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数控仿真范文1
1几何仿真技术
几何仿真技术是随着几何建模技术的发展而来的，当前常见的几何仿真技术较多，但具体的技术内容，主要包括以下几点:(1)平面或将三维简化为二维平面，实施图像仿真。从应用来看，该方法的操作较为简单，主要通过高级语言所具有的图形绘制函数就能实现相关操作，在图形显示之后，完成二维平面上点、线、面的填充等，不需要深入研究实体与环境光源的影响(环境光源会导致图形产生真实感);而对于回转体类加工构建，包括车削加工、平面加工等，这些方面的加工操作更加简单，但是在经过仿真处理后，无法直观反映相关加工步骤，因此该方法在当前生产中已经很少使用。(2)基于三维空间真实感的图形仿真。该方法主要通过VC++编程语言与OPENGL高级图库等实现三维途径与环境光源的控制，与其他方法相比，该方法所产生的图形效果更好，但在编程过程中需要投入大量的人力物力。同时在操作中，该方法所产生的仿真效果有时难以让人满意，尤其是图形复杂的情况下，途径显示速度的连续性较差，仿真图形的可视化效果达不到预期。从应用情况来看，该技术的关键，就是对夹具、毛坯、刀具等进行几何建模，在造型过程中，最好的造型结果为实体模型，体素法是整个技术中最核心的方法。体素法强调，在每次进行切削过程中，由毛坯、刀具等进行布尔减运算，获取切削后的实体形状，再在计算机上对实体形状进行模拟，检查相关材料被处理的过程，最终完成仿真。按照这个流程，那么基于三维空间真实感的途径仿真流程可以由图1进行表达。布尔减运算原理主要可以分为局部布尔减与整体布尔减两种，其中局部布尔减主要以像素为单位作为刀具运动长度，随着刀具运动，毛坯实体就会持续的做布尔减预算。整体布尔减就是毛坯实体与刀具实体之间做简单的布尔减过程。当前常见的布尔减运算，主要是在一种专用硬件设备基础上，观察三维铣削加工仿真过程的方法，通过局部布尔算法，在充分考虑瞬时条件的基础上开展布尔次数运算，最终完成仿真过程。从实践经验来看，该方法能满足多种条件下的仿真要求，但存在计算流程复杂的问题，可能会在一定程度上影响工作效率。
2数控加工物理仿真技术
物理仿真技术的关键就是物理建模，该技术是在建立科学模型的基础上，按照不同力的划分情况，将其设置为振动模型、切削力模型、表面粗糙度模型等，相关学者通过对模型进行研究，就能确定生产方针的基本流程。2．1经验模型经验模型是物理仿真技术中最常见的一种模型形式，具有简单、技术条件成熟的优点，该技术以具体的生产实践为依托，采用下列公式进行计算分析:VTn=C在上述公式中，V代表生产过程中的切削速度，T代表刀具寿命;n代表与工件材料有关的几何参数;C代表与工件材料刀具以相关的常数。该公式的优点，就是建立了刀具寿命与切削速度的联系，相关学者的分析中，只需要掌握切削速度或者刀具寿命，就能推断另一个数据的具体参数情况。从应用来看，该公式具有很强的适应性，并且已经扩展到切削深度等其他与相关参数有关的模型中。但在应用该方法需要注意的是，该方法所需要的相关参数“C、n”等都需要从大量的试验数据中获取，再加之试验成本较高，并且无法在CNC一类机床上进行应用，这在一定程度上限制了该技术的应用水平，这是在应用该技术过程中必须要重点关注的问题。2．2解析建模法解析建模法是在基于剪切面与剪切区理论预测切削力基础上而发展出来的一种建模方法，该方法在预测切削力中发挥着重要作用，并且能阐述切削过程中的滑移线场理论，具体内容如图2所示。2．3机械建模法机械建模法的核心，就是要假设切削力正比于为切削区域的切削活动，在保证比例系数与切削条件、切削几何要素等方面保持一致的情况进行分析。一般认为，在切削过程中如何综合考虑了切削的承载力、切刀几何水平、加工过程几何变形等要素的基础上，了解外部因素对工件几何形状的影响。有学者在机械模型法的研究中，建立了一个复杂的力学系统结构，在整个系统中充分考虑了切刀几何形状与干扰因素对研究结果的影响，保证了整个技术具有很强的操作性。
3数字加工仿真技术发展趋势
