数控仿真范文

数控仿真范文第1篇

计算机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，在很大程度上弥补了实践教学中设备品种、数量不足、学生操作时间不足的缺点，提高了学生编程能力和数控机床操作能力，可以反复动手进行数控加工操作，在培养全面提高数控加工技术的实用型技能人才方面有着重要作用。

【关键词】

宇龙数控仿真软件；数控加工；应用

1数控仿真软件介绍

数控加工仿真是以计算机为平台的基于虚拟现实的仿真软件，它通过计算机的编程和建模将加工过程用三维图或者二维图并以动态形式演示出来，面前国内较为流行的仿真软件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc、南京斯沃等，这其中以上海宇龙应用最为广泛，其界面简洁、操作简单，人机交流方便，支持的多种数控系统。其主要优点有几下几点

1.1提供多种数控机床和数控系统上海宇龙仿真软件提供车床、立式铣床、卧式加工中心、立式加工中心；控制系统有FANUC系统、SIEMENS系统、三菱系统、大森系统、华中数控系统、广州数控系统以及上海市技能鉴定机构所采用的PA系统。丰富的刀具材料库采用数据库统一管理刀具材料和性能参数库，刀具库含数百种不同材料和形状的车刀、铣刀，支持用户自定义刀具以及相关特征参数。鉴于各高校资金等方面原因，一般的高职院校不可能购买所有的数控机床和数控系统，同时随着机械行业的不断发展，将会涌现出更多新的机床和系统，而高职院校不可能更新如此频繁，数控仿真软件在很大程度了弥补了这一不足，学生可以在仿真系统上进行各种最新的数控系统的仿真操作，紧跟社会发展，为今后的就业打下坚实基础。

1.2模拟程度高，安全性高数控仿真系统实现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、机床手动操作等仿真。数控仿真系统实现加工运行全环境仿真。仿真数控程序的自动运行和MDI运行模式；三维工件的实时切削，刀具轨迹的三维显示；提供刀具补偿、坐标系设置等系统参数的设定。尤其是切削路线的显示在很大程度了帮助了学生对现有的程序进行有效的修改。数控仿真系统实现全面的碰撞检测。仿真系统中的手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测，包括刀柄刀具与夹具、压板、机床等碰撞，也包括机床行程越界及主轴不转时刀柄刀具与工件等的碰撞。通过碰撞检测能实时发现问题并及时对已有的数控程序进行修改。数控仿真系统实现数控程序处理。数控仿真能够通过DNC导入各种CADCAM软件生成的数控程序，例如Mastercam、ProE、UG、CAXA-ME等，也可以导入手工编制的文本格式数控程序，还能够直接通过面板手工编辑、输入、输出数控程序。完全模拟了现实机床的数据传输方式，使得学生通过仿真后就能很快在机床上进行操作加工。

1.3便于掌握学生学习动态上海宇龙仿真软件具有记录考试操作全过程和考试结果的功能以及多种回放方式，便于教师及时掌握学生学生动态并给与相应的指导。同时该仿真软件具有互动教学功能，教师和学生可以相互观看对方的操作，进行互动交流。

1.4弥补了各院校设备不足的情况由于数控设备价格昂贵，尤其是多轴数控机床价格偏高，很多各高职院校无法购买较多的设备和系统进行教学，加上实训环境等多种因素影响，目前很多院校实习实训的都是几个学生一台数控设备进行操作，这样必然使得每个学生独立操作设备时间大量缩短，从而导致学生不能更全面的掌握数控方面的知识。而数控仿真系统弥补了这一不足，一台电脑就可以模拟进行数控加工，学生可以先在仿真系统上对程序进行模拟仿真操作，针对出现的问题对程序进行改正和改进，这样大量缩短了学生在实际操作中熟练操作面板和修改程序、校验程序的时间，有效的提高了数控实训的效率。

当然，仿真系统毕竟只是虚拟仿真的一个软件，与现实的设备还是存在一定的差别，其主要缺点有：（1）无法验证程序的准确性仿真软件只验证程序的可行性，无法验证其准确性，比如在直线加工过程中，应该采用G01指令，但是如果采用G00指令，仿真依然正常进行，不会出现报警显示，而在实际加工过程中，直线插补只能用G01指令。仿真软件无法验证选择的切削用量是否合理，刀具是否选择合理，而在实际的加工过程中切削用量是最重要的工艺分析，往往很多同学在仿真时随意设置切削用量导致实际加工中出现尺寸偏差，严重的会出现撞刀等情况。（2）对于有些指令仿真软件不支持比如上海宇龙仿真软件，4.0版本的不支持宏程序编程，不支持倒角指令编程，现在新升级的4.9版本能支持宏程序但是不支持倒角指令。这样华中系统的倒角指令就无法仿真校验。（3）无法实现复杂零件的加工检测上海宇龙仿真软件虽然能实现零件的加工仿真，但是对于复杂的零件，比如配合件，无法实现配合件的组合和检测功能，这不得不说是个遗憾。同时在装夹上，实际加工过程中很多地方是不能进行装夹而仿真时任何地方都可以进行装夹，比如圆锥、螺纹处，这样在一定程度上给初学者带来一定的误解。

2结论

综上所述，数控仿真软件在数控加工中有着广泛而重要的应用，尤其在高职院校已经成为机械加工必不可少的软件，虽然仿真软件还存在一些缺点但是这些缺点我们可以通过各种方法去改进和避免。在实际的数控加工过程中，我们必须充分发挥数控仿真软件的优势，合理、科学、有效的利用软件为我们教学服务，为学生服务，为我们数控加工服务。

参考文献：

[1]上海宇龙软件工程有限公司.数控加工仿真系统使用手册,2004.

