数控加工仿真系统
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数控加工仿真系统范文第1篇
中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:16723198(2010)01029701
1 问题的阐述
随着科学技术的发展,数控技术正在得到广泛的应用。数控人才成为市场急需的人才,如何尽快地培养出满足市场需要、掌握数控机床编程和操作技术的数控技能型人才成为数控教学工作者必须研究的问题。作为数控教学的专业教师,深感如何将数控理论和实践教学有机地结合起来是值得我们认真探讨与研究的。
由于数控机床是一种新型工艺装备,故数控技术工人的培养和数控机床的教学还处在刚刚起步的状态,如何利用数控加工仿真系统进行教学更是处在探索阶段,因此有必要对数控教学模式、教学手段和教学方法的完善进行有益的探索,创新数控专业的职业技能鉴定的工作方法,建立一套完整的数控教学新体系。
2 数控实习(实验)教学中存在的问题
(1)数控机床是一种机电一体化的新型设备,价格较之普通机床要昂贵得多。数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实作训练,投入大消耗多成本高。
(2)数控机床的系统多,型号多且更新较快,对学院而言是不可能将所有的系统配齐的,这样经常会出现学生在校期间所学的系统与工厂中不符的情况,使到了工厂后不能尽快适应机床。
(3)数控机床是自动运行的,学生在初学时,常常会由于在编程中的疏忽或操作中的失误造成刀具或机床的损坏,甚至造成人身危害。
为了解决上述问题,我院从数控专业开设起,就尝试利用数控加工仿真系统软件进行教学,均对我院数控教学等方面发挥了重大的作用。
3 数控加工仿真系统的产生
随着计算技术的发展,尤其是虚拟现实技术和理念的发展,产生了可以模拟实际设备加工环境及其工作状态的计算机仿真培训系统。它用计算机仿真培训系统进行培训,不仅可迅速提高操作者的素质,而且安全可靠、费用低。
目前在国内已经有很多学校将计算机仿真初步运用于数控操作人才培训的教学之中,也产生了各种仿真教学系统。简单来讲就是利用计算机和其他的专用硬件软件去产生一种真实场景的仿真,参与者可以通过与仿真场景的交互来体验一种接近于真实的场景的感觉。因此能进一步培训操作者的实际工作技能。
4 数控加工仿真系统的应用方法
4.1 活应用教学方法,使学生成为课堂学习的主体
由于大部分高职学生学习基础差,所以教师教学很困难,传统的教学方式已很难使学生接受。
因此,利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力,有较强的数控职业能力,能较为娴熟地运用行动导向的教学方法,在课堂教学真正体现学生为主体,突出显示学生动手动脑的活动,变学生被动学习为主动学习。
4.2 恰当运用数控加工仿真系统,充分发挥其课堂教学中的作用
数控加工仿真系统主要应用于数控编程与操作这一理论教学课程,还可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真系统的在教学中的应用方法,摆正数控加工仿真系统在教学中的位置,既不能完全依赖数控加工仿真系统放弃教师在教学中的引导作用,也不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用,应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。
4.3 科学安排教学内容,循序渐近掌握数控编程与操作技巧
在教学过程中教学内容的安排分为三个教学模块。其一为基础模块,主要讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的的编程方法、操作及应用,由于配备FANUC系统的数控机床在数控加工中的市场占有率高,所以这一模块是教学重点,必须使学生熟练掌握,灵活应用:其二为提高模块,主要讲解与训练SIEMENS系统的机床的编程与操作,以帮助学生在不同数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力;模块三为拔高模块,主要讲解国产数控数控系统中的华中数控系统的数控编程与操作方法,扩大学生的知识面,从而适应高职数控大赛指定系统―华中数控系统的编程与操作。
