于課堂化教學(xué)，從而即節(jié)省了機(jī)床設(shè)備和實(shí)習(xí)消耗、又大大提高了教學(xué)效率。

其次，計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床控制系統(tǒng)依據(jù)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的顯示功能和全中文的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并配以豐富多彩、自然友好界面顯示，使學(xué)生一進(jìn)入本系統(tǒng)就被深深的吸引，從而能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。模擬演示功能更為真實(shí)可靠，圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設(shè)計(jì)以滿足不同監(jiān)控要求。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，程序段、坐標(biāo)值、出錯(cuò)信息以及工件與刀具的相對(duì)移動(dòng)的切削過(guò)程同時(shí)顯示在同一窗口內(nèi)，使操作者能夠一目了然，隨時(shí)監(jiān)控機(jī)床運(yùn)行的狀態(tài)體驗(yàn)真實(shí)的加工過(guò)程。該系統(tǒng)具有機(jī)床規(guī)格大小設(shè)置，可定義刀具形狀、切削用量，如數(shù)控銑床上鉆頭、鏜刀、球頭刀、圓角刀，數(shù)控車床上的外圓刀、鏜刀、切刀、螺紋刀，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控刀具加工軌跡及圖形縮放控制。機(jī)床外形也可顯示并具有關(guān)門保護(hù)、零件加工后的測(cè)量和保存視窗作業(yè)的功能。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)功能較為完善、適于教學(xué)的使用。其中語(yǔ)法診斷和模擬示教功能可以使學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互式學(xué)習(xí)。即由學(xué)生輸入程序，在模擬運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)能及時(shí)提供錯(cuò)誤信息以及刀具相對(duì)移動(dòng)軌跡的顯示以及最終加工的立體效果，再由學(xué)生經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單判斷就能很容易的發(fā)現(xiàn)和修改程序的錯(cuò)誤，從而避免教師直接面對(duì)學(xué)生的指責(zé)傷害學(xué)生的自尊，也大大減輕了教師批改學(xué)生程序作業(yè)時(shí)的繁重負(fù)擔(dān)。使教師能夠集中精力以幫助學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題，保證了教學(xué)質(zhì)量使教學(xué)效果得到顯著提高。

在操作方面，由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)采用了與數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能，并且使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在操作中即使出現(xiàn)人為的編程或操作失誤也不會(huì)危及機(jī)床和人身安全，反而學(xué)生還可以從中吸取大量的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。所以說(shuō)它是初學(xué)者理想的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐工具，只要經(jīng)過(guò)短期的專門訓(xùn)練，學(xué)生很快就能夠適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)際操作方法，從而為以后的技能的進(jìn)一步深造打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于我們注意到了它在這一方面具有的優(yōu)越特點(diǎn)，而且根據(jù)學(xué)校教學(xué)改革的要求，我們盡力把它運(yùn)用到我校無(wú)斷層教學(xué)模式中。比如，我們?cè)跀?shù)控機(jī)床實(shí)操訓(xùn)練之前開發(fā)了編程模擬操作課程，并且專門編著了《數(shù)控機(jī)床編程與模擬操作》，在內(nèi)容上突出了理論和實(shí)踐的關(guān)系，為我校填補(bǔ)了在這一方面的空白。至此，我們將理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合在一起邊講授邊練習(xí)，使講過(guò)的知識(shí)及時(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，不但加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解而且在模擬操作的同時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作方法上也具備了相當(dāng)水平的實(shí)踐基礎(chǔ)。在教學(xué)中邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊做、在學(xué)中做、在做中學(xué)，學(xué)生的積極性被調(diào)動(dòng)起來(lái)，老師也在繁鎖教學(xué)活中得到解放和學(xué)生一樣都感到非常輕松，大大提高了教學(xué)效果。學(xué)生的編程與操作能力也有了非常明顯的效果，在數(shù)控等級(jí)工考試中合格率達(dá)到，學(xué)生成績(jī)相當(dāng)優(yōu)秀，得到相關(guān)老師及校領(lǐng)導(dǎo)一至好評(píng)。

隨著仿真軟件的較快發(fā)展，只有在教學(xué)當(dāng)中合理、科學(xué)、有效、有選擇地利用仿真軟件才能使之為教學(xué)服務(wù)。我們不能把軟件仿真作為理想的、真實(shí)的模型來(lái)認(rèn)識(shí)，而只能將其作為認(rèn)識(shí)事物的中介與橋梁，在教學(xué)中必須與實(shí)踐操作相結(jié)合，才能發(fā)揮它的最佳教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

篇3

1.1數(shù)控加工中心的概念

其實(shí)數(shù)控加工中心就是從數(shù)控銑床慢慢發(fā)展變化而來(lái)的。隨著科技的進(jìn)步和設(shè)計(jì)思想的不斷更新，越來(lái)越多新技術(shù)新概念被運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)推廣，使得一切都在革新和完善，數(shù)控加工中心就是其中之一。但數(shù)控中心是從數(shù)控銑床發(fā)展變化而來(lái)的自然就會(huì)有許多區(qū)別和更為完善的功能，可以說(shuō)與之最大區(qū)別點(diǎn)在于數(shù)控加工中心是可以具有自動(dòng)交換加工刀具的能力，這也是它更加完善提高效率的方面。通過(guò)在刀庫(kù)上安裝額不同用途的刀具，使用自動(dòng)換刀裝置最終得以實(shí)現(xiàn)更多更全面的加工功能。

1.2數(shù)控加工中心的相關(guān)原則

每一項(xiàng)技術(shù)每一個(gè)設(shè)備都是有其相應(yīng)的原則的，這樣才能有一個(gè)規(guī)范性，在實(shí)施和運(yùn)用的過(guò)程中才能更好的達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，讓目的得以達(dá)成，數(shù)控加工中心也是一樣，也需要遵守以下幾點(diǎn)原則：首先是需要合理的保障工件在加工后的精度和表面粗糙度能夠更高的達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。畢竟數(shù)控加工中心只有更好的達(dá)成目標(biāo)需求才能有助于被市場(chǎng)所接受和推廣。還有就是盡可能的減短加工路線，減少空行程時(shí)間，簡(jiǎn)化計(jì)算的工作量，以此來(lái)達(dá)到提高加工效率的最終效果，而數(shù)字化自動(dòng)化的目的就是實(shí)現(xiàn)以上的需求。最后及時(shí)對(duì)于某些重復(fù)使用的程序，可以運(yùn)用子程序來(lái)使整體設(shè)計(jì)變得更為工整更具有條理性，減少程序意外發(fā)生。

2仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及開發(fā)要點(diǎn)

2.1仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

而對(duì)于整個(gè)仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要由包括公共操作界面、用戶控制而板、鉆床界面、車削界面、銑削界面和程序編輯界幾個(gè)主要的部分組合而成，通過(guò)實(shí)現(xiàn)以上幾個(gè)部分，就能主要達(dá)到相應(yīng)的功能完成。當(dāng)然除此之外，還有程序檢查解釋、仿真計(jì)算機(jī)以及仿真計(jì)算機(jī)顯示等模塊的編寫實(shí)現(xiàn)將能更好的完善仿真系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，達(dá)到預(yù)期效果和作用。一般來(lái)講，數(shù)控加工中心仿真系統(tǒng)的用戶界面通常都是采用C++語(yǔ)言編寫的動(dòng)態(tài)窗口以方便使用者的的數(shù)據(jù)操作。在用戶主界面上還包括了仿真、操作以及預(yù)留這三個(gè)動(dòng)態(tài)的窗口來(lái)達(dá)到為使用者提供一些相應(yīng)幫助的作用。

2.2仿真系統(tǒng)的開發(fā)要點(diǎn)

仿真系統(tǒng)在開發(fā)中也需要注重相應(yīng)的開發(fā)要點(diǎn)：首先是關(guān)于基本流程。在啟動(dòng)仿真系統(tǒng)，載入相應(yīng)的數(shù)控加工中心模型，在系統(tǒng)中能夠?qū)C(jī)床機(jī)構(gòu)有一個(gè)合理的認(rèn)知，并實(shí)現(xiàn)虛擬系統(tǒng)中的相關(guān)演示與操作，最終達(dá)到仿真的預(yù)期功效。系統(tǒng)開發(fā)必須最終保證這些基本流程能夠完整實(shí)現(xiàn)。然后是系統(tǒng)開發(fā)方面，主要分為拆裝運(yùn)動(dòng)仿真模塊和任意零部件剖切功能的實(shí)現(xiàn)。合理的以這兩個(gè)方面為關(guān)鍵點(diǎn)為主導(dǎo)就是整個(gè)仿真系統(tǒng)的主體功能實(shí)現(xiàn)，解決這兩個(gè)模塊功能的技術(shù)難題并使之相應(yīng)功能實(shí)現(xiàn)就是整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)的要點(diǎn)。

