引論：我們?yōu)槟砹?3篇數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
2.1加工仿真系統(tǒng)各功能模塊
在數(shù)控切削加工過程中，實(shí)時(shí)三維仿真可根據(jù)輸入的NC代碼要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)過程仿真，這一過程可分為數(shù)據(jù)收集和輸入、幾何實(shí)體模型構(gòu)造、圖形仿真結(jié)果交互等階段，各階段都賦予了相應(yīng)的定義，為使動(dòng)態(tài)過程仿真達(dá)到交互性、準(zhǔn)確性和有效性的要求，應(yīng)對(duì)各功能模塊進(jìn)行優(yōu)化。系統(tǒng)以軟件用戶界面和內(nèi)部計(jì)算檢查過程為主體，軟件用戶界面由公共模塊、NC代碼編輯模塊、仿真顯示模塊和加工控制模塊構(gòu)成，其中，公共模塊對(duì)CFild類的成員函數(shù)有所繼承，其功能顯示在File下拉菜單；NC代碼編輯模塊具有強(qiáng)大的文本編輯功能，對(duì)于一些較為簡(jiǎn)單的加工零件無需預(yù)先編程，除一般記事本基本功能外，還設(shè)有互鎖功能，可對(duì)編輯后的代碼進(jìn)行讀寫切換，更好地保護(hù)代碼，保證加工順利進(jìn)行；仿真顯示模塊將圖像和數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，通過調(diào)節(jié)窗口便能夠觀察到加工工件，圖像和數(shù)據(jù)信息由OpenGL收集，其處理過程為：圖像操作/逐個(gè)頂點(diǎn)操作光柵化各片段操作幀緩沖區(qū)仿真圖像顯示；加工控制模塊根據(jù)代碼檢查解釋加工進(jìn)給信息，整個(gè)路線為：回參考點(diǎn)對(duì)刀開始加工暫停加工退出加工[2]。內(nèi)部計(jì)算檢查過程包括內(nèi)部模塊和外部數(shù)據(jù)輸入，內(nèi)部模塊由NC代碼檢查和解釋模塊、代碼過濾以及內(nèi)部仿真計(jì)算構(gòu)成。
2.2三維模型在OpenGL中的實(shí)現(xiàn)
在Windows平臺(tái)下，基于OpenGL的應(yīng)用程序要通過RC來完成繪制工作，系統(tǒng)圖形仿真界面通過C++定義的類CRenderView來表示，其中定義了一系列三維實(shí)體繪制函數(shù)，能夠完成坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等操作，動(dòng)態(tài)仿真過程的運(yùn)動(dòng)關(guān)系取決于加工數(shù)據(jù)的即時(shí)變換，而空間切換的實(shí)現(xiàn)則通過矩陣元進(jìn)出棧操作來實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的幾何建模包括刀具、機(jī)床、加工工件等實(shí)體建模，需要對(duì)零部件之間的組裝關(guān)系以及幾何信息的拓?fù)潢P(guān)系、描述坐標(biāo)關(guān)系進(jìn)行定義，因此，該系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)控加工仿真的重點(diǎn)就是對(duì)各實(shí)體進(jìn)行建模，這在實(shí)現(xiàn)起來存在一定的難度，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化升級(jí)[3]。
篇2
1 問題的闡述
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)正在得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)控人才成為市場(chǎng)急需的人才,如何盡快地培養(yǎng)出滿足市場(chǎng)需要、掌握數(shù)控機(jī)床編程和操作技術(shù)的數(shù)控技能型人才成為數(shù)控教學(xué)工作者必須研究的問題。作為數(shù)控教學(xué)的專業(yè)教師,深感如何將數(shù)控理論和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來是值得我們認(rèn)真探討與研究的。
由于數(shù)控機(jī)床是一種新型工藝裝備,故數(shù)控技術(shù)工人的培養(yǎng)和數(shù)控機(jī)床的教學(xué)還處在剛剛起步的狀態(tài),如何利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)更是處在探索階段,因此有必要對(duì)數(shù)控教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)方法的完善進(jìn)行有益的探索,創(chuàng)新數(shù)控專業(yè)的職業(yè)技能鑒定的工作方法,建立一套完整的數(shù)控教學(xué)新體系。
2 數(shù)控實(shí)習(xí)(實(shí)驗(yàn))教學(xué)中存在的問題
(1)數(shù)控機(jī)床是一種機(jī)電一體化的新型設(shè)備,價(jià)格較之普通機(jī)床要昂貴得多。數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)作訓(xùn)練,投入大消耗多成本高。
(2)數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)多,型號(hào)多且更新較快,對(duì)學(xué)院而言是不可能將所有的系統(tǒng)配齊的,這樣經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生在校期間所學(xué)的系統(tǒng)與工廠中不符的情況,使到了工廠后不能盡快適應(yīng)機(jī)床。
(3)數(shù)控機(jī)床是自動(dòng)運(yùn)行的,學(xué)生在初學(xué)時(shí),常常會(huì)由于在編程中的疏忽或操作中的失誤造成刀具或機(jī)床的損壞,甚至造成人身危害。
為了解決上述問題,我院從數(shù)控專業(yè)開設(shè)起,就嘗試?yán)脭?shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件進(jìn)行教學(xué),均對(duì)我院數(shù)控教學(xué)等方面發(fā)揮了重大的作用。
3 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生
隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和理念的發(fā)展,產(chǎn)生了可以模擬實(shí)際設(shè)備加工環(huán)境及其工作狀態(tài)的計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。它用計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn),不僅可迅速提高操作者的素質(zhì),而且安全可靠、費(fèi)用低。
目前在國內(nèi)已經(jīng)有很多學(xué)校將計(jì)算機(jī)仿真初步運(yùn)用于數(shù)控操作人才培訓(xùn)的教學(xué)之中,也產(chǎn)生了各種仿真教學(xué)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來講就是利用計(jì)算機(jī)和其他的專用硬件軟件去產(chǎn)生一種真實(shí)場(chǎng)景的仿真,參與者可以通過與仿真場(chǎng)景的交互來體驗(yàn)一種接近于真實(shí)的場(chǎng)景的感覺。因此能進(jìn)一步培訓(xùn)操作者的實(shí)際工作技能。
4 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用方法
4.1 活應(yīng)用教學(xué)方法,使學(xué)生成為課堂學(xué)習(xí)的主體
由于大部分高職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差,所以教師教學(xué)很困難,傳統(tǒng)的教學(xué)方式已很難使學(xué)生接受。
因此,利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)有較高的教學(xué)水平和教學(xué)能力,有較強(qiáng)的數(shù)控職業(yè)能力,能較為嫻熟地運(yùn)用行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)方法,在課堂教學(xué)真正體現(xiàn)學(xué)生為主體,突出顯示學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的活動(dòng),變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。
4.2 恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng),充分發(fā)揮其課堂教學(xué)中的作用
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)主要應(yīng)用于數(shù)控編程與操作這一理論教學(xué)課程,還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練的輔助工具。教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的在教學(xué)中的應(yīng)用方法,擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置,既不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)放棄教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用,也不能在教學(xué)中教師唱獨(dú)角戲采用常規(guī)的教學(xué)模式而忽視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用,應(yīng)該科學(xué)地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。
4.3 科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容,循序漸近掌握數(shù)控編程與操作技巧
在教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容的安排分為三個(gè)教學(xué)模塊。其一為基礎(chǔ)模塊,主要講解與訓(xùn)練最常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的的編程方法、操作及應(yīng)用,由于配備FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床在數(shù)控加工中的市場(chǎng)占有率高,所以這一模塊是教學(xué)重點(diǎn),必須使學(xué)生熟練掌握,靈活應(yīng)用:其二為提高模塊,主要講解與訓(xùn)練SIEMENS系統(tǒng)的機(jī)床的編程與操作,以幫助學(xué)生在不同數(shù)控系統(tǒng)下對(duì)不同數(shù)控機(jī)床的編程方法的理解與應(yīng)用能力;模塊三為拔高模塊,主要講解國產(chǎn)數(shù)控?cái)?shù)控系統(tǒng)中的華中數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控編程與操作方法,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,從而適應(yīng)高職數(shù)控大賽指定系統(tǒng)―華中數(shù)控系統(tǒng)的編程與操作。
這三個(gè)模塊的教學(xué)可根據(jù)學(xué)生不同層次進(jìn)行安排。這樣,學(xué)生在從業(yè)時(shí)能夠信心十足的面對(duì)所操作的數(shù)控機(jī)床,較快適應(yīng)所從事的工作。 當(dāng)然,運(yùn)用此方法,我們學(xué)院在各種大賽比武中取得了好的成績(jī)。
4.4 正確進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià),提高學(xué)生的自覺學(xué)習(xí)意識(shí)
教學(xué)時(shí)所進(jìn)行的教學(xué)評(píng)價(jià)包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、學(xué)生相互之間的評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程與操作練習(xí)時(shí)以教師評(píng)價(jià)為主,對(duì)每次的練習(xí)成績(jī)及時(shí)登記。評(píng)價(jià)方法包括口頭評(píng)價(jià)和試題測(cè)評(píng),而試題測(cè)評(píng)方法包括課題測(cè)評(píng)及期末測(cè)評(píng)。教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行口頭評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)注意方式和語言的選擇,對(duì)做得不好的學(xué)生不采用直接批評(píng)的方法,只是指出該學(xué)生哪些地方做得好,哪些不太好,應(yīng)如何改進(jìn);對(duì)于比較差的學(xué)生稱為“稍微弱一點(diǎn)的學(xué)生”。 課堂測(cè)試應(yīng)有較強(qiáng)的目的性,不是難為學(xué)生,而是通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試,來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)、學(xué)習(xí)熱情,學(xué)習(xí)的自覺性和自信心。