这三个模块的教学可根据学生不同层次进行安排。这样,学生在从业时能够信心十足的面对所操作的数控机床,较快适应所从事的工作。 当然,运用此方法,我们学院在各种大赛比武中取得了好的成绩。
4.4 正确进行教学评价,提高学生的自觉学习意识
教学时所进行的教学评价包括学生的自我评价、学生相互之间的评价和教师评价。上机应用数控加工仿真系统进行数控编程与操作练习时以教师评价为主,对每次的练习成绩及时登记。评价方法包括口头评价和试题测评,而试题测评方法包括课题测评及期末测评。教师对学生进行口头评价时应注意方式和语言的选择,对做得不好的学生不采用直接批评的方法,只是指出该学生哪些地方做得好,哪些不太好,应如何改进;对于比较差的学生称为“稍微弱一点的学生”。 课堂测试应有较强的目的性,不是难为学生,而是通过对学生进行测试,来提高学生的学习意识、学习热情,学习的自觉性和自信心。
5 数控加工仿真系统的应用效果
5.1 理论教学应用数控加工仿真系统可以极大地提高学生的学习兴趣
在引入数控加工仿真系统应用软件之前,数控编程与操作课程与其他课程教学模式相同,主要是课堂教学,学生对自己所编的程序正确与否是通过教师批改作业来知晓的。这种方法教师检查程序需逐个程序段进行查阅,内容多而十分麻烦,一些在数控机床上常常无法通过的书写错误也不易查出,而这些问题的解决在实际数控编程中是十分重要的。至于数控操作问题,在黑板上讲解各个按键的作用、名称与使用更是一件费力不讨好的事,习者枯燥,教者乏味。
引入数控加工仿真系统进行教学以后,学生所编程序可以直接在计算机数控加工仿真系统的模拟加工演示,对程序编写和书写的错误能直接看出,机床操作面板的使用与零件的加工过程也和实际加工情况十分相似,学生可以从任意角度观察数控机床加工过程,毛坯加工为成品的过程历历在目,直观形象,便于学习与掌握,编程与操作的作业可以直接在计算机上检查,每次有检查,次次有结果,使学生对这门课程有了浓厚的学习兴趣。
5.2 技能训练应用数控加工仿真系统可降低训练成本提高训练效率和安全性
数控机床是一种较为昂贵的机电一体化的新型设备,它具备“高速、高效、高精度”的特点,如果初学时就让学生直接在数控机床上操作,可能出现撞坏刀具等现象,甚至因操作失误对学生造成人身危害。引入数控加工仿真系统进行技能操作,可以大大降低实训的消耗,约50个机位的计算机包括50个结点的正版数控加工仿真系统软件,所需费用相当于一台三十万元的数控机床,却能解决50-150个学生的初阶段的技能训练问题,学生可以轻松对实习过程进行初始化,对未能完成的实习实行项目保存,对已完成的实习课题进行调入回顾,而后再进行几次实际操作就能达到事半功倍的效果,大大提高了实习效率降低了实习成本。
因此应用数控加工仿真系统可以减少考生占用数控机床的时间约50%,学生可以将编程与程序校验时间放在计算机上完成,然后通过数据传输将所编程序输入数控机床,对零件进行加工,安全性及效率均大为提高。
参考文献
数控加工仿真系统范文第2篇
【关键词】数控教学 数控加工 仿真系统
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2016）03-0032-02
进入21世纪后，科学技术有了很大的发展，各行各业中广泛使用数控技术。市场上最紧缺的人才包括数控人才，怎样培养出符合社会需求的数控技能人才是从事数控教学的工作者深入研究和探讨的重要问题。
一 数控实习（实验）教学中存在的问题
第一，社会上出现了一种新的机电一体化设备――数控机床，但和普通机床相比价格较高。如果运用数控机床开展相关的数控实训，需要较高的费用。
第二，由于科技发展速度不断加快，数控机床样式繁多，更新换代较快，一般院校很难配备所有的系统，会出现学生工作后操控的设备和在学校所学不一样的情况，要是不能尽快适应，将会对自己的工作造成一定的影响。
第三，数控机床自动运行性较好，学生刚开始学习的时候，由于不熟悉编程或者操作失误会损坏机床或者刀具，严重的会威胁到人身安全。为了切实解决上述问题，笔者建议使用数控加工仿真系统代替数控机床实际操作。
二 数控加工仿真系统的产生