3關(guān)于數(shù)控加工中心仿真系統(tǒng)的開發(fā)

3.1仿真系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

對(duì)于仿真系統(tǒng)的開發(fā)，在當(dāng)前能使用的平臺(tái)很多，選擇合適的且自身使用操作最為熟悉的才能更好的幫助完成設(shè)計(jì)開發(fā)。隨后，在系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)方面，主要可分為結(jié)構(gòu)觀察、運(yùn)動(dòng)編輯以及運(yùn)動(dòng)操作等主要功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，目的就是為了達(dá)到在仿真系統(tǒng)中有一個(gè)實(shí)際操作的功效體現(xiàn)。而在仿真系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，主要就是基本確定一個(gè)系統(tǒng)的大致框架，在開發(fā)時(shí)就需要按照框架來(lái)進(jìn)行實(shí)施，使得最終的仿真系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期的效果和作用。數(shù)控加工模型是整個(gè)仿真系統(tǒng)的核心也是操作實(shí)施的基礎(chǔ)，模型的實(shí)用性將更有利于仿真系統(tǒng)達(dá)到相應(yīng)的預(yù)期效果。數(shù)據(jù)層起到組織和管理作用，串聯(lián)起各個(gè)功能模塊，應(yīng)用層的核心觀念是“分而治之”，建立起相互獨(dú)立的子模塊，更有利于后期的維護(hù)更新。

3.2虛擬數(shù)控系統(tǒng)中的相應(yīng)技術(shù)

在程序編譯模塊可以使用由NC編輯器、NC檢查器以及NC翻譯器組成。這其中，編輯器的主要作用就是對(duì)于數(shù)控文件進(jìn)行讀寫。檢查器其實(shí)就是對(duì)使用者所使用的代碼和語(yǔ)法進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的檢查，畢竟涉及編寫的代碼量還是非常多的，良好有效的檢查就能更快的發(fā)現(xiàn)代碼中的錯(cuò)，并將其反饋出來(lái)。編譯器則是將驗(yàn)證通過(guò)的代碼進(jìn)行進(jìn)一步的掃描確認(rèn)，最終發(fā)現(xiàn)沒(méi)有錯(cuò)誤后才能夠進(jìn)行生成系統(tǒng)認(rèn)知代碼的操作。還有就是將仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相互結(jié)合。在通信網(wǎng)絡(luò)模塊完全可以使用TCP協(xié)議來(lái)建立起服務(wù)器，通過(guò)一個(gè)動(dòng)態(tài)加載WinSock技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)組與仿真系統(tǒng)的連接，從而良好的解決了數(shù)據(jù)共享的問(wèn)題。

篇4

VERICUT是美國(guó)CGTECH公司開發(fā)的一種運(yùn)行于Windows或UNIX系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上先進(jìn)的專用數(shù)控加工仿真軟件，用于制造業(yè)CNC數(shù)控機(jī)床加工仿真和優(yōu)化。該軟件取代了傳統(tǒng)的切削實(shí)驗(yàn)部件方式，通過(guò)模擬整個(gè)機(jī)床加工過(guò)程和校驗(yàn)加工程序的準(zhǔn)確性，來(lái)幫助用戶清除編程錯(cuò)誤和改進(jìn)切削效率[1]。VERICT的如下6個(gè)模塊能滿足工廠目前各項(xiàng)要求：

（1）驗(yàn)證模塊

驗(yàn)證模塊具有仿真和驗(yàn)證三軸銑床和兩軸車床所需的所有功能。可以再VERICUT中定義毛坯模型或者從CAD系統(tǒng)輸入毛坯模型，還可以仿真多個(gè)同步運(yùn)動(dòng)的刀具。

（2）優(yōu)化模塊

優(yōu)化模塊基于切削條件和需切削材料量自動(dòng)修正進(jìn)給率。優(yōu)化模塊可以讀入刀具路徑文件，可以根據(jù)每部分切削材料量的不同，選中符合切削條件的指定最佳進(jìn)給率。

（3）機(jī)床仿真模塊

機(jī)床仿真模塊可幫助用戶完成整個(gè)CNC機(jī)床的真實(shí)三維仿真，就如同實(shí)際生產(chǎn)一樣，同時(shí)它還具有最精準(zhǔn)的碰撞檢測(cè)功能。該軟件會(huì)檢測(cè)所有機(jī)床零件，并模擬運(yùn)動(dòng)得出零件間的碰撞和接近碰撞的情況。

（4）多軸模塊

隨著零件和機(jī)加工操作變得越來(lái)越復(fù)雜，出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)也會(huì)隨之增加。設(shè)計(jì)加工工序時(shí)，用戶不會(huì)拿刀具路徑的精度、零件質(zhì)量和機(jī)床及機(jī)械工人的安全去冒險(xiǎn)。多軸模塊可以仿真和驗(yàn)證4軸和5軸銑和磨削加工的過(guò)程。

（5）自動(dòng)比較模塊

而自動(dòng)比較模塊可以把一個(gè)表面、一組表面或一個(gè)實(shí)體模型的外殼與仿真加工后的零件進(jìn)行比較，通過(guò)指定兩實(shí)體模型的重合比較，可以容易地辨別出擦傷、碰撞或殘余的材料，這是檢驗(yàn)仿真加工件是否符合設(shè)計(jì)的一種新的手段。

（6）接口模塊

該軟件可以從UG、CATIA、Pro/E等所有主流三維建模軟件的加工模塊里直接調(diào)用該軟件進(jìn)行仿真和優(yōu)化。

1、VERICUT軟件的應(yīng)用過(guò)程

VERICUT軟件在的應(yīng)用過(guò)程分為三部分。

1.1、機(jī)床基本組件的創(chuàng)建

在VERICUT上建立仿真系統(tǒng)必須構(gòu)建數(shù)控機(jī)床組件的實(shí)體模型[2]。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于復(fù)雜輪廓曲線的磨削加工，該仿真過(guò)程擬創(chuàng)建三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控磨床模型。要在VERICUT環(huán)境中創(chuàng)建磨削機(jī)構(gòu)模型，首先要建立坐標(biāo)系以及各軸之間的相互關(guān)系，然后將各個(gè)組件關(guān)聯(lián)到各坐標(biāo)軸上。

（1）建立機(jī)床坐標(biāo)系

首先打開VERICUT軟件，單擊組件樹 按鈕，彈出部件樹對(duì)話框，如圖1所示。

選擇Base并在對(duì)話框的工具欄單擊上工具菜單中的"添附"選項(xiàng)，可以選擇添附各運(yùn)動(dòng)軸，添附的組件過(guò)程如圖2所示。

通過(guò)組件樹菜單，可以確立個(gè)部件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。最終建立如圖3所示的組件樹結(jié)構(gòu)。通過(guò)部件樹對(duì)話框可以確立各部件之間的依附和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)、三軸聯(lián)動(dòng)，完成對(duì)砂輪進(jìn)給和擺動(dòng)的控制。

（2）創(chuàng)建磨床的實(shí)體模型

在該系統(tǒng)中，可以通過(guò)UG、Pro/E等三維軟件建立機(jī)床幾何模型，并導(dǎo)出為STL格式，然后通過(guò)VERICUT提供的圖形轉(zhuǎn)換輸入接口導(dǎo)入到機(jī)床仿真系統(tǒng)中，如圖4所示，通過(guò)UG建立實(shí)體模型，等待調(diào)用。

圖4 創(chuàng)建組件實(shí)體模型

本文采用了滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)X、Y方向上的運(yùn)動(dòng)，采用了圓盤模型來(lái)實(shí)現(xiàn)C軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。然后依次將各實(shí)體模型添附到各坐標(biāo)軸上，機(jī)床模型如圖5所示。分別包括了底座、夾具、X軸方向滑塊、Y方向滑塊、C軸關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)盤、以及一個(gè)毛坯組件等模型

（3）創(chuàng)建磨削刀具

因?yàn)閯?chuàng)建的磨削機(jī)床機(jī)構(gòu)類似于車削機(jī)床的模型，只是加工刀具與數(shù)控車床的車刀不同。因此只要根據(jù)砂輪的尺寸外形，做出類似于車刀的一個(gè)刀具模型，在仿真過(guò)程中，給砂輪一個(gè)角速度，砂輪模型就能旋轉(zhuǎn)生成一個(gè)圓盤狀的砂輪，并能很好的完成仿真運(yùn)動(dòng)。

