数控编程培训

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数控编程培训范文第1篇

实践教学体系建设的指导思想是坚持“理论教学与实践能力培养相结合”的原则，注重课堂教学和工程实践相结合，教学内容紧跟“数控技术”的新技术、新装备及其发展趋势。教学中既传授基本知识，又注重基本技能、工程实践能力和创新能力的培养，将“理论是基础，实践是保证，应用是重点”［1］的教学理念贯穿于实践教学各环节之中，逐步形成一个由“认识实习、金工实习、课程实验、数控技能培训、数控竞赛、数控加工工艺分析与数控加工编程课程设计、生产实习、创新实践、毕业设计”等九个环节组成的实践教学体系，如图1所示。实践教学按照“传承性，阶梯性，连续性，创新性”的思想进行设计。在实践教学中，按照工程实践教育、认识与训练、实验与实践、技能培训与课程设计、创新实践与毕业设计五个层次，形成阶段化、模块化的教学过程，将工程实践能力培养由浅入深、循序渐进，贯穿于教学的各个环节，合理设计实践教学体系中的各环节及其内容，培养学生的工程实践能力和创新能力。

数控技术应用实践教学体系分五个层次贯穿于整个本科教学的全过程:

第一层次:学科教授做学科讲座，观看数控加工录像资料，参观学校教学设施，培养学生学习数控技术的兴趣。

第二层次:校内外结合，开展认识实习和金工实习，进行机械工程认识与训练。

第三层次:实验、实践、设计和创新实践结合，进行数控技术应用实验与实践教学。

第四层次:将数控技能培训和课程设计相结合，培养学生利用数控实践知识分析问题和解决问题的能力;并组织学生参加数控大赛、进行数控技能训练。

第五层次:开展广泛的创新活动，并通过毕业设计，提升学生分析问题、解决问题的能力。

2数控技术及应用实践教学体系结构

2．1认识实习

新生入校的第一学期，组织学生观看数控加工录像资料，请专家教授进行数控加工技术讲座，组织学生参观学校实验室的数控教学设备，在校外工厂参观先进的数控加工设备及数控加工过程，使学生对数控技术有一个感性认识，提升学生学习数控技术的兴趣。

2．2金工实习

学生金工实习的过程中，设置数控机床操作和自动编程等两个数控技术的实习项目。在数控机床操作项目中利用教学型数控机床所含有的简易自动编程软件，让学生自己设计加工图案，然后自动生成加工程序，再在蜡块或有机玻璃上雕刻出所设计的图像，这样极大的激发学生的学习热情。在自动编程项目中要求学生在CAXA制造工程师软件中完成三维实体造型，然后根据教师提示完成加工工艺设置，生成数控加工刀具路径，最后生成数控加工程序。完成比较好的程序还可以上传到数控机床上，加工出零件来。

2．3课程实验

通过认识实习和金工实习，学生对数控技术建立了一个初步认识，第三学年开设数控技术及其应用课程，在课程中开设教学实验，实验教学围绕课堂教学内容设置，加深学生对所学知识的理解。课程实验开设数控机床认识实验、数控原理实验、数控编程实验和数控机床操作等四个基本实验。数控机床认识实验通过对工业用数控机床观察，了解数控机床(如SK50数控车床、XK715D数控立式铣床、DK77型数控电火花线切割机、数控电火花成型机等)的基本结构、加工对象及其用途;了解FANUC0i系列数控系统;掌握数控机床(如SK50数控车床、XK715D数控立式铣床等)的坐标系建立、基本运动和回零操作。数控原理实验通过对华中数控生产的HED－21S数控系统综合实验台的拆装调试，要求学生了解数控系统的特点、基本组成和应用;了解数控系统常用部件的原理与作用;熟悉常见数控系统与数控机床的连接与基本调试操作。数控编程实验通过在浙大辰光软件和宇龙数控仿真模拟软件上完成指定零件的数控加工程序编制与调试，使学生掌握数控加工程序的手工编制方法与程序调试技巧。数控机床操作实验，通过对CGM4300B数控铣床的操作，在蜡块上加工零件，使学生了解数控铣床的基本特点和机床坐标系的建立;掌握数控机床常规操作方法，重点学习数控机床回零操作、手动对刀操作、工件坐标系设定、程序输入与编辑、程序调试、自动加工等操作。