进入信息时代，虚拟现实理论和技术获得很大的突破，出现了一种计算机仿真培训系统，可以对实际设备的加工环境以及工作的实际状态进行准确的模拟。在学习的过程中使用计算机仿真培训系统，不仅会让学习者的素质得到有效的提升，同时比较安全，花费的费用相对较少。国内很多学校在教学中已经引进计算机仿真系统，在培养数控操作人才中也得到了广泛的应用。简而言之，就是借助计算机技术以及其他专门的硬件、软件，模拟真实的场景，在这个仿真的场景下参与者通过交互体验会产生一种真实的感觉，对操作者实际工作能力的培养很有利。
三 数控加工仿真系统的应用方法
1.数控加工仿真系统应用的过程
第一，数控加工仿真系统的选用。当前市场上的数控仿真系统软件有很多种，如北京斐克公司VNUC数控仿真软件、南京宇航数控仿真软件等等。通过多方面的比较，笔者认为北京斐克公司VNUC数控仿真软件具有较好的性能，其在教学辅助中具有较高的价值。该仿真软件可以仿真数控车床、数控铣床和数控加工中心加工零件的全过程。其中主要有定义毛坯、刀具准备、基准测量等多项功能，内存的数控系统也比较多，涵盖FANUC、SIEMENS等多种系统，具有仿真多种机床、多种系统的能力。
第二，定义毛坯及选择刀具。在数控仿真软件的辅助下，和数控机床以及相关工艺知识有效地结合在一起，选择符合学校情况的系统类型以及机床型号；以加工零件的形状对工件毛坯的材料和大小进行定义，选择合适的工件装夹形式，在刀具库中选择合适的刀具。
第三，手工编程及零件加工。零件的尺寸、过程、参数、刀具的位置等是数控机床加工所需的信息，这些信息在编码的操控下执行一系列命令。数控编程对学生的思维以及专业技术要求较高。学生编制的程序通过教师的审批确认是否正确。这种教学方式需要教师逐个查阅学生编写的程序，内容比较烦琐，实际上很多在数控机床上无法通过的程序错误教师难以检查出来。在数控仿真软件中可以很好地解决该难题，在编辑方式下的程序界面上输入数控代码，然后以实际数控机床操作回到参考点，对刀――设定刀具补偿。自动运行编写程序，加工的全过程均可以观看，自主判断程序的正确性。让学生对知识更容易掌握，凸显仿真软件在教学中的优点。
2.恰当运用数控加工仿真系统，充分发挥其在实习教学中的作用
在实习教学中可以使用数控加工仿真系统进行数控编程和操作。教师在实习教学中要重视使用数控仿真系统的方法，在数控教学中初期的感性训练、训练基本程序以及指令代码的编写可以在数控教学仿真软件中完成，而并不是采用仿真软件进行全过程的教学活动。在数控课程中可以使用数控加工仿真系统，作为辅助训练学生实际操作的工具。教师要重视在教学过程中使用数控加工仿真系统的方法，明确在教学过程中数控加工仿真系统的位置，在教学的过程中不能轻视教师的引导作用而过分依赖数控加工仿真系统，也不能不重视学生在教学中的感受，教师在教学的过程中需要有辨别并科学地使用数控加工仿真系统，以便于提升数控教学的质量和水平。同时也应该重视学生的实际加工能力，不仅要充分运用仿真软件，还要有效地提升学生的操作能力和水平，保证数控教学科学、客观地开展并具有较强的实效性。
3.科学安排教学内容，循序渐进地掌握数控编程与操作
进行实习的时候，笔者建议把教学内容划分为三个模块。第一个模块为基础，主要对FANUC数控系统的编程方法和操作技巧进行详细的介绍和讲解。该部分虽然比较基础，却是教学的重点，学生必须熟练掌握，并活学活用。第二个模块为提高，对SIEMENS数控系统的编程与操作进行细致的讲解，让学生在不同的数控系统下均具有较强的应用能力。第三个模块为拓展，主要对华中数控系统的编程与操作方法进行讲解，拓展学生的知识面。这三个模块相互促进、相互影响，让学生的动手能力得到有效的提升，满足社会对综合性人才的需求。
4.活用教学方法
和本科学生相比，高职学生学习基础较差，教师教学很困难，如果还使用传统的教学方式，不仅难以引起学生的兴趣，而且教学质量也难以提升。应使用先进的教学方法、手段来激发学生的学习兴趣。一般而言，从事数控教学的教师教学水平较高，具有较强的数控能力，可以熟练使用多种教学方式。教师在教学的过程中应以学生为主体，教学中促进学生手脑并用，改变学生的学习观念，让其由“要我学习”变为“我要学习”。
5.正确进行教学评价