随着现代科学技术的进一步发展，数字加工仿真技术在未来将会得到进一步发展，并且在考虑未来生产对高效率、高性能的要求，本文认为，传统单纯的几何仿真技术已经无法满足社会生产的要求。因此必须要在加工工件之前，就需要结合仿真结果，深入研究相关数据之间的关系，并对切削过程进行预测、仿真、分析。结合上述研究内容，本文认为未来数控加工仿真技术的主要研究方向包括以下几方面:(1)建立完整的数控加工仿真切削试验数据库。由于整个加工仿真过程十分复杂，因此加工预测技术依然需要大量的试验判断相关数据的合理性。如果建立完整的数控加工仿真切削数据库，能避免出现重复计算的问题。(2)实现仿真手段的多样性。在开展仿真试验中，再将传感器技术、有限元分析法等技术应用到建模分析中，有助于提高建模水平，保证了物理仿真模型的可靠性。
4结论
本文重点研究了数控加工仿真技术的相关问题，并从几何仿真技术、物理仿真技术两方面，对其技术内容进行评价。从本文研究结果来看，数控加工仿真技术在当前社会生产中具有良好的应用价值，能满足多种条件下的社会生产要求，因此对相关工作人员而言，必须要掌握数控加工仿真技术的发展趋势，做好技术研发，为进一步提高数控加工仿真技术水平奠定基础。
参考文献:
［1］邓维鑫，周奎，司徒渝，等．基于VERICUT的水轮机叶片五轴联动数控加工仿真技术研究［J］．机械，2009(07):28～30．
数控仿真范文2
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.
数控仿真范文3
关键词：数控；仿真软件；中职教学
一、问题阐述
随着中职数控教学越来越受到社会、家长重视的同时，数控教学也面临着一些危机，如加强学生动手能力和技能考证的同时，教学资金投入不足而引起设备短缺的矛盾越来越明显。职业教育紧扣市场需要，大力发展和扩大数控加工专业掌握数控机床编程和操作技术的数控技能型人才成为中职数控教学必须关注的问题。如何把数控理论和实践教育有机地结合起来是值得中职数控专业型教师必须认真探讨和研究的。
二、传统数控实训教学的弊端
1.理论脱离实际
传统教学中，数控技术类理论和实践教学往往是分开的，单纯的理论教学很难引发学生的学习兴趣，学习的效果也会大大降低。
2.资金短缺
数控车床、铣床价格普遍较高，得不到政府和企业的支持，很多学校都难以承受，如果要做到一人一机的教学模式，费用必然
更大。
3.安全性降低
数控机床操作不当，会引起机床精度损坏甚至对操作者造成
人身伤害。学生是初学者，如果直接上机操作机床的话，往往会引起机床或刀具的损害，有时甚至出现安全事故。
三、什么是数控仿真软件
数控仿真软件是实践制造和计算机相结合，可以直接模拟实
践设备及其工作状态产生真实场景系统，通过这套系统可以将加
工过程用三维或二维图形以动态形式演示出来。目前常见的有上海宇龙、UVNC4.0、天傲等数控仿真软件。各软件都有以下优点：
（1）采用与数控机床相同系统和面板；（2）可以对NC代码进行校核，操作的安全性较高；（3）可以直接、真实地看到三维加工仿真过程，场景逼真。
四、数控仿真软件在教学中的优势
1.数控仿真软件可以弥补数控设备不足，利用现有的计算机机房，实现节约教学经费和设备投入
建立一个数控实训基地，其设备的投入是巨大的，上百万的资金投入也未必能满足一个学校正常的实训计划。如，建立一个50人的实训基地，以两人一台的教学模式，起码要25台数控车床。每台数控车床以10万元计算起码需要250万元的资金投入，这里还不包括刀具的费用。而采用数控仿真软件进行该工种实习教学，需要50台计算机，每台4 000元计算需要20万元即可，同样满足了教学的需要，而且能做到一人一机，保证了学生充分的动手能力，提高教学质量。
2.数控仿真软件有效地让理论知识与实践相结合，实现同步教学
在教学的实践中发现，理论教学中光纸上谈兵不能提升学生学习的积极性和主动性，而且学生难以理解。如，数车上对刀的过程，学生在没有接触数车之前，专业老师无论讲得如何仔细与投入，学生也没办法想象对刀过程。但如果利用仿真软件一边演示一边教学，通过软件看到刀具与工件的运动过程，学生就能很容易理解，做到抽象内容形象化，复杂问题简单化的教学过程。
3.数控仿真软件提升学生学习兴趣，培养学习能力，培养创新意识
对于中职生来讲，基础薄弱、素质较差是一个比较普遍的现象，如何把抽象的数控知识灌输到学生当中去，如何把枯燥乏味的理论教学过程让学生吸引，如何在学生学习数控知识的同时，培养学生的创新意识，这些都是专业教师所必须考虑的问题。数控仿真教学软件很好地解决了教学过程中的弊端。