按照按圖6所示的尺寸關(guān)系建立砂輪界面輪廓。

1.2、仿真數(shù)控代碼的加載

在VERICUT仿真軟件中，刀具軌跡文件通常劃分為兩種類型：APT-CLS刀具軌跡文件和G代碼刀具軌跡文件。APT-CLS刀具軌跡文件的后綴名為tp，通過(guò)后置處理轉(zhuǎn)化成一個(gè)包含所使用數(shù)控機(jī)床特定G代碼格式的文件。

在VERICT仿真環(huán)境中添加我們所生成的控制刀具軌跡的G代碼文件，在菜單中選擇"數(shù)控程序"選項(xiàng)，彈出如圖7所示對(duì)話框，在對(duì)話框中，首先選定數(shù)控程序類型為"G-代碼數(shù)據(jù)"類型，再單擊添加，選擇通過(guò)區(qū)間均勻接觸磨削軟件所生成的G代碼文件，文件格式為mcd。

1.3、機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)置

設(shè)置好數(shù)控機(jī)床的組成、結(jié)構(gòu)以及數(shù)控代碼后，還需給給機(jī)床配置數(shù)字控制系統(tǒng)，使機(jī)床具有解讀數(shù)控代碼、插補(bǔ)運(yùn)算等功能。VERICUT軟件提供自帶FANUC、SIEMENS、PHILIPS等多種控制文件的控制系統(tǒng)庫(kù)，文件擴(kuò)展名為ctl。本設(shè)計(jì)選用軟件自帶的三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，如圖8所示。

2、結(jié)論

根據(jù)上文建立的VERICUT仿真系統(tǒng)，進(jìn)入仿真磨削環(huán)境，調(diào)入相應(yīng)的刀具文件、毛坯模型、數(shù)控代碼，創(chuàng)建仿真環(huán)境如圖9所示。設(shè)置好各種加工參數(shù)后，輸入加工G代碼，單擊開始，即可開始磨削加工的仿真。磨削后的毛坯形狀如圖10所示。

在磨削加工完成以上實(shí)例中的毛坯后，利用VERICUT軟件自帶的測(cè)量工具，測(cè)量仿真加工后的工件的實(shí)際尺寸，并且與理論數(shù)據(jù)相對(duì)比，結(jié)果如表1所示。

由以上表格中數(shù)據(jù)可以看到按照實(shí)例加工出的模型其最大誤差為0.0024mm，基本滿足了設(shè)計(jì)需求，通過(guò)VERICUT軟件，建立了相應(yīng)的機(jī)床實(shí)體模型、刀具模型，并加載了工件加工數(shù)控代碼，通過(guò)磨削仿真試驗(yàn)可以驗(yàn)證數(shù)控加工代碼的正確性，為節(jié)約了大量的時(shí)間和資金，這對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。

篇5

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)模擬現(xiàn)實(shí)生活中的三維物體已經(jīng)變得極為容易。工程師們可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，利用仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)出更為新穎的三維造型。將三維仿真系統(tǒng)和數(shù)控加工機(jī)床結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)輕松模擬出機(jī)床的工作環(huán)境以及工作狀態(tài)。

1 仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)以及OpenOL輔助工具概述

1.1 三維仿真系統(tǒng)特點(diǎn)

在實(shí)際工作中，數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)主要以windows計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為研發(fā)基礎(chǔ)，以Visual Basic6或者Visual C++為開發(fā)平臺(tái)，同時(shí)加入OpenGL輔助工具進(jìn)行輔助。仿真系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是將傳統(tǒng)的仿真模擬技術(shù)與實(shí)際工作中的工作狀態(tài)相結(jié)合，達(dá)成"現(xiàn)實(shí)和虛擬"相結(jié)合的根本目標(biāo)。其主要工作形式是，工作人員在電腦上利用軟件進(jìn)行模擬操作，這時(shí)電腦就會(huì)顯示出工作人員對(duì)零件的加工過(guò)程，操作完成之后，工作人員可將模擬的過(guò)程通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到制造部門，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)-制造一體化的過(guò)程。

1.2 OpenOL輔助工具概述

OpenGL（Open Graphics Library）輔助工具是一種圖形開發(fā)軟件，此軟件是又美國(guó)一家圖像軟件公司設(shè)計(jì)而成。該軟件能夠和國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)的windows操作系統(tǒng)兼容，能夠讓用戶在計(jì)算機(jī)上輕松實(shí)現(xiàn)三維圖形模擬工作。

2 仿真系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

三維仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)由用戶控制面板、公共操作界面、車削界面、鉆床界面、銑削界面以及程序編輯界面組成。除了上述主界面之外，還包括NC程序檢查與解釋模塊、仿真計(jì)算機(jī)模塊、仿真計(jì)算機(jī)顯示模塊組成。

一般來(lái)講，數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)的用戶界面都采用C++的動(dòng)態(tài)窗口，這種窗口方便使用者的日常操作以及數(shù)據(jù)創(chuàng)建。用戶主界面還包括操作、仿真以及預(yù)留三個(gè)動(dòng)態(tài)窗口，這些窗口都可以為使用者提供相應(yīng)的幫助。

三維仿真系統(tǒng)的操作界面是基于C++語(yǔ)言開發(fā)的，這會(huì)在用戶界面上出現(xiàn)很多組合框或者代碼編輯器窗口。結(jié)合上文的總體結(jié)構(gòu)來(lái)看，公共窗口可以為使用者提供車削、鉆銑等功能，該窗口主要由材料組合框、視覺(jué)編輯框、顏色選擇框等組合框組成。同時(shí)仿真系統(tǒng)還為使用者提供了代碼編輯器，代碼編輯器主要是滿足不同使用者的使用需求創(chuàng)設(shè)的，使用者可以使用相關(guān)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言手動(dòng)編輯代碼，編輯完成之后，仿真系統(tǒng)就可以根據(jù)代碼指令進(jìn)行仿真模擬。

3 數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)功能開發(fā)

3.1 數(shù)控車削三維仿真控制功能

數(shù)控車削三維控制仿真系統(tǒng)的控制功能主要包含兩個(gè)大的方面，一是用戶可以根據(jù)自己的需求選擇合適的道具類型；二是用戶可以根據(jù)想要加工的零件種類，選擇合適的刀具參數(shù)。例如：用戶在進(jìn)行模擬之前，可以在界面上先選擇"刀庫(kù)"按鈕，刀庫(kù)中有各種類型的刀具，同時(shí)該系統(tǒng)還可以將用戶選擇的刀具進(jìn)行編號(hào)，以方便后續(xù)的模擬過(guò)程；用戶還可以刪除或者重選刀具，還可以對(duì)剛才有順序的刀具進(jìn)行重新編號(hào)；之后用戶就可以打開車削界面，選擇自己要操作的項(xiàng)目，并選擇相對(duì)應(yīng)的代碼編輯文件，這就可以實(shí)現(xiàn)零件的仿真模擬過(guò)程。

3.2 數(shù)控車削三維仿真程序地設(shè)計(jì)

三維仿真系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是程序設(shè)計(jì)應(yīng)滿足所加工零件的基本信息狀況；二是應(yīng)如何快速實(shí)現(xiàn)刀具地選擇以及相關(guān)參數(shù)地確定。為了滿足當(dāng)前豐富多樣的零件種類，同時(shí)還能讓仿真系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高效的信息、數(shù)據(jù)管理，可以事先將零件按照不同形狀進(jìn)行分類。例如：對(duì)于球面類型的零件，只要確定零件的半徑并求出新坐標(biāo)、球面開始以及結(jié)束的位置坐標(biāo)，即可以完成零件的加工過(guò)程；對(duì)于螺旋類型的零件，先要確定零件的長(zhǎng)度和零件兩端圓的內(nèi)、外徑、零件的牙型半角一端的坐標(biāo)位置，就可以對(duì)零件進(jìn)行模擬加工。

在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意刀具的切削位置，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)刀具的類型確定刀具的切削位置，同時(shí)還應(yīng)該判斷出刀具的切削位置是零件哪一個(gè)位置。在仿真模擬的過(guò)程中，可使用OpenGL輔助工具將模擬的過(guò)程表示出來(lái)。