[2]涂志标.斯沃V6.20数控仿真技术与应用实例详解[M].北京:机械工业出版社,2012.

[3]吴长有.数控仿真应用软件实训[M].北京:机械工业出版社,2008.

[4]李桂云.宇龙数控仿真软件使用指导[M].北京:高等教育出版社,2007.

数控仿真范文第2篇

关键词：数控；仿真；培训

中图分类号：TG519.1文献标识码： A 文章编号：

1在数控实践课程传统教学存在以下问题

1.1以消耗性实践实训为主，存在投入大、消耗多、成本高的问题。数控机床的操作训练若完全依赖实际的数控机床进行，则需要消耗毛坯、刀具、机床等。数控机床是自动化控制运行的，学生在初学时，常常因编程中的疏忽或操作中的失误而造成刀具或机床的损坏，严重的甚至会出现安全事故，造成无法弥补的损失。

1.2学生实际动手操作机床机会少，在时间量上存在不足。我国将逐步成为“世界加工中心”，企业对数控人才需求越来越迫切，绝大部分的学校都设有数控专业，并且规模也越来越大，这样就导致了机床数量少、学生人数多，根本无法满足实训要求。据调查，在学校实训实践教学中，一台机床供五六人实习的现象仍比较普遍。

1.3企业中数控机床的加工系统型号多且设备更新快。这样经常会出现学生在校期间书本上和实习训练所学的数控加工系统与工厂中的数控系统不符的情况，到了工厂后不能尽快适应机床，还需一段时间的培训后才能进行生产。

2数控仿真教学的意义

数控加工模拟教学系统是基于已经应用于实际生产中的三坐标数控铣床系统的基础上，实现对主流数控机床的控制面板、操作及编程的真实模拟，即在原有数控系统的基础上再增加数控加工模拟功能，用户通过操作此仿真系统进行模拟加工实验，再配合联机加工，其实际操作技能和数控编程技术将得到全面提高。

3数控仿真教学在数控培训中的作用

3.1为初学数控技术的学生打好基础

现在的学生偏重于理论知识的学习,对于刚接触数控的学生来说,这种要求实际操作能力强的学科,数控专业的知识是非常抽象的,完全是理论化,平面化的,大段的文字描述很难在他们的头脑中形成一个完美的操作链。如果采用数控仿真软件一面操作演示,一面讲解教材上的课程,生动形象教学,学生即易于接受、吸收知识,也打下了全面、扎实的基础。

3.2可以进行多种机床和多种系统的实践操作

学生所学习的数控设备类型是有限的,但是步入工作岗位时所面对的机械设备的系统是多种多样的。数控仿真软件在这一点上充分解决这样的难题,它可以模拟多种数控设备操作系统的多种版本和几十种设备的操作面板,在实践和训练中熟悉不同系统、面板的编程和操作能力。这样学生就业后很快适应工作岗位,提高其就业砝码。

3.3提高学生学习数控的兴趣和热情

如上述所说,仿真软件可以模拟不同的操作系统和多种面板,将数控专业知识分化成多个模块来学习,以边学习边实践,先学习在实践的方式完成每一个知识模块。学生在练习过程中不再担心犯错,软件会提供完善的理论知识和动手操作知识,可以检验学生输入的数控程序和指令是否正确,如果程序格式或语法上有错误软件会及时反馈;加工过程直观形象;加工结束后的检测一目了然;调试、编辑和修改过程亦生动明显;理论和实际充分结合及时帮助学生找出知识和技术的不足,明确学习目标激发学生的学习热情,同时提高其学习质量。

3.4减少事故, 提高安全性

数控仿真软件在操作过程中不会对使用对象造成实质性的伤害,例如数控机床、工件或者刀具等数控设备一旦操作失误都会酿成或大或小的事故,不但造成设备损耗,而且也使使用者受到伤害。操作失误时,软件会自动提示,给予警告,学生可以不用担心操作不熟练或者操作失误造成的后果,轻松掌握操作技术。