5 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果
5.1 理論教學(xué)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
在引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用軟件之前,數(shù)控編程與操作課程與其他課程教學(xué)模式相同,主要是課堂教學(xué),學(xué)生對(duì)自己所編的程序正確與否是通過教師批改作業(yè)來知曉的。這種方法教師檢查程序需逐個(gè)程序段進(jìn)行查閱,內(nèi)容多而十分麻煩,一些在數(shù)控機(jī)床上常常無法通過的書寫錯(cuò)誤也不易查出,而這些問題的解決在實(shí)際數(shù)控編程中是十分重要的。至于數(shù)控操作問題,在黑板上講解各個(gè)按鍵的作用、名稱與使用更是一件費(fèi)力不討好的事,習(xí)者枯燥,教者乏味。
引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)以后,學(xué)生所編程序可以直接在計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的模擬加工演示,對(duì)程序編寫和書寫的錯(cuò)誤能直接看出,機(jī)床操作面板的使用與零件的加工過程也和實(shí)際加工情況十分相似,學(xué)生可以從任意角度觀察數(shù)控機(jī)床加工過程,毛坯加工為成品的過程歷歷在目,直觀形象,便于學(xué)習(xí)與掌握,編程與操作的作業(yè)可以直接在計(jì)算機(jī)上檢查,每次有檢查,次次有結(jié)果,使學(xué)生對(duì)這門課程有了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
5.2 技能訓(xùn)練應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可降低訓(xùn)練成本提高訓(xùn)練效率和安全性
數(shù)控機(jī)床是一種較為昂貴的機(jī)電一體化的新型設(shè)備,它具備“高速、高效、高精度”的特點(diǎn),如果初學(xué)時(shí)就讓學(xué)生直接在數(shù)控機(jī)床上操作,可能出現(xiàn)撞壞刀具等現(xiàn)象,甚至因操作失誤對(duì)學(xué)生造成人身危害。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行技能操作,可以大大降低實(shí)訓(xùn)的消耗,約50個(gè)機(jī)位的計(jì)算機(jī)包括50個(gè)結(jié)點(diǎn)的正版數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件,所需費(fèi)用相當(dāng)于一臺(tái)三十萬元的數(shù)控機(jī)床,卻能解決50-150個(gè)學(xué)生的初階段的技能訓(xùn)練問題,學(xué)生可以輕松對(duì)實(shí)習(xí)過程進(jìn)行初始化,對(duì)未能完成的實(shí)習(xí)實(shí)行項(xiàng)目保存,對(duì)已完成的實(shí)習(xí)課題進(jìn)行調(diào)入回顧,而后再進(jìn)行幾次實(shí)際操作就能達(dá)到事半功倍的效果,大大提高了實(shí)習(xí)效率降低了實(shí)習(xí)成本。
因此應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以減少考生占用數(shù)控機(jī)床的時(shí)間約50%,學(xué)生可以將編程與程序校驗(yàn)時(shí)間放在計(jì)算機(jī)上完成,然后通過數(shù)據(jù)傳輸將所編程序輸入數(shù)控機(jī)床,對(duì)零件進(jìn)行加工,安全性及效率均大為提高。
篇3
其實(shí)數(shù)控加工中心就是從數(shù)控銑床慢慢發(fā)展變化而來的。隨著科技的進(jìn)步和設(shè)計(jì)思想的不斷更新，越來越多新技術(shù)新概念被運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)推廣，使得一切都在革新和完善，數(shù)控加工中心就是其中之一。但數(shù)控中心是從數(shù)控銑床發(fā)展變化而來的自然就會(huì)有許多區(qū)別和更為完善的功能，可以說與之最大區(qū)別點(diǎn)在于數(shù)控加工中心是可以具有自動(dòng)交換加工刀具的能力，這也是它更加完善提高效率的方面。通過在刀庫上安裝額不同用途的刀具，使用自動(dòng)換刀裝置最終得以實(shí)現(xiàn)更多更全面的加工功能。
1.2數(shù)控加工中心的相關(guān)原則
每一項(xiàng)技術(shù)每一個(gè)設(shè)備都是有其相應(yīng)的原則的，這樣才能有一個(gè)規(guī)范性，在實(shí)施和運(yùn)用的過程中才能更好的達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，讓目的得以達(dá)成，數(shù)控加工中心也是一樣，也需要遵守以下幾點(diǎn)原則：首先是需要合理的保障工件在加工后的精度和表面粗糙度能夠更高的達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。畢竟數(shù)控加工中心只有更好的達(dá)成目標(biāo)需求才能有助于被市場(chǎng)所接受和推廣。還有就是盡可能的減短加工路線，減少空行程時(shí)間，簡(jiǎn)化計(jì)算的工作量，以此來達(dá)到提高加工效率的最終效果，而數(shù)字化自動(dòng)化的目的就是實(shí)現(xiàn)以上的需求。最后及時(shí)對(duì)于某些重復(fù)使用的程序，可以運(yùn)用子程序來使整體設(shè)計(jì)變得更為工整更具有條理性，減少程序意外發(fā)生。
2仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及開發(fā)要點(diǎn)
2.1仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
而對(duì)于整個(gè)仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)主要由包括公共操作界面、用戶控制而板、鉆床界面、車削界面、銑削界面和程序編輯界幾個(gè)主要的部分組合而成，通過實(shí)現(xiàn)以上幾個(gè)部分，就能主要達(dá)到相應(yīng)的功能完成。當(dāng)然除此之外，還有程序檢查解釋、仿真計(jì)算機(jī)以及仿真計(jì)算機(jī)顯示等模塊的編寫實(shí)現(xiàn)將能更好的完善仿真系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，達(dá)到預(yù)期效果和作用。一般來講，數(shù)控加工中心仿真系統(tǒng)的用戶界面通常都是采用C++語言編寫的動(dòng)態(tài)窗口以方便使用者的的數(shù)據(jù)操作。在用戶主界面上還包括了仿真、操作以及預(yù)留這三個(gè)動(dòng)態(tài)的窗口來達(dá)到為使用者提供一些相應(yīng)幫助的作用。
2.2仿真系統(tǒng)的開發(fā)要點(diǎn)
仿真系統(tǒng)在開發(fā)中也需要注重相應(yīng)的開發(fā)要點(diǎn)：首先是關(guān)于基本流程。在啟動(dòng)仿真系統(tǒng)，載入相應(yīng)的數(shù)控加工中心模型，在系統(tǒng)中能夠?qū)C(jī)床機(jī)構(gòu)有一個(gè)合理的認(rèn)知，并實(shí)現(xiàn)虛擬系統(tǒng)中的相關(guān)演示與操作，最終達(dá)到仿真的預(yù)期功效。系統(tǒng)開發(fā)必須最終保證這些基本流程能夠完整實(shí)現(xiàn)。然后是系統(tǒng)開發(fā)方面，主要分為拆裝運(yùn)動(dòng)仿真模塊和任意零部件剖切功能的實(shí)現(xiàn)。合理的以這兩個(gè)方面為關(guān)鍵點(diǎn)為主導(dǎo)就是整個(gè)仿真系統(tǒng)的主體功能實(shí)現(xiàn)，解決這兩個(gè)模塊功能的技術(shù)難題并使之相應(yīng)功能實(shí)現(xiàn)就是整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)的要點(diǎn)。
3關(guān)于數(shù)控加工中心仿真系統(tǒng)的開發(fā)
3.1仿真系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
對(duì)于仿真系統(tǒng)的開發(fā)，在當(dāng)前能使用的平臺(tái)很多，選擇合適的且自身使用操作最為熟悉的才能更好的幫助完成設(shè)計(jì)開發(fā)。隨后，在系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)方面，主要可分為結(jié)構(gòu)觀察、運(yùn)動(dòng)編輯以及運(yùn)動(dòng)操作等主要功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，目的就是為了達(dá)到在仿真系統(tǒng)中有一個(gè)實(shí)際操作的功效體現(xiàn)。而在仿真系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，主要就是基本確定一個(gè)系統(tǒng)的大致框架，在開發(fā)時(shí)就需要按照框架來進(jìn)行實(shí)施，使得最終的仿真系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期的效果和作用。數(shù)控加工模型是整個(gè)仿真系統(tǒng)的核心也是操作實(shí)施的基礎(chǔ)，模型的實(shí)用性將更有利于仿真系統(tǒng)達(dá)到相應(yīng)的預(yù)期效果。數(shù)據(jù)層起到組織和管理作用，串聯(lián)起各個(gè)功能模塊，應(yīng)用層的核心觀念是“分而治之”，建立起相互獨(dú)立的子模塊，更有利于后期的維護(hù)更新。
3.2虛擬數(shù)控系統(tǒng)中的相應(yīng)技術(shù)
在程序編譯模塊可以使用由NC編輯器、NC檢查器以及NC翻譯器組成。這其中，編輯器的主要作用就是對(duì)于數(shù)控文件進(jìn)行讀寫。檢查器其實(shí)就是對(duì)使用者所使用的代碼和語法進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的檢查，畢竟涉及編寫的代碼量還是非常多的，良好有效的檢查就能更快的發(fā)現(xiàn)代碼中的錯(cuò)，并將其反饋出來。編譯器則是將驗(yàn)證通過的代碼進(jìn)行進(jìn)一步的掃描確認(rèn)，最終發(fā)現(xiàn)沒有錯(cuò)誤后才能夠進(jìn)行生成系統(tǒng)認(rèn)知代碼的操作。還有就是將仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相互結(jié)合。在通信網(wǎng)絡(luò)模塊完全可以使用TCP協(xié)議來建立起服務(wù)器，通過一個(gè)動(dòng)態(tài)加載WinSock技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)組與仿真系統(tǒng)的連接，從而良好的解決了數(shù)據(jù)共享的問題。
篇4
一、引言
隨著我國數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)控人才十分短缺,許多大學(xué)和專科院校都開設(shè)了數(shù)控技術(shù)專業(yè),為學(xué)生提供了理論學(xué)習(xí)的條件,而工程訓(xùn)練中的數(shù)控實(shí)習(xí)則為學(xué)生提供了很好的實(shí)踐學(xué)習(xí)空間。
數(shù)控機(jī)床品種多(操作系統(tǒng)多,如:FANUC、PA、SIEMENS等)、價(jià)格高(一般幾十萬元)。數(shù)控機(jī)床操作人員的培訓(xùn)若完全在真實(shí)的數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行,投入的成本會(huì)很高,也會(huì)造成很大的浪費(fèi)。即使是實(shí)力雄厚的培訓(xùn)院校和企業(yè),也難以承受。因此探索一種新的數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式來達(dá)到投入少、見效快,培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)性強(qiáng)、受企業(yè)歡迎,勢(shì)在必行。計(jì)算機(jī)技術(shù)可以說是無孔不入,近些年出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),可以模擬實(shí)際環(huán)境變化。在數(shù)控方面,出現(xiàn)了數(shù)控加工仿真系統(tǒng),用計(jì)算機(jī)仿真數(shù)控機(jī)床的加工環(huán)境及工作狀態(tài)。這樣就可以用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)對(duì)學(xué)員進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的培訓(xùn),還可以檢驗(yàn)程序的正確與否,還可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真模擬加工,讓試加工在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行,使得正式加工安全可靠。