2．4数控工艺技能培训

数控高级人才的培养，必须十分注重学生动手能力的培养，我们在课余时间，充分利用学校现有的资源，对学有余力且对其感兴趣的学生进行120学时的数控加工工艺培训，培训分为数控工艺分析、自动编程软件(CAXA制造工程师)的应用、数控机床操作等三个方面。数控工艺培训要求学生通过培训具有基本零件的工序划分、刀具卡具的选择、工艺基准的制定、切削用量的选择和切削液的选择等数控加工工艺分析与设计能力。自动编程软件的应用要求学生通过培训，掌握功能齐全的实用型自动编程软件，如MasterCAM，Cimatron，Delcam，CAXA等自动编程软件，利用这些软件编制较为复杂的零件或模具加工程序，同时具有驾驭目前国内市场上流行的集成度高的诸如CATIA、Pro/E、UG(Unigraphics)等CAD/CAM软件的能力。数控机床操作培训要求学生熟练掌握数控机床的各种基本操作，掌握加工程序的输入与加工程序调试，掌握自动编程后的程序传输方法，掌握在线加工方法。总之，通过数控培训增强了学生的数控技术实践能力，培养学生创新能力。数控技能培训将数控技术理论与实践有机结合，巩固理论知识，培养学生的动手能力。

2．5数控加工工艺分析与数控加工编程课程设计

为加强学生的数控技术实践能力，机械设计制造及其自动化专业在学习了数控技术及其应用与数控加工工艺等课程后，安排数控加工工艺分析与数控编程课程设计，要求学生从零件图的识图开始，通过数控加工工艺分析和设计，选择刀具、卡具(包括专用卡具的设计)，然后编写数控加工程序，并对其进行调试，最后操作数控机床，加工出要求的零件来。课程设计两周时间，要求每个学生零件图都不相同。课程设计开设后收到了良好的效果，达到了预期的目的。

2．6数控技术创新实验

重视创新实践环节，大力发掘资源，调动学生的主动性和创造性，根据不同年级的特点，分层次开展开放性数控创新实践活动，要求学生根据学校现有的设备状况及自身的理论知识与教师一起设计创新实验，并在实验的基础上逐步完善设计内容。数控创新实践活动基本上围绕三个方面进行，一是围绕产品建模、系统仿真、NC代码生成、网络传输到零件的数控加工进行;二是围绕数控系统构建、普通机床的数控化改造、专用机床控制系统的模拟设计等内容进行，三是围绕数控机床的故障分析与数控机床的维护维修等内容开展。通过创新实验的设计，培养和强化学生综合运用知识的能力、工程实践能力和创新能力。

2．7生产实习

我们始终将生产实习环节视为强化教学效果、实现理论联系实际的最有效手段。对高层次数控人才培养来说，生产实习基地一般选择在数控机床制造厂。要十分重视实习基地的建设，对已建成完善的实习教学基地，实现制度化的管理。为学生的实践能力的提高搭建一个更好的平台。

学生在实习基地实习内容一般分为两大部分，一是在数控机床组装车间了解数控机床的装配调试，包括电器部分装配调试和机械部分装配调试。二是在零部件制造车间掌握数控机床主要零部件的制造工艺过程，了解数控制造厂的工艺设计规程，掌握典型零件的数控加工工艺与数控加工程序的编制。三是跟随数控机床维修人员进行售后服务，掌握数控机床维护维修的基本方法。通过生产实习，使学生进一步掌握数控机床的结构原理，更加了解数控加工工艺分析的方法和数控加工程序编制。更加强化学生的工程意识、工程实践能力和创新意识、创新能力。