4 三維仿真系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)介

4.1 控制模塊功能簡(jiǎn)介

在開發(fā)數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)時(shí)，控制模塊應(yīng)是設(shè)計(jì)者應(yīng)該需要注意的首要問(wèn)題?？刂颇K是人機(jī)對(duì)話的一個(gè)平臺(tái)，既要保證系統(tǒng)能高效的完成使用者所布置的任務(wù)，還要保證控制界面簡(jiǎn)潔易懂。例如：操作主界面可以分為仿真模擬演示界面、刀具類型以及參數(shù)選擇界面、代碼編輯界面。其中設(shè)計(jì)者可以將仿真模擬界面進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，這樣有利于使用者從多個(gè)方面觀察零件的加工過(guò)程，還能從多個(gè)角度對(duì)零件的加工軌跡進(jìn)行控制。

4.2 程序編譯模塊功能簡(jiǎn)介

程序編譯模塊由NC編輯器、NC檢查器和NC翻譯器組成。編輯器的主要作用是對(duì)數(shù)控文件進(jìn)行讀取和修改；檢查器即是對(duì)使用者所使用的代碼、語(yǔ)法進(jìn)行檢查并將錯(cuò)誤的代碼反饋給使用者；編譯器即是將驗(yàn)證通過(guò)代碼進(jìn)行進(jìn)一步地掃描，在掃描無(wú)誤后方可生成系統(tǒng)認(rèn)知的代碼。

4.3 通信網(wǎng)絡(luò)信息模塊功能簡(jiǎn)介

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，將仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。通信網(wǎng)絡(luò)模塊主要使用TCP協(xié)議建立服務(wù)器，并通過(guò)動(dòng)態(tài)加載WinSock技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)組和仿真系統(tǒng)地連接，從根本上實(shí)現(xiàn)了相關(guān)數(shù)據(jù)地共享。使用通信網(wǎng)絡(luò)模塊也有助于提高高校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，數(shù)控加工三位仿真系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)階段的數(shù)控過(guò)程以及工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，并通過(guò)OpenGL輔助工具模擬出車床、銑床、鉆床實(shí)際的工作狀態(tài)、工作參數(shù)以及機(jī)器性能。將原來(lái)抽象的工作形式變得更加真實(shí)，能夠讓更多局外人理解零件加工的過(guò)程，同時(shí)在數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡(luò)，能進(jìn)一步提高仿真系統(tǒng)的實(shí)用性。這種仿真系統(tǒng)不僅能夠讓工作效率更為高效，還能提高相關(guān)專業(yè)教師的教學(xué)效率。

參考文獻(xiàn)

[1]劉景能，蒙艷枚.實(shí)時(shí)數(shù)控系統(tǒng)三維加工仿真的研究與實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)床電器，20O7（4）.

篇6

中圖分類號(hào):G43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1120191-01

實(shí)習(xí)教學(xué)是職業(yè)教育的主要內(nèi)容,它體現(xiàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)的技能訓(xùn)練掌握的程度,技能在職業(yè)學(xué)校教育中起主導(dǎo)作用,隨著數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的越來(lái)越完善,在數(shù)控技術(shù)實(shí)習(xí)教學(xué)中也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校(含職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中等專業(yè)學(xué)校、技工學(xué)校和職業(yè)學(xué)校)教學(xué)訓(xùn)

練一體所開發(fā)的一種機(jī)床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件,可以滿足大批量學(xué)生教學(xué)需求。

一、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的概念

計(jì)算機(jī)仿真就是借助計(jì)算機(jī),利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程,分析復(fù)雜的動(dòng)態(tài)對(duì)象,仿真是一種有效的方法,可以減少風(fēng)險(xiǎn),縮短設(shè)計(jì)和制造的周期,并節(jié)約投資。數(shù)控加工仿真利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬實(shí)際的加工過(guò)程,是驗(yàn)證數(shù)控加工程序的可靠性和預(yù)測(cè)切削過(guò)程的有力工具,以減少工件的試切,提高生產(chǎn)效率。它隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速地發(fā)展,在仿真中占有越來(lái)越重要的地位。

二、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生

數(shù)控機(jī)床加工零件是靠數(shù)控指令和程序控制完成的。為確保數(shù)控程序的正確性,防止加工過(guò)程中干涉和碰撞的發(fā)生,在實(shí)際生產(chǎn)中,常采用試切的方法進(jìn)行檢驗(yàn),但這種方法費(fèi)工費(fèi)料,代價(jià)昂貴,使生產(chǎn)成本上升,增加了產(chǎn)品加工時(shí)間和生產(chǎn)周期。后來(lái)又采用軌跡顯示法,即以劃針或筆代替刀具,以著色板或紙代替工件來(lái)仿真刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的二維圖形,有相當(dāng)大的局限性。對(duì)于工件的三維和多維加工,也有用易切削的材料代替工件(如,石蠟、木料、改性樹脂和塑料等)來(lái)檢驗(yàn)加工的切削軌跡。但是,試切要占用數(shù)控機(jī)床和加工現(xiàn)場(chǎng)。為此,這些方法都存在弊端,將其不斷發(fā)展和完善,逐步找到一種能逐步代替試切的計(jì)算機(jī)仿真方法,并在試切環(huán)境的模型化、仿真計(jì)算和圖形顯示等方面取得了重要的進(jìn)展,于是計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的出現(xiàn)成為必然。

三、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀

數(shù)控機(jī)床的切削加工過(guò)程仿真屬于幾何仿真,既不考慮切削參數(shù)、切削力及其它物理因素的影響,只對(duì)機(jī)床操作全過(guò)程和加工運(yùn)行全環(huán)境的仿真,以驗(yàn)證程序的正確性。它可以減少或消除因程序錯(cuò)誤而導(dǎo)致的機(jī)床損傷、夾具

破壞或刀具折斷、零件報(bào)廢等問(wèn)題;同時(shí)可以減少?gòu)漠a(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的時(shí)間,降低生產(chǎn)成本。

四、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)已經(jīng)成為國(guó)家職業(yè)資格鑒定考試中不可或缺的一部分,從中也可看出仿真系統(tǒng)在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中的重要性和普遍性。

1.仿真系統(tǒng)界面完全模擬真實(shí)數(shù)控機(jī)床的控制面板和顯示屏幕,真正實(shí)現(xiàn)虛擬狀態(tài)下的真實(shí)場(chǎng)景。學(xué)生利用該仿真系統(tǒng)進(jìn)行模擬真實(shí)機(jī)床的操作,同樣會(huì)達(dá)到操作真實(shí)設(shè)備和代替實(shí)物操作訓(xùn)練的目的,并且安全可靠。由于大部分的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)可以在仿真系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),使用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,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。同時(shí),具備多媒體教學(xué)特點(diǎn)的動(dòng)態(tài)仿真操作使教學(xué)形象生動(dòng)、內(nèi)容流暢易懂。互動(dòng)教學(xué)功能使得教師既可以以廣播的方式在每個(gè)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(gè)學(xué)生的操作情況,實(shí)時(shí)了解教學(xué)情況。

2.學(xué)生可以直觀地觀看工件的仿真加工過(guò)程,熟練掌握機(jī)床的操作步驟和加工流程,并能夠?qū)崿F(xiàn)直接測(cè)量和檢驗(yàn)加工后的工件,完全實(shí)現(xiàn)了真實(shí)加工再現(xiàn)。

首先,在仿真系統(tǒng)上,可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的選擇、刀具的安裝、切削用量的確定及對(duì)刀等一系列操作,具備圖形模擬演示功能,可以直觀地觀察刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和加工情況。

同時(shí),在機(jī)床運(yùn)行和加工過(guò)程中,能夠及時(shí)提供程序錯(cuò)誤或超行程等報(bào)警信息,教師或?qū)W生能夠根據(jù)報(bào)警信息進(jìn)行分析,從而發(fā)現(xiàn)故障原因和作出相應(yīng)的解決措施。

3.計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)提供了一個(gè)采用虛擬機(jī)床替代真實(shí)機(jī)床進(jìn)行實(shí)習(xí)訓(xùn)練的平臺(tái),在降低費(fèi)用的同時(shí)保證實(shí)習(xí)效果,既講經(jīng)濟(jì)又求實(shí)效。

總之,數(shù)控技術(shù)專業(yè)職業(yè)能力的培養(yǎng),要求學(xué)生必須進(jìn)行大量的動(dòng)手操作訓(xùn)練,而數(shù)控設(shè)備價(jià)格相對(duì)昂貴,受資金等各方面條件制約,大部分職業(yè)院校很難真正做到滿足實(shí)踐教學(xué)的要求。在教學(xué)中引入數(shù)控加工仿真技術(shù),為解決此類問(wèn)題開辟了一條蹊徑。

參考文獻(xiàn):

[1]宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)說(shuō)明書.