二、數(shù)控加工仿真軟件簡(jiǎn)介
讓沒有數(shù)控基礎(chǔ)的學(xué)生直接進(jìn)行實(shí)操,容易對(duì)機(jī)床造成傷害,更容易危及到學(xué)生的人身安全。利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng),就可以避免。數(shù)控仿真系統(tǒng)包括FANUC、PA、SIEMENS、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大森數(shù)控和MITSUBISH在內(nèi)的多個(gè)數(shù)控系統(tǒng),其中每個(gè)系統(tǒng)又分車、銑、臥式加工中心和立式加工中心。學(xué)生可以根據(jù)具體情況,選擇與實(shí)際相同的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行操作練習(xí)、仿真加工。
操作過程如有不當(dāng),仿真系統(tǒng)會(huì)以文字對(duì)話框的形式提示操作者錯(cuò)誤之處。
三、自動(dòng)編程軟件簡(jiǎn)介
數(shù)控機(jī)床一般執(zhí)行的程序是G代碼,這種程序代碼可以通過兩種方式得到,即手動(dòng)編程和自動(dòng)編程。手動(dòng)編程需要熟知G代碼,還要對(duì)所加工的工件各個(gè)特殊點(diǎn)的坐標(biāo)值(在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值)計(jì)算精確,這樣,手動(dòng)編程即費(fèi)力又不精確。北京CAXA公司研發(fā)的CAXA制造工程師軟件(針對(duì)于數(shù)控銑床),很好的解決了手動(dòng)編程所遇到的問題。
CAXA制造工程師軟件可以自動(dòng)生成零件的加工代碼,即G代碼。生成過程如下:
1.繪圖。按照?qǐng)D紙尺寸要求,繪制圖形。見圖1。
2.生成加工軌跡。生成粗加工/精加工軌跡,用軌跡仿真功能仿真加工。見圖2(a,b)。
3.生成加工代碼。生成G代碼,加入程序頭(不同系統(tǒng)程序頭有所不同)。見圖3。
上文提及CAXA制造工程師可以對(duì)銑床零件進(jìn)行自動(dòng)編程,對(duì)于數(shù)控車床有CAXA數(shù)控車自動(dòng)編程軟件,而數(shù)控電火花線切割機(jī)有CAXA數(shù)控線切割自動(dòng)編程軟件(自動(dòng)生成的是3B代碼)。
四、仿真系統(tǒng)在工程訓(xùn)練中的應(yīng)用
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控實(shí)習(xí)中已得到應(yīng)用,通過幾年的實(shí)際應(yīng)用得到了較為寶貴的經(jīng)驗(yàn),為進(jìn)一步提高工程訓(xùn)練的質(zhì)量打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.講解數(shù)控機(jī)床。指導(dǎo)教師講解數(shù)控機(jī)床操作步驟及注意事項(xiàng)。2. 熟悉仿真系統(tǒng)。學(xué)生按照數(shù)控車/銑仿真指導(dǎo)書熟悉數(shù)控加工仿真系統(tǒng)。3.學(xué)習(xí)CAXA。學(xué)生在制造工程師指導(dǎo)書指導(dǎo)下學(xué)習(xí)CAXA制造工程師2006。4.創(chuàng)新加工。學(xué)生根據(jù)前面學(xué)習(xí)到的相關(guān)知識(shí)和軟件,進(jìn)行自主創(chuàng)新設(shè)計(jì),并在教師的指導(dǎo)下在機(jī)床上加工出具體實(shí)物,見圖4。
五、缺點(diǎn)與不足
數(shù)控加工仿真軟件在工程訓(xùn)練數(shù)控實(shí)習(xí)中的應(yīng)用,雖然在一定程度上解決了如設(shè)備不足等問題,但是還要清醒的意識(shí)到它所帶來的弊端。
1.過于依賴計(jì)算機(jī)。所有的操作,包括圖紙繪制、G代碼生成和仿真加工,都可在計(jì)算機(jī)上完成。
2.忽略加工工藝。仿真系統(tǒng)的仿真加工過程速度一般為5倍(調(diào)節(jié)范圍:1～100),使得操作人員忽略進(jìn)給速度、刀具轉(zhuǎn)速和加工質(zhì)量等。
3.無法保證加工質(zhì)量。由于仿真軟件只能仿真加工過程,對(duì)于零件的表面粗糙度和尺寸精度等無法保證。
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篇5
進(jìn)入21世紀(jì)后，科學(xué)技術(shù)有了很大的發(fā)展，各行各業(yè)中廣泛使用數(shù)控技術(shù)。市場(chǎng)上最緊缺的人才包括數(shù)控人才，怎樣培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的數(shù)控技能人才是從事數(shù)控教學(xué)的工作者深入研究和探討的重要問題。
一 數(shù)控實(shí)習(xí)（實(shí)驗(yàn)）教學(xué)中存在的問題
第一，社會(huì)上出現(xiàn)了一種新的機(jī)電一體化設(shè)備――數(shù)控機(jī)床，但和普通機(jī)床相比價(jià)格較高。如果運(yùn)用數(shù)控機(jī)床開展相關(guān)的數(shù)控實(shí)訓(xùn)，需要較高的費(fèi)用。
第二，由于科技發(fā)展速度不斷加快，數(shù)控機(jī)床樣式繁多，更新?lián)Q代較快，一般院校很難配備所有的系統(tǒng)，會(huì)出現(xiàn)學(xué)生工作后操控的設(shè)備和在學(xué)校所學(xué)不一樣的情況，要是不能盡快適應(yīng)，將會(huì)對(duì)自己的工作造成一定的影響。
第三，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行性較好，學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)的時(shí)候，由于不熟悉編程或者操作失誤會(huì)損壞機(jī)床或者刀具，嚴(yán)重的會(huì)威脅到人身安全。為了切實(shí)解決上述問題，筆者建議使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)代替數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作。
二 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生
進(jìn)入信息時(shí)代，虛擬現(xiàn)實(shí)理論和技術(shù)獲得很大的突破，出現(xiàn)了一種計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，可以對(duì)實(shí)際設(shè)備的加工環(huán)境以及工作的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬。在學(xué)習(xí)的過程中使用計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，不僅會(huì)讓學(xué)習(xí)者的素質(zhì)得到有效的提升，同時(shí)比較安全，花費(fèi)的費(fèi)用相對(duì)較少。國內(nèi)很多學(xué)校在教學(xué)中已經(jīng)引進(jìn)計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，在培養(yǎng)數(shù)控操作人才中也得到了廣泛的應(yīng)用。簡(jiǎn)而言之，就是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他專門的硬件、軟件，模擬真實(shí)的場(chǎng)景，在這個(gè)仿真的場(chǎng)景下參與者通過交互體驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生一種真實(shí)的感覺，對(duì)操作者實(shí)際工作能力的培養(yǎng)很有利。
三 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用方法
1.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用的過程
第一，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的選用。當(dāng)前市場(chǎng)上的數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件有很多種，如北京斐克公司VNUC數(shù)控仿真軟件、南京宇航數(shù)控仿真軟件等等。通過多方面的比較，筆者認(rèn)為北京斐克公司VNUC數(shù)控仿真軟件具有較好的性能，其在教學(xué)輔助中具有較高的價(jià)值。該仿真軟件可以仿真數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控加工中心加工零件的全過程。其中主要有定義毛坯、刀具準(zhǔn)備、基準(zhǔn)測(cè)量等多項(xiàng)功能，內(nèi)存的數(shù)控系統(tǒng)也比較多，涵蓋FANUC、SIEMENS等多種系統(tǒng)，具有仿真多種機(jī)床、多種系統(tǒng)的能力。
第二，定義毛坯及選擇刀具。在數(shù)控仿真軟件的輔助下，和數(shù)控機(jī)床以及相關(guān)工藝知識(shí)有效地結(jié)合在一起，選擇符合學(xué)校情況的系統(tǒng)類型以及機(jī)床型號(hào)；以加工零件的形狀對(duì)工件毛坯的材料和大小進(jìn)行定義，選擇合適的工件裝夾形式，在刀具庫中選擇合適的刀具。
第三，手工編程及零件加工。零件的尺寸、過程、參數(shù)、刀具的位置等是數(shù)控機(jī)床加工所需的信息，這些信息在編碼的操控下執(zhí)行一系列命令。數(shù)控編程對(duì)學(xué)生的思維以及專業(yè)技術(shù)要求較高。學(xué)生編制的程序通過教師的審批確認(rèn)是否正確。這種教學(xué)方式需要教師逐個(gè)查閱學(xué)生編寫的程序，內(nèi)容比較煩瑣，實(shí)際上很多在數(shù)控機(jī)床上無法通過的程序錯(cuò)誤教師難以檢查出來。在數(shù)控仿真軟件中可以很好地解決該難題，在編輯方式下的程序界面上輸入數(shù)控代碼，然后以實(shí)際數(shù)控機(jī)床操作回到參考點(diǎn)，對(duì)刀――設(shè)定刀具補(bǔ)償。自動(dòng)運(yùn)行編寫程序，加工的全過程均可以觀看，自主判斷程序的正確性。讓學(xué)生對(duì)知識(shí)更容易掌握，凸顯仿真軟件在教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)。
2.恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，充分發(fā)揮其在實(shí)習(xí)教學(xué)中的作用
在實(shí)習(xí)教學(xué)中可以使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程和操作。教師在實(shí)習(xí)教學(xué)中要重視使用數(shù)控仿真系統(tǒng)的方法，在數(shù)控教學(xué)中初期的感性訓(xùn)練、訓(xùn)練基本程序以及指令代碼的編寫可以在數(shù)控教學(xué)仿真軟件中完成，而并不是采用仿真軟件進(jìn)行全過程的教學(xué)活動(dòng)。在數(shù)控課程中可以使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，作為輔助訓(xùn)練學(xué)生實(shí)際操作的工具。教師要重視在教學(xué)過程中使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的方法，明確在教學(xué)過程中數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的位置，在教學(xué)的過程中不能輕視教師的引導(dǎo)作用而過分依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，也不能不重視學(xué)生在教學(xué)中的感受，教師在教學(xué)的過程中需要有辨別并科學(xué)地使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，以便于提升數(shù)控教學(xué)的質(zhì)量和水平。同時(shí)也應(yīng)該重視學(xué)生的實(shí)際加工能力，不僅要充分運(yùn)用仿真軟件，還要有效地提升學(xué)生的操作能力和水平，保證數(shù)控教學(xué)科學(xué)、客觀地開展并具有較強(qiáng)的實(shí)效性。
3.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸進(jìn)地掌握數(shù)控編程與操作
進(jìn)行實(shí)習(xí)的時(shí)候，筆者建議把教學(xué)內(nèi)容劃分為三個(gè)模塊。第一個(gè)模塊為基礎(chǔ)，主要對(duì)FANUC數(shù)控系統(tǒng)的編程方法和操作技巧進(jìn)行詳細(xì)的介紹和講解。該部分雖然比較基礎(chǔ)，卻是教學(xué)的重點(diǎn)，學(xué)生必須熟練掌握，并活學(xué)活用。第二個(gè)模塊為提高，對(duì)SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的編程與操作進(jìn)行細(xì)致的講解，讓學(xué)生在不同的數(shù)控系統(tǒng)下均具有較強(qiáng)的應(yīng)用能力。第三個(gè)模塊為拓展，主要對(duì)華中數(shù)控系統(tǒng)的編程與操作方法進(jìn)行講解，拓展學(xué)生的知識(shí)面。這三個(gè)模塊相互促進(jìn)、相互影響，讓學(xué)生的動(dòng)手能力得到有效的提升，滿足社會(huì)對(duì)綜合性人才的需求。