教学评价主要包括学生的自我评价、学生间的相互评价以及教师评价。在计算机上使用数控加工仿真系统进行课程的学习，笔者建议以教师评价为主，及时登记每次的练习成绩。评价方式多种多样，可以是课堂测试也可以是口头评价，试题测试又分为两部分：课题测试、期末测试。教师口头评价学生的时候应注意选择激励的语言以及措辞，对表现不好的学生不宜直接批评，应该使用激励的语言，对做得好的部分加以鼓励，不好的地方委婉地表述，并给出具体的改进措施。在课堂上进行测试应该具有一定的目的性，题目不应该过难，通过课堂测试教师了解到学生学习中的不足并且提高学生的学习热情和意识。教学评价的本质是促进学生学习，教师应该掌握科学的评价方法，多用鼓励性的评价方式，不断提升学生学习的兴趣和积极性。
6.数控加工仿真系统的应用优点
使用教学仿真软件没有安全上的顾虑。让学生在仿真系统上进行技能训练，训练的费用能极大地降低，如果按照50台计算机和50套仿真训练系统来计算，花费的资金仅仅能购买一台价值30多万元的数控机床，却可以解决50～200位处于初学阶段学生的技能训练问题，学生可以轻松地初始化实习进程，保存未训练完成的项目，在反复的训练中可以有效地提升自身的操作能力，提升教学效果的同时，实习成本也得以有效的降低。
和实际加工相比，机床操作面板的使用与零件的加工几乎一模一样，数控机床加工过程中学生可以从任意角度进行观察，直接观察毛坯――成品的过程，形象的画面可以很好地激发学生学习的积极性和动力，对学生学习和掌握知识极为有利，在课堂上随机检查编程与操作的作业，每次都有合理的结果，可以培养学生浓厚的学习兴趣。
四 结束语
在教学中使用数控加工仿真软件，对学生综合职业素质的全面提升具有很好的促进作用，不仅使学生独立思考以及创新的意识得到培养，更让学生勇于锻炼。作为数控教师，在教学的过程中应该摒弃传统的教育教学理念，充分领悟新课改精神，践行素质教育理念，在思考中产生问题，在思考中解决问题，采用积极的措施，很好地使用仿真软件，有效地提升数控教育教学质量。
参考文献
[1]申宾德.三维仿真互动教学模式在数控教学中的应用[J].产业与科技论坛，2013（8）
数控加工仿真系统范文第3篇
CAXA制造工程师作为国产的CAD/CAM软件在各类机械制造企业中得到了比较广泛的应用。由于零件的形状和加工环境的复杂性，在实际加工中容易出现过切和欠切现象，甚至会出现刀具与机床部件或工件的干涉和碰撞；并且数控机床使用的数控系统较多，自动生成的数控加工程序不一定适合实际的加工需求。因此，在实际加工前，采取适当有效的措施对数控程序进行检验和修正是十分必要的。
宇龙数控加工仿真系统提供了数控车床、数控铣床和加工中心等多种机床类型；提供了发那科、西门子、华中数控和广州数控等多种数控系统；还提供了数控机床的所有操作模式、三维工件的实时加工显示、刀具路径的三维显示以及工件的定义、装夹、测量和刀具的定义及碰撞提示等功能。此软件不但能够让用户进行手工编程而且还允许用户导入自动编程软件生成的程序。
在实际应用中，CAXA制造工程师和宇龙仿真系统的有机结合能够相互弥补对方的不足，对于提高程序的编写效率和其正确性验证有着广泛的应用价值和意义。
一、应用CAXA制造工程师进行自动编程
1.生成如图1所示的可乐瓶底凹模实体造型（过程略）
2.零件的加工工艺分析
（1）零件图的分析。该零件的材料为硬铝，毛坯尺寸为120mm×120mm×50mm。在零件上有一个加工特征：可乐瓶底凹模型腔曲面。由于零件呈前后、左右对称，故工件坐标系原点设定在工件上表面的中心。
（2）刀具的选择。由于工件的材料为硬铝，切削性能较好，选用高速钢立铣刀即可满足工艺要求。粗加工时选择φ6mm的圆柱直柄平底刀，精加工时选择φ5mm的球头刀。
（3）工件的装夹。工件毛坯外形为长方体，为使其定位和装夹准确可靠，选择机用虎钳进行装夹。
3.工艺路线制定
采用先粗后精的加工顺序：粗加工采用等高线粗加工，精加工采用参数线精加工。
4.生成零件的加工轨迹
（1）用CAXA制造工程师生成零件的粗加工轨迹。如图2和图3所示，操作依次为：双击加工管理树中的选项选中单击按钮单击【确定】按钮。
接下来，单击菜单栏中的【加工】选项，然后依次选择【粗加工】【等高线粗加工】按表1所示进行参数设置单击【确定】按钮。结果如图4所示。
最后，根据提示拾取可乐瓶底凹模作为加工对象，然后拾取加工边界，直接单击右键确定（默认零件的外轮廓为加工边界），即生成等高线粗加工轨迹。