篇7

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使機(jī)械制造成為一個(gè)跨越機(jī)械、計(jì)算機(jī)、控制、管理的綜合技術(shù)應(yīng)用學(xué)科，數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)也隨之產(chǎn)生，而傳統(tǒng)教育方式早已滿足不了其教學(xué)要求。為了提高教學(xué)效率和所培養(yǎng)學(xué)生的適用性，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的出現(xiàn)，很好的解決了以上問(wèn)題，其不僅能滿足學(xué)生的感觀要求，又能解決數(shù)控設(shè)備、場(chǎng)地的需求，并能減少材料和能源的消耗。我們學(xué)校選擇了上海宇龍公司數(shù)控加工仿真系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱仿真軟件）的教學(xué)軟件。該軟件具有多系統(tǒng)、多機(jī)床的加工仿真模擬功能。我結(jié)合自己的這幾年教學(xué)實(shí)踐談?wù)勅绾卧跀?shù)控教學(xué)當(dāng)中充分利用好數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。

一、把數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用到數(shù)控理論教學(xué)當(dāng)中

理論是深入學(xué)習(xí)數(shù)控編程的基礎(chǔ)，數(shù)控作為一項(xiàng)技術(shù)很強(qiáng)的學(xué)科，也是比較抽象的學(xué)科，要使學(xué)生良好的掌握數(shù)控的基本理論和編程的技巧，其教學(xué)不能像傳統(tǒng)教學(xué)模式一樣。從我教授數(shù)控編程這門課程到現(xiàn)在，每一屆學(xué)生剛接觸數(shù)控都認(rèn)為數(shù)控非常神秘，就只是聽說(shuō)過(guò)，都沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí)，課上在當(dāng)我講編程指令運(yùn)行時(shí)，刀具怎樣運(yùn)動(dòng)，指令如何起作用，更是讓許多學(xué)生不知所云，像聽天書一樣，這種狀態(tài)如果在短期內(nèi)得不到改善，學(xué)生的興趣和積極性就會(huì)隨之減退，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)和教學(xué)效果。所以我在教學(xué)過(guò)程中一開始會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生去參觀學(xué)校實(shí)習(xí)工廠的數(shù)控設(shè)備，簡(jiǎn)單的介紹其名稱、功能、結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生有感性的認(rèn)識(shí)。講編程時(shí)利用仿真軟件為學(xué)生演示指令動(dòng)作各個(gè)過(guò)程及零件加工過(guò)程，讓學(xué)生很直觀的看到機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和指令的執(zhí)行，充分理解指令的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，達(dá)到教學(xué)的目的。后期隨著課程的進(jìn)行，慢慢的建立起對(duì)數(shù)控編程的理解。比如講到圓弧粗車時(shí)，不管你怎么畫圖、寫程序，學(xué)生聽的效果都不是太好，而使用仿真軟件，把程序編好，一邊單步執(zhí)行，一邊講解，就能很好的表現(xiàn)其加工過(guò)程。還有像循環(huán)指令G90，G71等，其走刀路線復(fù)雜，參數(shù)多，難理解，如果單獨(dú)講解是不能很好的呈現(xiàn)的，使用仿真軟件，可以一步一動(dòng)作，對(duì)照坐標(biāo)的變化，講解參數(shù)的設(shè)置及走刀路線，會(huì)很清晰的讓學(xué)生理解指令的功能。那仿真軟件作為一種圖文并茂的教學(xué)手段是一種不可缺少的教學(xué)資源，在教學(xué)中起到了教與學(xué)的橋梁作用。

二、把數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用到數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)當(dāng)中

沒(méi)有使用仿真軟件之前，學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)老師基本上每一個(gè)人單獨(dú)指導(dǎo)，學(xué)生熟悉面板，按鍵和簡(jiǎn)單操作要花費(fèi)大量時(shí)間，使老師過(guò)于疲勞，學(xué)生也十分緊張。而當(dāng)老師演示操作過(guò)程時(shí)，由于機(jī)床空間有限，大部分學(xué)生是看不到的，只能聽老師口述，效果相當(dāng)不好，有了仿真軟件則可以模擬現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，把實(shí)習(xí)很難演示、教師口頭很難講授的內(nèi)容清晰地演示出來(lái)，因此在機(jī)床操作之前在仿真軟件上練習(xí)是一種有效的途徑。學(xué)生也可以通過(guò)軟件自我進(jìn)行各種內(nèi)容、各種形式的仿真練習(xí)，能夠滿足不同類型學(xué)生的不同學(xué)習(xí)要求。一般我會(huì)把當(dāng)天要實(shí)習(xí)的內(nèi)容先在仿真軟件上操作一遍，講解操作要領(lǐng)和注意事項(xiàng)，讓每個(gè)學(xué)生都能清楚的看到。然后在讓學(xué)生在仿真軟件上多次重復(fù)的練習(xí)，如有問(wèn)題我會(huì)及時(shí)解決，直到學(xué)生熟練掌握操作過(guò)程。之后再到機(jī)床上加工。這樣不但減少了前期的時(shí)間浪費(fèi)，還消除了一定的安全隱患，而在軟件上我們可以重復(fù)加工，反復(fù)訓(xùn)練而沒(méi)有機(jī)床的磨損，刀具、材料、能源的消耗。在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控軟件仿真系統(tǒng)，會(huì)對(duì)整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程起到積極的作用，解決數(shù)控設(shè)備少，學(xué)生多的矛盾，因而仿真軟件在我們學(xué)校中得到了廣泛的應(yīng)用。

三、數(shù)控仿真軟件系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的負(fù)面影響及解決方法

篇8

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）05-0270-02

0 引言

目前在機(jī)械制造行業(yè)中越來(lái)越多的應(yīng)用到了數(shù)控加工，自然對(duì)此類人才的需求也就與日俱增了。但因?yàn)閿?shù)控設(shè)備的價(jià)格很昂貴，很難做到每個(gè)學(xué)生都有足夠的操作數(shù)控機(jī)床的時(shí)間，并且如果學(xué)生操作失誤，很容易造成數(shù)控設(shè)備的損壞，既占用了設(shè)備加工時(shí)間，又增大了風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何增加學(xué)生的實(shí)踐操作機(jī)會(huì)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)出更多的相關(guān)專業(yè)人才，就成為擺在廣大職業(yè)院校的一道難題。各高職院校必須重視這一問(wèn)題，探索出一套適合自己現(xiàn)狀的教學(xué)方法和教學(xué)模式。數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效的解決學(xué)生缺乏實(shí)踐操作機(jī)會(huì)的問(wèn)題，因?yàn)樵撓到y(tǒng)可以通過(guò)進(jìn)行數(shù)控加工全過(guò)程的演示，比如數(shù)控加工程序的編制、虛擬仿真數(shù)控機(jī)床的操作、工件加工和測(cè)量等，讓學(xué)生了解和掌握到數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)程序指令和基本操作方法，為今后的實(shí)際操作打下良好的基礎(chǔ)。

分析數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，它作為前期的輔助教學(xué)手段已經(jīng)成為了一種最安全有效的教學(xué)方法和教學(xué)途徑。

1 數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

1.1 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高教學(xué)效率、節(jié)約成本。數(shù)控設(shè)備價(jià)格昂貴，數(shù)量有限。數(shù)控仿真系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)大量配置終端，徹底解決了數(shù)控機(jī)床數(shù)量不足的難題。同時(shí)數(shù)控仿真系統(tǒng)不存在安全問(wèn)題，若操作失誤，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警，并不會(huì)出現(xiàn)安全事故。不僅鞏固了學(xué)生的操作能力，讓學(xué)生有更多的實(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，也在很大程度上節(jié)約了教學(xué)成本，是數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)教學(xué)前期良好的輔助教學(xué)手段。