2．8数控竞赛

利用校团委在校内组织数控大赛或与兄弟院校的数控对抗赛，组织学生参加两年一届的六部委举办的全国数控技能大赛，促使学生带着问题去学习，克服了学生理论学习的盲目性，提高了学生学习的兴趣与积极性，更有利于学生工程实践能力和创新能力的提高。

2．9毕业设计

通过理论、实践、培训、创新四位一体的教学过程，把数控技术基础理论、实践能力和创新能力培养融为一体，在毕业设计中将这些知识综合应用，培养学生综合应用能力。学校高度重视学生的毕业设计环节，所有指导教师深入现场获得了第一手资料，结合现场实际，精心遴选题目，提供给学生科学、合理的论文题目。为部分学生选配现场工程技术人员为毕业设计指导教师。要求学生除查阅资料外，用一定的时间到现场去学习、调研。有条件的时候，学生可直接在现场完成毕业设计。通过各种方式将毕业设计与现场实际相结合，收到良好的效果。

3结语

数控编程培训范文第2篇

一、数控实习教学中存在的问题

跟传统的机械加工实习教学相比较，数控实习教学存在以下几个方面的困难：

（一）数控机床投入大成本高。它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，一台中档数控车床或数控铣床一般需二、三十万，而数控加工中心更是高达几十万甚至上百万。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。

（二）数控机床的系统多型号多，且更新较快，对有数控专业的学校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学校所学的系统与将来工作的单位不相同，还要进一步学习才可以胜任，费时费力。

（三）数控机床初学时容易造成损坏。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，在教学中利用数控仿真软件进行教学起到了重大的作用。

二、数控加工仿真系统在教学中的应用

（一）数控加工仿真系统的选用

数控加工仿真系统的软件形式很多，有的是数控机床本身自带的仿真系统，但这种数控机床的仿真系统在教学中局限性较大，不适于教师教学和学生训练；还有的是一些先构图而后自动编程仿真软件，也不适应手工编程教学的要求；国内还有其他几种数控加工仿真软件，但都有一些不尽人意之处。而上海宇龙公司数控加工仿真系统的教学软件，是一种富有价值的教学辅助工具，它可以实现对数控铣床、数控加工中心和数控车床加工零件全过程的仿真，其中包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，具有多系统、多机床、多零件的加工仿真模拟功能。

（二）数控加工仿真系统的应用方法：

1.灵活应用教学方法，变学生被动学习为主动学习

现在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即数控编程能力、工艺处理能力、实际动手能力、自动编程能力，能较为娴熟地运用行动导向的教学方法，在教学中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。在教学过程中，教师起引导作用，即对学生活动中遇到困难或无法下手的问题进行引导、讲解。教学中的知识点尽可能集中，深入浅出，便于学生掌握编程方法与技巧。

2.恰当运用数控加工仿真系统，充分发挥其在教学中作用

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。

教师在数控编程与操作的教学中应重点解决编程方法并进一步强调在编程中工艺问题的处理，学生上机则利用数控加工仿真系统解决程序校验以及不同系统不同机床的操作问题，每次上机学生都有明确的课题，在上机前教师应利用数控加工仿真系统的示教模式或利用教学投影仪进行操作演示，并在学生上机中进行巡回指导，学生在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作，既可使学生更快更好地掌握数控专业技能，又培养了学生自学能力、解决实际问题的能力。

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可为三种不同的情况。其一为基础班，可以讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、数控加工中心的编程方法、操作及应用，这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握，灵活应用：其二为高级班，可以讲解与训练SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作，以帮助学生进一步加强不同在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；三为技师班，可以讲解国产数控系统中的华中数控系统和广州数控系统中的数控车床的编程与操作方法，扩大学生的知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。这三个模块的教学可根据学生不同层次进行安排，经过这种训练后上岗，学生所看到的数控操作面板都已熟悉，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。