4.数控仿真软件使学生得到岗位技能的全面训练
引入数控仿真软件之后，学生把编好的程序在软件中模拟，检查其正确性，这样既能减少突发事故，又能让学生全面地把握加工方法和技巧，使他们岗位技能得到全面的提升。
5.数控仿真软件培养学生换位思考的能力，提升学生的社会竞争力
现代社会同种机床的操作系统各式各样，而学校实训基地购
置的机床不可能是多品种的，这样就可能产生学生走上岗位，知道加工该零件工艺但不会操作其他机床系统的现象，为此数控仿真软件提供了多种系统的界面，更大程度地满足学生的需要。
五、数控仿真软件的应用
1.转变教学观念，让学生成为课堂的主体
事实说明，中职学生缺乏学习的主动性，对学习不感兴趣，再加上专业课程粗糙乏味。为此，专业教师传统的教学理念、方法已很难让学生接受。
在这个大的环境下，利用先进的教学方法、教学手段、教学理念来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师必须具有较高的实践动手能力，在课堂中熟练地应用行为导向法和项目教学法，使被动的学习转变为主动的学习，使枯燥乏味的数控课转变为丰富多彩的“研讨课”，在这样的气氛中做到每节课的知识点尽可能集中、由浅到深，便于学生掌握编程的方法和技巧。事实也充分证明了这一点，我们学校去年在数控课程中使用项目教学法，课堂的气氛变得很活跃，学生参与程度大幅提高。
2.有目的地利用仿真软件，发挥其最大“功率”
任何教学手段在教学中应发挥其在课堂中的最大作用，数控
仿真软件也不例外。实践证明盲目地使用数控仿真软件会让学生产生依赖感，在真正的动手操作机床时产生畏惧感。所以，教师要摆正数控仿真软件在课堂教学中的位置，发挥其最大“功率”。
3.科学安排教学内容，循序渐进地掌握数控编程与操作技巧
数控教学中，在“项目教学法”作为大环境的背景下，教学内容可以分为四个模块。其一为理论基础模块：主要讲解最基本的数控编程方法和工艺安排。其二为提高和拓展模块：主要利用数控仿真软件让学生熟悉加工步骤和各个系统的界面。其三为实践基础模块：主要培养学生实践操作能力与技巧，取得职业等级中级证书或高级证书。其四为拔高模块：主要讲解其他系统的编程方法和操作步骤，扩大学生的知识面，适应社会发展的需要。
4.选拔高技能型人才，参加各类大赛
中职教学中，高技能型人才是在各类大赛中得到培养和锻炼的。同时各个学校靠各类大赛中得到的成绩来改变整个学校在社会中的地位与价值。数控技能型人才的培养是一个巨大的工程，从发现人才到培养再到取得成绩至少也要一年的时间。我们学校在数控
人才的培养方式上是非常明确的，利用课余时间进行训练，晚上考虑到安全因素，选手就在基地的机房利用仿真软件进行训练，赛前再加强动手方面的强化训练，这样既能确保选手正常的教学时间，又能为学校培养出更加优秀的人才。
六、数控仿真软件存在的负面效应
任何事物的出现都存在着两面性，数控仿真软件是一种模拟
的教学，具有强大的发展空间。但它不可能完全代替教学，尤其是技能训练。中职学校培养的是脚踏实地的一线操作工，数控仿真软件只是纯粹模拟而非真实的加工，它无法让学生体会到真实切削加工中的感受。下面举两个例子说明：其一在模拟的环境中主轴转速达到20 000r/min，主轴是照样运转而不报警的，但在现实中是永远达不到这个转速的。其二模拟的环境中主轴转速达到1 500r/min，学生感受不到实际产生的效果，但在现实中这个转速很容易让新手产生一种畏惧感，无法平下心来操作机床。其三看下面某段加工程序：GO1X60Z-20F0.3改写成GO1X60Z-20F0.15，两个程序设置的加工速度不同，实际加工时产生的表面质量有很大的区别，在模拟的环境中是无法体现的。为此，数控仿真软件和实际操作两者怎样配合使用才能让它发挥最大的效果是每一个数控专业教师必须探索的问题。
数控设备的不断更新，对技能型人才的要求也越来越高，只有在教学中科学、合理、有效地利用仿真软件才能更好地为教学服务。专业教师必须积极思考实践的教学中所产生的问题，找到应对的措施，将仿真软件与实际训练有机结合，学生才能容易接受，教学效果才能得到改善，仿真软件才能发挥最佳效果。
参考文献：
[1]田吉花.数控技术人才的需求状况分析.辽宁高职学报，2008（7）.