（2）用CAXA制造工程师生成零件的精加工轨迹。单击菜单栏中的【加工】，然后依次单击【精加工】单击【参数线精加工】按表2进行参数设置单击【确定】按钮，结果如图5所示。
最后，根据提示拾取可乐瓶底凹模作为加工对象，然后单击右键“确定”，再依次执行以下操作：拾取进刀点切换加工方向（若不需要切换可直接单击右键确定）改变曲面方向（若不需要改变可直接单击右键确定）拾取干涉面（若没有可直接单击右键确定），即生成参数线精加工轨迹。
（3）自动生成数控加工程序。如图6所示，单击加工管理树中的选项，再依次单击菜单栏中的【加工】【后置处理】【生成G代码】输入文件名单击【保存】单击右键，即可生成数控加工程序，如图7所示（由于程序段较多，顺序号超过了4位，故设置成不输出程序段顺序号）。
二、应用宇龙数控加工仿真系统进行仿真加工
1.机床参数设置和基本操作
（1）启动宇龙仿真软件，单击（选择机床），选择常用的FANUC0I数控系统和立式加工中心，如图8所示，控制面板如图9所示。
（2）单击（定义毛坯），定义毛坯的外形、材料和尺寸，如图10所示。
（3）单击（夹具），选择夹具，如图11所示。
（4）单击（放置零件），安装零件，如图12所示。
（5）单击（选择刀具），如图13所示。
（6）按照实际数控机床的操作步骤，进行系统上电启动、旋出急停按钮和回参考点的操作（一般是+X、+Y和+Z向回参考点，回到参考点后指示灯亮）。
（7）对刀。单击（基准工具），选择φ14mm的寻边器，再单击【塞尺检查】，选择1mm的塞尺。先采用手动而后采用手动脉冲的方式使寻边器向工件右侧面靠近，当提示塞尺检查的结果合适时，记下此时的X坐标-232.000mm。由于选择工件上表面的中心作为工件坐标系原点，故工件坐标系原点相对于参考点的X坐标为X=-232.000-60-1-7=-300.000（mm）（其中60mm为工件长度的一半，1mm为塞尺尺寸，7mm为寻边器半径）。接下来单击，再选中并单击屏幕中下面对应的软键，将光标移动到G54对应的X坐标，输入“-300.000”，单击或单击屏幕中下面对应的软键，即可完成X向对刀。使用同样的方法可得到工件坐标系原点相对于参考点的Y坐标为Y=-215.000mm，输入后即可完成Y向对刀。通过MDI方式将1号刀装到主轴上，单击【塞尺检查】，选择100mm量块（即Z轴对刀器），先采用手动而后采用手动脉冲的方式使刀具向工件上表面靠近，当提示塞尺检查的结果合适时，此时工件坐标系原点相对于参考点的Z坐标为Z=-379.000-100=-479.000（mm），输入后即可完成Z向对刀。同理可以对2号刀进行对刀，将得到的坐标值输入G55中。对刀后的屏幕界面如图14所示。
2.数控加工程序的导入和加工
将CAXA制造工程师自动生成的NC程序进行必要的手工编辑后，得到如图15所示的新程序，然后将其复制到仿真软件所在盘符的指定文件夹（如安装在默认的盘符，则指定文件夹为：C：＼Program Files＼数控加工仿真系统＼Examples＼FANUC＼FANUC0立式加工中心＼FANUC0立加G00G01绝对），再将NC程序传输至宇龙数控加工仿真软件中。
调用的具体步骤是：单击编辑 （DNC传送）选择好NC文件 输入“O××××” ，NC程序便会显示在数控加工仿真软件当前屏幕上，如图16所示。再单击“自动” ，选择“循环启动” ，机床则会自动加工零件，结果如图17所示。
数控加工仿真系统范文第4篇
关键词：数控加工 数控仿真软件
数控仿真软件是一款在计算机设备内完成数控操作加工仿真的现代化专业性软件，能同时展开刀具轨迹与机床运动的仿真。数控仿真软件通过三维显示与虚拟现实技术，使数控加工整个流程的模拟达到相当逼真的程度，进而检验加工环节里可能存在的不足。利用微型计算机的数控加工实验教学系统，可为学生知识的学习提供更真实的数控机床操作编程加工环境，可降低实际上机操作时因误操作而带来的机床与工件毁坏几率，进而提升课堂教学质量与学生实际工作能力。
一、数控仿真软件在数控加工技术教学中的作用