三、数控仿真软件在数控实习教学中的作用

（一）利用数控仿真软件可以弥补设备的不足

由于大部分的实训活动可以在仿真系统中实现，使用仿真软件将大大减少在数控机床设备上的资金投入，同时使学生的实际上机时间大大增加，从而可以加快对学生的培训速度。由于使用仿真软件，也大大减少工件材料和能源的消耗，从而可以降低培训成本。

（二）提供了多种机床和多种系统

当前数控机床的种类和系统厂家众多，数控仿真软件提供了基本涵盖当今我国数控加工中常见的数控机床和主流的数控系统，教学时可根据需要选择相应的机床和系统对学生进行授课，提高学生对不同数控系统及不同数控机床的适应能力，使学生在以后的教学中做到理论与生产实际相结合。

（三）安全性高，便于学生学习

由于数控加工仿真系统不存在安全问题，不会因为学生的错误操作而损坏机床，更不会造成人身伤害，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。软件中不仅具有对学生编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能，还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。这些功能使得学生可以进行自我学习，自我检测加工零件几何形状的精度，大大降低了教师的工作强度。

（四）方便了教师授课

实习教学中，如果教师仅靠讲解理论，学生会难以理解，所以较多的授课内容是需要教师进行示范的，教师在机床上对学生进行示范时，很难保证所有的学生能够听清、看清，教学效果往往不太理想。而数控加工仿真软件的互动教学功能使得教师可以以广播的方式在每个学生的屏幕上演示其教学内容，使所有的学生均能清楚地观看并进行模仿，同时教师也可以在自己屏幕上看到每个学生的操作情况，实时了解教学情况并对学生进行指导。

（五）可在计算机上完成所编程序的检验，减少实际操作出错的概率

在实际操作时，我们一般利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性，每个学生占用机床时间较长，同时，由于图形模拟也只能观看零件的大致轮廓，对于程序中的一些细小处的错误判断不出。所以在实际操作前，学生可以在数控仿真软件上输入程序，将校验的步骤放在计算机上完成，观察零件的加工情况，最后将正确的程序通过键盘或数据传输方式输入到数控机床中，这样既可节省时间，又提高了加工中的安全性。

四、数控仿真软件教学时注意的事项

（一）合理安排数控加工仿真软件学习的阶段

数控仿真教学一般安排在数控操作的初学阶段，这样学生具备一定的加工基础，学习起来较容易，而且教师利用仿真软件进行初期培训的效果比较好，同时也可避免初学者易出现的事故。对于水平高的学生，可根据工厂里的机床及系统类型安排强化训练。

（二）严格按实际操作的要求进行

虽然是在计算机上进行仿真加工，但教师一定要要求学生按照实际操作加工中的要求来做，如正确装夹零件，合理选用刀具及切削用量；对刀的步骤和动作也要规范，让学生在学习的初期就养成正确的习惯。另外，应尽量避免使用计算机的键盘而采用鼠标点击仿真软件上系统面板，使学生尽快熟悉面板上各键的位置，等到实际操作时就能很快适应。

（三）及时说明软件与机床不符之处

对于软件中和机床的不同之处，教师应及时给学生说明，并根据机床的实际情况对学生详细讲解，以免使学生产生误解，影响到将来在机床上的编程与操作。

（四）分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例

数控编程培训范文第3篇

关键词：数控车；椭圆编程；宏程序

中图分类号：TG519.1

在数控车床可以利用直线和圆弧插补指令，轻松实现对圆柱面、圆锥面、圆弧面、球面等各种类型回转体表面的加工，但是对于椭圆、双曲线、抛物线、正弦曲线等一些非圆曲线构成的回转体，加工起来却不那么简单。在中职数控专业高级数控车工的培训课题中，加工椭圆类零件是不可或缺的内容。椭圆的加工属于非圆曲线的特殊零件加工，相对比较复杂，但是可以使用宏程序进行编程，使复杂问题变得简单化。

