数控仿真范文篇1

Abstract：ThispapermainlydiscusseshowtomakegooduseoftrainingtimereasonablyandeffectivelytoletthestudentsmasterthebasicNCtheoryandpracticeknowledge.Combinedwithourschoolpracticeexperience，thepaperdicussestheroleofNCsimulationsoftwareandmethodofuseNCsimulationsoftwareintheNCpractice.

关键词：数控实训；工程实训；数控仿真软件；数控教学

Keywords：NCpractice；engineeringpractice；NCsimulationsoftware；NCteaching

中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）06-0032-02

0引言

随着科学技术的发展和经济的市场化，高校人才培养的理念也发生了根本性的转变，着重强调素质教育。数控编程是一门对科学思维和实践操作能力要求很高的实训内容，如果仅仅通过单纯的理论教学和实践上机操作，容易使初学者感到抽象、难学，再加上学生知识结构、学习习惯等诸多不利因素[2]，无法有效地利用工程实训的有限时间，掌握数控机床的编程和操作技能。在统观传统数控教学的优缺点的基础上，我们发现，引入数控仿真软件可以避免传统教学的缺点，让学生在数控实训有效的时间内，在数控机床数量有限和指导教师人数有限的条件下，通过理论教学、实践操作和仿真软件交互使用的这一教学方法，可以提高教学效果，促进学生学习的兴趣和动力，保证了教学的安全，取得了良好的教学效果。

1传统数控教学特点

在传统的数控实训中，因为数控机床的数量有限，指导教师的人数也有限，导致一般是10-15人左右围聚在一台数控机床旁边，听老师讲解数控机床具体操作方法，导致大多数学生因无法看到数控机床具体操作面板，而无法认真听讲或者听课效果很差。由于数控机床属于昂贵设备，学校购买数控机床的数量有限，教师人数有限，指导学生单独上数控机床操作的时间受限，并且数控机床的错误操作容易引起安全事故的发生，因此，使用传统的数控教学方法进行的数控实训效果很差，学生无法在有限时间内达到高校数控实训的目的和要求。

2数控仿真软件在数控实训中的应用

2.1数控仿真软件数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，能使每一个学生，对数控加工建立感性认识，可以反复动手进行数控加工操作，有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性，很难做到每位学生“一人一机”的问题，在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥显著作用[3]。数控仿真软件是应用计算机的编程和建模，将加工过程用二维图形或者三维图形的动态形式演示出来的软件，使在传统数控教学中，需要数控实验室或者实习工厂才能完成的大部分教学演示功能在虚拟软件环境中就能实现，使数控教学模式变得更加灵活、方便。

2.2数控仿真软件在数控实训中的作用数控仿真软件在数控实训中的使用，改变了传统的教学方式，对数控实训的效果有重要的影响，主要表现在以下几个方面。

①数控仿真软件可以模拟真实数控机床加工，使数控实训教学变得生动形象，易于理解学习。数控仿真软件提供了多种数控仿真系统，可以全面仿真加工的整个过程，学生可以多方位了解数控机床结构，通过仿真软件的模拟加工，掌握实际数控机床的操作方法。②数控仿真软件提供了学习数控机床操作的安全平台，避免了数控机床操作时易于发生的安全隐患。在使用数控仿真软件进行加工时，所有的加工都是在虚拟环境中进行，不会因为学生的错误操作引起人身安全问题，也不会损坏机床。③数控仿真软件的使用可以节省教学设备的投资，减少材料的消耗。如果按照传统的方法来进行数控实训，学生在操作的过程中要消耗大量的材料，并且集中实训期间，连续40天，每天都有学生参加数控实训，数控机床的保养和维护无法满足需要，如果一台机器运转不良，将会导致整个数控实训受到严重阻碍。在数控实训中如果引入数控仿真软件，可以避免机器长期运转得不到维护的问题，也可以减少原材料的消耗。仿真软件一般都是绿色软件，不用安装，只要有一台普通的电脑，就可以安装使用。学生可以在机房练习，也可以在自己的电脑上练习，节约了学生学习的时间，提高了学习的效率。④仿真软件可以激发学生学习数控编程和数控机床操作的动力。学生在使用数控仿真软件中，可以通过直观形象的加工过程，增加学习数控机床和编程操作的动力，激发学生的自信心，挖掘学生的内在潜力。

