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數(shù)控仿真范文第1篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控；仿真；培訓(xùn)

中圖分類號：TG519.1文獻標識碼： A 文章編號：

1在數(shù)控實踐課程傳統(tǒng)教學存在以下問題

1.1以消耗性實踐實訓(xùn)為主，存在投入大、消耗多、成本高的問題。數(shù)控機床的操作訓(xùn)練若完全依賴實際的數(shù)控機床進行，則需要消耗毛坯、刀具、機床等。數(shù)控機床是自動化控制運行的，學生在初學時，常常因編程中的疏忽或操作中的失誤而造成刀具或機床的損壞，嚴重的甚至會出現(xiàn)安全事故，造成無法彌補的損失。

1.2學生實際動手操作機床機會少，在時間量上存在不足。我國將逐步成為“世界加工中心”，企業(yè)對數(shù)控人才需求越來越迫切，絕大部分的學校都設(shè)有數(shù)控專業(yè)，并且規(guī)模也越來越大，這樣就導(dǎo)致了機床數(shù)量少、學生人數(shù)多，根本無法滿足實訓(xùn)要求。據(jù)調(diào)查，在學校實訓(xùn)實踐教學中，一臺機床供五六人實習的現(xiàn)象仍比較普遍。

1.3企業(yè)中數(shù)控機床的加工系統(tǒng)型號多且設(shè)備更新快。這樣經(jīng)常會出現(xiàn)學生在校期間書本上和實習訓(xùn)練所學的數(shù)控加工系統(tǒng)與工廠中的數(shù)控系統(tǒng)不符的情況，到了工廠后不能盡快適應(yīng)機床，還需一段時間的培訓(xùn)后才能進行生產(chǎn)。

2數(shù)控仿真教學的意義

數(shù)控加工模擬教學系統(tǒng)是基于已經(jīng)應(yīng)用于實際生產(chǎn)中的三坐標數(shù)控銑床系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對主流數(shù)控機床的控制面板、操作及編程的真實模擬，即在原有數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再增加數(shù)控加工模擬功能，用戶通過操作此仿真系統(tǒng)進行模擬加工實驗，再配合聯(lián)機加工，其實際操作技能和數(shù)控編程技術(shù)將得到全面提高。

3數(shù)控仿真教學在數(shù)控培訓(xùn)中的作用

3.1為初學數(shù)控技術(shù)的學生打好基礎(chǔ)

現(xiàn)在的學生偏重于理論知識的學習,對于剛接觸數(shù)控的學生來說,這種要求實際操作能力強的學科,數(shù)控專業(yè)的知識是非常抽象的,完全是理論化,平面化的,大段的文字描述很難在他們的頭腦中形成一個完美的操作鏈。如果采用數(shù)控仿真軟件一面操作演示,一面講解教材上的課程,生動形象教學,學生即易于接受、吸收知識,也打下了全面、扎實的基礎(chǔ)。

3.2可以進行多種機床和多種系統(tǒng)的實踐操作

學生所學習的數(shù)控設(shè)備類型是有限的,但是步入工作崗位時所面對的機械設(shè)備的系統(tǒng)是多種多樣的。數(shù)控仿真軟件在這一點上充分解決這樣的難題,它可以模擬多種數(shù)控設(shè)備操作系統(tǒng)的多種版本和幾十種設(shè)備的操作面板,在實踐和訓(xùn)練中熟悉不同系統(tǒng)、面板的編程和操作能力。這樣學生就業(yè)后很快適應(yīng)工作崗位,提高其就業(yè)砝碼。

3.3提高學生學習數(shù)控的興趣和熱情

如上述所說,仿真軟件可以模擬不同的操作系統(tǒng)和多種面板,將數(shù)控專業(yè)知識分化成多個模塊來學習,以邊學習邊實踐,先學習在實踐的方式完成每一個知識模塊。學生在練習過程中不再擔心犯錯,軟件會提供完善的理論知識和動手操作知識,可以檢驗學生輸入的數(shù)控程序和指令是否正確,如果程序格式或語法上有錯誤軟件會及時反饋;加工過程直觀形象;加工結(jié)束后的檢測一目了然;調(diào)試、編輯和修改過程亦生動明顯;理論和實際充分結(jié)合及時幫助學生找出知識和技術(shù)的不足,明確學習目標激發(fā)學生的學習熱情,同時提高其學習質(zhì)量。

3.4減少事故, 提高安全性

數(shù)控仿真軟件在操作過程中不會對使用對象造成實質(zhì)性的傷害,例如數(shù)控機床、工件或者刀具等數(shù)控設(shè)備一旦操作失誤都會釀成或大或小的事故,不但造成設(shè)備損耗,而且也使使用者受到傷害。操作失誤時,軟件會自動提示,給予警告,學生可以不用擔心操作不熟練或者操作失誤造成的后果,輕松掌握操作技術(shù)。