3.5降低教学成本, 使用率高

因为相对于仿真数控设备数控而言,仿真软件使用成本低廉,使用率高,损耗几乎为零,并且在操作中可以对实际设备加工环节进行近乎全程的模拟和工作,所以这种软件也可以对设备厂家的工人进行教学培训,这样的培训既可以达到实际操作减少真正设备的磨损,也可以是受训人员的技术“熟能生巧”,提高生产、加工的效率。例如，建立一个50人实习的数控实习基地,每个实习岗位2名学生,就需要25台设备,每台设备以5万元计算,就需要125万元设备款项。而建立一个数控仿真实验室,只需要一台投影仪和50台电脑即可,总成本不超过20万,却能解决50～150甚至更多学生的实习问题。实践时,学生根据自己所学的数控专业选择不同的操作系统和操作面板进行实习,由于不用考虑刀具与材料的磨损,而且是每个人一个机位,学生可以反复操作直至熟练,动手时间大大增加。仿真数控软件的使用可以减少材料、设备或者工件等用具的准备时间,并且在学生使用结束后,不用再进行回收,节省了回收的时间。学生进行实践时,也可以调取原来一段时间内的操作流程,回顾操作过程,从“温故”中找到问题提高实习效率。

3.6利用仿真教学培养学生的综合能力

运用数控仿真教学手段创新适应理论教学和实践教学的课堂教学情境,最终是为了培养学生的能力。在数控实训教学上运用数控仿真教学,可以增大学生观察事物的可见度和清晰度,扩大学生的观察范围,提高学生解决问题的能力。学生通过认识、分析、综合、抽象、概括,对容易混淆的问题进行比较、鉴别、分辨出正确与错误,学到正确的思维方法,迅速地提高学生自身的工业编制和实际操作能力,从而使学生的综合能力得到提高。从实际效果看,学生利用数控仿真教学软件,把理论和实践结合起来,节省了时间,加大了课堂教学的容量,较大地提高了授课的效率,并增大了课堂自主学习操作的机会,减轻了学生的负担,开发了学生的潜能并为在数控机床操作的正确性打下了良好的基础。

4数控仿真系统应用中存在的问题及解决措施

4.1对机床保养、维护的意识淡漠

数控仿真加工，不存在机床保养、维护问题等问题。 学生对数控机床维护和保养观念淡漠， 而现实生产加工中经常会遇到各种各样的问题，学生不会解决。

解决措施：反复强调机床保养与维护的重要性，让学生具有良好的机床保养与维护的意识。

4.2忽视安全问题，不利于学生养成安全生产习惯。

由于数控仿真加工的虚拟性，不会出现任何事故， 致使学生忽略安全的重要性，不利于学生养成严谨、 认真的工作态度。如数控车床仿真教学时，装夹工件只须设置参数，实际装夹工件是则要手动操作： 用三角卡盘夹紧工件后要将卡盘扳手去掉后再转主轴；换刀位置要安全，否则会打到工件等等，而仿真软件用惯了便没这种意识。 还有在仿真练习中出现的撞刀现象，一般不会引起学生的重视，习惯一旦养成，为实际操作留下安全隐患， 很可能在实际操作中造成重大事故和损失。

解决措施：为了避免以后事故的发生，在教学过程中培养学生的安全意识和规范操作习惯很重要。每次模拟加工前，教师都要对学生进行安全生产教育， 树立现在就是在真实数控机床加工操作的意识。 教师在仿真加工教学中一定严格要求学生，按照实际操作的要求来进行仿真操作，包括零件的正确装夹、刀具的正确选用、切削用量的合理选择、对刀的步骤和动作、 面板的操作等， 让学生在学习的初期就养成良好的习惯，以便学生能更快适应实际操作。

4.3混淆仿真软件的熟练操作和真实的机床的操作

数控仿真软件只是一个过渡工具， 现场实际操作和仿真操作是两种截然不同的状态， 前者需要有熟练的操作技能并且在操作时集中注意力以应对突然出现的问题， 而后者则完全是在放松情况下进行的。 熟练的仿真练习使学生自认为对机床操作也是如此熟练， 这种不谨慎的心理作用很容易产生问题。

解决措施：科学安排应用仿真软件进行技能训练的时间，让仿真训练与上机床操作训练穿行。

4结语： 随着数控技术的发展,数控设备的种类也越来越多,对数控人才的需求也会越来越大,在数控仿真教学培训中,利用数控仿真软件的教学模式也会适应发展需求。

参考文献

[1] 张红 .数控仿真软件在教学中的应用探索[J].中国科教创新导刊,2009(22).

[2] 陈天金.浅谈数控软件在教学中的应用[J].现代企业文化 ,2008(36).

[3] 袁宗杰等.数控仿真技术实用教程.北京:清华大学出版社,2007.

数控仿真范文第3篇

Abstract： This paper mainly discusses how to make good use of training time reasonably and effectively to let the students master the basic NC theory and practice knowledge. Combined with our school practice experience， the paper dicusses the role of NC simulation software and method of use NC simulation software in the NC practice.

关键词： 数控实训；工程实训；数控仿真软件；数控教学

Key words： NC practice；engineering practice；NC simulation software；NC teaching

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）.

[2]潘应晖.数控仿真软件教学应用探讨[J].武夷学院学报，2011（2）.

数控仿真范文第4篇

(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。

2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。

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

[1]黄志辉.数控加工编程与操作[M].北京:电子工程出版社,2008,(8).

[2]朱丽军.数控仿真应用软件实训[M].机械工业出版社,2008,(5).