实质上，宏就是用公式来加工零件的，宏一般分为A类宏和B类宏。A类宏是以G65为开头的格式输入的，比如在广州数控系统GSK980TD中使用的宏程序就是如此，而B类宏程序则是以直接的公式和语言输入的，这个特点和C语言很相似，在FANUC 0i系统中应用比较广。

下面以实际椭圆图形为例，说明使用FANUC 0i系统中B类宏程序编制椭圆程序的过程，尤其注意加工程序清单中宏程序的写法。

1 图例分析与编程

下面分别就两点重合（见图1）和两点不重合（见图2）这两种图形情况进行举例说明，其中两点指的是：工件坐标原点与椭圆中心。

1.1 两点重合

众所周知，椭圆方程有两种：椭圆参数方程及椭圆标准方程，其中标准方程为 ，变换坐标后得到 ，经过数学变换后很容易得知 和 。根据凸取正，凹取负的特点，只有使用公式 。

零件的加工分粗加工和精加工，对应的粗加工程序内容和注释，见表1加工程序清单，相应的精加工程序内容和注释，见表2加工程序清单。

1.2 两点不重合

零件2的粗加工程序和零件1很相似，此处不再编写，相应的精加工程序内容和注释，见表3工件2精加工程序清单表。

2 加工椭圆的注意事项

椭圆宏程序是利用小直线段来拟合椭圆轮廓的，步距的赋值不能大，否则逼近误差就大，加工精度就差，但是太大了，又会影响数控系统的进给速度，造成效率低下。一定要根据加工的技术要求，合理选择步距。

3 宏程序编程的一般步骤

（1）编程方法的选择：根据椭圆在零件中的不同位置，合理选择是参数方程还是标准方程。

（2）A类宏和B类宏的选择：根据数控车床的数控系统而定。

（3）公式推导与变量赋值：一定要根据公式，弄清各个变量之间的关系，然后用标准的语句写出来即可。

编程结束后，接着是选择好刀具，安装并对完刀具之后，就可在数控车床上加工出椭圆零件了。

4 结论

使用宏程序编制出简洁合理的程序，是数控车工高级工必须掌握的一项技能，其中涉及大量的编程技巧，这不仅能锻炼学生们的手工编程能力，也有利于在今后的实际工作中解决自动编程所存在的缺陷，胜任更复杂零件的加工。

参考文献：

[1]陈海舟.数控铣削加工宏程序及应用实例[M].机械工业出版社，2006.

[2]孙伟伟.数控车工实习与考级[M].高等教育出版社，2012.

数控编程培训范文第4篇

目前，数控技术作为先进的制造技术，已经在制造业中得到了广泛使用。同时，劳动力市场出现了数控技术应用型人才的严重短缺，媒体不断呼吁“高薪难聘高素质的数控技工”。2003年，教育部等六部门联合发出了《关于实施职业院校制造业和现代服务业技能型紧缺人才培养培训工程的通知》，将数控技术应用专业列为四类紧缺专业之一，要求把提高学生的职业能力放在突出的位置，加强实践教学，努力造就制造业和现代服务业一线迫切需要的高素质技能型人才。

而面向21世纪中职学校“数控技术应用”专业教学改革方案的研究于2000年10月通过专家的评审，此教学改革方案代表了当今社会需求和教育的改革方向。数控教学就是培养数控技术应用型人才：要求他们既有扎实的理论基础，又有较强的动手能力。那么怎样做才能达到预期的效果呢？下面就从三方面具体分析：