3.5降低教學成本, 使用率高

因為相對于仿真數(shù)控設(shè)備數(shù)控而言,仿真軟件使用成本低廉,使用率高,損耗幾乎為零,并且在操作中可以對實際設(shè)備加工環(huán)節(jié)進行近乎全程的模擬和工作,所以這種軟件也可以對設(shè)備廠家的工人進行教學培訓(xùn),這樣的培訓(xùn)既可以達到實際操作減少真正設(shè)備的磨損,也可以是受訓(xùn)人員的技術(shù)“熟能生巧”,提高生產(chǎn)、加工的效率。例如，建立一個50人實習的數(shù)控實習基地,每個實習崗位2名學生,就需要25臺設(shè)備,每臺設(shè)備以5萬元計算,就需要125萬元設(shè)備款項。而建立一個數(shù)控仿真實驗室,只需要一臺投影儀和50臺電腦即可,總成本不超過20萬,卻能解決50～150甚至更多學生的實習問題。實踐時,學生根據(jù)自己所學的數(shù)控專業(yè)選擇不同的操作系統(tǒng)和操作面板進行實習,由于不用考慮刀具與材料的磨損,而且是每個人一個機位,學生可以反復(fù)操作直至熟練,動手時間大大增加。仿真數(shù)控軟件的使用可以減少材料、設(shè)備或者工件等用具的準備時間,并且在學生使用結(jié)束后,不用再進行回收,節(jié)省了回收的時間。學生進行實踐時,也可以調(diào)取原來一段時間內(nèi)的操作流程,回顧操作過程,從“溫故”中找到問題提高實習效率。

3.6利用仿真教學培養(yǎng)學生的綜合能力

運用數(shù)控仿真教學手段創(chuàng)新適應(yīng)理論教學和實踐教學的課堂教學情境,最終是為了培養(yǎng)學生的能力。在數(shù)控實訓(xùn)教學上運用數(shù)控仿真教學,可以增大學生觀察事物的可見度和清晰度,擴大學生的觀察范圍,提高學生解決問題的能力。學生通過認識、分析、綜合、抽象、概括,對容易混淆的問題進行比較、鑒別、分辨出正確與錯誤,學到正確的思維方法,迅速地提高學生自身的工業(yè)編制和實際操作能力,從而使學生的綜合能力得到提高。從實際效果看,學生利用數(shù)控仿真教學軟件,把理論和實踐結(jié)合起來,節(jié)省了時間,加大了課堂教學的容量,較大地提高了授課的效率,并增大了課堂自主學習操作的機會,減輕了學生的負擔,開發(fā)了學生的潛能并為在數(shù)控機床操作的正確性打下了良好的基礎(chǔ)。

4數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題及解決措施

4.1對機床保養(yǎng)、維護的意識淡漠

數(shù)控仿真加工，不存在機床保養(yǎng)、維護問題等問題。 學生對數(shù)控機床維護和保養(yǎng)觀念淡漠， 而現(xiàn)實生產(chǎn)加工中經(jīng)常會遇到各種各樣的問題，學生不會解決。

解決措施：反復(fù)強調(diào)機床保養(yǎng)與維護的重要性，讓學生具有良好的機床保養(yǎng)與維護的意識。

4.2忽視安全問題，不利于學生養(yǎng)成安全生產(chǎn)習慣。

由于數(shù)控仿真加工的虛擬性，不會出現(xiàn)任何事故， 致使學生忽略安全的重要性，不利于學生養(yǎng)成嚴謹、 認真的工作態(tài)度。如數(shù)控車床仿真教學時，裝夾工件只須設(shè)置參數(shù)，實際裝夾工件是則要手動操作： 用三角卡盤夾緊工件后要將卡盤扳手去掉后再轉(zhuǎn)主軸；換刀位置要安全，否則會打到工件等等，而仿真軟件用慣了便沒這種意識。 還有在仿真練習中出現(xiàn)的撞刀現(xiàn)象，一般不會引起學生的重視，習慣一旦養(yǎng)成，為實際操作留下安全隱患， 很可能在實際操作中造成重大事故和損失。

解決措施：為了避免以后事故的發(fā)生，在教學過程中培養(yǎng)學生的安全意識和規(guī)范操作習慣很重要。每次模擬加工前，教師都要對學生進行安全生產(chǎn)教育， 樹立現(xiàn)在就是在真實數(shù)控機床加工操作的意識。 教師在仿真加工教學中一定嚴格要求學生，按照實際操作的要求來進行仿真操作，包括零件的正確裝夾、刀具的正確選用、切削用量的合理選擇、對刀的步驟和動作、 面板的操作等， 讓學生在學習的初期就養(yǎng)成良好的習慣，以便學生能更快適應(yīng)實際操作。

4.3混淆仿真軟件的熟練操作和真實的機床的操作

數(shù)控仿真軟件只是一個過渡工具， 現(xiàn)場實際操作和仿真操作是兩種截然不同的狀態(tài)， 前者需要有熟練的操作技能并且在操作時集中注意力以應(yīng)對突然出現(xiàn)的問題， 而后者則完全是在放松情況下進行的。 熟練的仿真練習使學生自認為對機床操作也是如此熟練， 這種不謹慎的心理作用很容易產(chǎn)生問題。

解決措施：科學安排應(yīng)用仿真軟件進行技能訓(xùn)練的時間，讓仿真訓(xùn)練與上機床操作訓(xùn)練穿行。

4結(jié)語： 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控設(shè)備的種類也越來越多,對數(shù)控人才的需求也會越來越大,在數(shù)控仿真教學培訓(xùn)中,利用數(shù)控仿真軟件的教學模式也會適應(yīng)發(fā)展需求。

參考文獻

[1] 張紅 .數(shù)控仿真軟件在教學中的應(yīng)用探索[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2009(22).

[2] 陳天金.淺談數(shù)控軟件在教學中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代企業(yè)文化 ,2008(36).