[2]明建全.科学使用数控仿真，提高数控教学水平.西北职教.
数控仿真范文4
关键词：数控加工仿真系统; 虚拟; 数控教学
1 数控加工仿真系统在教学中的优点
1.1 提高实习效率，降低成本
在数控实习中，让每个学生操作一个数控机床基本上是不可能实现的。引入数控加工仿真系统，就可以让学生单独在计算机上模拟操作一个数控机床，从而大大的降低了实习成本，提高了实习效率。
1.2 降低事故发生率
在实习过程中，特别是在实习初期阶段，学生由于对实习设备的生疏和好奇，误操作现象时有发生。在仿真加工中，学生每出现一次误操作，仿真的数控机床都会报警，从而纠正学生们的错误操作。在真实操作机床时就会避免这些问题，防止机床受到损坏。
1.3可以进行多系统多种机床的操作训练方法
数控加工仿真系统可以根据不同需要提供诸如数控车、数控铣和加工中心等的不同机型、不同操作系统、不同型号的仿真训练，这些都可以使学生在一台计算机上方便地学习。对于学校来说，买齐所有数控机床是不可能的，同时数控加工仿真系统还可以进行升级，以不断增补新的机床和数控操作系统
1. 4方便教师授课
实习教学中，很多授课内容需要教师进行示范，但教师的示范往往因为学生多，很难保证所有的学生能够听清，看清，教学效果不太理想。而数控加工仿真软件的互动教学功能既能让教师在每个学生的屏幕上演示教学内容，使所有学生都能清楚的观看并进行模仿，也能监控每个学生的实际操作情况，对他们进行实时指导。
2 数控加工仿真系统在数控教学中的应用
2.1使学生在课堂上变被动为主动
长期以来，学生进入某一工种实习，都是由实习指导人员讲解机床设备的构成，工作原理和操作方法，加工工艺技能以及安全操作规程。然后指导教师进行机床操作演示，这种传统的教学方法没有使学生能够真正的把理论同实践联系起来，对各个工序上的流程只是机械性的接受，无法获得真正的加工和生产经验。这样就容易使学生对金工实习的过程感到枯燥无味，缺乏新意，丧失了学生的实习热情，学生为了通过实习照猫画虎一味模仿老师，从而在整个实习过程中，一直被动地接受训练和重复性的进行模仿操作，不利于创新能力和团队协作精神的培养。因此教师在课堂教学过程中，要打破传统，真正体现以学生为主体，使学生由以往的被动学习变为主动学习。
2.2充分发挥数控加工仿真系统在课堂教学中的作用
数控加工仿真系统可在程序实际加工前，在计算机上虚拟其加工环境，加工过程，检测程序的错误，如过切，刀具与工件，刀具与工作台的干涉和碰撞。还可以对刀具轨迹的执行，工件的切削过程进行实时监控等。教师应注重其在教学中的应用方法，对于数控加工仿真系统，教师不能完全依赖而忽视自己在教学过程中的指引作用，应该把传统的教学模式与新的教学理念结合起来，这样才能有效地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。在上课中教师应利用多媒体等教学器材来给学生进行操作演示，每一步的演示都要同真机床完美结合，并在学生上机过程中耐心指导。尽量让学生在短时间内熟练掌握数控专业技能，培养学生独立解决实际操作问题的能力。
2.3提高学生的学习兴趣
在以往的数控编程与操作课程中，学生不知道自己所编的程序是否正确，这就要求教师对每个学生编的程序逐个进行检查，而一些常犯的书写错误也不易查出。对于数控操作问题，在黑板上讲各按键的作用、名称与使用，枯燥乏味学生更难以接受。引入数控加工仿真系统进行教学后，学生所编程序可以直接在数控加工仿真系统进行模拟加工演示，对程序编写和书写的错误也能直接看出来，机床操作面板的使用，零件加工成成品的过程历历在目，直观形象，便于学习与掌握。这样就使学生对这门课程有了浓厚的学习兴趣，学生的学习主动性与积极性大大提高
3 数控加工仿真系统在教学中的问题
首先，数控加工仿真环境是一个完美的虚拟的过程，不能代替学生学生的实际操作训练。如切削用量的选择，数控刀具的选用与安装，夹具的选择，零件的装夹等都必须在真实机床上才能完成。学生在应用数控加工仿真系统进行编程与操作训练时，往往容易忽视这些选择。其次，在利用数控加工仿真系统软件进行技能训练时容易使学生对计算机产生依赖心理，沉迷于仿真加工，而疏于上数控机床操作，而一旦养成这些习惯就很可能在实际操作中造成重大损失，对此教师应引起足够的重视。