2.3数控实训中要把数控软件和传统教学相结合

2.3.1传统数控实训方法在以往的数控实训中，我们的数控实训开展方法是，教师在课堂上讲解数控编程的基本方法，要求学生学完数控编程之后提交一个手工编程的程序。学生在数控车间学习数控机床的原理和操作方法，这一项要求学生能够用给定的程序完成一个简单零件的加工操作。传统的数控教学方法在执行过程中，学生感觉学习枯燥、单调；在编写数控程序提交给教师中，增大了教师的工作量；在机床操作实训中，学生因为对刀失误或者忘记关舱门等失误，导致安全问题频出，教学的效果不是很理想。我校工程训练中心在数控实训中根据传统教学方法的不足，经过认真分析问题原因，参照兄弟院校成功的经验，多次修改我校数控实训的教学方法，并根据本校学生实训的特点，把传统的数控教学方法和仿真软件进行结合，使得学生在短期的数控实训中，快速掌握数控编程的基本原理和数控机床的基本操作，取得了良好的教学

效果。

2.3.2仿真软件和传统教学有效结合的教学流程针对学生实训时都是集中实训，数控实训的时间一般是2天。在这个前提下，学生开始学习数控机床的基础理论知识，内容主要包括学生实训所要用到的数控机床的编程方法。通过数控编程理论知识的学习，要求学生掌握自己将要使用的数控机床的数控编程方法。学生在学习期间有不明白的地方，可以找老师咨询，也可以自己查阅我们编写的《机械制造技术实践》中关于数控编程部分的内容。在学生掌握了基本的编程方法之后，学生开始在数控车间学习机床操作，实训教师会给学生讲解数控机床的面板和操作方法，主要讲解如何对刀，学生在教师的指导下，练习对刀。因为对刀是数控加工中非常重要的一部分内容，所以要求每个学生都在机床上练习如何对刀。

经过前面的学习，学生已经具备编写数控编程软件的能力和数控机床的基本操作能力，很多学生因为看到仿真软件可以快速加工出零件，对数控仿真软件操作产生了兴趣，已经开始想自己设计加工零件了。这时，教师对学生加以引导，让学生观看以往同学设计的零件图样，启发学生自主设计零件图样，激发学生的创造力。学生在模拟仿真加工后，可以提交自己仿真加工完成的作品给老师，教师可以对学生作品评分，并挑选部分设计加工得比较好的零件，组织学生在数控车间里使用数控机床进行实际加工。

2.3.3教学效果在把仿真软件和传统的数控教学相结合进行数控实训后，我校的数控实训避免了以往数控实训中出现的问题，数控仿真软件本身的优势极大地调动了学生学习数控编程的积极性，在每次实训中，学生都很积极主动地设计和加工，独立完成数控实训的要求。针对我校集中实训的特点和要求，教学效果明显提高。

3总结

虽然仿真软件有很多优点，但是也有一些不足之处，比如，学生在选择工艺参数时都很随意；学生多次错误操作导致软件系统出现问题；学生的安全意识降低等等。我校数控实训把数控仿真软件和数控实训结合在一起，还处于尝试阶段，该教学方法改善了传统数控教学的弊病，提高了数控实训的教学效果。在实训中，我们要努力扬长避短，发挥数控仿真软件的优势，有效合理地把数控仿真软件和数控实训结合起来，提高数控实训的教学质量。

参考文献：

[1]王彦章.数控仿真软件在数控教学中的应用[J].科技创新导报，2011（15）.

数控仿真范文篇2

关键词：虚拟制造；数控加工；加工周期；前期设计

制造业一直以来都是我国国民经济发展的支柱性产业，随着中国经济发展的逐步加快，制造业的弊端也逐渐体现出来，比如产品生产水平低、产品质量不稳定、生产产品的机械设备水平不及国际先进水平的10%；生产调度缺失，往往会出现产品分散、协调性差的问题；技术水平差，以往加工零件都是根据加工者的经验来试切，以检查加工的准确性和零件是否达到预期目的，这不仅延长了加工周期，还增加了成本；生产产品的设备老旧，生产工艺落后，人才储备不足，导致企业的发展缓慢。为了解决这一系列问题，我们将虚拟制造技术运用到了产品的前期设计、加工中来。

1虚拟制造的技术及特点

虚拟制造技术指的是产品在成批量加工前，不需要制作实物样品，而是运用计算机模拟软件，比如CAD/CAM/CAE技术等建模软件来完成产品的虚拟加工制造，并检验产品各个机构零部件间的装配关系是否合理，NC加工路径是否有撞刀或过切的现象。如果有错误的，则可以及时反馈并在软件中修改、更正，重新修改零件加工路径以及零件整体的装配尺寸，从而符合要求。这一系列工作都可以在计算机中进行，因此，可以运用互联网完成。通过虚拟制造技术可节省时间，缩短产品的设计周期，从而控制成本，大大提高了产业在同行业中的竞争力。