數(shù)控仿真范文第2篇

關(guān)鍵詞: 數(shù)控仿真軟件 數(shù)控教學 應(yīng)用

隨著計算機信息技術(shù)、自動化技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用,所形成的先進制造技術(shù)日益引起各國的重視,而先進制造技術(shù)又是以數(shù)控技術(shù)為主要標志的。數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用和高度發(fā)展掀起了制造業(yè)領(lǐng)域一場重大的變革。社會對數(shù)控技術(shù)的大量需求推動了廣大職業(yè)學校對數(shù)控應(yīng)用技術(shù)的高度關(guān)注,越來越多的職業(yè)學校紛紛開辦數(shù)控技術(shù)專業(yè),并不斷擴大招生規(guī)模。與此同時,伴隨而來的是數(shù)控設(shè)備昂貴與資金短缺的矛盾日益凸顯。為緩解這個矛盾,各職業(yè)學校必須探索出一套適合現(xiàn)狀的教學方法和教學模式。經(jīng)過多年的實踐探索和教學經(jīng)驗,人們發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工仿真軟件能在數(shù)控教學中顯示出橋梁作用,既能緩解教學實訓(xùn)與資金短缺的矛盾,使理論和實踐有效的銜接,又能提高學生的感官認識,刺激其學習的主動性和自覺性,增加學生的動手機會,提高操作的熟練程度。事實證明,數(shù)控仿真教學是一種節(jié)約成本,安全有效的教學模式和教學途徑。

一、數(shù)控仿真軟件介紹

數(shù)控仿真軟件是通過計算機的編程和建模,將加工過程用三維圖形或二維圖形以動態(tài)形式演示出來的軟件。目前比較常見的有上海宇龍、北京斐克、南京宇航、廣州超軟、武漢金銀花等不同的數(shù)控加工仿真軟件。它們都有以下幾個優(yōu)點。

1.能全面仿真數(shù)控加工的整個過程:機床設(shè)定(支持多種數(shù)控系統(tǒng))、毛坯定義、工件裝夾、壓板安裝、基準對刀、安裝刀具、機床手動操作、G代碼處理、面板操作等。

2.配置要求低,只需仿真軟件和要求不是很高的微機,并能與多種計算機操作系統(tǒng)兼容。

3.操作的安全性很高,不會因為學生的錯誤操作而造成人身傷害,更不會損壞機床。

4.不需要原材料,投入資金少,占地小,不會造成資源的浪費。

5.利用網(wǎng)絡(luò)可以搭建交流平臺,為師生提供良好的交互空間等。

二、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學中的作用

1.利用數(shù)控仿真軟件可以彌補數(shù)控設(shè)備不足,充分利用現(xiàn)有資源,為學校節(jié)約大量的教學經(jīng)費和設(shè)備投資費。

數(shù)控機床教學與實習不比鉗工或電工實習,它的設(shè)備投入量是很大的,如果要使每個學生有充足的實習時間,可能要投入上百萬甚至上千萬元資金,這對一般的職業(yè)學校而言顯然是難以承受的。如建立一個滿足60人實習的數(shù)控車床實習場地,每實習崗位安排2名學生,就需要30臺數(shù)控車床。每臺數(shù)控車床以8萬元計算就得需要240萬元設(shè)備投資費。而若采用數(shù)控仿真進行該工種實習教學,每一個崗位則需要60臺計算機,每臺以4000元計算(含軟件費),則只需24萬元即可,同樣滿足教學需要。且由于是一人一機,可以保證每個學生有充足的時間來動手,提高實訓(xùn)效果。

2.利用數(shù)控仿真軟件能有效地結(jié)合理論學習,實現(xiàn)同步教學。

和其它專業(yè)課一樣,數(shù)控課程也是非常抽象的學科,它注重的是實踐性。比如對刀過程,其實是很容易的事情,但如果用傳統(tǒng)的教學方法,僅在課堂上紙上談兵,大多數(shù)學生將難以理解。如果利用仿真軟件一邊演示一邊教學,通過車刀工件的運動學生就很容易理解,而且能自己親手操作來加深認識,理論和實踐相互滲透交叉,實現(xiàn)同步教學,使抽象內(nèi)容形象化,提高教學質(zhì)量

3.利用數(shù)控仿真軟件地使用能極好地調(diào)動學生的學習積極性,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

對于職業(yè)學校學生來講,由于知識素質(zhì)普遍較差,而數(shù)控專業(yè)課又要求有極高的抽象性,加上教學過程的枯燥乏味,很容易讓學生產(chǎn)生厭學情緒,教學效果不理想,而數(shù)控仿真軟件以其和實際機床相同的用戶界面和可操作性,可在很大程度上激發(fā)學生的學習積極性。如果再根據(jù)學生技能的形成規(guī)律設(shè)計訓(xùn)練過程,學生就可以得到及時強化和實際產(chǎn)生中不能得到的直觀感受,從而較快地提高訓(xùn)練成績,激發(fā)學習的信心,在一定程度上培養(yǎng)刻苦鉆研和創(chuàng)新精神,形成好學氛圍。

4.利用數(shù)控仿真軟件教學中允許出錯,使學生得到崗位技能的全面訓(xùn)練。

在模擬仿真中,可設(shè)計出實際工作中可能發(fā)生的變化,包括事故、故障和生產(chǎn)中極少出現(xiàn)的突然情況,讓學生全面把握加工方法和技巧。如在講解直線插補指令G01和快速插補指令G00的應(yīng)用與區(qū)別時,可在運行中的第一個G01后面加F與不加F,學生就可以在仿真時看到切削進給與快速插補對工件造成的影響,從而加深認識,達到課堂教學中無法達到的效果。