4 结束语
数控仿真在数控教学中优点很多, 有利于改进数控教学方法,提高数控教学水平，既避免了因误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生现场感和真实感。但它仅仅是对加工过程的模拟,并非真实的加工过程。因此一定要正确处理其在运用中产生的问题,以便收到事半功倍的效果。
参考文献
[1]数控加工仿真系统SIEMENS 802S系统使用手册.
The application of NC machining simulation system in the numerical control machining teaching
Yin Ye-caiLi He-zeng
( Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102617, China)
Abstract: In order to use the NC machining simulation system in the NC machining teaching, this paper discussed the advantages of the NC machining simulation system in the teaching and the application of the NC machining simulation system used in the numerical control teaching. It could provide a new teaching mode for CNC teaching.
数控仿真范文5
【关键词】数控仿真；多元整合；多元评价
对于机电类专业，社会需要的是既有理论知识，又有实践能力的务实性综合型人才。为适用社会发展的需要，我校在2003年购进了FANUC和西门子数控机床各10台，建成数控操作实习车间，并购买了上海宇龙数控加工仿真系统，构建了数控仿真实验室，用于学生数控教学与加工仿真实习。从而利用数控仿真软件在降低学习的门槛，激发学习兴趣等方面做了有益的尝试。
一、利用数控仿真系统熟悉操作面板
不管是学校还是培训机构，一般数控机床都不是太多。让学生一个个操作熟悉面板需要较长时间，在黑板上讲各按键的作用、名称与使用更是费力不讨好。利用仿真系统就能迅速有效地完成这个过程。我校的宇龙数控仿真系统机床操作面板的所有按键与实际机床的操作面板基本一致，学生可以通过数控仿真系统熟悉操作面板上各个键的操作方法。还可让学生通过输入和运行程序进一步掌握数控机床的操作。这样对数控机床就有了基本的了解， 再进行数控机床实际操作时就避免了入门困难的问题。
二、利用数控仿真系统提高学生的学习兴趣
相当部分技校学生基础差，教师的教学困难，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尤为重要。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数控加工仿真系统上进行模拟加工演示；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直观形象，便于学习与掌握；编程与操作的作业可以直接在仿真系统上检查；使学生对这门课程有了浓厚的学习兴趣。
三、利用数控仿真系统降低训练成本、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。如果初学时就让学生直接在数控机床上操作，可能出现撞刀、损坏机床、浪费材料等现象，甚至因操作失误造成人身危害。引入数控加工仿真系统进行技能操作，可以大大降低训练成本的消耗，学生可以轻松对实习过程进行初始化，对未能完成的实习进行状态存贮，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收到事半功倍的效果，降低了实习成本。同时在实际操作中的一些安全问题，如速度过大后撞击机床、超过行程开关无法复位、撞刀等，通过仿真系统的操作练习也可避免或减少实际操作中这类事故的发生，从而提高安全性。