一、确定专业教学的基本知识架构

多数中职数控专业是从传统的机械专业中发展而来，其基本的知识架构还留有过去学科系统化的影子，近年在职业教育应以“就业为导向、技能为核心”的指导下，各校均在积极探索专业教学改革之路，课程体系也正逐步向工作过程系统化转变，但对工作过程系统化课程体系的基本知识架构的认识，仍存在较大分歧。我们说一个良好的数控技工必备的知识结构：①机械识图和公差；②AutoCAD绘图技能；③切削原理、刀具和材料；④数控加工工艺；⑤数控手工编程；⑥数控车床，铣床操作等等。 上述知识点构建了数控车、铣工的一个基本知识体系。我校的数控专业的学生，由于基础薄弱，接受能力欠缺。首先应该花力气让他们学好机械制图，要打好机械制图的基本功。在制图这块，我们停留在手工绘图的基本训练上。而随着信息时代的到来，计算机技术日益发展，制图早已实现计算机辅助绘图，但我们的学生根本不知道AutoCAD绘图。建议开创AutoCAD教学或培训，增加机加工、加工工艺、数控手工编程的课时，夯实学生基础。

中职数控专业教学改革一直探求课程设置的主体框架。围绕这个基本框架，有条件时，我校可以增设一些如：机床夹具、机床电气控制、液压传动、专业英语等，进一步提升职业能力的课程，甚至可以开展模块化教学，比如数控编程工艺与操作一个模块、数控机床维护与维修作为一个模块等等。在教学组织中对这个基本知识框架把握得越符合生产实际，我们的教学才能越接近企业的实际需求。

二、强调教学实施中实践技能的培训

我校安排了技能培训，但教学中把实训重点放在数控机床的简单操作上，数控编程的教学能加工出零件的几何形状，但对零件的尺寸公差及表面粗糙度几乎不做要求。这对于大多数学生而言掌握好它确实是教学质量的飞跃。而要培养更高的学生，我们是做得不够的。因为它不能满足企业对数控人才的需求，教学严重脱离了生产实际。 所以还要增加学生联系各专业知识并加以综合运用，如数控加工工艺、数控车床的熟练操作及各种工量具的使用等相关的实践技能训练。实际上只有按照图纸给出的尺寸公差及粗糙度等级确定了加工工艺后，才能编出合理的程序，进而加工出合格的产品。学生的实际加工生产技能在经过一系列实践技能培训后得到了显著的提高。 故在教学中一方面应切实加强实践性技能的实训指导，另一方面严格按照生产图纸的要求进行加工和检测，以训练学生独立加工出合格产品为实训目标，才有可能彻底扭转教学严重脱离生产实际的局面。

三、突显实操环节

在课堂上讲的理论，如加工路线、切削用量、刀具选择等相关工艺知识等，学生还能接受，编出工艺合理程序，而学生实操机会少，教学效果就会大打折扣，相当多的学生表示难于理解，以至于无法编出工艺合理的程序。故教学应增大实操教学的力度，增加学生独立操作机床的训练，不能只给学生作“演示实验”。 实操教学不单指数控机床，也包括普通机床的实操。例如，孔类零件的数控加工，其加工工艺和普通车床的加工工艺基本是一样的：打中心孔钻孔扩孔粗镗精镗，只不过在数控机床上，粗精镗是通过编制程序自动加工的，而非手工操作加工。我校配备有实习工厂，可以拟订开放时间，让他们自己动手训练。显然，一个在普通车床上熟练加工过这类零件的学生，学习应用数控机床加工时，无论是从工艺还是从编程上都会是轻而易举的。在教学中不仅数控机床实操环节，普通机床的实操也不能少，还应该尽一切可能加强，否则提高学生的实际动手能力将是一句空话。

数控编程培训范文第5篇

关键词：数控加工；仿真系统；虚拟现实；教学效果

中图分类号：G423.0

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)03-0208-02

数控加工技术在机械制造业中的应用广泛，传统的机床操作教学方法效率低、教师工作量大，需要用更新的方法来取代。数控加工仿真系统是理论与实验结合、厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所研发的一种机床控制仿真系统软件，可以满足大批量学生教学需求。数控仿真系统软件还能弥补了教学投入大、消耗多、成本高的缺陷，它可以在微机平台上运行，解决了教学时学生多机床设备少的问题、并为学校节省了大量设备购置经费。数控仿真系统软件可以在微机平台上运行，学生可利用此软件进行仿真操作，会起到真实设备的教学效果。数控加工仿真系统安全、经济实用。能够集中精力帮助学生分析、解决实际问题，保证了教学质量使教学效果得到显著提高。能利用此软件对数控装置进行仿真操作，使学生达到实际操作训练的目的，动态的仿真操作使教学过程易教易学、教学效果显著。