1.2 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以減少教師的工作量，提高教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)教學(xué)中，數(shù)控程序批閱的工作量非常大而且繁瑣。應(yīng)用數(shù)控仿真系統(tǒng)，學(xué)生程序出現(xiàn)小的失誤，數(shù)控仿真系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警，幫助學(xué)生改正編程過(guò)程中的錯(cuò)誤。數(shù)控仿真系統(tǒng)自帶的考試功能能夠自動(dòng)記錄學(xué)生操作過(guò)程的失誤，自動(dòng)評(píng)分，極大的減少了教師工作量，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.3 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)是理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程，按照傳統(tǒng)的方法在課堂上講授編程指令，學(xué)生很難理解這些指令的內(nèi)涵以及與實(shí)際應(yīng)用之間的關(guān)系，學(xué)生會(huì)感覺(jué)空洞、枯燥、提不起興趣，而利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行多媒體教學(xué)，直觀地向?qū)W生展示編程指令的實(shí)際加工應(yīng)用，學(xué)生可以將所學(xué)的指令在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進(jìn)行模擬加工，發(fā)現(xiàn)編程過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，教師針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)行講解，讓編程指令變得具體、形象，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.4 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作能力。教師把數(shù)控機(jī)床操作的課程安排在實(shí)訓(xùn)車間來(lái)講授，其一受數(shù)控機(jī)床數(shù)量的限制，學(xué)生自己動(dòng)手操作的時(shí)間不足；其二學(xué)生操作一旦出現(xiàn)失誤，輕則造成刀具或者機(jī)床的損壞，重則造成安全事故的發(fā)生。因此在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作之前，應(yīng)先利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。數(shù)控仿真系統(tǒng)采用的操作面板和按鍵功能與實(shí)際的數(shù)控機(jī)床完全相同，學(xué)生可以在數(shù)控仿真系統(tǒng)上自己動(dòng)手操作機(jī)床來(lái)加深理解。即使操作過(guò)程中有失誤的地方，仿真系統(tǒng)也只是及時(shí)出現(xiàn)報(bào)警提示，而不會(huì)造成安全事故的發(fā)生，這樣學(xué)生就可以放心大膽地進(jìn)行各種操作練習(xí)，從而增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。經(jīng)過(guò)了大量的數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作練習(xí)，再到數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)際操作，就會(huì)避免安全事故的發(fā)生。

1.5 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控編程時(shí)，如果不利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，很難發(fā)現(xiàn)編程過(guò)程中出現(xiàn)的小的失誤。利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，即使再小的錯(cuò)誤，如數(shù)字0輸成字母O，坐標(biāo)值掉了小數(shù)點(diǎn)，字母Z輸成數(shù)字2等等，數(shù)控系統(tǒng)都會(huì)及時(shí)報(bào)警，程序無(wú)法運(yùn)行。因此要在數(shù)控仿真系統(tǒng)上正確的運(yùn)行程序，必須保證輸入的程序是正確無(wú)誤，這就培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。數(shù)控程序沒(méi)有60分、90分，只有0分和100分。

1.6 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和遠(yuǎn)程培訓(xùn)。隨著社會(huì)對(duì)技能人才的大量需求，職業(yè)院校還應(yīng)擔(dān)負(fù)起社會(huì)勞動(dòng)力的培訓(xùn)任務(wù)，利用數(shù)控仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)搭建的平臺(tái)，進(jìn)行遠(yuǎn)程教育將成為一種新的教育教學(xué)模式，它打破了地域和時(shí)間的限制，擴(kuò)大培訓(xùn)人員的數(shù)量，縮短了培訓(xùn)的周期。

2 數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

2.1 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能檢查程序的對(duì)錯(cuò)，無(wú)法檢查程序的好壞。數(shù)控仿真系統(tǒng)對(duì)數(shù)控程序編寫技巧、加工工藝安排無(wú)法檢查。教師應(yīng)在課堂上重點(diǎn)講解這些問(wèn)題，學(xué)生應(yīng)結(jié)合所掌握的加工方法，進(jìn)行加工工藝安排，然后在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進(jìn)行模擬練習(xí)。

2.2 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能完成加工過(guò)程，不能檢查加工質(zhì)量。數(shù)控仿真系統(tǒng)在切削速度、進(jìn)給量、吃刀量等對(duì)加工質(zhì)量的影響無(wú)法體現(xiàn)，實(shí)際加工中的刀具磨損在數(shù)控仿真系統(tǒng)里也不存在。在數(shù)控仿真系統(tǒng)里，只要程序是正確的，加工完成后的尺寸就是絲毫不差的。但是在實(shí)際操作中，刀具磨損、各種加工參數(shù)的設(shè)置都會(huì)影響最終的加工結(jié)果。數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用，會(huì)在一定程度上讓學(xué)生放松對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的認(rèn)識(shí)。因此數(shù)控仿真系統(tǒng)只能用于數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)訓(xùn)教學(xué)前期輔助教學(xué)，不能完全拋開實(shí)際機(jī)床的實(shí)習(xí)內(nèi)容，后期還要安排適當(dāng)?shù)膶?shí)習(xí)時(shí)間，通過(guò)實(shí)際操作來(lái)糾正以上不足。

綜上所述，數(shù)控仿真系統(tǒng)盡管畢竟和實(shí)際機(jī)床還是有很多區(qū)別，無(wú)法真正替代實(shí)際機(jī)床，但是數(shù)控仿真系統(tǒng)減少了資金投入，充分利用有限資源，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，減輕了老師的工作量，對(duì)于學(xué)生動(dòng)手操作機(jī)床的能力培養(yǎng)，也起到了提高和增強(qiáng)的

作用。

參考文獻(xiàn)：

篇9

中圖分類號(hào)：H319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）18-0227-01

主要內(nèi)容：

工業(yè)化和自動(dòng)化已經(jīng)成為制造生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展主題，隨著智能加工理念和自動(dòng)化加工需求的不斷深化，以數(shù)控機(jī)床為代表的新一代自動(dòng)加工設(shè)備開始在制造業(yè)中普及開來(lái)。我們可以看到數(shù)控機(jī)床在集成了柔性加工、多維加工、曲面加工和多軸聯(lián)動(dòng)等最新加工技術(shù)的同時(shí)，還兼容了數(shù)字編程和輔助設(shè)計(jì)等功能，這使得每一個(gè)數(shù)控機(jī)床都能成為一個(gè)不同規(guī)模的加工中心，滿足不同的加工需求。但是正是由于數(shù)控機(jī)床的功能多樣性，使得數(shù)控機(jī)床的操作要求十分嚴(yán)格，操作者不僅需要具備扎實(shí)的機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)和操作技能，還需要對(duì)數(shù)控編程技巧、數(shù)控加工技術(shù)原理和加工工藝制定等具備一定的知識(shí)儲(chǔ)備，這就對(duì)當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床操作人才的培訓(xùn)模式提出了很高的要求，如何進(jìn)一步強(qiáng)化數(shù)控機(jī)床操作人才培訓(xùn)的有效性和成材率，這將是本文要集中探討的話題。

一、數(shù)控仿真軟件概述

從技術(shù)層面來(lái)看，數(shù)控仿真軟件集成了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)控機(jī)床操作試練。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)量化實(shí)際系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)環(huán)境、聲光電等現(xiàn)象，能夠真實(shí)的還原系統(tǒng)操作環(huán)境，給與操作者以極高的真實(shí)體驗(yàn)；可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行操縱，可以查看生產(chǎn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、施工圖過(guò)程、供應(yīng)過(guò)程等活動(dòng)的各種技術(shù)參數(shù)的動(dòng)態(tài)值，從而確認(rèn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是否有能力完成預(yù)定的任務(wù)和如何去完成，也可從中發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的缺陷和問(wèn)題，予以改進(jìn)。

目前來(lái)看，數(shù)控仿真軟件主要包括了兩種，一種是模擬數(shù)控機(jī)床加工環(huán)境和加工過(guò)程的虛擬數(shù)控機(jī)床仿真軟件，另一種就是以零件設(shè)計(jì)和加工程序?yàn)橹骶€的CAD/CAM一體化軟件。數(shù)控機(jī)床仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成、工作流程和操作要領(lǐng)，通過(guò)外接數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠?qū)Ξ?dāng)前主要的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行針對(duì)性培訓(xùn)，效果十分突出；零件加工仿真軟件則將重心主要集中在零部件設(shè)計(jì)、零部件加工工藝設(shè)置、數(shù)控加工程序編制等環(huán)節(jié)上，目前常見的零部件仿真軟件主要有solid edge、Pro/engineer、MasterCAM、Solidworks、CAXA等，這些仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉機(jī)械加工過(guò)程，培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)技能。

二、數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

在目前的數(shù)控機(jī)床操作人才培訓(xùn)中，主要也是針對(duì)上述兩種仿真軟件形式，進(jìn)行針對(duì)性極強(qiáng)的教學(xué)實(shí)踐培訓(xùn)，詳細(xì)應(yīng)用內(nèi)容如下所述：