摘要:针对当今出现的数控加工仿真系统软件、数控编程与加工教学和数控机床实训环节易出事故、机床损耗严重、费用高等特点,论述了数控加工仿真系统的产生、作用、功能,以及在数控专业教学中,如何有效地使用数控加工仿真系统软件,体现了数控专业教学中的一种新的现代教育理念、教学方法和教学模式。

数控仿真范文第5篇

仿真就是模型实验。运动学仿真的目的是通过考察各部件的相对运动状态，检验部件之间是否发生干涉，以及校核数控加工程序是否正确。此外，还可以考察和评价系统的速变和加速度特性等。在如今数控加工仿真技术的应用越来越广泛，数控加工仿真的优点突出表现在以下方面：

（1）它缩短了企业的生产周期，提高了生产效率，降低了生产成本（减少了试切材料的损耗，延长了机床和刀具寿命）。

（2）它及时提供了错误信息的反馈，有效预测了数控加工程序和切削过程的可靠性和高效

（3）它可以仿真模拟加工现场，对各样情况进行综合的分析，避免意外情况的发生。

目前从切削环境模型的特点来划分数控加工仿真系统，按照是否有物理因素介入仿真系统分为几何仿真与物理仿真两个方面：

（1）几何仿真：侧重切削刀具与工件几何体的运动仿真，用来验证数控程序的正确性，而不考虑切削力、切削参数及其它一些物理因素的影响。几何仿真能够减少或者避免因加工程序出错而导致的机床夹具损坏、加工零件报废等情况发生；同时也缩短了产品从设计到制造的时间，节省了企业生产成本。力学仿真指的是借助于切削仿真过程的力学动态特性对刀具振动、控制切削参数、刀具破损来预测，目的是优化切削过程，切削过程的力学仿真，它属于物理仿真范畴。

（2）物理仿真：侧重如何提取切削层的几何参数，进而用于优化切削力参数与加工参数的计算，主要指的是加工过程的物理性质。在物理仿真中，我们首先应该构建出来切削力的仿真模型，以此为基础进行仿真切削加工，从而可以得到切削加工过程中刀具、夹具及工件三者之间的力学性能，换句话说物理仿真其实在几何仿真基础上的功能扩大与完善。在物理仿真中通过仿真切削的工作过程的动态力学特性可用于预测刀具的磨损和破损，夹具的振动，控制工作切削参数，从而达到优化切削过程的目的，有益于提高加工质量和效率。

运动功能设计是机床总体方案设计的一项重要内容，其目的是确定机床的运动自由度的性质（直线运动或回转运动）、数目（运动自由度数）、排列形式和顺序等，与所要加工的工件表面创成密切相关。运动功能方案的优劣将直接影响着机床的总体结构布局，是总体方案设计中的关键环节。

数控机床运动功能的创成式设计方法，突破了传统的依靠设计者经验或类比法确定机床的运动功能方案，可以为机床运动功能的创新设计，产品创新设计提供理论依据，本文作者依据数控车床加工方法、工件形状及刀具类型特点，建立了数控车床运动功能的创成方法。

机床的运动是由刀具和工件两端来完成的，也就是说，运动功能方案中的所有运动单元需要分配给刀具和工件两侧，某些运动单元可能还需要由刀具和工件共同完成，这就所谓的运动功能分配。当然，分配需要遵循一定的原则，如要简化机床的传动和结构、利于提高机床刚度、缩小占地面积、提高加工精度等。

数控铣床的零件都相对比较复杂，要完成这些零件的加工，根据上面叙述的，通过分析，属于车削加工的部分至少需要4个自由度，例如，沿Z轴移动、沿X轴移动及两个转动；要完成属于铣削加工的部分，根据第三章所叙述的，通过分析也至少需要4个自由度，例如，沿Z轴移动、沿Y轴移动及两个转动（分析过程从略）。因此，通过对车削、铣削的综合可知，要完成所有的零件的加工任务，至少需要5个自由度（未包含车削主运动），例如，选择沿X轴移动、沿Y轴移动、沿Z轴移动及绕X轴转动和绕Z轴转动为基本运动功能方案。通过对该方案进行检查，可以证明该方案是可以完成上面所罗列的典型零件的全部加工要求的。

一般来说，五轴五联动的机床就能进行各种复杂形状零件的加工，但有时为了适应特殊形状加工需要，或者为了适应新型加工方法的需要，或者为了提高加工效率，需要有六轴六联动的机床。因此，本文在前面设计的基础上，又研究设计了一种具有3个回转运动和3个直线运动的六轴六联动车铣复合数控。模块化设计就是以功能分析为基础，在某一基础产品的基础上将同一功能特性的模块互相选用或加上不同功能特性的模块及分模块，用以更好地满足用户需要的一种变型设计方法。

机构的位置分析是求解机构的输入与输出构件之间的位置关系，这是机构运动分析的基本的任务，也是机构速度、加速度、受力分析、误差分析、工作空间分析、动力分析和机构综合等的基础。由于并联机构结构复杂，对并联机构进行位置分析要比单环空间机构的位置分析复杂得多。并联机构在运动过程中其支撑腿之间及支撑腿与两个平台之间是相互牵制的，也就是说在运动到某些位置时可能会出现干涉，即所谓的“卡住”现象。出现干涉的情况概括起来有以下三种：