2虚拟制造相对数控加工的过程

虚拟制造的第一步就是了解工作的目标是什么，要整体了解客户的需求，所需产品的要求，细心听取客户意见并整理归纳，总结出产品的外形结构、功能特征、性能要求。从而进行后期的产品虚拟设计、工艺安排、产品零部件设计、机构后期装配、虚拟运行等。经过客户的反复验收，直至获得客户的认可后，方可进行实物制作。虚拟制造首先要设计的是最基本的零部件，对于零部件的设计，通常我们都会优先选用标准件，这样会大大缩短设计时间，也使设计的产品有极高的整理性。一般情况下，优先进行齿轮齿条、链轮、螺栓螺母、切削螺纹的设计，后进行一些独立零件机构的设计，从而完成某种特定的运动方式，达到预期的工作目标。这些都可以采用国家标准，运用标准的理论公式、参数不断修改，并运用有限元分析、边界元检查、实验检查等方法，完成虚拟制造中的计算机标准设计和多次优化更改。由于设计的零部件都是用的国标和图集的最高基础标准，所以，为今后的维修、更换提供了保障。对于每个零件，都是经过标准设计的，已经满足强度、韧性、疲劳强度、静态平衡和动态平衡等要求，形成的各种零件的外形、用途、行为意图等属性的结果满足性能要求后，再经过外形的美观设计，确定表面颜色、纹理渲染，产出最终成品模型。虚拟设计由虚拟制造设备来完成，此处的虚拟设备就是一个模拟的数控加工仿真设备，以上的零部件都是由这个虚拟的数控加工设备来完成制作的，且大多数独立设计的零部件机构都需要加工制作。对于加工零件的设备，可在虚拟的设备中体现设备的功能特征和形态特征，比如数控机床的工作主轴转速、进给速度等。对设计的零部件先采用CAD、Solidworks、Pro-E、UG等软件进行外观设计，再将各个机构分解成每个零部件，比如链轮机构分解为主动链轮、从动链轮、链条、主轴、从动轴等，然后将各个零件分别放入虚拟的数控设备，确定好基准坐标，依照坐标的变换关系完成动作的运行。运动模块具备了虚拟的数控设备的各种运动功能，虚拟数控机床由外部输入的数据控制，设备对数据进行分析处理，并输出相对应的控制运动参数，控制相应的几何模块的位置变换和运动，实现模拟的物理设备加工运行。依托各个模块设备的运动数据支配相对应的运动系统，每个模块都以规定好的数控参数运动。具体而言，应先确定原始坐标基准、加工坐标基准、机床原点、加工原点，并依据数控铣刀插补的原则，确定铣刀转速、走刀速度、加工距离，根据不同的数控加工系统原代码编制圆弧刀路、直线刀路、抛物线刀路插补规则。虚拟的数控加工可以很好地检查和避免加工工艺中的工装夹具、加工刀具和被加工工件在加工过程中出现的碰撞。在试驾加工前，先进行虚拟加工，确定不会存在撞刀损坏机床和零件过切的情况后，方可进行实际加工。对于加工使用的虚拟的数控设备，应严格控制主轴的快慢转速、正反转向、单轴运动、多轴联动、换刀等。产品加工过程如图1所示。图1产品加工过程基于以上虚拟制造的数控加工的方式，形成了一整套虚拟三位加工系统，此系统由虚拟的数控加工系统驱动，把机械零部件从毛坯的形式装换成成品。此过程全程在计算机系统中运行。设计者全程监控零件加工过程中的撞刀和过切现象以及后期的成品装配，从而评定零件机构生产的可行性。此外，还可以为数控加工的学员提供直观的学习过程，避免在实际操作时的误操作损坏设备。3结束语随着中国经济的不断发展，企业对虚拟制造技术的需求越发重视。虚拟制造引入数控加工大大提高了企业的发展速度。

通过虚拟的设计和制造，缩短了实际加工中的加工时间，大大缩短了设计周期，节约了成本，提高了经济性，数控加工技术的虚拟制造引入有效促进了我国在现代科学技术方面的快速发展。虚拟制造的出现让我国在工业方面的发展紧追全球化经济的脚步。基于虚拟制造的创新发展，必定会对我国的制造业发展产生更加深远的推动。

作者:林柔红单位:广东省城市建设高级技工学校

参考文献

数控仿真范文篇3

关键词：数控加工理论教学数控仿真软件

中图分类号：TG547文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0161-01

作为《数控车床编程与操作》、《数控加工工艺学》二者合二为一的专业理论课教师，在教学过程中不断研究与探索，随着现代科技的不断发展，发现数控仿真软件运用到数控教学中来，解决了一系列相关迫切的问题，在使用中学生学中做、做中学，既满足了教学中的不同需求。下面我结合在教学实践中的体会浅谈一下数控仿真软件在数控教学中的使用感触。