一、数控加工仿真系统的特点

随着虚拟现实技术及计算机技术的发展，出现了可以模拟实际机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工系统，它是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训的仿真软件。各种数控加工仿真教学系统如上海宇龙、北京斐克、南京宇航、广州超软、武汉金银花等不同的数控加工仿真软件，既能单机系统独立运行。又能实现在线运行。采取数控加工仿真教学方法能进一步提高操作者的实际操作技能。实践证明，用这种方式进行教学是非常经济有效的。

1．虚拟数控机床具有以下的功能和特点：(1)虚拟数控机床具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失，并与真实机床有完全相同的界面风格和对应功能，如动态旋转、缩放、移动等功能的实时交互操作，从而为学员的学习和培训提供保证。(2)机床操作全过程仿真。仿真机床操作的整个过程：毛坯定义，工件装夹，压板安装，基准对刀，安装刀具，机床手动操作。(3)丰富多样的刀具库。系统采用数据库统一管理的刀具材料、特性参数库，含数百种不同材料、类型和形状的车刀、铣刀，同时还支持用户自定义刀具及相关特性参数。(4)全面的碰撞检测。手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测，包括刀炳刀具与夹具、压板、刀具，机床行程越界，主轴不转时刀柄刀具与工件等的碰撞。出错时会有报警或提示，从而防止了误操作的发生。强大的测量功能。可实现基于刀具切削参数零件粗糙度的测量，能够对仿真软件上加工完成后的工件进行完全自动的、智能化的测量。(5)具有完善的图形和标准数据接口。用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种运行参数，并能将其他CAD/CAM软件。(6)实用灵活的考试系统。可用于远程网络学习、作业、考试等功能，并实现答卷保存、自动评分、成绩查询和分析等功能，轻松实现无纸化的考核与测评。

2．数控加工仿真系统在教学应用中的意义，数控技术是一门实践性很强的课程，在以往的教学中，由于缺乏必要的设备支持，只能采取课堂教学来“纸上谈兵”单一的课堂教学，单向的信息流动很难让学生有系统，全面的认识。将此仿真软件应用到教学中，具有如下意义：(1)将传统的被动教学变学生参与的主功教学，培养学生的实际动手能力；(2)利用虚拟机床代替实际机床，可消除实际机床加工的危险因素；(3)在计算机上模拟加工过程代替试切，可不消耗材料，降低成本；(4)可有效解决设备不足的问题，使每个学生都可参与其中，极大提高学生的学习兴趣，取得更好的教学效果；(5)满足网络教学和远程培训的需要。

3．数控加工仿真系统特点。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，并且安全可靠。通过动态的仿真操作使教学过程易教易学、教学效果显著提高：(1)系统完全模拟真实数控机床的控制面板和屏幕显现，易教、易学，可轻松操作；(2)学生和培训学员可根据自己熟悉的机床任意选择机床设备进行操作；(3)在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验，操作安全；(4)学生可看到各种机床真实的三维加工仿真过程，并能检查和测量加工后的工件，可以更迅速的掌握数控机床的实操过程；(5)采用虚拟机床替代真实机床进行教学与培训，在降低费用的同时获得更佳的教学和培训效果，使用更经济。其优点在于系统完全模拟真实CNC机床的控制面板和屏幕显现，可轻松操作。在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验，操作安全。用户可看到真实的三维加工仿真过程，仔细检查加工后的工件，可以更迅速的掌握CNC机床的操作过程，过程逼真。