三、數(shù)控仿真軟件教學的應(yīng)用方法

如何利用數(shù)控仿真軟件進行教學,以達到最佳教學效果?這是一個數(shù)控教育工作者,應(yīng)永恒追求的課題。結(jié)合教學實踐,我從以下幾個方面進行了探索。

1.靈活運用教學方法,課堂教學中變學生被動為學生主動學習。

現(xiàn)在,職業(yè)技術(shù)學校的學生普遍知識基礎(chǔ)較差,對學習不感興趣。因此,利用先進的教學方法、教學手段來提高學生的學習興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)有較高的教學水平和教學能力,有較強的數(shù)控職業(yè)能力,能較為嫻熟地運用行動導(dǎo)向的教學方法,在課堂教學中真正體現(xiàn)以學生為主體,突出顯示學生動手用腦的活動,化學生被動學習為主動學習。在教學過程中,教師起引導(dǎo)作用,即對學生活動中遇到困難或無從下手的問題進行引導(dǎo)、講解、示范操作。課堂教學中每節(jié)課的知識點盡可能集中,深入淺出,便于學生掌握編程方法和技巧。

2.恰當運用數(shù)控加工仿真,充分發(fā)揮其在課堂教學中的作用。

教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真在教學中的應(yīng)用方法,擺正數(shù)控加工仿真在教學中的位置,既不能完全依賴數(shù)控加工仿真而放棄教師在教學中的引導(dǎo)作用,又不能在教學中教師唱獨角戲采用常規(guī)教學模式而忽視數(shù)控加工仿真的作用,應(yīng)該科學地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學中的作用。

教師在數(shù)控編程與操作課堂教學中應(yīng)重點解決編程方法,并著重強調(diào)編程工藝問題的處理,學生上機利用數(shù)控仿真系統(tǒng)解決程序校驗,以及不同系統(tǒng)不同機床的操作問題。每次上機學生均應(yīng)有明確的課題,在上機前教師應(yīng)利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的教學模式進行操作演示,并在學生上機時進行巡回指導(dǎo)。學生在計算機上應(yīng)用數(shù)控加工仿真軟件進行編程與操作,既可使學生更快更好地掌握數(shù)控專業(yè)技能,又可培養(yǎng)學生的學習能力、解決實際問題的能力和獨立工作能力、團隊協(xié)作能力。

3.科學安排教學內(nèi)容,循序漸進掌握數(shù)控編程與操作技巧。

在數(shù)控教學中,根據(jù)教學需要和“以就業(yè)為導(dǎo)向”的思想,可將數(shù)控編程教學內(nèi)容安排為兩大模塊:其一為基礎(chǔ)模塊,主要講解與訓(xùn)練最常用的數(shù)控機床的編程方法、操作和應(yīng)用,這一模塊是教學重點,必須使學生熟練掌握、靈活應(yīng)用,為學生上機床操作奠定基礎(chǔ);其二為提高和拓展模塊,利用仿真軟件集合了各種數(shù)控系統(tǒng)截面與操作的優(yōu)點,可在基礎(chǔ)模塊訓(xùn)練的基礎(chǔ)上,主要講解除主訓(xùn)機床以外的機床編程與操作方法,擴大學生知識面,提高學生對不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。這樣,學生在就業(yè)時能夠信心十足地面對所操作的數(shù)控機床就,較快適應(yīng)所從事的工作,提高就業(yè)競爭力。

4.構(gòu)建多元評價體系,提高學生的學習意識和自覺性。

教學評價直接影響學生學習的主動性和積極性,所以評價要做到:第一,合理且有一定的彈性,答案不能限制得太死,只要合理就行,如一些仿真操作中學生實施方案的可行性討論,實操過程中加工線路,等等;第二,既要評價技能操作結(jié)果,又要評價技能操作的過程。對在技能操作中學生的積極參與表現(xiàn)出來的良好個性品質(zhì)要給予充分的鼓勵、肯定、嘉獎;第三,轉(zhuǎn)換評價的主客體關(guān)系。對學生在課堂上的技能操作情況及結(jié)果不僅僅由教師來評,還可以讓學生自評或互評。如加工線路的制定、某些圖樣的理解、坐標點的計算,可采用學生討論評價的方式,在研討中發(fā)現(xiàn)問題,得出正確結(jié)果,學習的主動性、積極性也就調(diào)動出來了。

綜上所述,從我校使用后的效果看,數(shù)控仿真系統(tǒng)的引入,使學生在學習數(shù)控編程理論時,課堂的教學變得更加生動、具體,提高學生的學習興趣,教學效果明顯提高。對學生機床操作能力的培養(yǎng),也起到了極大的提高和加強作用。同時該系統(tǒng)還減輕了教師的工作強度,減少了工件材料和能源的消耗,節(jié)約了實踐環(huán)節(jié)的培訓(xùn)成本。但它和真實車床實踐操作之間始終還有差距存在,二者不能混為一談,相互替代,只有在教學中科學、合理、有效地利用,仿真軟件才能為教學服務(wù)。在教學過程中積極思考其在應(yīng)用中產(chǎn)生的問題,主動應(yīng)對措施,并將仿真訓(xùn)練與實踐操作訓(xùn)練有機結(jié)合,就一定能發(fā)揮仿真教學的最佳效果,收到事半功倍的效果。

參考文獻:

[1]數(shù)控加工仿真系統(tǒng)使用手冊.南京宇航軟件工程有限公司.