1）數(shù)控機(jī)床仿真軟件在數(shù)控機(jī)床實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床仿真軟件是基于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)平臺(tái)而搭建起來(lái)的操作系統(tǒng)，它可以在虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下，完美的再現(xiàn)當(dāng)前主要數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成和工作環(huán)境，在數(shù)控機(jī)床的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，首要科目是要熟悉數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成，受到經(jīng)濟(jì)條件的限制，多數(shù)數(shù)控機(jī)床加工學(xué)校很難對(duì)當(dāng)前的各種類型的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拆裝，數(shù)控機(jī)床仿真軟件中的模塊分解過(guò)程能夠?qū)崿F(xiàn)全息裝配過(guò)程，仿照真實(shí)數(shù)控機(jī)床零部件尺寸，進(jìn)行的實(shí)際工業(yè)化裝配流程的演練，能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)、多軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、曲面加工系統(tǒng)的空間形象的理解；其次是典型加工工藝的教學(xué)實(shí)踐，數(shù)控機(jī)床仿真軟件能夠?qū)ぜ叨ㄎ?、工件裝夾、夾具工作原理、壓板安裝流程、加工基準(zhǔn)對(duì)刀原則、刀具安裝和選用規(guī)范、機(jī)床手動(dòng)操作和自動(dòng)操作指令條碼等，進(jìn)行逐一的繁復(fù)講解，而且允許學(xué)生在課后進(jìn)行溫習(xí)和嘗試；再者是完善的圖形數(shù)據(jù)和加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)資料，使得學(xué)生可以在仿真軟件自帶的典型數(shù)控機(jī)床編程程序的指導(dǎo)下，進(jìn)行實(shí)際編程，并且在虛擬加工平臺(tái)上，對(duì)自定義的工件進(jìn)行工藝設(shè)定，并且檢查加工工件的尺寸誤差和質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況；該仿真軟件系統(tǒng)結(jié)合自動(dòng)化考核系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)、實(shí)踐和考核一體化的培訓(xùn)模式。

2）零部件加工仿真軟件的教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用

熟知零部件的造型原理和加工工藝流程是保證數(shù)控機(jī)床操作者能夠進(jìn)行復(fù)雜加工過(guò)程的技術(shù)基礎(chǔ)，零部件加工仿真軟件為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)高仿真度的零部件數(shù)模設(shè)計(jì)，包括了曲面造型設(shè)計(jì)和參數(shù)化設(shè)計(jì)這兩種主要的形式，對(duì)于簡(jiǎn)單曲面造型和復(fù)雜曲面的造型原理都能有一個(gè)清晰的理解過(guò)程；其次是對(duì)零部件加工工藝的熟悉過(guò)程，工件加工的第一道工序是要進(jìn)行基準(zhǔn)對(duì)刀，不同的零件對(duì)刀的原則和位置選擇都大相徑庭，比如軸對(duì)稱零部件、桿件、板件、螺旋件以及內(nèi)內(nèi)孔加工等等，這都需要學(xué)生們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中熟練的分析不同類型零部件的加工工藝選擇準(zhǔn)則；再者是對(duì)數(shù)控加工刀具的走刀過(guò)程和走刀程序進(jìn)行針對(duì)性的講解，這種直觀的培訓(xùn)模式有助于學(xué)生養(yǎng)成數(shù)控加工思維，結(jié)合實(shí)踐性極強(qiáng)的零部件金工實(shí)習(xí)，使得學(xué)生們?cè)谧约簞?dòng)手加工典型零部件時(shí)，對(duì)于零部件造型保持的關(guān)鍵性因素、令不加加工失效的主要原因以及加工過(guò)程的重點(diǎn)注意事項(xiàng)都能有一個(gè)直觀而且親身經(jīng)歷的過(guò)程，經(jīng)過(guò)這種培訓(xùn)模式所培養(yǎng)出來(lái)的數(shù)控機(jī)床操作人才將兼具專業(yè)知識(shí)背景和機(jī)床操作技能，能夠適應(yīng)快節(jié)奏、高技術(shù)含量的操作需求。

總結(jié)：

隨著自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工已經(jīng)成為機(jī)械加工領(lǐng)域使用最為廣泛的技術(shù)形式。數(shù)控機(jī)床的使用需要一定的專業(yè)知識(shí)背景和操作編程經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)操作技術(shù)人員已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)械加工市場(chǎng)的稀缺人才。本文概述了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并就完善數(shù)控仿真軟件的教學(xué)價(jià)值提供了新的思路。

篇10

數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)是數(shù)控技術(shù)專業(yè)核心教學(xué)與訓(xùn)練項(xiàng)目，是一門主要專業(yè)實(shí)踐課。其課程設(shè)計(jì)以實(shí)踐為核心，輔以必要的理論知識(shí)，并兼顧培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思考、問(wèn)題解決、適應(yīng)變遷及自我發(fā)展的能力，使學(xué)生具有就業(yè)與繼續(xù)進(jìn)修的需求所需基本知識(shí)和技能。在教學(xué)安排中，一般先利用仿真軟件進(jìn)行機(jī)床的模擬操作訓(xùn)練，在學(xué)生熟練后再上實(shí)際機(jī)床進(jìn)行操作訓(xùn)練，這樣不僅能降低實(shí)訓(xùn)成本而且能縮短實(shí)訓(xùn)時(shí)間，更能提高實(shí)訓(xùn)效率，因此數(shù)控加工仿真實(shí)訓(xùn)的教學(xué)對(duì)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)具有重要的作用。近幾年來(lái)，為把數(shù)控專業(yè)辦出特色，加強(qiáng)和提高學(xué)生數(shù)控專業(yè)理論知識(shí)和操作技能水平，筆者在數(shù)控加工仿真教學(xué)與數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教學(xué)安排、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了一些探索和實(shí)踐。

一、充分認(rèn)識(shí)數(shù)控仿真對(duì)數(shù)控加工的輔助作用，正確把握教學(xué)重點(diǎn)

目前在有數(shù)控技術(shù)專業(yè)的許多職業(yè)院校中，為使學(xué)生在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中較好地掌握數(shù)控操作技能，在課程設(shè)置中都有數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)兩門課程。明確數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的主輔，避免重復(fù)教學(xué)和訓(xùn)練，發(fā)揮數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)各自的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，對(duì)實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)數(shù)控技能人才目標(biāo)是十分重要的。

1.把握仿真實(shí)訓(xùn)和加工實(shí)訓(xùn)的主次，明確數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)

中職數(shù)控技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)主要是數(shù)控機(jī)床操作工，學(xué)生技能水平達(dá)到國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)等級(jí)要求，并具有相關(guān)理論及實(shí)踐能力。由于數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)運(yùn)用仿真軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，仿真軟件在工件毛坯選擇、裝夾、測(cè)量和工藝參數(shù)設(shè)定合理性，以及對(duì)刀精度控制等方面與數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的實(shí)際加工有較大的差距與不同，也就是說(shuō)在仿真軟件上完成的課題任務(wù)并不能代表在實(shí)際加工中就能完成該課題任務(wù)，因此數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)不能替代數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)。同樣數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)也不能完全依賴數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)，要提高學(xué)生數(shù)控操作技能水平，取得技能等級(jí)證書，必須加強(qiáng)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的訓(xùn)練，數(shù)控仿真只能對(duì)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)起輔助作用。

2.把握數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)特點(diǎn)，提高機(jī)床使用效率

操作技能掌握和技巧的形成需要大量和反復(fù)的訓(xùn)練。為提高學(xué)生數(shù)控機(jī)床操作技能水平，強(qiáng)化專業(yè)技能訓(xùn)練，結(jié)合技能掌握、形成和提高的規(guī)律，在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中有針對(duì)性地加大技能訓(xùn)練量，多完成課題任務(wù)。在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中以數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)操作、項(xiàng)目工件加工和技術(shù)應(yīng)用及技能訓(xùn)練為主，減少工藝分析、數(shù)學(xué)處理、程序編制占用數(shù)控機(jī)床的時(shí)間，使數(shù)控機(jī)床更多地用在工件的切削加工和精度控制等訓(xùn)練環(huán)節(jié)。讓學(xué)生有更多的時(shí)間練習(xí)數(shù)控仿真中不能體會(huì)和實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容，如刀具的安裝、工件的測(cè)量和裝夾等，體會(huì)和學(xué)習(xí)程序的參數(shù)設(shè)定，強(qiáng)化固定的規(guī)范操作，如開機(jī)回零、初次輸入的程序需校驗(yàn)等。