四、多元整合，突出应用与实践
职业教育是一种以就业为导向的教育，其职业方向性的特点决定了它必须适应企业的用人需求，服务于特定职业岗位或技术领域。因此，我们应努力摆脱现有课堂教学理念的束缚，应从学校走出去，深入了解市场，把握市场需要毕业生具备哪些技术应用能力。第一，多元整合的目的是精简课本内容，打破课本章、节体系，突出应用与实践；第二，仿真内容应及时反映专业领域的最新发展；第三，课本内容的多元整合绝不是几个仿真的简单叠加，而是根据知识、能力的内在联系和相互间的逻辑关系进行有机整合。这种遵循学生认知规律的多元整合，有利于学生知识、技能、态度的合理形成与协调发展。
五、仿真教学中还应构建多元评价体系
教学评价直接影响学生学习的主动性和积极性，所以评价要做到：①合理且有一定的弹性。如一些仿真操作中学生实施方案的可行性讨论，实操过程中加工线路等。②既要评价操作结果，又要评价操作过程。对在技能操作中学生的积极参与表现出来的良好个性品质要给予充分的鼓励。③转换评价的主客体关系。对学生在课堂上的技能操作情况及结果不仅仅由教师来评，还可以让学自评或互评。可采用学生讨论评价的方式，在研讨中发现问题，得出正确结果，学习的主动性、积极性也就调动出来了。
六、“仿真 的负面效应及解决方法
数控加工仿真系统是一种模拟教学应用软件，它不可能全盘代替教学，尤其是数控机床的技能训练。对此，教师应引起足够的重视。在应用数控加工仿真系统对学生进行训练期间，配合使用实际数控机床进行操作练习，可以弥补应用数控加工仿真系统进行教学时的缺陷。在利用数控加工仿真系统软件进行技能训练时，容易使学生对计算机产生依赖心理。沉迷于仿真加工，而疏于上数控机床实际操作，个别学生甚至趁老师不注意玩电脑游戏。这就要求数控实训教师提高管理能力和教学水平。合理分组，科学安排应用数控加工仿真系统软件进行技能训练的时间，将仿真训练与操作训练穿行。科学的管理可将这一负面效应减少到最低程度。
数控加工仿真软件在教学和鉴定中的应用正在研究探索阶段，我们只要积极思考在应用中产生的问题，主动采取应对措施，正确发挥其在教学和实践中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。
参考文献：
[1]刘 虹.《高职数控编程课程教学探讨》.机械职业教育，2002（10）
数控仿真范文6
关键词 数控仿真模拟软件；数控编程加工；教学质量
中图分类号：G434文献标识码：B文章编号：1671-489X(2012)15-0139-02
数控仿真软件是一款在计数机中进行数控操作加工仿真的专业软件，可以同时进行刀具轨迹和机床运动仿真。数控仿真软件采用三维显示及虚拟现实技术，对数控加工过程的模拟达到极其逼真的程度，并且机床的运行过程和虚拟的工厂环境也能被模拟出来，以检验加工过程中可能存在的问题。目前，比较常见的数控仿真软件有斯沃仿真、上海宇龙、南京宇航等。
1 数控加工仿真软件应用于数控编程与加工教学
中的必要性和可行性
数控编程与加工主要讲授数控车铣床、加工中心的编程、工艺及机床的操作等内容，是一门工科院校数控专业学生所必须掌握的专业课，具有较强的理论性和实践性。但在传统的数控教学中，教师的理论教学只能在课堂上进行，涉及机床的具体操作时，学生只能凭想象，因此很难掌握相关数控知识。数控仿真软件就解决了上述问题。它利用计算机仿真技术，把数控机床搬到计算机中，搬到教室里，利用投影仪把机床和机床操作面板显示在投影仪上，教师利用仿真软件边讲理论知识边实践，把所讲理论知识落实在机床操作中。这样一来，教师可以讲一段就操作一下机床，使理论知识很好地和实践结合。同时，仿真软件可以把实习车间搬到教室，教师讲完课程后可以布置实际操作的作业，让学生在计算机上进行仿真加工，加工出工件后可以利用仿真测量功能进行测量，检验加工零件的准确性，系统能自动判断对错，并给出成绩，大大提高教学效率。