[2]數(shù)控加工編程與操作.中國勞動社會保障出版社.

數(shù)控仿真范文第3篇

【關(guān)鍵詞】 數(shù)控仿真;實踐教學;數(shù)控加工

一、引言

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)數(shù)控機床利用率的大幅度提高,數(shù)控設(shè)備在生產(chǎn)加工的各個領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。因此,培養(yǎng)一大批數(shù)控技術(shù)高級應(yīng)用型人才,是我國振興機械工業(yè)的關(guān)鍵。由于數(shù)控機床價格昂貴,學校建立機床類型齊、系統(tǒng)全的實訓(xùn)基地,多則達百萬甚至千萬。所以探索一種新的數(shù)控實訓(xùn)教學方法早已是數(shù)控專業(yè)教師研究的課題,把數(shù)控加工仿真軟件與實際機床操作有機結(jié)合起來,是解決這一難題的有效途徑。

二、傳統(tǒng)數(shù)控實訓(xùn)存在的問題

1.設(shè)備不足,工位短缺,系統(tǒng)單一。數(shù)控機床實訓(xùn)與其他專業(yè)實訓(xùn)相比具有特殊性,數(shù)控機床價格昂貴,一臺經(jīng)濟型數(shù)控車床售價在10萬左右,很多學校一臺機床實訓(xùn)人數(shù)在10人以上,大部分同學只能在機床旁邊看,沒有充足的時間來動手,實訓(xùn)效果差,且機床系統(tǒng)單一。

2.學生及機床的安全難以保證。數(shù)控機床是一種昂貴的機電一體化的新型設(shè)備,在實訓(xùn)過程中,初學者往往會因為操作失誤或者程序編制出現(xiàn)錯誤,導(dǎo)致崩刀、撞刀、工件報廢、損傷機床,甚至對學生人身造成傷害,機床的精度嚴重受到影響。

3.教學成本高。一節(jié)實訓(xùn)課下來,實習材料費、機床保養(yǎng)費、設(shè)備維護費、刀量具費用、機床磨損等一系列費用,相對傳統(tǒng)理論課是一筆相當大的費用。

4.缺乏動手能力強的教師。高校教師具有非常豐富的理論教學經(jīng)驗,但他們對機床的性能、切削參數(shù)的設(shè)置、磨刀等現(xiàn)場加工的經(jīng)驗就顯得有點不足。為保證實習的安全,兩個實習工位必須安排一位教師,這就需要大量的實習指導(dǎo)教師。

三、數(shù)控加工仿真軟件在數(shù)控實習教學中的具體應(yīng)用

數(shù)控加工仿真軟件是為學校實訓(xùn)教學的需求而開發(fā)的一種機床控制虛擬仿真系統(tǒng),應(yīng)用計算機虛擬技術(shù)對數(shù)控機床整個操作加工過程用三維或者二維圖形的方式演示出來。與實際機床的真實情況完全一樣。鑒于數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實訓(xùn)教學中有著積極的作用,江西理工大學南昌校區(qū)2009年新建數(shù)控仿真實驗室,購置60個節(jié)點的數(shù)控仿真軟件,該軟件經(jīng)過一個學期的使用,實踐證明,合理使用仿真軟件進行教學是非常經(jīng)濟有效的。作用表現(xiàn)在以下幾個方面:

1.增加實習操作工位,彌補機床不足、系統(tǒng)單一。以江西理工大學南昌校區(qū)為例,學校2006年始建數(shù)控實訓(xùn)基地,基地加工型設(shè)備有:6臺數(shù)控車床,2臺數(shù)控銑床,1臺加工中心,當時花費近300萬元,三年制高職數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)每屆有3個班,共180余人,加上機電、模具專業(yè)也要參加數(shù)控實訓(xùn),共10個班,近550人。實習工位嚴重不足,實習時間難以保證,嚴重影響實訓(xùn)教學效果。2009年數(shù)控仿真實訓(xùn)室建立后,每個學生能操作一臺電腦,可以有充足的時間來進行模擬操作、熟悉機床、加工零件,一套仿真軟件有FANUC、西門子、華中、廣州數(shù)控等多種系統(tǒng),學生又能在掌握一種系統(tǒng)的前提下熟悉其他系統(tǒng)。

2.操作安全。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)采用虛擬技術(shù),學生在計算機上模擬操作機床,出現(xiàn)編程錯誤、操作失誤,也不會損壞工具、機床,更不會危害到同學們的人身安全,學生可以大膽嘗試,吸取大量的經(jīng)驗和教訓(xùn),減少實習初期的畏懼心理。依據(jù)軟件出現(xiàn)的報警提示,改正錯誤,從而提高實訓(xùn)效率。

3.節(jié)約教學成本。節(jié)約了實訓(xùn)過程中的材料費、機床保養(yǎng)費、設(shè)備維護費、刀量具費用等。數(shù)控仿真中,虛擬毛坯、虛擬刀具、虛擬機床、虛擬加工、虛擬切削等等,極大地降低了實訓(xùn)的消耗,節(jié)約了實習成本。