1.任意一条支撑腿与两平台中任意一个平台的相对摆角大于支撑腿与平台铰接处转动副、虎克铰或球铰所允许的最大摆角。

2.两条支撑腿之间可能相互干涉。

3.单个分支的各关节处可能出现干涉。

数控仿真范文第6篇

1虚拟数控系统特点

数控加工仿真是利用计算机仿真技术，在计算机上模拟实际的机床加工过程，以部分替代实际机床的操作训练，它不仅可以验证数控加工程序的可靠性，而且能够预测切削过程，从而减少工件的试切，提高工作效率。仿真可分为几何仿真和物理仿真两类。(1)几何仿真不考虑物理因素的影响，来仿真刀具几何体的运动，主要用来验证NC程序编程是否合理，以便减少因程序错误而导致的刀具折断、机床损伤、零件报废等问题，缩短程序开发时间，节约成本。常用方法主要有：离散矢量求交发、基于图像空间的方法、直接实体造型法。几何仿真可以是实时仿真也可以是非实时仿真。(2)物理仿真物理仿真又称为力学仿真。在铣削过程中，受物理参数影响较大，物理仿真是通过切削仿真过程的力学特性来分析刀具振动和刀具破损情况，控制切削参数，建立物理模型，从而优化切削过程。物理仿真要求实时仿真。

虚拟数控加工系统主要包括虚拟加工环境和虚拟加工过程两部分，职业院校虚拟数控加工系统应满足以下要求：第一系统要有丰富的刀具材料库，建立工艺系统的几何模型；第二动态显示整个运行环境，对加工环境进行仿真，包括三维工件的实时切削、刀具补偿、坐标系设置等；第三机床操作全过程仿真，包括仿真机床工件装夹、基准对刀、压板安装、安装刀具等操作；第四实现互动教学，师生操作过程能实时双向互动；第五实现仿真考试自动评分，系统能够根据事先设定标准对完成工件尺寸及整个操作过程进行评分；第六保证系统的安全性。

2虚拟数控系统总体设计

基于Delphi的数控加工仿真系统具有刀具几何建模、三维图形仿真、碰撞检测以及材料切除仿真等功能。数控仿真系统可以为操作人员提供接近真实的加工环境，全方位模拟实际的加工过程。该数控仿真系统总体结构如图1所示:

2.1加工环境建模模块加工环境建模包括几何建模和虚拟面板两个模块。其中几何建模包括机床建模、工件建模、刀具建模以及夹具建模等，虚拟面板模块包括虚拟显示屏和机床操作面板等。(1)机床建模机床建模采用结构实体几何法，它不能脱离真实机床而独立存在，它是以真实机床为研究对象，不考虑机床的传动装置确定机床的结构参数，对机床结构进行的简化处理。由于机床类型多种多样，在建立机床模型时根据模块化原理需要定制标准的模块，确保机床模型与真实机床一样。(2)工件建模工件建模过程在仿真加工系统中处于十分重要的地位，它的好坏直接影响到仿真产品的质量。一个模型可以用属性模型和几何模型两个子模型共同来表示，其中产品的属性通过属性模型来表示，而它的尺寸和形状则通过几何模型来表示。(3)刀具建模刀具种类繁多，可利用实体建模方法实现对刀具的建模。

2.2虚拟加工模块加工过程模块包括NC代码处理模块、刀具应用模块和加工仿真模块三个模块。通过三维动画模拟工件加工过程是整个系统的核心。用户可以在OpenGL创建的虚拟环境中对工件加工的可行性和NC程序的正确性进行检验，同时在整个加工过程中刀具与机床碰撞的情况有可能会出现，必须对系统进行碰撞检测，提高虚拟加工环境的真实性。

由于在零件加工过程中，任何刀具都存在半径，如果系统不存在半径补偿功能，那么用户在编程时必须考虑刀具半径的影响，所做的计算量将会非常大，当刀具半径发生变化时，一定要对加工程序进行修改，势必会使整个加工过程变得复杂，零件加工精度也得不到保证。当系统中存在刀具半径补偿功能时，零件加工过程中只需使刀具偏离轮廓一个半径值即可，即保证了系统加工的精度，又减少了用户的工作量。刀具半径补偿可分为刀补建立、刀补进行、刀补撤消三个步骤，其中刀补建立和刀补撤消两个过程都不能对零件进行加工。B刀补和C刀补都是刀具半径补偿常用的方法，B刀补采用的方法是读一段，走一段，B刀补比较容易实现，然而在加工外轮廓时，由于刀具始终切削一点，容易被加工成小圆角。C刀补与B刀补不同，采用的方法是一次处理两段，当C刀补进行内轮廓加工时，若出现过切则会自动预报。数控加工仿真系统主要实现了对机床的几何建模、NC代码编译、三维动画仿真以及碰撞检测等功能。加工仿真过程中，利用OpenGL的双缓存技术，加速了图形的显示，避免了画面的闪烁，使加工过程更具连续性。通过本系统缓解了我校数控机床数量少、分配不均的难题，同时还减少机故的发生，减轻教师在实训教学中的工作量，提高教学效率。