第一，通过数控仿真软件能够弥补设备与师资缺乏，增强学生动手实践能力，对学生技能操作熟练程度的提升更有利。利用仿真软件展开模拟操作，可为学生提供更多的实习机会，缩短新授知识转变为技能的周期。如一个班级中约有30个人，3台机床，平均每台机床约10个人，每次实习时间约3小时，而每个人的实际操作时间仅有18分钟，在如此短暂时间内，很难达到预期的效果。若我们利用每所学校均有的微机室，将3小时换作与实际机床基本相同的仿真操作的话，可保证所有学生均有足够时间来动手，提升操作熟练程度，为下一步实际操作做足准备。
第二，提供了多类机床与多类系统。现今数控机床的种类与系统厂家相当多，教学时可结合需要选择对应机床与系统完成对学生的授课，增强了学生对不同数控系统与不同数控机床的适应能力。
第三，通过数控仿真软件可更好结合理论学习，实现同步教学。若通过仿真软件一边演示一边教学，借助车刀与工件运动来显示指令轨迹，学生更易理解，还可亲手操作以加深认识，理论与实践相互融合，增强了教学质量。
二、数控加工技术课程的数控仿真软件教学要点
1.引导学生正确选用数控加工仿真系统，提高教学质量
数控仿真软件可通过计算机把所编制程序，在二维图或三维图的基础上通过动态方式把整个数控加工过程更生动地展现出来。现今有影响力、有代表性的数控仿真软件包括上海宇龙、斯沃仿真、南京宇航等。但具体选择哪种仿真软件，还应综合分析仿真系统里操作面与实训教学机床的匹配性，保证仿真系统里所用到的数控系统应与教材教学选择的数控系统或机床相符，并考虑数控仿真系统功能是否满足教学要求与仿真软件及CAD/CAM软件配套性，如通过CAD/CAM软件后置处理所生成的程序可否调入仿真系统进件虚拟加工，在仿真软件运行验证符合要求的程序可否在真实机床里加工等。笔者学校在实际操作中选用了上海宇龙数控仿真软件，软件基本可兼容目前国内已有的大部分数控系统，如FANUC、SIEMENS、广州数控等。仿真软件完全模拟真实的数控机床操作，能清晰仿真整个数控加工环节。学生在学习过程中能够更快速地了解数控机床编程与操作技能。
2.科学应用仿真软件，增强学生学习兴趣
过去在黑板上讲授不同按键名称、作用与操作方法，实质上是一件费力不讨好的事，学习者感觉枯燥，教师也乏味。但若将数控仿真软件用于数控加工技术课程中，学生所编程序能够直接在计算机数控加工仿真软件中进行模拟加工演示。由于机床操作面板的使用及零件加工过程均与实际加工情况类似，学生可从任意角度了解、掌握数控机床加工过程，毛坯加工变作成品的过程真实形象，更利于知识点的掌握。利用数控仿真软件，基于学生学习中遇到的各种困难及问题给予讲解、引导、示范操作，可以克服所有的学习困难，解决问题，增强学生学习兴趣。此外，数控仿真软件再先进，终究不是真实的，数控系统种类多，统一数控系统应用于不同厂家生产的数控机床上，实际操作中也存在诸多差异，研发人员无法全面掌握这些具体细节，仿真软件产品会出现一些与真实机床不同的感觉。教师还应为学生清楚讲述软件与实际机床不符之处，并结合机床真实情况为学生展开针对性教学，以免让学生出现误解，不利于将来机床编程与实操。
3.合理安排教学内容，循序渐进掌握数控知识
数控加工技术课程教学中应合理安排教学内容，在教学前将知识点给予有效安排，大致分作三个模块，即基础模式、提高模块与拓展模块。首先，基础模块重点讲述训练中常用到的FANUC数控系统相关数控车床、数控加工中心编程方法、操作及应用知识，该模块属于教学基础，也属于教学的重点，要求学生务必熟练掌握，并能做到知识的灵活运用;其次，提高模块重点讲述并训练SIEMENS数控系统相关三种机床编程与操作，增强学生在不同数控系统下进行不同数控机床编程的操作能力与理解能力;最后，拓展模块重点讲述国产数控系统里的华中数控系统与广州数控系统里的数控车床编程及操作技巧，拓宽学生知识面，增强学生对不同操作系统、不同操作面板的编程及实践操作能力。唯有如此，学生方可更牢固地掌握各种数控加工知识，步入社会后能尽快适应岗位工作要求，提高工作能力。
4.仿真软件学习与机床实际操作训练同时进行
数控仿真软件不仅可用于数控加工技术课程教学中，还可作为数控操作技能训练辅助工具。教师应摆正数控仿真系统在教学中的位置，不可让学生养成一味依赖数控仿真软件的习惯，而忽视了机床实际操作练习的重要性。教师需结合课程总共的学习时间，科学分配仿真软件学习与机床实际操作训练二者的时间比例，充分认识到数控仿真软件的应用优势主要体现在入门基础训练上，而学生实践操作技能的提升关键还是要通过大量的机床实际操作训练。学校需合理制订教学计划，在数控仿真软件课程学习前，就先组织学生到附近工厂实习，让学生对各类加工方法有更深的感性认识。同时，数控机床课程与数控加工工艺课程也应安排在数控仿真软件学习训练前，让学生掌握更多机床操作方法、加工方法与切削用量选择方法，更利于学生理解与掌握数控仿真各环节要点，进而让数控仿真软件真正在数控加工技术课程中发挥作用，达到“砍柴不误磨刀功”之效。