二、虚拟数控机床平台的构建

数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个重要的执行单元。数控仿真系统完全模拟真实零件的加工过程，可以检验各种数控指令是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能也一应俱全，数控加工仿真系统实际上是虚拟环境中数控机床的模型。虚拟数控机床一般是通过以下的构建平台来实现上述功能：

1．NC解释平台。NC解释平台包括NC解释器和NC验证器。任务分配数据库从任务调度中接受数控代码并将其翻译为虚拟机床的部件、刀具等运动的信息，并将其通过计算模块来模拟机床的响应，NC解释器能够被自由地配置从而能够模拟任何一种数控机床的CNC控制器。

2．NC验证器。能够验证NC代码的语法是否正确。

3．刀具库。刀具库应包括一台数控机床所需要的所有刀具。并能自由配置刀具库中的刀具号，从而能模拟任何一种数控机床的换刀形式及切削加工的要求。

4．仿真平台。仿真平台包括刀具轨迹仿真、切削力仿真，加工精度仿真、三维动画仿真、加工工时统计分析，仿真平台是虚拟数控机床的核心技术。操作者可以在虚拟的环境中进行机床运动和切削过程等的仿真，从中获得相关的加工数据。如进给轴的位移量、换刀状态、主轴转速、加速度、进给量、加工时间等。通过加工过程的仿真，了解所设计工件的可加工性，验证NC代码的正确性以及评价和优化加工过程，并通过在线修改NC代码来将其优化。

5．计算平台。计算平台用来完成虚拟数控机床中各种计算，如根据NC代码计算加工零件新的几何形状，根据刀具的材料、运行时间、零件的材料性质和介质的性质计算刀具的补偿量和热补偿量。这些计算结果是虚拟数控机床在应用于虚拟制造过程中的加工方案评价以及可制造性分析所 必须的。

6．设计开发平台。虚拟数控机床的设计平台是一个面向对象的数控软件库及其开发环境。通过对数控软件的标准化、规范化研究和其它CAD／CAM软件的数据交换，并对典型的零件进行封装，设计成具有稳定、通用接口的可重复使用的软件。

7．操作运行平台和监控平台。在虚拟环境中完全实现真实机床的操作，让使用者完全感受到真实机床的运行特性。在这些基础上的监控硬件和软件，用来控制简易机床，增加虚拟数控机床的真实感，并且可以进行典型零件的实验性试切加工，让使用者有一种身临其尽的感觉。尤其是在数控教学和培训过程中，初学数控编程者需要大量的编程练习，并进行实际调试。用试切法来检验数控加工程序显然不合理，而且也难于实现。如果利用仿真技术，这些问题可以轻松得到解决，从而避免编程时人为出错或工艺不合理造成工件报废。

三、数控加工仿真系统在教学中的应用

虚拟数控机床强大的网络功能，可实现远程教育，不仅在局域网上具有双向互动的教学功能，还具有基于互联网进行双向互动的远程教学功能，使用数控加工仿真系统软件进行辅助教学，主要从以下几个方面进行探索与实践：

1．课堂教学中采用灵活教学手段，变学生被动学习为主动学习，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。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。

2．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可分模块化教学。(1)基础模块，主要讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、数控加工中心的编程方法、操作及应用，这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握，灵活应用；(2)提高模块。主要讲解与训练SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作，以帮助学生进一步加强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；(3)拓展模块，如讲解国产数控系统中的华中数控系统和广州数控系统中的数控车床的编程与操作方法，扩大学生的知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力，正确进行教学评价，提高学生的学习意识和自觉性。利用数控加工仿真系统的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。

3．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。在操作方面，由于数控加工仿真系统采用了与数控机床操作系统相同的面板和按键功能，并且使用数控加工仿真系统在操作中即使出现人为的编程或操作失误也不会危及机床和人身安全，反而学生还可以从中吸取大量的经验和数训。将理论与实践有机地结合在一起边讲授边练习，使讲过的知识及时应用于实践中，不但可加深学生对理论知识的理解，而且在模拟操作的同时对数控机床的操作方法上也将具备相当水平的实践基础。