4.活用教學(xué)方法
和本科學(xué)生相比，高職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差，教師教學(xué)很困難，如果還使用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，不僅難以引起學(xué)生的興趣，而且教學(xué)質(zhì)量也難以提升。應(yīng)使用先進(jìn)的教學(xué)方法、手段來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一般而言，從事數(shù)控教學(xué)的教師教學(xué)水平較高，具有較強(qiáng)的數(shù)控能力，可以熟練使用多種教學(xué)方式。教師在教學(xué)的過程中應(yīng)以學(xué)生為主體，教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生手腦并用，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念，讓其由“要我學(xué)習(xí)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)習(xí)”。
5.正確進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)
教學(xué)評(píng)價(jià)主要包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、學(xué)生間的相互評(píng)價(jià)以及教師評(píng)價(jià)。在計(jì)算機(jī)上使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)，筆者建議以教師評(píng)價(jià)為主，及時(shí)登記每次的練習(xí)成績(jī)。評(píng)價(jià)方式多種多樣，可以是課堂測(cè)試也可以是口頭評(píng)價(jià)，試題測(cè)試又分為兩部分：課題測(cè)試、期末測(cè)試。教師口頭評(píng)價(jià)學(xué)生的時(shí)候應(yīng)注意選擇激勵(lì)的語言以及措辭，對(duì)表現(xiàn)不好的學(xué)生不宜直接批評(píng)，應(yīng)該使用激勵(lì)的語言，對(duì)做得好的部分加以鼓勵(lì)，不好的地方委婉地表述，并給出具體的改進(jìn)措施。在課堂上進(jìn)行測(cè)試應(yīng)該具有一定的目的性，題目不應(yīng)該過難，通過課堂測(cè)試教師了解到學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足并且提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和意識(shí)。教學(xué)評(píng)價(jià)的本質(zhì)是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，教師應(yīng)該掌握科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，多用鼓勵(lì)性的評(píng)價(jià)方式，不斷提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。
6.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)
使用教學(xué)仿真軟件沒有安全上的顧慮。讓學(xué)生在仿真系統(tǒng)上進(jìn)行技能訓(xùn)練，訓(xùn)練的費(fèi)用能極大地降低，如果按照50臺(tái)計(jì)算機(jī)和50套仿真訓(xùn)練系統(tǒng)來計(jì)算，花費(fèi)的資金僅僅能購買一臺(tái)價(jià)值30多萬元的數(shù)控機(jī)床，卻可以解決50～200位處于初學(xué)階段學(xué)生的技能訓(xùn)練問題，學(xué)生可以輕松地初始化實(shí)習(xí)進(jìn)程，保存未訓(xùn)練完成的項(xiàng)目，在反復(fù)的訓(xùn)練中可以有效地提升自身的操作能力，提升教學(xué)效果的同時(shí)，實(shí)習(xí)成本也得以有效的降低。
和實(shí)際加工相比，機(jī)床操作面板的使用與零件的加工幾乎一模一樣，數(shù)控機(jī)床加工過程中學(xué)生可以從任意角度進(jìn)行觀察，直接觀察毛坯――成品的過程，形象的畫面可以很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和動(dòng)力，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)極為有利，在課堂上隨機(jī)檢查編程與操作的作業(yè)，每次都有合理的結(jié)果，可以培養(yǎng)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
四 結(jié)束語
在教學(xué)中使用數(shù)控加工仿真軟件，對(duì)學(xué)生綜合職業(yè)素質(zhì)的全面提升具有很好的促進(jìn)作用，不僅使學(xué)生獨(dú)立思考以及創(chuàng)新的意識(shí)得到培養(yǎng)，更讓學(xué)生勇于鍛煉。作為數(shù)控教師，在教學(xué)的過程中應(yīng)該摒棄傳統(tǒng)的教育教學(xué)理念，充分領(lǐng)悟新課改精神，踐行素質(zhì)教育理念，在思考中產(chǎn)生問題，在思考中解決問題，采用積極的措施，很好地使用仿真軟件，有效地提升數(shù)控教育教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
篇6
實(shí)習(xí)教學(xué)是職業(yè)教育的主要內(nèi)容,它體現(xiàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)的技能訓(xùn)練掌握的程度,技能在職業(yè)學(xué)校教育中起主導(dǎo)作用,隨著數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的越來越完善,在數(shù)控技術(shù)實(shí)習(xí)教學(xué)中也發(fā)揮著越來越重要的作用。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校(含職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中等專業(yè)學(xué)校、技工學(xué)校和職業(yè)學(xué)校)教學(xué)訓(xùn)
練一體所開發(fā)的一種機(jī)床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件,可以滿足大批量學(xué)生教學(xué)需求。
一、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的概念
計(jì)算機(jī)仿真就是借助計(jì)算機(jī),利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過程,分析復(fù)雜的動(dòng)態(tài)對(duì)象,仿真是一種有效的方法,可以減少風(fēng)險(xiǎn),縮短設(shè)計(jì)和制造的周期,并節(jié)約投資。數(shù)控加工仿真利用計(jì)算機(jī)來模擬實(shí)際的加工過程,是驗(yàn)證數(shù)控加工程序的可靠性和預(yù)測(cè)切削過程的有力工具,以減少工件的試切,提高生產(chǎn)效率。它隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速地發(fā)展,在仿真中占有越來越重要的地位。
二、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生
數(shù)控機(jī)床加工零件是靠數(shù)控指令和程序控制完成的。為確保數(shù)控程序的正確性,防止加工過程中干涉和碰撞的發(fā)生,在實(shí)際生產(chǎn)中,常采用試切的方法進(jìn)行檢驗(yàn),但這種方法費(fèi)工費(fèi)料,代價(jià)昂貴,使生產(chǎn)成本上升,增加了產(chǎn)品加工時(shí)間和生產(chǎn)周期。后來又采用軌跡顯示法,即以劃針或筆代替刀具,以著色板或紙代替工件來仿真刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的二維圖形,有相當(dāng)大的局限性。對(duì)于工件的三維和多維加工,也有用易切削的材料代替工件(如,石蠟、木料、改性樹脂和塑料等)來檢驗(yàn)加工的切削軌跡。但是,試切要占用數(shù)控機(jī)床和加工現(xiàn)場(chǎng)。為此,這些方法都存在弊端,將其不斷發(fā)展和完善,逐步找到一種能逐步代替試切的計(jì)算機(jī)仿真方法,并在試切環(huán)境的模型化、仿真計(jì)算和圖形顯示等方面取得了重要的進(jìn)展,于是計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的出現(xiàn)成為必然。
三、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀
數(shù)控機(jī)床的切削加工過程仿真屬于幾何仿真,既不考慮切削參數(shù)、切削力及其它物理因素的影響,只對(duì)機(jī)床操作全過程和加工運(yùn)行全環(huán)境的仿真,以驗(yàn)證程序的正確性。它可以減少或消除因程序錯(cuò)誤而導(dǎo)致的機(jī)床損傷、夾具
破壞或刀具折斷、零件報(bào)廢等問題;同時(shí)可以減少從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的時(shí)間,降低生產(chǎn)成本。
四、計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中的應(yīng)用
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)已經(jīng)成為國家職業(yè)資格鑒定考試中不可或缺的一部分,從中也可看出仿真系統(tǒng)在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中的重要性和普遍性。
1.仿真系統(tǒng)界面完全模擬真實(shí)數(shù)控機(jī)床的控制面板和顯示屏幕,真正實(shí)現(xiàn)虛擬狀態(tài)下的真實(shí)場(chǎng)景。學(xué)生利用該仿真系統(tǒng)進(jìn)行模擬真實(shí)機(jī)床的操作,同樣會(huì)達(dá)到操作真實(shí)設(shè)備和代替實(shí)物操作訓(xùn)練的目的,并且安全可靠。由于大部分的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)可以在仿真系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),使用仿真軟件將大大減少在數(shù)控機(jī)床設(shè)備上的資金投入,從而可以加快當(dāng)前緊缺數(shù)控加工操作技術(shù)人員的培訓(xùn)速度,也大大減少工件材料和能源的消耗,從而可以降低培訓(xùn)成本。同時(shí),具備多媒體教學(xué)特點(diǎn)的動(dòng)態(tài)仿真操作使教學(xué)形象生動(dòng)、內(nèi)容流暢易懂。互動(dòng)教學(xué)功能使得教師既可以以廣播的方式在每個(gè)學(xué)生的屏幕上演示其教學(xué)內(nèi)容。教師也可以在自己屏幕上看到每個(gè)學(xué)生的操作情況,實(shí)時(shí)了解教學(xué)情況。
2.學(xué)生可以直觀地觀看工件的仿真加工過程,熟練掌握機(jī)床的操作步驟和加工流程,并能夠?qū)崿F(xiàn)直接測(cè)量和檢驗(yàn)加工后的工件,完全實(shí)現(xiàn)了真實(shí)加工再現(xiàn)。
首先,在仿真系統(tǒng)上,可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床的選擇、刀具的安裝、切削用量的確定及對(duì)刀等一系列操作,具備圖形模擬演示功能,可以直觀地觀察刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和加工情況。
同時(shí),在機(jī)床運(yùn)行和加工過程中,能夠及時(shí)提供程序錯(cuò)誤或超行程等報(bào)警信息,教師或?qū)W生能夠根據(jù)報(bào)警信息進(jìn)行分析,從而發(fā)現(xiàn)故障原因和作出相應(yīng)的解決措施。
3.計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)提供了一個(gè)采用虛擬機(jī)床替代真實(shí)機(jī)床進(jìn)行實(shí)習(xí)訓(xùn)練的平臺(tái),在降低費(fèi)用的同時(shí)保證實(shí)習(xí)效果,既講經(jīng)濟(jì)又求實(shí)效。
總之,數(shù)控技術(shù)專業(yè)職業(yè)能力的培養(yǎng),要求學(xué)生必須進(jìn)行大量的動(dòng)手操作訓(xùn)練,而數(shù)控設(shè)備價(jià)格相對(duì)昂貴,受資金等各方面條件制約,大部分職業(yè)院校很難真正做到滿足實(shí)踐教學(xué)的要求。在教學(xué)中引入數(shù)控加工仿真技術(shù),為解決此類問題開辟了一條蹊徑。
參考文獻(xiàn):
[1]宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)說明書.