总之，数控仿真软件将逐渐变成我国数控教学中的主要手段，不但能够解决占用过多实验设备时间的问题，还可提升学生对数控加工的认识，还可为学生提供检验自行编写程序正确性的有效手段。不过，把数控仿真软件应用于数控加工教学里也有诸多不足，在应用过程中还应不断改进与完善，使其更好为数控教学服务，提高教学质量，为社会培育出一批批实践能力强的新型数控人才。
参考文献：
[1]丛娟，丛树林.基于数控仿真软件的数控加工工艺与编程课程改革[J].辽宁高职学报，2011（3）.
[2]王芊.有效提高学生实践能力的途径――仿真软件在数控技术专业教学中的应用[J].包头职业技术学院学报，2009（1）.
数控加工仿真系统范文第5篇
【关键词】计算机数控仿真实训室；建设；方案；特点及应用
随着经济的高速发展和现代制造业的巨大进步，现代数控机床广泛应用于各生产加工领域，社会急需大量熟练的数控操作工人。为适应社会的发展，满足数控专业学生实训的需要，很多学校正在筹建或扩建数控实训室。
由于受资金限制，各学校大多经费有限，不大可能投人巨资配备大量的数控车床供学生实训之用，因此数控机床的数量与学生数量相比，相差很大，直接影响实训效果。所以学校在采购少量数控机床之后，再建设计算机数控仿真实训室不失为一种好办法。构建计算机数控仿真实训室的目的是为了充分利用现代计算机软、硬件技术，辅助学生进行数控机床实习，提高实训质量，使学生更好地掌握和提高数控加工技术。
为了达到这个目的，首先要求构建的数控仿真实训室能够逼真地反映各种真实数控机床的界面，逼真地模拟真实机床的加工过程，学生通过模拟实训，能够较快地熟悉真实机床的操作控制面板，熟练掌握基本的操作，为今后尽快适应生产实际打下良好的基础。其次，可以准确地验证学生手动编写或自动生成的NC代码程序，显示加工效果，使学生充分理解各编程指令的功能、作用，全面掌握编程方法和编程技巧。
一、计算机数控仿真实训室硬件构造
我们建议一个计算机数控仿真实验室配备50台左右的计算机，这样可以基本满足人手一机的需求，大大提高学生的动手能力。
1.硬件系统
（1）品牌或兼容计算机50台左右（内存不低于512M，推荐使用独立显卡）；
（2）服务器一台（用于运行软件加密狗及教师演示）；
（3）足够端口的交换机；
（4）双绞线若干、水晶头若干。
2.软件系统
（1）操作系统：中文windows XP操作系统专业版；
（2）多媒体教学软件：极域电子教室V4.0；
（3）数控仿真及自动编程系统软件：宇龙数控加工仿真系统V4.8；CAXA数控车2008；CAXA制造工程师2008；Master CAM 9.1；Auto CAD 2004。
3.网络配置
（1）网络拓朴结构：星形拓朴结构；
（2）网络协议：TCP/IP协议；
（3）网络类型：windows对等局域网。
二、数控仿真软件的应用
构建计算机数控仿真实训室的关键是使用数控仿真系统。目前，不少软件公司为了适应市场的需要，相继开发出许多优秀的商品化数控仿真系统软件。这类软件的价格相对来说，也不太昂贵。目前购买一套国产50节点的仿真软件一般只有几万元，仅相当于一台数控机床的几分之一甚至几十分之一。此外使用数控加工仿真系统还可以提高实训安全性：有了仿真系统，可先在上面进行编程和操作训练，并检验程序的正确性之后，再去操作实际机床，由此可大大降低操作事故的发生。
我们选用了上海宇龙软件工程有限公司开发的“数控加工仿真系统V4.8”，这个软件可以在计算机上真实地显示数控机床的操作面板、逼真地模拟数控机床的加工动作，显示加工效果，完全能够满足学生学习、实习训练的需要。
1.数控系统的仿真
这个仿真功能可以帮助学生熟悉数控系统的内容，掌握各个按键的作用和各种编辑指令的输入，各个界面切换的方法，用户坐标系的建立等功能。数控仿真软件模拟出来的系统跟实际机床完全一致，使用好了数控仿真软件后，实际机床可以迅速上手。
2.操作面板的仿真