4.彌補師資不足。在機床上實訓(xùn),一位教師僅能照看到2～3臺機床上的學生,照顧一臺機床的時候,還要擔心其他機床的安全問題。而且現(xiàn)場講課噪聲大,同樣的問題需要重復(fù)講,效率不高,而在仿真實驗室,僅需要一名教師就可以指導(dǎo)60余名學生進行仿真學習,且不用擔心出現(xiàn)安全問題。

因此,將數(shù)控仿真軟件應(yīng)用到教學中,充分發(fā)揮其優(yōu)勢,科學、有效的探索出一種新型的數(shù)控實訓(xùn)模式,是非常有必要的。

參考文獻

[1]吳明明.數(shù)控仿真軟件在教學中的點點思考.現(xiàn)代企業(yè)教育.2009(2):80～81

[2]趙春陽.中職學校數(shù)控實習中仿真教學軟件的應(yīng)用.科協(xié)論壇.2009(3):79

數(shù)控仿真范文第4篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)控;仿真系統(tǒng);實踐教學

1.前言

全球知識經(jīng)濟的發(fā)展,使機械工程成為一個跨越機械、電子、計算機、信息、控制、管理以及經(jīng)濟等多學科的綜合技術(shù)應(yīng)用學科,數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)運而生,這對傳統(tǒng)意義上的金工實習教學提出了更高的新要求。要投入大量的經(jīng)費來購置價格較貴的數(shù)控機床,顯然存在一定的難度。我院也是如此,存在實習人數(shù)多、時間短等問題,這就使有限的數(shù)控機床無法滿足學生的實習需求。但是由于我們在實習教學中大量采用了數(shù)控模擬加工仿真軟件,即在計算機上學習工件的編程和模擬加工過程,在學生熟悉了模擬機床的基本操作方法和加工過程后再學習操作實際的數(shù)控機床,不僅大大降低了教學成本,也保證了實習中的數(shù)控設(shè)備的安全,并且取得了較好的實習效果。

2.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的選用

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的軟件形式很多,有的是數(shù)控機床本身自帶的仿真系統(tǒng),但這種數(shù)控機床的仿真系統(tǒng)只限于單人操作,在教學中局限性較大,不適用于教師教學和學生訓(xùn)練;還有一些CAD/CAM軟件也可以做到計算機模擬仿真功能,可以模擬刀具路線實現(xiàn)最終產(chǎn)品的生成,但是這些軟件不適合于手工編程,不能對學生進行對刀訓(xùn)練和操作面板的應(yīng)用訓(xùn)練。我們學院選用了由廣州超軟科技有限公司所開發(fā)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的教學軟件,該軟件兼容于大多數(shù)國內(nèi)機床面板,具有CNC控制器仿真、加工仿真、加工校驗等多種功能,完全可以滿足學生仿真實習需求。

3.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用

由于是實習教學,一般都是機械類專業(yè)低年級的學生,他們大多數(shù)沒有接觸過數(shù)控機床的實際操作,對機械加工概念理解比較模糊,所以我們在完成理論教學以后可以先進行仿真教學。

3.1 數(shù)控系統(tǒng)面板的操作練習

仿真系統(tǒng)的面板接近于真實機床,并可以實現(xiàn)機床所有的功能,利用仿真系統(tǒng)教師可以對機床面板進行系統(tǒng)講解并現(xiàn)場演示。由于計算機仿真系統(tǒng)的使用,學生可以做到人手一臺機床,便于學生熟悉各按鍵、旋鈕的功能與使用方法。

3.2 手工編程練習

在熟悉機床面板以后可以進行程序輸入,程序調(diào)用練習,在加載NC文件的同時,系統(tǒng)自動對程序進行語法檢查,以避免錯誤的產(chǎn)生。

3.3 加工工藝的練習

數(shù)控機床加工工藝規(guī)程與傳統(tǒng)加工的工藝規(guī)程從總體上說是一致的,但又有其特點:數(shù)控加工的工藝內(nèi)容比普通加工的內(nèi)容復(fù)雜,在普通機床的加工工藝中不必考慮的問題,比如工序內(nèi)的工步安排,對刀點、換刀點的設(shè)置,刀具半徑及長度補償?shù)脑O(shè)置及走刀路線的確定問題,在數(shù)控加工工藝時需認真考慮。一般來說數(shù)控加工工藝包括:

(1)選料。利用選料系統(tǒng)可以選擇不同的材料,不同形狀的毛坯,以適應(yīng)不同零件加工的需求。

(2)裝夾。(夾具的選擇)數(shù)控仿真提供了直接裝夾、工藝扳裝夾、平口鉗裝夾三種方法,學生可以根據(jù)加工需要自由選擇,并可以比較不同夾具在裝夾中的不同用途。

(3)刀具的選擇。學生可以在刀具庫中選擇不同類型、不同大小的刀具并且可以自定義刀具的相關(guān)特性參數(shù)。通過對刀具圖形的顯示可以使學生對數(shù)控刀具的外形、使用方法有一個大致的了解。如圖1。

(4)基準對刀。利用了尋邊器進行工件對刀設(shè)置并建立工件坐標系。如圖2。

(5)自動加工過程。最后進行機床回原點,程序自動加工。在加工過程中學生不僅可以最直觀地感受到加工過程還可以對程序中的錯誤進行校驗,而且通過程序的校驗一修改一校驗這一過程加深對指令的理解。