篇7
一
常規(guī)的原理課程的講解一般分兩部分，一部分在教室講解原理，另一部分在實(shí)驗(yàn)室講解實(shí)際操作，這樣必然增加了課時(shí)，也使教學(xué)內(nèi)容不連續(xù)。
計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為媒體開發(fā)的，通用性較強(qiáng)，在屏幕上能夠顯示和機(jī)床操作面板一模一樣的界面；以動(dòng)態(tài)的模擬顯示代替機(jī)床實(shí)際運(yùn)行并且還能夠提示操作信息，如編程錯(cuò)誤信息和操作失誤機(jī)床碰撞報(bào)警信息等，使數(shù)控機(jī)床的編程操作易于課堂化教學(xué)，從而既減少了機(jī)床設(shè)備和實(shí)習(xí)的損耗，又大大提高了教學(xué)效率。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)功能較為完善，其中語法診斷和模擬示教功能可以使學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互式學(xué)習(xí)，即由學(xué)生輸入NC程序，在模擬運(yùn)行過程中，系統(tǒng)能及時(shí)提供錯(cuò)誤信息，刀具相對(duì)移動(dòng)軌跡，以及最終加工的立體效果，學(xué)生經(jīng)過簡(jiǎn)單判斷就能很容易地發(fā)現(xiàn)和修改NC程序的錯(cuò)誤，從而大大減輕了教師批改學(xué)生NC程序作業(yè)時(shí)的負(fù)擔(dān)，使教師能夠集中精力幫助學(xué)生解決實(shí)際問題，保證了教學(xué)質(zhì)量，使教學(xué)效果得到了顯著增強(qiáng)。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校（含職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中等專業(yè)學(xué)校、技工學(xué)校和職業(yè)學(xué)校）教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的一種機(jī)床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件，可以滿足大批量學(xué)生的教學(xué)需求。數(shù)控加工設(shè)備價(jià)格昂貴、占地面積大，而數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件可以在微機(jī)平臺(tái)上運(yùn)行，解決了培訓(xùn)時(shí)學(xué)員多機(jī)床設(shè)備少的問題，并為學(xué)校節(jié)省了大量設(shè)備購置經(jīng)費(fèi)。它可以對(duì)數(shù)控裝置進(jìn)行仿真操作，實(shí)踐課程教學(xué)的目的主要是對(duì)原理的驗(yàn)證。學(xué)生可利用此軟件進(jìn)行仿真操作，同樣會(huì)收到真實(shí)設(shè)備的教學(xué)效果。
此系統(tǒng)還可以依據(jù)不同的客戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其適于初學(xué)者的入門過程。通過該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，并且安全可靠。通過動(dòng)態(tài)的仿真操作，教學(xué)過程易教易學(xué)，教學(xué)效果顯著增強(qiáng)。
其優(yōu)點(diǎn)在于：（1）系統(tǒng)完全模擬真實(shí)CNC機(jī)床的控制面板和屏幕顯現(xiàn)，可輕松操作。（2）在虛擬環(huán)境下對(duì)NC代碼的切削狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)，操作安全。（3）用戶可看到真實(shí)的三維加工仿真過程，仔細(xì)檢查加工后的工件，可以更迅速地掌握CNC機(jī)床的操作過程，過程逼真。（4）采用虛擬機(jī)床替代真實(shí)機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn)，在降低費(fèi)用的同時(shí)獲得更佳的培訓(xùn)效果，使用更經(jīng)濟(jì)。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有FANUC、SIEMENS等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能，學(xué)生通過在PC機(jī)上操作該軟件，能在很短時(shí)間內(nèi)掌握數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作，可手動(dòng)或CAD/CAM編程和加工。教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，監(jiān)看窗口滾動(dòng)控制，可隨時(shí)獲得學(xué)生信息。其具有多媒體教學(xué)的特點(diǎn)。
二
如何運(yùn)用這套軟件進(jìn)行教學(xué)呢？我們?cè)诮虒W(xué)中主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探索與實(shí)踐。
1.靈活應(yīng)用教學(xué)方法，變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。
現(xiàn)在，由于大部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的學(xué)生選擇上大學(xué)，職業(yè)技術(shù)學(xué)校教學(xué)很困難，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已很難使學(xué)生接受，因此，利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)有較高的教學(xué)水平和教學(xué)能力，有較強(qiáng)的數(shù)控職業(yè)能力即數(shù)控編程能力、工藝處理能力、實(shí)際動(dòng)手能力、自動(dòng)編程能力，能較為嫻熟地運(yùn)用行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)方法，在課堂教學(xué)真正體現(xiàn)以學(xué)生為主體，突出顯示學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的活動(dòng)，變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，教師起引導(dǎo)作用，即對(duì)學(xué)生活動(dòng)中遇到困難或無法下手的問題進(jìn)行引導(dǎo)、講解。在課堂教學(xué)中每節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)盡可能集中，深入淺出，便于學(xué)生掌握編程方法與技巧。
2.恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，充分發(fā)揮其在課堂教學(xué)中的作用。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)主要應(yīng)用于數(shù)控編程與操作這一理論教學(xué)課程，還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練的輔助工具。教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用方法，擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置，既不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)放棄教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用，又不能在教學(xué)中教師唱獨(dú)角戲采用常規(guī)的教學(xué)模式而忽視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)該科學(xué)地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。
3.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸進(jìn)掌握數(shù)控編程與操作技巧。
在教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容的安排分為三個(gè)模塊。其一為基礎(chǔ)模塊，主要講解與訓(xùn)練最常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心的編程方法、操作及應(yīng)用，這一模塊是教學(xué)重點(diǎn)，必須使學(xué)生熟練掌握，靈活應(yīng)用；其二為提高模塊，主要講解與訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的三種機(jī)床的編程與操作，幫助學(xué)生進(jìn)一步增強(qiáng)不同在數(shù)控系統(tǒng)下對(duì)不同數(shù)控機(jī)床的編程方法的理解與應(yīng)用能力；模塊三為拓展模塊，主要講解國產(chǎn)數(shù)控?cái)?shù)控系統(tǒng)中的華中數(shù)控系統(tǒng)和廣州數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床的編程與操作方法，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生對(duì)不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。這三個(gè)模塊的教學(xué)可根據(jù)學(xué)生不同層次進(jìn)行安排，中專中技層次難度較低，高技大專層次難度稍大，三個(gè)模塊課時(shí)較多。這樣，學(xué)生在從業(yè)時(shí)能夠信心十足地面對(duì)所操作的數(shù)控機(jī)床，較快適應(yīng)所從事的工作。
4.正確進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)和自覺性。
教學(xué)時(shí)所進(jìn)行的教學(xué)評(píng)價(jià)包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、學(xué)生相互之間的評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程與操作練習(xí)時(shí)以教師評(píng)價(jià)為主，對(duì)每次的練習(xí)成績(jī)及時(shí)登記。評(píng)價(jià)方法包括口頭評(píng)價(jià)和試題測(cè)評(píng)，而試題測(cè)評(píng)方法包括課題測(cè)評(píng)及期末測(cè)評(píng)。教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行口頭評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)注意方式和語言的選擇，對(duì)做得不好的學(xué)生不采用直接批評(píng)的方法，只是指出該學(xué)生哪些地方做得好，哪些不太好，應(yīng)如何改進(jìn)。課堂測(cè)試應(yīng)有較強(qiáng)的目的性，不是難為學(xué)生，而是通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)，提高學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自覺性和自信心，因此，測(cè)試題應(yīng)與課堂教學(xué)、上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的練習(xí)要求相適應(yīng)。考前的復(fù)習(xí)應(yīng)有較強(qiáng)的目的性，不應(yīng)超出范圍，課程的總評(píng)成績(jī)不過分注重一次期末考試結(jié)果，而是更多地、客觀地關(guān)注學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效果。教師有明確的教學(xué)目的，逐個(gè)系統(tǒng)、逐種機(jī)床進(jìn)行講解及安排練習(xí)，因人施教，因材施教，恰到好處。