3.發(fā)揮數(shù)控仿真系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，輔助數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)

理論聯(lián)系實(shí)際，改進(jìn)教學(xué)方法，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有與數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能，能實(shí)現(xiàn)加工模擬演示功能和程序自診斷功能以及快速測(cè)量功能。在數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)中以工藝分析、數(shù)學(xué)處理、程序編制、工件的模擬加工的基本知識(shí)和技能應(yīng)用為主，使學(xué)生在操作數(shù)控機(jī)床前，能先熟悉機(jī)床的結(jié)構(gòu)，了解機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、操作系統(tǒng)，掌握控制面板按鈕功能、坐標(biāo)系設(shè)定和選擇等性能，特別是在理解、掌握和運(yùn)用各指令字進(jìn)行編程方面，如對(duì)半徑補(bǔ)償功能、刀具偏置等模擬演示和訓(xùn)練，能有效地幫助提高學(xué)生提高手工編程的技能和技巧，為數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的開展做好操作理論和技術(shù)方面的準(zhǔn)備。

二、協(xié)調(diào)課程教學(xué)內(nèi)容和模式，實(shí)現(xiàn)仿真與加工實(shí)訓(xùn)的對(duì)接

在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中，由于學(xué)生的操作熟練性和切削進(jìn)給速度等因素，往往加工一個(gè)課題任務(wù)需要一定的課時(shí)數(shù)，并且還存在人多機(jī)床少的現(xiàn)狀，所以在數(shù)控機(jī)床上完成的課題任務(wù)并不多，較難達(dá)到操作熟練性。為提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)效率，在有限的課時(shí)數(shù)里提高學(xué)生操作技能水平，需要在教學(xué)中不斷探索和改進(jìn)。

1.數(shù)控仿真與實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練課題合理穿插，提高教學(xué)效率

在數(shù)控仿真教學(xué)中安排一定的數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的課題任務(wù)，如對(duì)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中單項(xiàng)基本訓(xùn)練的項(xiàng)目，先在仿真軟件上完成工藝分析、編程和模擬加工，然后再上數(shù)控機(jī)床實(shí)訓(xùn)加工。這樣既提高數(shù)控機(jī)床實(shí)際使用率，又能克服數(shù)控機(jī)床程序校驗(yàn)時(shí)只顯示零件的大致輪廓或刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的不足，保證程序的正確性，同時(shí)在仿真和實(shí)訓(xùn)中完成同一課題任務(wù)也能體驗(yàn)和區(qū)分仿真軟件和數(shù)控機(jī)床的差異，如切削用量、工件的裝夾等，更為學(xué)生課后練習(xí)和自學(xué)提供幫助。

2.數(shù)控仿真與加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容各有側(cè)重，保證教學(xué)質(zhì)量

由于軟件開發(fā)原因，在數(shù)控仿真軟件中有些指令、操作方法和功能還不能反映和實(shí)現(xiàn)，如FANUC系統(tǒng)的直接圖樣編程功能、華中系統(tǒng)的G71有凹槽粗車循環(huán)、用G00和G01切削效果相同等。為避免學(xué)生誤解和形成錯(cuò)誤觀念，除了向?qū)W生說(shuō)明外，將相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容安排在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)中加以指導(dǎo)和強(qiáng)調(diào)，如進(jìn)行G71有凹槽粗車循環(huán)指令的編程示范和對(duì)學(xué)生輸入機(jī)床的程序進(jìn)行切削用量相關(guān)參數(shù)的檢查等。同時(shí)在用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行課題任務(wù)模擬加工中，利用軟件可以高速切削的特點(diǎn)，提高模擬加工切削速度快速驗(yàn)證對(duì)刀、程序等的正確性，增加單位課時(shí)的課題任務(wù)訓(xùn)練次數(shù)，提高編程的熟練性和正確性。

3.采用靈活的教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

在教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生不是被動(dòng)的受教育者，而是自覺(jué)的積極的參加者。在數(shù)控仿真教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，以專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)和技能提高為目標(biāo)，發(fā)揮仿真軟件優(yōu)勢(shì)，采用靈活多樣的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果。如利用軟件的“授課”功能，除了教師在每個(gè)學(xué)生的屏幕上示范講解和演示外，讓部分學(xué)生操作演示進(jìn)行交流機(jī)床操作和編程。利用軟件“考試”功能，在教學(xué)過(guò)程中配合數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)適時(shí)開展一些競(jìng)賽，提高操作熟練性和編程正確性。從而督促和鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)、獨(dú)立訓(xùn)練，減少抄襲，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

4.運(yùn)用仿真系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，聯(lián)系地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)

“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向?！甭殬I(yè)教育與地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)是緊密聯(lián)系的。在數(shù)控仿真軟件中提供了較多占主導(dǎo)地位的數(shù)控系統(tǒng)，如德國(guó)的SIEMENS、日本的FANUC、廣州數(shù)控GSK和華中數(shù)控等一系列數(shù)控系統(tǒng)，同時(shí)還包含了不同刀架位置結(jié)構(gòu)的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、臥式或立式加工中心的可選項(xiàng)目。在數(shù)控仿真教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教學(xué)進(jìn)度，結(jié)合地方企業(yè)設(shè)備使用的系統(tǒng)情況，選擇1～2個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)操作和編程的介紹和指導(dǎo)，彌補(bǔ)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)單一的不足，以利于學(xué)生的發(fā)展和就業(yè)。

三、合理教學(xué)安排，提高數(shù)控技能教學(xué)效果。

在數(shù)控仿真和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)中，為加強(qiáng)課程間的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度，教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的處理等具體問(wèn)題，發(fā)揮教師的職業(yè)技能和工作積極性，在具體的教學(xué)安排中，制訂教學(xué)計(jì)劃、分配課時(shí)數(shù)和調(diào)配教師是十分重要的。

1.科學(xué)制訂教學(xué)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做合一

在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)的單項(xiàng)基本技能、專業(yè)技能和綜合技術(shù)應(yīng)用能力的三個(gè)層面的訓(xùn)練中，考慮在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的前期，學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作前需要具備一定的加工基礎(chǔ)和專業(yè)理論知識(shí)，發(fā)揮數(shù)控仿真具有集中教學(xué)、訓(xùn)練和低成本等教學(xué)優(yōu)勢(shì)，利用仿真軟件理論聯(lián)系實(shí)踐，在機(jī)床仿真操作中落實(shí)理論知識(shí)的傳授，提高學(xué)生系統(tǒng)操作和編程熟練性。因此在教學(xué)計(jì)劃安排中，在單項(xiàng)基本技能階段，安排數(shù)控仿真和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)數(shù)控仿真課時(shí)數(shù)可以多些，有利于通過(guò)做中學(xué)，學(xué)中做的教學(xué)形式，能使學(xué)生盡快掌握專業(yè)知識(shí)和操作技能。

2.加強(qiáng)教師專業(yè)技能提高，發(fā)揮教師主導(dǎo)作用

在數(shù)控仿真和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)銜接中，圍繞教學(xué)目標(biāo)組織教學(xué)，需要在教學(xué)進(jìn)度上保持同步，課題任務(wù)內(nèi)容上協(xié)調(diào)，如完成某課題任務(wù)需用課時(shí)數(shù)，在圖樣分析、工藝確定、編寫程序等方面也需要一致，另外程序中的編寫格式要求，刀具選用，工序安排等也需要統(tǒng)一。為此安排教師同時(shí)承擔(dān)一個(gè)班級(jí)的數(shù)控仿真和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)任務(wù)，從課程教學(xué)計(jì)劃的制訂到教學(xué)內(nèi)容在每課時(shí)中具體實(shí)施過(guò)程，精心策劃，合理安排，最大限度發(fā)揮教師的能力和作用。

四、結(jié)語(yǔ)

為使學(xué)生全面地了解和掌握數(shù)控機(jī)床的編程與操作技術(shù)，數(shù)控仿真與數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)銜接還有很多工作要做。在充分利用仿真軟件和機(jī)床設(shè)備，提高教學(xué)效率和效果，發(fā)揮教師職業(yè)技能，使學(xué)生在有限的教學(xué)時(shí)間學(xué)到更多的相關(guān)知識(shí)和技能，提高數(shù)控操作技能水平等方面，還需要積極實(shí)踐與探索，不斷深化教學(xué)改革。

參考文獻(xiàn)：

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