3.4 加工檢驗

加工完畢后生成截面圖,檢驗工件的坐標和各種尺寸,便于教師檢查學生的練習與實訓(xùn)效果。

3.5 宏程序的應(yīng)用

現(xiàn)在很多仿真軟件都帶有宏程序/參數(shù)編程的功能,對于高校學生來說宏編程簡單、實用、趣味性強,在編程中可以將數(shù)學公式、微分方程等有關(guān)知識結(jié)合到程序中,利用基本計算方法解決加工中的實際問題。宏編程干變?nèi)f化,掌握它的關(guān)鍵就在于抓住圖形輪廓規(guī)律,靈活地運用好變量,結(jié)合數(shù)學知識。學好宏程序可以開拓學生的思維空間,提高學生的數(shù)控編程技巧。

通過上述一系列練習,可以使學生基本掌握機床的使用方法、加工工藝流程,培養(yǎng)學生獨立分析零件的機加工工藝并具有編制程序的初步技能和獨立操作多種典型數(shù)控機床的能力。由于仿真系統(tǒng)的直觀性、真實性可以使學生在學習的過程中產(chǎn)生樂趣,激發(fā)他們對實習的興趣,同時學生也可以驗證自己編寫的程序。如果沒有仿真軟件而依靠老師檢查,老師工作量大,而且學生很難理解自己出錯的原因,下次還會出現(xiàn)同樣的錯誤。更重要的是,由于有了仿真這一環(huán)節(jié)可以將實踐加工過程中出錯及事故發(fā)生串降低到最小程度。

4.仿真系統(tǒng)的局限性

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)只是加工過程的模擬并非真實加工過程,它不考慮切削參數(shù)、切削力及其他物理因素,比如刀具振動、切削熱、機床精度等對加工的影響,它無法代替學生在真實切削加工中的實際感受,尤其是切削用量的選擇,無法進行控制,只能對切削深度過大時加以限制。因此,學生在應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進行編程與操作訓(xùn)練時,往往容易忽視切削用量的選擇、數(shù)控刀具的選用、零件的裝夾方法,而這些程序一旦應(yīng)用在實際中便可能出現(xiàn)打刀或影響實際零件的加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)效率等問題。仿真的長期使用,還可能使學生對安全性產(chǎn)生忽視心理。

5.仿真系統(tǒng)的擴展

我們現(xiàn)在所使用的仿真以幾何仿真居多,隨著計算機虛擬技術(shù)的發(fā)展,物理仿真的概念逐漸被提了出來。物理仿真可以在機床幾何運動的同時,通過切削的動力學特征反映切削用量、切削溫度、切削力等對加工過程的影響,最后可以通過視覺、聽覺反映到刀具、工件上,如刀具磨損、工件粗糙度的變化、加工聲音的異常等。這樣的仿真系統(tǒng)使加工過程更加真實,便于學生對加工過程進行控制,從而掌握更多的加工細節(jié)。

6.結(jié)束語

在實習教學中使用仿真系統(tǒng)提高了學生對課程的學習興趣,可以讓學生充分感受到理論教學所沒有的真實感,可以把在理論課堂上抽象的概念轉(zhuǎn)化為機床具體的動作,也可以節(jié)省學生占用數(shù)控機床的時間,解決了人多機床少的問題。但是現(xiàn)在由于仿真還存在很多局限性,所以還是不能完全替代機床操作實踐。我們期待隨著計算機模擬技術(shù)的發(fā)展可以使仿真更多的應(yīng)用到教學中來。

參考文獻

數(shù)控仿真范文第5篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控仿真；軟件；數(shù)控機床；教學

一、引言

近年來，我國高校開始擴招，數(shù)控機床專業(yè)學生數(shù)量也在增加。在這樣的情況下，高校必須加大對數(shù)控設(shè)備方面的資金投入，從根本上滿足大學生學校與實踐的需求。本文從了解數(shù)控仿真軟件概念入手，探討數(shù)控仿真軟件在實踐教學中的應(yīng)用，并針對常見問題提出有效解決對策。

二、數(shù)控仿真軟件概述

數(shù)控仿真軟件，即在實現(xiàn)計算機編程與科學建模的基礎(chǔ)上，以動態(tài)的方式，將加工全過程演示出來，主要進行二維和三維圖形呈現(xiàn)[1]。通過這樣的方式，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)式的數(shù)控機床教學模式，那些之前必須在專業(yè)實驗室和專門工廠當中進行教學的演示功能，如今可以在虛擬的軟件環(huán)境中實現(xiàn)，數(shù)控教學的靈活性和便利性更強。數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢顯著，主要特點如下：仿真功能強而全面，刀具庫體系豐富而完善，圖形與普通數(shù)據(jù)接口質(zhì)量好；對配置的要求不高，僅需仿真軟件與普通微機，且能實現(xiàn)自身和多種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的結(jié)合；需要的資金和原材料少，占地空間小，可避免資源浪費；通過網(wǎng)絡(luò)交流平臺促進師生之間的交流與互動。