數(shù)控操作工按國家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)分成兩大內(nèi)容：理論考核和技能考核。其中技能考核分成五個(gè)模塊：數(shù)控機(jī)床操作（利用手工編程加工實(shí)際零件）、工藝編制、CAD計(jì)算機(jī)繪圖、數(shù)控機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)排故分析與講解、CAM自動(dòng)編程模塊。數(shù)控機(jī)床三、四級(jí)操作工技能考核僅考核其中第一模塊，即手工編程加工零件的數(shù)控機(jī)床操作模塊。如果按常規(guī)考核將技能操作考核模塊全部安排在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，一般需占用數(shù)控機(jī)床4—6小時(shí)。我們采用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件輔試，考生拿到所考核的零件圖紙后，先在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的數(shù)控車（或銑）床上手工編程，檢驗(yàn)合格后將程序通過數(shù)據(jù)傳輸送入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，這樣減少了在機(jī)床上手工編程、輸入程序、校驗(yàn)程序、仿真加工的時(shí)間，占用數(shù)控機(jī)床僅約2小時(shí)，使占機(jī)時(shí)間至少縮短50%，鑒定效率大為提高，同時(shí)也大大提高了鑒定時(shí)的安全性。為了減少刀具和材料的消耗、進(jìn)一步縮短上數(shù)控機(jī)床操作時(shí)間，也可將操作題目分成兩個(gè)零件，將難度大的零件用手工編程在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)上模擬加工，而將難度較小、用材較少的零件模擬仿真后再在數(shù)控機(jī)床上加工。
對(duì)數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)和鑒定中的應(yīng)用研究尚處于研究探索階段，只要積極思考其在應(yīng)用中產(chǎn)生的問題，主動(dòng)采取應(yīng)對(duì)措施，正確發(fā)揮其在教學(xué)和鑒定中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。
篇8
在實(shí)際應(yīng)用中，CAXA制造工程師和宇龍仿真系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合能夠相互彌補(bǔ)對(duì)方的不足，對(duì)于提高程序的編寫效率和其正確性驗(yàn)證有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值和意義。
一、應(yīng)用CAXA制造工程師進(jìn)行自動(dòng)編程
1.生成如圖1所示的可樂瓶底凹模實(shí)體造型（過程略）
2.零件的加工工藝分析
（1）零件圖的分析。該零件的材料為硬鋁，毛坯尺寸為120mm×120mm×50mm。在零件上有一個(gè)加工特征：可樂瓶底凹模型腔曲面。由于零件呈前后、左右對(duì)稱，故工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定在工件上表面的中心。
（2）刀具的選擇。由于工件的材料為硬鋁，切削性能較好，選用高速鋼立銑刀即可滿足工藝要求。粗加工時(shí)選擇φ6mm的圓柱直柄平底刀，精加工時(shí)選擇φ5mm的球頭刀。
（3）工件的裝夾。工件毛坯外形為長(zhǎng)方體，為使其定位和裝夾準(zhǔn)確可靠，選擇機(jī)用虎鉗進(jìn)行裝夾。
3.工藝路線制定
采用先粗后精的加工順序：粗加工采用等高線粗加工，精加工采用參數(shù)線精加工。
4.生成零件的加工軌跡
（1）用CAXA制造工程師生成零件的粗加工軌跡。如圖2和圖3所示，操作依次為：雙擊加工管理樹中的選項(xiàng)選中單擊按鈕單擊【確定】按鈕。
接下來，單擊菜單欄中的【加工】選項(xiàng)，然后依次選擇【粗加工】【等高線粗加工】按表1所示進(jìn)行參數(shù)設(shè)置單擊【確定】按鈕。結(jié)果如圖4所示。
最后，根據(jù)提示拾取可樂瓶底凹模作為加工對(duì)象，然后拾取加工邊界，直接單擊右鍵確定（默認(rèn)零件的外輪廓為加工邊界），即生成等高線粗加工軌跡。
（2）用CAXA制造工程師生成零件的精加工軌跡。單擊菜單欄中的【加工】，然后依次單擊【精加工】單擊【參數(shù)線精加工】按表2進(jìn)行參數(shù)設(shè)置單擊【確定】按鈕，結(jié)果如圖5所示。
最后，根據(jù)提示拾取可樂瓶底凹模作為加工對(duì)象，然后單擊右鍵“確定”，再依次執(zhí)行以下操作：拾取進(jìn)刀點(diǎn)切換加工方向（若不需要切換可直接單擊右鍵確定）改變曲面方向（若不需要改變可直接單擊右鍵確定）拾取干涉面（若沒有可直接單擊右鍵確定），即生成參數(shù)線精加工軌跡。
（3）自動(dòng)生成數(shù)控加工程序。如圖6所示，單擊加工管理樹中的選項(xiàng)，再依次單擊菜單欄中的【加工】【后置處理】【生成G代碼】輸入文件名單擊【保存】單擊右鍵，即可生成數(shù)控加工程序，如圖7所示（由于程序段較多，順序號(hào)超過了4位，故設(shè)置成不輸出程序段順序號(hào)）。
二、應(yīng)用宇龍數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真加工
1.機(jī)床參數(shù)設(shè)置和基本操作
（1）啟動(dòng)宇龍仿真軟件，單擊（選擇機(jī)床），選擇常用的FANUC0I數(shù)控系統(tǒng)和立式加工中心，如圖8所示，控制面板如圖9所示。
（2）單擊（定義毛坯），定義毛坯的外形、材料和尺寸，如圖10所示。
（3）單擊（夾具），選擇夾具，如圖11所示。
（4）單擊（放置零件），安裝零件，如圖12所示。
（5）單擊（選擇刀具），如圖13所示。
（6）按照實(shí)際數(shù)控機(jī)床的操作步驟，進(jìn)行系統(tǒng)上電啟動(dòng)、旋出急停按鈕和回參考點(diǎn)的操作（一般是+X、+Y和+Z向回參考點(diǎn)，回到參考點(diǎn)后指示燈亮）。
（7）對(duì)刀。單擊（基準(zhǔn)工具），選擇φ14mm的尋邊器，再單擊【塞尺檢查】，選擇1mm的塞尺。先采用手動(dòng)而后采用手動(dòng)脈沖的方式使尋邊器向工件右側(cè)面靠近，當(dāng)提示塞尺檢查的結(jié)果合適時(shí)，記下此時(shí)的X坐標(biāo)-232.000mm。由于選擇工件上表面的中心作為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，故工件坐標(biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的X坐標(biāo)為X=-232.000-60-1-7=-300.000（mm）（其中60mm為工件長(zhǎng)度的一半，1mm為塞尺尺寸，7mm為尋邊器半徑）。接下來單擊，再選中并單擊屏幕中下面對(duì)應(yīng)的軟鍵，將光標(biāo)移動(dòng)到G54對(duì)應(yīng)的X坐標(biāo)，輸入“-300.000”，單擊或單擊屏幕中下面對(duì)應(yīng)的軟鍵，即可完成X向?qū)Φ丁Ｊ褂猛瑯拥姆椒傻玫焦ぜ鴺?biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的Y坐標(biāo)為Y=-215.000mm，輸入后即可完成Y向?qū)Φ丁Ｍㄟ^MDI方式將1號(hào)刀裝到主軸上，單擊【塞尺檢查】，選擇100mm量塊（即Z軸對(duì)刀器），先采用手動(dòng)而后采用手動(dòng)脈沖的方式使刀具向工件上表面靠近，當(dāng)提示塞尺檢查的結(jié)果合適時(shí)，此時(shí)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)相對(duì)于參考點(diǎn)的Z坐標(biāo)為Z=-379.000-100=-479.000（mm），輸入后即可完成Z向?qū)Φ丁Ｍ砜梢詫?duì)2號(hào)刀進(jìn)行對(duì)刀，將得到的坐標(biāo)值輸入G55中。對(duì)刀后的屏幕界面如圖14所示。
2.數(shù)控加工程序的導(dǎo)入和加工
將CAXA制造工程師自動(dòng)生成的NC程序進(jìn)行必要的手工編輯后，得到如圖15所示的新程序，然后將其復(fù)制到仿真軟件所在盤符的指定文件夾（如安裝在默認(rèn)的盤符，則指定文件夾為：C：＼Program Files＼數(shù)控加工仿真系統(tǒng)＼Examples＼FANUC＼FANUC0立式加工中心＼FANUC0立加G00G01絕對(duì)），再將NC程序傳輸至宇龍數(shù)控加工仿真軟件中。
篇9
主要內(nèi)容：
工業(yè)化和自動(dòng)化已經(jīng)成為制造生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展主題，隨著智能加工理念和自動(dòng)化加工需求的不斷深化，以數(shù)控機(jī)床為代表的新一代自動(dòng)加工設(shè)備開始在制造業(yè)中普及開來。我們可以看到數(shù)控機(jī)床在集成了柔性加工、多維加工、曲面加工和多軸聯(lián)動(dòng)等最新加工技術(shù)的同時(shí)，還兼容了數(shù)字編程和輔助設(shè)計(jì)等功能，這使得每一個(gè)數(shù)控機(jī)床都能成為一個(gè)不同規(guī)模的加工中心，滿足不同的加工需求。但是正是由于數(shù)控機(jī)床的功能多樣性，使得數(shù)控機(jī)床的操作要求十分嚴(yán)格，操作者不僅需要具備扎實(shí)的機(jī)械加工基礎(chǔ)知識(shí)和操作技能，還需要對(duì)數(shù)控編程技巧、數(shù)控加工技術(shù)原理和加工工藝制定等具備一定的知識(shí)儲(chǔ)備，這就對(duì)當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床操作人才的培訓(xùn)模式提出了很高的要求，如何進(jìn)一步強(qiáng)化數(shù)控機(jī)床操作人才培訓(xùn)的有效性和成材率，這將是本文要集中探討的話題。
一、數(shù)控仿真軟件概述
從技術(shù)層面來看，數(shù)控仿真軟件集成了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)控機(jī)床操作試練。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過量化實(shí)際系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)環(huán)境、聲光電等現(xiàn)象，能夠真實(shí)的還原系統(tǒng)操作環(huán)境，給與操作者以極高的真實(shí)體驗(yàn)；可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行操縱，可以查看生產(chǎn)過程、實(shí)驗(yàn)過程、施工圖過程、供應(yīng)過程等活動(dòng)的各種技術(shù)參數(shù)的動(dòng)態(tài)值，從而確認(rèn)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是否有能力完成預(yù)定的任務(wù)和如何去完成，也可從中發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)過程的缺陷和問題，予以改進(jìn)。
目前來看，數(shù)控仿真軟件主要包括了兩種，一種是模擬數(shù)控機(jī)床加工環(huán)境和加工過程的虛擬數(shù)控機(jī)床仿真軟件，另一種就是以零件設(shè)計(jì)和加工程序?yàn)橹骶€的CAD/CAM一體化軟件。數(shù)控機(jī)床仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成、工作流程和操作要領(lǐng)，通過外接數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)Ξ?dāng)前主要的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行針對(duì)性培訓(xùn)，效果十分突出；零件加工仿真軟件則將重心主要集中在零部件設(shè)計(jì)、零部件加工工藝設(shè)置、數(shù)控加工程序編制等環(huán)節(jié)上，目前常見的零部件仿真軟件主要有solid edge、Pro/engineer、MasterCAM、Solidworks、CAXA等，這些仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉機(jī)械加工過程，培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)技能。