数控仿真范文第7篇

OpenGL是SGI研发的一种三维图形接口，通过该接口获得的三维图形效果更为逼真，质量更高，这也是目前交互式图形处理的一个衡量标准。Win32下OpenGL是一种与硬件、窗口系统以及操作系统独立的API具有过程性特点，其命令解释模式的命令由客户发出，被服务器解释并处理，其中含有上百个库函数，在运行时只需添加相应的动态库便能够实现对OpenGL的支持。OpenGL的功能可以概括为以下几点：①几何建模。除点、线、多边形绘制函数外，OpenGL图形库还提供了椎体、多面体等复杂三维物体以及曲线、曲面绘制函数。②坐标变换。通常坐标变换主要有视图变换、造型变换、视口变换和投影变换四种，OpenGL还能完成矩阵变换以及附加剪裁面变换。③光照与材质。光照分为辐射光、镜面光、环境光和漫反射光，可设置8个光源，用光反射率表示材质。④设置颜色模式。包括颜色索引模式和RGBA颜色模式。此外还具有纹理映射、位图显示和图像增强以及双缓存实时动画和人机交互技术功能。

2数控加工仿真系统的功能模块及仿真实现

2.1加工仿真系统各功能模块

在数控切削加工过程中，实时三维仿真可根据输入的NC代码要求进行动态过程仿真，这一过程可分为数据收集和输入、几何实体模型构造、图形仿真结果交互等阶段，各阶段都赋予了相应的定义，为使动态过程仿真达到交互性、准确性和有效性的要求，应对各功能模块进行优化。系统以软件用户界面和内部计算检查过程为主体，软件用户界面由公共模块、NC代码编辑模块、仿真显示模块和加工控制模块构成，其中，公共模块对CFild类的成员函数有所继承，其功能显示在File下拉菜单；NC代码编辑模块具有强大的文本编辑功能，对于一些较为简单的加工零件无需预先编程，除一般记事本基本功能外，还设有互锁功能，可对编辑后的代码进行读写切换，更好地保护代码，保证加工顺利进行；仿真显示模块将图像和数据信息呈现在计算机屏幕上，实现动态显示，通过调节窗口便能够观察到加工工件，图像和数据信息由OpenGL收集，其处理过程为：图像操作/逐个顶点操作光栅化各片段操作帧缓冲区仿真图像显示；加工控制模块根据代码检查解释加工进给信息，整个路线为：回参考点对刀开始加工暂停加工退出加工[2]。内部计算检查过程包括内部模块和外部数据输入，内部模块由NC代码检查和解释模块、代码过滤以及内部仿真计算构成。

2.2三维模型在OpenGL中的实现

在Windows平台下，基于OpenGL的应用程序要通过RC来完成绘制工作，系统图形仿真界面通过C++定义的类CRenderView来表示，其中定义了一系列三维实体绘制函数，能够完成坐标的旋转、缩放、平移等操作，动态仿真过程的运动关系取决于加工数据的即时变换，而空间切换的实现则通过矩阵元进出栈操作来实现，系统的几何建模包括刀具、机床、加工工件等实体建模，需要对零部件之间的组装关系以及几何信息的拓扑关系、描述坐标关系进行定义，因此，该系统应用于数控加工仿真的重点就是对各实体进行建模，这在实现起来存在一定的难度，需要对系统进行进一步的优化升级[3]。

3结论

综上所述，Windows平台下利用OpenGL图形接口API对机床数控加工仿真软件进行设计和开发，由此建立基于OpenGL的数控加工仿真系统，可初步实现数控加工过程的动态仿真，能够取得预期的研究开发效果，而且也展现出良好的稳性性能，对于该系统的完善过程还有待进一步探究，使其达到更为理想的仿真效果。

数控仿真范文第8篇

关键词：数控仿真软件 数控教学 应用

随着高新科学技术在机械制造领域的投入和发展，数控机床以其高精度、高生产率和加工形状复杂零件的能力逐渐成为机械装备生产线上的重要组成部分。然而数控机床在机械制造工业领域的普及利用却受制于专业的操作和维护人才缺口。为了给国家输送数控专业人才，振兴我国的机械制造产业，广大职业学校都开设了数控编程类的课程。这类课程实践性强，要求学生具有相当的动手能力。但大部分学校受到教研资金的限制，能够提供的实训设备品种单一，数量稀少，远远不能够满足学生们的需求。为了保证学生能够得到足够的实际操作训练，为社会输出合格的数控人才，采用数控仿真软件代替数控设备是一个很好的选择。