这个功能可以帮助学生熟悉培训机床的操作面板，记住各个按钮的位置以及机床的操作。包括机床指令，机床模式的改变，单步，跳步等调试程序功能。
3.零件加工的仿真
通过前面2个面板的仿真，学生可以在交互的方式下，仿真零件的加工过程包括：建立零件毛坯，零件的装夹，零件的找正，刀具的定义，用户坐标系的建立输入程序，调试程序。自动完成零件的加工和零件尺寸的测量过程。
数控仿真软件的应用，不仅缓解了数控设备数量不足的难题，而且结合数控仿真软件，我们通过培训课程，学时等方便的改进，还大幅提高了数控培训的效果。由于数控仿真软件在数控系统面板和机床操作面板上与机床实际操作完全一致，支持常用的数控指令，一台计算机就是一台数控机床，在一个50人的标准计算机机房内，学生可以人手一机使用仿真系统。通过实践效果的反馈，经过仿真训练的学生在实际机床上，上手速度快，机床的实际利用率比以前得到了较大的提高。
三、CAD/CAM软件的应用
目前采用CAD/CAM一体化集成形式的软件已成为数控加工自动编程系统的主流，目前，应用较广泛的CAD/CAM软件主要有UG、Pro/Engineer、Master CAM、CAXA制造工程师等。我们在构建计算机数控仿真实训室的时候采用了北航海尔软件公司的CAXA制造工程师软件。在实训教学过程中我们有如下应用：
1.自动编程，设置工艺参数，定义零件加工工艺
自动编程是数控编程领域一个重要的组成部分，应用计算机辅助制造软件进行数控加工自动编程，然后经过后置处理转换成NC程序代码。我们只需要利用CAXA系统中的CAD绘图建模功能绘制生成三维零件模型，再选择合适的加工工艺方法，安排零件的加工工序，确定粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数后，该系统便自动计算出机加工余量，并动态显示出和粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀位轨迹和机床代码，省去了人为编制NC程序的烦恼。
这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来，使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥，在数控技术课程中达到了融汇贯通，并在计算机上变得生动、形象起来，巩固了学生的加工工艺方面的知识，强化了利用CAXA系统数控教学的效果。
2.利用CAXA系统，对计算机计算的刀具轨迹进行模拟仿真
CAXA特有的模拟仿真功能，可以进行三维真实感动态仿真加工，每个学生都有模拟加工的机会，省时间、省材料、省设备投入，在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，学生可以直观地掌握数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情况，刀位计算机是否正确，加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。学生可以发挥自己的创造性和综合能力，对不满意的加工结果重新进行零件建模或重新定义刀位轨迹，实现虚拟设计与虚拟加工。
3.将刀具轨迹转换成数控加工程序，并可传送至数控加工仿真系统或数控机床进行加工
前面所做的工作均是刀具运动的轨迹，学生还很难将NC程序和实际的加工联系起来。因此我们可以将生成的代码导入数控加工仿真系统中进行模拟加工，或者在条件允许的情况下，让学生将零件的NC程序通过数据接口传至数控机床，控制机床进行加工，使学生对数控加工有更进一步的认识。
通过建设计算机数控仿真实训室，我们可以根本解决实训机床不够用的问题，并且投入少、消耗低、安全性高。在教学过程中，我们可以从操作到编程立体化的培训学生，使学生对数控加工这个领域有了更深刻的了解，也有利于学校对这门学科的开展。但这种方法只适合于那些资金相对紧张的学校采用，毕竟仿真操作与实际操作在细节上存在一定的差异，因此，仿真实训只能在一定程度上辅助学生掌握基本的操作，而不能以虚拟的实训完全代替真实的训练，有条件的学校学校必须配置必要的数控机床，必须有数控实习车间，让学生实际操作，理论实践相结合，才能收到应有的效果。
参考文献
[1]李伟光.现代制造技术[M].机械工业出版社，2003.