二、數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用
在目前的數(shù)控機(jī)床操作人才培訓(xùn)中，主要也是針對(duì)上述兩種仿真軟件形式，進(jìn)行針對(duì)性極強(qiáng)的教學(xué)實(shí)踐培訓(xùn)，詳細(xì)應(yīng)用內(nèi)容如下所述：
1）數(shù)控機(jī)床仿真軟件在數(shù)控機(jī)床實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用
數(shù)控機(jī)床仿真軟件是基于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)平臺(tái)而搭建起來的操作系統(tǒng)，它可以在虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)庫的支持下，完美的再現(xiàn)當(dāng)前主要數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成和工作環(huán)境，在數(shù)控機(jī)床的教學(xué)實(shí)踐過程中，首要科目是要熟悉數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成，受到經(jīng)濟(jì)條件的限制，多數(shù)數(shù)控機(jī)床加工學(xué)校很難對(duì)當(dāng)前的各種類型的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拆裝，數(shù)控機(jī)床仿真軟件中的模塊分解過程能夠?qū)崿F(xiàn)全息裝配過程，仿照真實(shí)數(shù)控機(jī)床零部件尺寸，進(jìn)行的實(shí)際工業(yè)化裝配流程的演練，能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)、多軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、曲面加工系統(tǒng)的空間形象的理解；其次是典型加工工藝的教學(xué)實(shí)踐，數(shù)控機(jī)床仿真軟件能夠?qū)ぜ叨ㄎ弧⒐ぜb夾、夾具工作原理、壓板安裝流程、加工基準(zhǔn)對(duì)刀原則、刀具安裝和選用規(guī)范、機(jī)床手動(dòng)操作和自動(dòng)操作指令條碼等，進(jìn)行逐一的繁復(fù)講解，而且允許學(xué)生在課后進(jìn)行溫習(xí)和嘗試；再者是完善的圖形數(shù)據(jù)和加工標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫資料，使得學(xué)生可以在仿真軟件自帶的典型數(shù)控機(jī)床編程程序的指導(dǎo)下，進(jìn)行實(shí)際編程，并且在虛擬加工平臺(tái)上，對(duì)自定義的工件進(jìn)行工藝設(shè)定，并且檢查加工工件的尺寸誤差和質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況；該仿真軟件系統(tǒng)結(jié)合自動(dòng)化考核系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)、實(shí)踐和考核一體化的培訓(xùn)模式。
2）零部件加工仿真軟件的教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用
熟知零部件的造型原理和加工工藝流程是保證數(shù)控機(jī)床操作者能夠進(jìn)行復(fù)雜加工過程的技術(shù)基礎(chǔ)，零部件加工仿真軟件為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)高仿真度的零部件數(shù)模設(shè)計(jì)，包括了曲面造型設(shè)計(jì)和參數(shù)化設(shè)計(jì)這兩種主要的形式，對(duì)于簡(jiǎn)單曲面造型和復(fù)雜曲面的造型原理都能有一個(gè)清晰的理解過程；其次是對(duì)零部件加工工藝的熟悉過程，工件加工的第一道工序是要進(jìn)行基準(zhǔn)對(duì)刀，不同的零件對(duì)刀的原則和位置選擇都大相徑庭，比如軸對(duì)稱零部件、桿件、板件、螺旋件以及內(nèi)內(nèi)孔加工等等，這都需要學(xué)生們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)過程中熟練的分析不同類型零部件的加工工藝選擇準(zhǔn)則；再者是對(duì)數(shù)控加工刀具的走刀過程和走刀程序進(jìn)行針對(duì)性的講解，這種直觀的培訓(xùn)模式有助于學(xué)生養(yǎng)成數(shù)控加工思維，結(jié)合實(shí)踐性極強(qiáng)的零部件金工實(shí)習(xí)，使得學(xué)生們?cè)谧约簞?dòng)手加工典型零部件時(shí)，對(duì)于零部件造型保持的關(guān)鍵性因素、令不加加工失效的主要原因以及加工過程的重點(diǎn)注意事項(xiàng)都能有一個(gè)直觀而且親身經(jīng)歷的過程，經(jīng)過這種培訓(xùn)模式所培養(yǎng)出來的數(shù)控機(jī)床操作人才將兼具專業(yè)知識(shí)背景和機(jī)床操作技能，能夠適應(yīng)快節(jié)奏、高技術(shù)含量的操作需求。
總結(jié)：
隨著自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工已經(jīng)成為機(jī)械加工領(lǐng)域使用最為廣泛的技術(shù)形式。數(shù)控機(jī)床的使用需要一定的專業(yè)知識(shí)背景和操作編程經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)操作技術(shù)人員已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)械加工市場(chǎng)的稀缺人才。本文概述了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并就完善數(shù)控仿真軟件的教學(xué)價(jià)值提供了新的思路。
篇10
一、數(shù)控加工仿真系統(tǒng)及其在教學(xué)中的意義：
仿真模擬技術(shù)是指使用儀器設(shè)備、模型、計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)，以及以利用場(chǎng)地、環(huán)境的布置，模擬出真實(shí)的工作程序、工作環(huán)境、技術(shù)指標(biāo)、動(dòng)作要求，進(jìn)行科學(xué)研究、工業(yè)設(shè)計(jì)，模擬生產(chǎn)、教學(xué)訓(xùn)練和考核鑒定等的一項(xiàng)綜合技術(shù)。該技術(shù)正在得到教育培訓(xùn)領(lǐng)域廣泛的重視和應(yīng)用，數(shù)控加工仿真系統(tǒng)就是其中之一，其意義有以下兩方面：
1、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)
引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)以后，學(xué)生所編程序可以直接在計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的模擬加工演示，對(duì)程序編寫和書寫的錯(cuò)誤能直接看出，機(jī)床操作面板的使用與零件的加工過程也和實(shí)際加工情況十分相似，學(xué)生可以從任意角度觀察數(shù)控機(jī)床加工過程，毛坯加工為成品的過程歷歷在目，直觀形象，便于學(xué)習(xí)與掌握；編程與操作的作業(yè)可以直接在計(jì)算機(jī)上檢查，每次有檢查，次次有結(jié)果，使學(xué)生對(duì)這門課程有了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，常常是剛上完這一堂課又急切地盼望著下一堂課的到來，甚至提出增加課時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性大為提高。
2、技能訓(xùn)練與鑒定應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以降低訓(xùn)練成本提高訓(xùn)練效率和安全性
數(shù)控機(jī)床是一種較為昂貴的機(jī)電一體化的新型設(shè)備，如果初學(xué)時(shí)就讓學(xué)生直接在數(shù)控機(jī)床上操作，可能出現(xiàn)撞壞車刀、損壞工件于機(jī)床、浪費(fèi)材料等現(xiàn)象，甚至因操作失誤對(duì)學(xué)生造成人身危害。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行技能操作與鑒定，可以大大降低訓(xùn)練與鑒定的消耗，約50個(gè)機(jī)位的計(jì)算機(jī)包括50個(gè)結(jié)點(diǎn)的正版數(shù)控加工仿真軟件，所需費(fèi)相當(dāng)于一臺(tái)三十萬元的數(shù)控機(jī)床，卻能解決50―150個(gè)學(xué)生的初階段的技能訓(xùn)練問題，學(xué)生可以輕松對(duì)實(shí)習(xí)過程進(jìn)行初始化，對(duì)未能完成的實(shí)習(xí)實(shí)行狀態(tài)存貯，對(duì)已完成的實(shí)習(xí)課題進(jìn)行調(diào)入回顧，而后在進(jìn)行幾次實(shí)際操作就能達(dá)到事半功倍的效果，大大提高了實(shí)習(xí)效率降低了實(shí)習(xí)成本；鑒定中應(yīng)用數(shù)控架空仿真系統(tǒng)可以減少考生占用數(shù)控機(jī)床的時(shí)間約50%，考生可以將編程與程序校驗(yàn)時(shí)間放在計(jì)算機(jī)上完成，然后通過數(shù)據(jù)傳輸將所編程序輸入數(shù)控機(jī)床，對(duì)零件進(jìn)行加工，安全性和鑒定效率均大為提高。
二、應(yīng)用仿真模擬教學(xué)應(yīng)注意的問題
1、編程理論與仿真模擬相結(jié)合
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)主要應(yīng)用于編程與操作這一理論教學(xué)課程，還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練的輔助工具。教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的在教學(xué)中的應(yīng)用方法，擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置，既不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，放棄教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用，也不能在教學(xué)中教師唱獨(dú)角戲采用常規(guī)的教學(xué)模式而無視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。
2、科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸進(jìn)掌握數(shù)控編程與操作技巧
在教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容的安排分為三個(gè)模塊。其一為基礎(chǔ)模塊，主要講解與訓(xùn)練最常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心的編程方法、操作及應(yīng)用，這一模塊是教學(xué)重點(diǎn)，必須使學(xué)生熟練掌握，靈活應(yīng)用：其二為提高模塊，主要講解與訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的三種機(jī)床的編程與操作，以幫助學(xué)生進(jìn)一步加強(qiáng)在不同數(shù)控系統(tǒng)下對(duì)不同數(shù)控機(jī)床的編程方法的理解與應(yīng)用能力：模塊三為擴(kuò)展模塊，主要講解國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)中的華中數(shù)控系統(tǒng)和廣州數(shù)控系統(tǒng)中數(shù)控車床的編程與操作方法，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生對(duì)不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。這樣，學(xué)生在從業(yè)時(shí)能夠信心十足的面對(duì)所操作的數(shù)控機(jī)床，較快適應(yīng)所從事的工作。