2 教学过程中的仿真应用
对于初次接触数控编程加工的学生来说，往往难以理解不同床身的运动差异，对各种指令的刀具运动轨迹的判断力不强，对工艺参数的选择会影响加工结果的认识不深。
在教学过程中，使用数控仿真模拟加工软件对数控机床的床身运动、刀具轨迹、工艺参数选择进行仿真讲解，可以较大地提高学生对数控加工过程的理解，加深对数控编程指令的认识，培养对工艺参数选择的能力。下面以实例的形式分别说明上海宇龙仿真软件在数控车床编程与加工重要章节的教学中的应用。
2.1 数控仿真软件在数控编程加工中的应用
学生在传统的课堂教学中进行编程部分的学习时，只能凭想象进行，对加工代码的含义以及代码格式的应用已经是感到难以理解，还要去想象工件的结构特点如何选用合适的数控加工代码表达出来就更困难了。例如，讲述G71粗车循环代码以及介绍其代码的特点时，单凭教师的黑板教学模式，学生是很难理解和掌握的。因此，在教学中利用数控仿真模拟软件描述G71粗车循环代码的应用，它完全模拟真实数控机床的操作面板和屏幕显示，能对编写的程序刀具切削加工路线的正确性进行验证，操作安全、方便。这样就可看到真实的二维或三维仿真加工过程（如图1、图2所示）；可以很直观地观察工件在加工过程中出现的各种情况；可以帮助学生更迅速地掌握数控机床的操作，过程逼真；可以使学生在仿真操作过程中产生真实感，让学生更快地熟悉数控加工过程，掌握各类数控机床的基本操作和数控系统的编程指令。
2.2 对刀操作的仿真应用
对刀操作是进行数控加工前必须完成的操作步骤。对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可与程序原点重合，也可在任何便于对刀之处，但该点与程序原点之间必须有确定的坐标联系。如果用传统的教学方法，仅在课堂上纸上谈兵，大多数学生都难以理解；如果利用模拟软件一边演示一边教学，通过车刀和工件的运动就能很好地帮助和引导学生理解这部分内容。
例如，将工件对刀基准点建立在工件的右端面轴心处，应用数控加工仿真软件的模拟功能演示如下：1）用外圆车刀先试切表面B，测量外圆直径后，按OFSETSET补正形状，输入“外圆直径值”，按“测量”键，刀具“X”补偿值即自动输入到几何形状里，如图3所示；2）用外圆车刀再试切外圆端面A，按OFSETSET补正形状，输入“Z 0”，按“测量”键，刀具“Z”补偿值即自动输入到几何形状里，如图4所示。
3 数控加工仿真软件使用中应注意的问题
适度、合理地利用模拟软件可增强数控教学效果。教师应十分重视它在教学中的应用方法，但还需摆正它在教学中的位置，既不能完全依赖它，而放弃教师在教学中的引导作用，也不能在教学中只采用粉笔、黑板的教学模式而忽视模拟软件的应用，应该科学、充分地发挥它在教学中的作用。作为加工模拟软件，只是加工过程的模拟而非真实的加工，无法代替学生在真实切削加工中的感受，无法真正代替真实机床。以大连职业技术学院各种应用于数控教学的仿真模拟软件来说，它们的操作面板和实际机床虽然相同，但与真实加工有很大的不同，包括切削深度和刀具的进给速度选择与实际加工有些不同，操作步骤有所差别，而且还有不能对零件的加工质量进行检验等问题；学生在使用中往往容易忽视切削用量的选择、数控刀具的选用、零件的装夹方法以及加工质量的控制，而学生一旦进行实际加工，便可能出现打刀、影响实际零件的加工质量、降低生产效率等问题。因此，模拟软件只能用于学生练习掌握各种指令和操作的辅助工具，还须安排相应学时的数控机床实训操作，通过实践操作设备来弥补以上的不足。
4 结束语
仿真技术已经逐步成为数控教学过程中重要的手段，它既可以减少占用实验设备的时间，又可以提高学生对数控加工的认识，更为学生提供了检验自行编写程序正确与否的手段。总之，将数控仿真软件应用到数控编程与加工教学中，充分发挥其优势，能显著提高教学质量。
参考文献