1.数控仿真软件简述

数控仿真软件是利用计算机对实际数控加工过程进行模拟和仿真，并通过二维或者三维图像传递给使用者。数控机床设备价格高昂，且操作具有一定的危险性。对于初学者来说，使用数控仿真软件进行模拟操作练习既能够获得良好的学习效果，又可以避免误操作造成设备的损坏甚至人员的受伤。目前国内最知名的数控仿真软件厂家主要包括上海宇龙，南京斯沃和北京斐克。尽管这些仿真软件不尽相同，但基本都具有以下优点：

（1）能够对主流数控机床的系统进行模拟仿真，包括三菱、西门子、FANUC、华兴、西班牙FAGOR等，满足绝大多数学生和单位的需求。

（2）对于计算机配置要求不高，与windows各操作系统兼容性好，方便安装和移植。

（3）作为仿真软件，对软件的操作只是一种模拟，所以即便操作错误，也不会带来严重的后果，可重复性高。

2.数控仿真软件在数控教学中的应用

无论是由于学校资金欠缺，难以满足广大学生在数控设备上实际操作训练的要求，还是出于保护价值不菲的数控设备和学生们人身安全的目的，数控仿真软件在职业学校的数控教学中都是有必要存在的。在笔者看来，在数控教学中应用数控仿真软件拥有不可替代的优势。

（1）数控仿真软件可以即时满足学生动手操作的需求。传统的数控加工编程与操作课程的教学内容对于绝大多数学生来说，都是枯燥而乏味的。过去由于学校设备的不足，学生们只能在课堂内学习相关理论知识，然后服从统一的安排在数控机床上进行实践和学习。从理论学习到实际操作的周期一般较长，学生们难免会忘记部分相关的理论知识。这就导致实际操作时效果不佳，甚至出现差错。而数控仿真软件可以安装在计算机上，学生们可以理论学习和仿真操作同时进行，既可以加深印象，巩固课堂上所学的知识；又能够锻炼自己的实际操作能力，即便操作错误，也可以从中吸取经验和教训，而不会有任何损失。

（2）教学中使用数控仿真软件可以发散学生思维。在传统的数控教学中，假如学生在理论知识的学习过程中产生了一些自己的独特的想法，想要印证其是否合理，只能通过对抽象程序的反复推敲，或与同学老师讨论。就算到了实习阶段，考虑到数控设备的高昂维修费用，这些独特想法的可行性也难以在数控设备上得到印证。这在很大程度上遏制了学生思维的发散，扼杀了学生的创新能力。在数控教学中推广使用数控仿真软件可以给学生及时提供实践操作机会。学生在理论学习过程中有什么新的编程想法，也可以马上利用仿真软件进行模拟，通过观察仿真结果来判断所编程序是否合理。正是由于脱离了高昂的数控设备，学生们才可以毫无顾忌的发散自己的思维，并利用仿真软件进行检验，有利于学生创新性思维的培养。

（3）数控仿真软件成本低，方便学生使用。采购大量数控机床来满足学生实践学习的需求对于大部分职业学校来说都是难以实现的，其高昂的成本和维修费用使人望而却步。但是，采购数控仿真软件供学生使用的成本则相对低廉了很多。大规模使用仿真软件可以大大增加学生实训的时间，有助于提高学生的专业素质和学校的教学质量。

虽然在数控教学中使用数控软件拥有上述优点，但仍不能完全取代数控加工设备。这是因为数控仿真软件终究只是对数控加工过程的模拟，模拟必然会有不一致的地方。比如，加工精度的控制，工件的装夹和刀具的校准等。实际加工中对于工件的加工精度都会有严格的要求，而要达到这些精度要求，需要采用合理的加工工艺，这些在仿真软件中是无法做到的。学生不知道按照自己编写的程序所加工出来的工件的精度能达到什么样的标准。同时，在数控机床实际操作中应该注意的安全事项，在仿真软件中一般都忽略不计，长期如此必然会导致学生安全意识淡薄。

结语

工业是一个国家的命脉，随着我国现代化工业的飞速发展，各生产线上使用数控机床或加工中心已经是大势所趋。高精度、高生产率以及强大的复杂工件加工能力使得数控加工设备在机械制造领域的应用越来越广泛。然而，与此同时，我们也应该看到我国高质量数控专业人才的匮乏问题。受到经济条件的限制，各职业学校配备的供于学生实践学习的数控设备都相当稀少，这也进而限制了其输出的数控人才的质量。在数控教学中应用数控仿真软件是解决这个问题很好的途径，既能提高教学质量，又能节省成本。尽管相比于直接在数控设备上实践学习仍有不足之处，但也有其独特的优势，值得推广。

参考文献

[1]邓遵义.数控仿真软件在数控教学中的应用浅析[J].中国电力教育

数控仿真范文第9篇

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通用性。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

［1］黄雪梅，高国利，王启义.拟实制造的机械加工过程仿真［J］.机械设计与制造，1999（06）.