1数控仿真软件在数控教学使用中的优越性

1.1利用仿真软件可以弥补教学设备不足，降低学校成本

由于数控加工机床设备价格比较昂贵，数控机床类型繁多，常用的有数控车床、车削中心、数控铣床，加工中心、数控刨床、数控磨床等，一台普通数控车床或者数控铣床至少也要7、8万，还有20万左右的。一般一台加工中心30万左右，更多则达百万甚至到上千万不等，学校不仅受投资和办学场地的限制，无法购置大量数控机床设备来提供学生实习实训使用。则数控仿真系统可以弥补这方面的不足，使大部分的实习实训操作在数控仿真软件中实现，从而解决学校在数控机床设备上不足和场地不够的现状，使数控技术的教学达到投入少、类型多、见效快、培养的初学者学生动手能力强目的。数控仿真软件使学生增加了有效上机时间，学习效果大幅提高，降低学校成本。

1.2利用仿真软件的直观性提高教学效果、方便教师授课

数控编程与操作因是一门单纯的纯理论教学，在没有使用仿真软件之前和其它课程一样，直接在黑板上书写，而在黑板上讲按键的作用与程序编写、操作，易使学生感到枯燥无味，也不容易理解和检验程序的对错，只有通过老师作业的批改，而数控仿真软件的引入使用学生可以直观的看到机床操作面板各个按键的表示符号、作用及功能，也可以通过模拟演示功能看到真实图形大小、尺寸的多少、观察机床及工件的不同视角以及刀具的形状以及刀具的走刀轨迹是否合理，是否为最佳合理刀具走刀轨迹。等这些都可由操作者自己进行设计以满足不同零件的加工需求。学生通过仿真软件对所编写程序进行加工与验证同时，还可提高学生对数控技术的学习兴趣和编程能力，更好的去理解数控技术这块内容，所以数控仿真软件是一种既经济实惠、实用、功能多样又安全可靠的数控技术教学辅助工具。从而提高纯理论教学效果，提高学生学习编程能力的提高，同时也为下面学习实际操作奠定了基础。

2数控仿真软件在教学使用中存在的弊端及解决措施

2.1只注重仿真训练，易忽视实训操作

数控加工仿真软件只是模拟加工过程并非真实加工过程，所以无法代替学生在真实切削加工的实际感受，数控机床加工全过程的仿真包括机床的选择、毛坯的选择与装夹、刀具以及夹具的选择与定义；切削用量、进给量的选择，数控程序输入、编辑、刀具参数的设置等，由于是虚拟的操作，即使出现是不是人为的操作与编程的失误，也不会伤害到人身与机床设备的安全。学生则可以大胆的操作，可以在比较短的时间里尽可能多得熟练不同机床，不同系统的操作方法，从而能激发学生学习兴趣和动力。实际加工零件时，由于切削量、进给量的选择，以及对安全的疏忽都可能会出现打刀现象或着影响零件实际的加工质量、降低生产效率等问题。因此对教师应引起足够的重视，在仿真教学中即时提醒学生在真正数控机床加工时，二者的区别和注意问题。例如利用车刀在数控仿真系统上加工工件时，只要背吃刀量不大于刀刃长度就可以直接切削，而在实际数控机床上加工，则会因受到机床、刀具、夹具和材料等各方面性能的影响。不可能选取太大背吃刀量；还有切断刀在实际加工中只可以用来切槽和切断加工。而在仿真系统中即使用来车削外圆，也不会有报警显示来提醒等这些问题就需要我们在教学过程中一直反复强调避免将来学生在实际操作时，因一直使用仿真，而忽略实际操作。造成不必要的人、机、伤亡事故。

2.2长期使用仿真，易使学生依赖于计算机

因部分学生自控能力差，长期使用仿真软件教学，会使学生产生惰性而依赖于计算机，而懒于机床操作。有些学生还会趁机上网和玩游戏，如应对于技校学生，本身基础差、自控能力差，教师在讲课时，可以运用远程来进行控制学生电脑，让学生可以更清楚去理解所学内容，学生自动练习时，可以关闭学生网络信号，使学生无法上网以免长期使用电脑来操作仿真软件，依赖于计算机，应合理安排仿真软件与实际操作上课的时间和顺序。这就要求老师加强责任心、提高管理、适当改进教学方法，减少数控仿真软件在教学中的负效应。

3结语

数控仿真软件有机的将数控编程和实践操作结合在一起，通过学中做、做中学，使学生把学到的知识灵活的应用到真正的实践中去，它不仅提高了学生的学习兴趣和数控技术的教学效果，而且减少了学校因数控设备少的现状，同时也提高了数控技术人才的培训效率。数控仿真软件存在这些优点的同时也存在一定的缺点，教师应灵活掌握运用，则可以更大的发挥数控仿真软件在教学中的使用。

参考文献