三、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控機床教學中的實踐應(yīng)用

第一，虛擬機床仿真軟件。在數(shù)控機床教學中，虛擬機床仿真軟件是以計算機為載體模擬加工全過程的。其特點如下：第一，無論在界面風格，還是在結(jié)構(gòu)方面，虛擬仿真數(shù)控機床與真實機床均存在差異性。第二，仿真機床操作流程如下：首先進行毛坯定義，然后進行工件裝夾和壓板安裝，再次進行基準對刀和安裝刀具，最后進行機床手動操作[2]。第三，進行完整性地碰撞檢測。主要包括手動的和自動的，即刀柄、夾具、刀具、壓板、刀具，行程越界，以及主軸不轉(zhuǎn)時相關(guān)相關(guān)設(shè)備的碰撞。在檢測過程中，如果出現(xiàn)錯誤，就會產(chǎn)生報警提示，降低操作失誤率。第四，數(shù)據(jù)接口經(jīng)過了優(yōu)化，用戶不但可以在真實的環(huán)境條件下進行虛擬機床操作，而且可以了解多種運行參數(shù)，將別的CAD/CAM軟件應(yīng)用到加工過程中?？荚囅到y(tǒng)完善而靈活，不僅具備遠程操作功能，還具備智能化數(shù)據(jù)保存、評分與查詢等功能，實現(xiàn)考評的智能化。由于當前高校開設(shè)增設(shè)多種數(shù)控教學課程，實際參與到數(shù)控機床實習當中的學生越來越多，且數(shù)控機床價格開始上升，精密性要求越來越高。因此將數(shù)控仿真軟件應(yīng)用到實踐教學當中，進行數(shù)控機床編程優(yōu)化，加強實踐操作培訓(xùn)，能有效地解決相關(guān)矛盾與問題。這樣不但能夠防止操作失誤，損壞機床設(shè)備，而且操作者還能在仿真機床的操作中獲取真實感受，處理了數(shù)控機床設(shè)備不足的問題，賦予學生更多的實踐操作機會。第二，CAD/CAM一體化軟件。在數(shù)控機床教學中，CAD/CAM一體化軟件特點如下：可呈現(xiàn)出直觀性的幾何造型，進行復(fù)雜零件的優(yōu)化設(shè)計；粗加工技術(shù)先進化和智能化，加工方式多樣而靈活；具備較強的刀具路徑校驗功能。針對剛剛學習數(shù)控機床加工知識的學生來說，通過應(yīng)用CAD/CAM一體化軟件進行教學，可以及時建立零件模型，進而快速地生成數(shù)字代碼，降低手工編程的繁瑣性。在這么直觀的模型教學模式下，能激發(fā)起學生參與數(shù)控機床加工和設(shè)計的積極性與興趣，但也存在不足之處，即容易與實際加工脫節(jié)。該編程模式是否和真實機床相兼容，相關(guān)參數(shù)設(shè)置的是否精準，是無法在軟件中觀察到的。裝夾等核心步驟也難以在軟件中體現(xiàn)。因此，CAD/CAM一體化軟件仿真，還未進入到真實的加工過程。且編程屬于基本功能，一味地跳開編程，無法促進學生對理論知識的認識。針對金工實習教學來說，往往注重培養(yǎng)學生的獨立操作能力，且以現(xiàn)場理論性教學為輔，旨在促使學生對數(shù)控機床加工有基本的認知。但針對職業(yè)培訓(xùn)來說，往往以受訓(xùn)者切實掌握技術(shù)為準。通過對比可知，金工實習教學會受到時間與課程方面的影響。通過進行仿真軟件課堂教學，學生只能對CAD/CAM軟件有一個大概的了解，而要想完全掌握和應(yīng)用CAD/CAM軟件，必須積累加工經(jīng)驗，花費較長的時間。因此，針對那些具有編程基礎(chǔ)的學生教學，往往采用CAD/CAM一體化軟件。

四、數(shù)控仿真軟件實踐應(yīng)用中的主要問題及解決對策

在數(shù)控機床教學中應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，給教師的“教”和學生的“學”帶來了便利，但其僅僅屬于一種加工模擬軟件，與真實加工過程相比存有差別，不能代替學生在實踐加工操作中的知識與技能積累。因此，在實踐教學當中，單純依靠數(shù)控仿真軟件是不可行的，學生無法真正掌握實踐操作技能。要想解決這一問題，可從以下兩方面入手：一方面，高校要結(jié)合教學實踐情況，科學安排和設(shè)計課程教學進度。在學生學習數(shù)控仿真軟件課程知識之前，為他們安排到工廠中實習，讓學生在實習過程中獲取對不同數(shù)控加工方法的感性認知。此外，在加強數(shù)控仿真軟件訓(xùn)練之前，應(yīng)先進行數(shù)控機床課程教學和數(shù)控加工工藝課程教學。這樣的話，學生就能在掌握不同機床實踐操作、加工、切削用量計算方法的基礎(chǔ)上，更加透徹地掌握數(shù)控仿真的全過程，實現(xiàn)數(shù)控仿真與真實加工的有效結(jié)合。另一方面，要科學合理地穿插與安排學生，參與到真實的數(shù)控機床訓(xùn)練當中。這樣不僅能夠防止學生對仿真軟件過于依賴，還能真正培養(yǎng)學生的機床實際操作技能。要想實現(xiàn)這一點，應(yīng)提升高校的教學管理水平。

五、結(jié)束語

綜上所述，在高校數(shù)控機床教學中，應(yīng)用數(shù)控仿真軟件，已經(jīng)成為常見方法。要想切實地優(yōu)化數(shù)控機床教學效果，教師應(yīng)當從軟件應(yīng)用方法與教學內(nèi)容等方面入手，充分發(fā)揮不同類型的數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用作用。

參考文獻：

[1]陸九州.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控機床教學中的應(yīng)用[J].新課程•下旬,2015(7):86.