数控仿真范文第10篇

摘要：随着数控加工技术的广泛应用，数控机床的编程与操作已成为中专数控专业学生必须掌握的一项技能。根据中专院校在数控加工教学中存在的投入大、消耗多、成本高的问题提出了数控加工仿真软件，并在教学中逐渐得到了广泛的应用。

关键词：数控教学仿真教学

1.什么是仿真教学

所谓数控加工仿真教学就是模拟实际机床加工环境及其工作状态，应用虚拟现实技术于数控加工操作技能训练中的一种教学。数控仿真作为一种新兴的教学模式，改变了传统的教学模式，提高了学生的学习兴趣；其次仿真软件的网络功能为师生交流提供了平台；再次仿真软件具备多种数控机床和数控系统，弥补了实训设备的不足，降低了实训成本。

2.仿真教学在数控技术专业教学中的优势

(1)方便了教师授课

实习教学中，如果教师光在课堂上讲解，学生会难以理解，但教师在机床上对学生进行示范时，又很难保证所有的学生能够听清、看清，教学效果往往都不太理想。而数控仿真软件的互动教学功能使得教师可以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。

(2)减少设备投入，一对一仿真实习解决实习设备与学生人数不成比例的问题

由于数控设备具备“高速、高效、高精度”的加工特点，且属于集机电、通讯、传感于一身的智能化产品，这就决定了其高额的成本。因此，数控专业的实训教学仅依靠购买数控机床则投入过大，若采用数控仿真进行一对一实习教学可以很好的解决这一难题。

(3)提供多种机床多种系统，解决设备型号单一，学生的知识面狭窄等问题

由于数控技术发展迅速，当前数控机床的种类和系统众多，对学校而言不可能将所有系统配齐，这就导致学生所学与工厂所用不符，而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，所以在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，弥补了实习设备型号单一，学生的知识面狭窄等问题。

(4)安全性高，便于学生直观性学习，降低教师工作强度

由于数控加工仿真系统是一种虚拟加工技术，不存在安全问题，所以学生的错误操作也不会损坏机床，更不会造成人身伤害，使学生可以抛开思想包袱大胆地、独立地进行练习。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。

(5)可在计算机上完成所编程序的检验，模拟加工，减少实际操作出错的概率，提高加工效率

在实际加工时，一般要反复检查程序，并利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性，这就导致占机调试时间过长。并且图形模拟也无法对刀具的干涉、运动中与夹具的碰撞、工件上一些细小的结构等进行全面真实的反映。所以在加工之前，可以将程序输入仿真软件，先模拟加工，观察零件的加工过程，并初步检验零件的形状尺寸，最后将正确的程序导入到数控机床中，既可节省时间提高加工效率，又保证了加工的安全性。

（6）实现虚拟加工，减少实训费用

数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，它完全模拟零件的切削过程，能检验指令正确与否，并用三维动画实时模拟显示程序路径和工件图形，从而真实的再现了零件的加工过程，并且在模拟加工过程中不会有机床、刀具、材料的损耗，极大的减小实训费用。

3.与真实机床相比，仿真软件在数控技术专业教学中的不足之处

（1）安全性方面

仿真软件与真实机床相比，安全系数较高，主要由于仿真加工中，不会出现任何事故，使学生容易放松对安全生产的要求，一些严格的操作规程无法得以实施。如加工过程中不要把头和手随意伸进机床中、加工前关闭机床安全门等，这些环节在仿真时往往都可忽略不计，而对于在练习时出现的撞刀等现象也毫不在意。如果学生一旦养成这样的不良习惯，将会在实际生产中造成重大损失。因此，在平时的教学过程中教师应不断强调安全操作，严格要求，并给学生讲解仿真与实操的差别。

（2）产品质量准确性方面

数控加工仿真软件进行编程与操作练习时，比较容易忽视切削用量、刀具的选用，零件的装夹等问题。而且无法判断工件的表面粗糙度、尺寸精度等。所以学生在实际机床上加工时也会不自觉的忽略这些重要的部分，从而导致加工的工件无法达到尺寸精度要求，更有甚者发生碰撞等事故。因此，教师一定应严格要求学生按照实际操作的要求来做，如合理选用刀具及切削用量，正确装夹零件；规范对刀的步骤和动作，让学生从开始就养成正确的习惯，提高产品的准确度。

（3）教学质量方面

仿真加工与实际机床有一定差异，如车刀在数控仿真上加工时，背吃刀量不大于刀刃长度就可以直接切削。但在实际数控机床上加工，则会受机床、刀具和材料性能的影响，不可能选取太大背吃刀量。再如切断刀在实际加工中只能用来切槽或者切断加工，而在仿真系统中即使用来车削外圆也不会有错误提示。这些问题就需要我们在教学过程中反复强调，及时说明软件与机床不符之处，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，提高教学质量。

总之，在今后的教学中应分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例。实习条件较好时，上机操作的时间应占较大比例，因为数控仿真软件的优势体现在入门基础培训上，学生实际操作技能的提高主要还是要依靠上机实际操作练习。 只有在教学中将仿真训练与实践操作训练有机结合，摆正仿真软件在整个专业教学中的位置，才能充分地发挥其作用，才能真正为教学服务。

参考文献:

[1]郭德桥.加强数控实习教学 提高学生实践能力[J].职业教育研究，2006,（7）：140.

[2]吕海,翟华丽.关于数控实习的探索与思考[J].职业教育研究，2005,（4）：75.