3、正確進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)和自覺性
教學(xué)時(shí)所進(jìn)行的教學(xué)評(píng)價(jià)包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、學(xué)生互相之
間的評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程與操作練習(xí)時(shí)以教師評(píng)價(jià)為主，對(duì)每次的練習(xí)成績(jī)及時(shí)登記。評(píng)價(jià)方法包括口頭評(píng)價(jià)和試題測(cè)評(píng)，而試題測(cè)評(píng)方法包括課題測(cè)評(píng)及期末測(cè)評(píng)。教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行口頭評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)注意方式和語言的選擇，對(duì)做得不好的學(xué)生不采用直接批評(píng)的方法，只是指出該學(xué)生哪些地方做得好，哪些不太好，應(yīng)如何改進(jìn)。課堂測(cè)試應(yīng)有較強(qiáng)的目的性，不是難為學(xué)生，而是通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)、學(xué)習(xí)熱情，學(xué)習(xí)的自覺性和自信心，因此，測(cè)試題應(yīng)與課堂教學(xué)、上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的練習(xí)要求相適應(yīng)。考前的復(fù)習(xí)應(yīng)有較強(qiáng)的目的性，不應(yīng)超出范圍，課程的總評(píng)成績(jī)不過分注重一次期末考試結(jié)果，而是更多地、客觀地關(guān)注學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效果。教師在教學(xué)中有明確的教學(xué)目的，逐個(gè)系統(tǒng)、逐種機(jī)床進(jìn)行講解及安排練習(xí)，因人施教，因材施教，恰到好處。
4.反饋完善數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，克服其負(fù)面效應(yīng)
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一、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)中的作用
第一，通過數(shù)控仿真軟件能夠彌補(bǔ)設(shè)備與師資缺乏，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，對(duì)學(xué)生技能操作熟練程度的提升更有利。利用仿真軟件展開模擬操作，可為學(xué)生提供更多的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，縮短新授知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄艿闹芷凇Ｈ缫粋€(gè)班級(jí)中約有30個(gè)人，3臺(tái)機(jī)床，平均每臺(tái)機(jī)床約10個(gè)人，每次實(shí)習(xí)時(shí)間約3小時(shí)，而每個(gè)人的實(shí)際操作時(shí)間僅有18分鐘，在如此短暫時(shí)間內(nèi)，很難達(dá)到預(yù)期的效果。若我們利用每所學(xué)校均有的微機(jī)室，將3小時(shí)換作與實(shí)際機(jī)床基本相同的仿真操作的話，可保證所有學(xué)生均有足夠時(shí)間來動(dòng)手，提升操作熟練程度，為下一步實(shí)際操作做足準(zhǔn)備。
第二，提供了多類機(jī)床與多類系統(tǒng)。現(xiàn)今數(shù)控機(jī)床的種類與系統(tǒng)廠家相當(dāng)多，教學(xué)時(shí)可結(jié)合需要選擇對(duì)應(yīng)機(jī)床與系統(tǒng)完成對(duì)學(xué)生的授課，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)不同數(shù)控系統(tǒng)與不同數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)能力。
第三，通過數(shù)控仿真軟件可更好結(jié)合理論學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)同步教學(xué)。若通過仿真軟件一邊演示一邊教學(xué)，借助車刀與工件運(yùn)動(dòng)來顯示指令軌跡，學(xué)生更易理解，還可親手操作以加深認(rèn)識(shí)，理論與實(shí)踐相互融合，增強(qiáng)了教學(xué)質(zhì)量。
二、數(shù)控加工技術(shù)課程的數(shù)控仿真軟件教學(xué)要點(diǎn)
1.引導(dǎo)學(xué)生正確選用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，提高教學(xué)質(zhì)量
數(shù)控仿真軟件可通過計(jì)算機(jī)把所編制程序，在二維圖或三維圖的基礎(chǔ)上通過動(dòng)態(tài)方式把整個(gè)數(shù)控加工過程更生動(dòng)地展現(xiàn)出來。現(xiàn)今有影響力、有代表性的數(shù)控仿真軟件包括上海宇龍、斯沃仿真、南京宇航等。但具體選擇哪種仿真軟件，還應(yīng)綜合分析仿真系統(tǒng)里操作面與實(shí)訓(xùn)教學(xué)機(jī)床的匹配性，保證仿真系統(tǒng)里所用到的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)與教材教學(xué)選擇的數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床相符，并考慮數(shù)控仿真系統(tǒng)功能是否滿足教學(xué)要求與仿真軟件及CAD/CAM軟件配套性，如通過CAD/CAM軟件后置處理所生成的程序可否調(diào)入仿真系統(tǒng)進(jìn)件虛擬加工，在仿真軟件運(yùn)行驗(yàn)證符合要求的程序可否在真實(shí)機(jī)床里加工等。筆者學(xué)校在實(shí)際操作中選用了上海宇龍數(shù)控仿真軟件，軟件基本可兼容目前國內(nèi)已有的大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)，如FANUC、SIEMENS、廣州數(shù)控等。仿真軟件完全模擬真實(shí)的數(shù)控機(jī)床操作，能清晰仿真整個(gè)數(shù)控加工環(huán)節(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠更快速地了解數(shù)控機(jī)床編程與操作技能。
2.科學(xué)應(yīng)用仿真軟件，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
過去在黑板上講授不同按鍵名稱、作用與操作方法，實(shí)質(zhì)上是一件費(fèi)力不討好的事，學(xué)習(xí)者感覺枯燥，教師也乏味。但若將數(shù)控仿真軟件用于數(shù)控加工技術(shù)課程中，學(xué)生所編程序能夠直接在計(jì)算機(jī)數(shù)控加工仿真軟件中進(jìn)行模擬加工演示。由于機(jī)床操作面板的使用及零件加工過程均與實(shí)際加工情況類似，學(xué)生可從任意角度了解、掌握數(shù)控機(jī)床加工過程，毛坯加工變作成品的過程真實(shí)形象，更利于知識(shí)點(diǎn)的掌握。利用數(shù)控仿真軟件，基于學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的各種困難及問題給予講解、引導(dǎo)、示范操作，可以克服所有的學(xué)習(xí)困難，解決問題，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。此外，數(shù)控仿真軟件再先進(jìn)，終究不是真實(shí)的，數(shù)控系統(tǒng)種類多，統(tǒng)一數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于不同廠家生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床上，實(shí)際操作中也存在諸多差異，研發(fā)人員無法全面掌握這些具體細(xì)節(jié)，仿真軟件產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)一些與真實(shí)機(jī)床不同的感覺。教師還應(yīng)為學(xué)生清楚講述軟件與實(shí)際機(jī)床不符之處，并結(jié)合機(jī)床真實(shí)情況為學(xué)生展開針對(duì)性教學(xué)，以免讓學(xué)生出現(xiàn)誤解，不利于將來機(jī)床編程與實(shí)操。
3.合理安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸進(jìn)掌握數(shù)控知識(shí)
數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)合理安排教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)前將知識(shí)點(diǎn)給予有效安排，大致分作三個(gè)模塊，即基礎(chǔ)模式、提高模塊與拓展模塊。首先，基礎(chǔ)模塊重點(diǎn)講述訓(xùn)練中常用到的FANUC數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)數(shù)控車床、數(shù)控加工中心編程方法、操作及應(yīng)用知識(shí)，該模塊屬于教學(xué)基礎(chǔ)，也屬于教學(xué)的重點(diǎn)，要求學(xué)生務(wù)必熟練掌握，并能做到知識(shí)的靈活運(yùn)用;其次，提高模塊重點(diǎn)講述并訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)三種機(jī)床編程與操作，增強(qiáng)學(xué)生在不同數(shù)控系統(tǒng)下進(jìn)行不同數(shù)控機(jī)床編程的操作能力與理解能力;最后，拓展模塊重點(diǎn)講述國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)里的華中數(shù)控系統(tǒng)與廣州數(shù)控系統(tǒng)里的數(shù)控車床編程及操作技巧，拓寬學(xué)生知識(shí)面，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程及實(shí)踐操作能力。唯有如此，學(xué)生方可更牢固地掌握各種數(shù)控加工知識(shí)，步入社會(huì)后能盡快適應(yīng)崗位工作要求，提高工作能力。
4.仿真軟件學(xué)習(xí)與機(jī)床實(shí)際操作訓(xùn)練同時(shí)進(jìn)行
數(shù)控仿真軟件不僅可用于數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中，還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練輔助工具。教師應(yīng)擺正數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置，不可讓學(xué)生養(yǎng)成一味依賴數(shù)控仿真軟件的習(xí)慣，而忽視了機(jī)床實(shí)際操作練習(xí)的重要性。教師需結(jié)合課程總共的學(xué)習(xí)時(shí)間，科學(xué)分配仿真軟件學(xué)習(xí)與機(jī)床實(shí)際操作訓(xùn)練二者的時(shí)間比例，充分認(rèn)識(shí)到數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在入門基礎(chǔ)訓(xùn)練上，而學(xué)生實(shí)踐操作技能的提升關(guān)鍵還是要通過大量的機(jī)床實(shí)際操作訓(xùn)練。學(xué)校需合理制訂教學(xué)計(jì)劃，在數(shù)控仿真軟件課程學(xué)習(xí)前，就先組織學(xué)生到附近工廠實(shí)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)各類加工方法有更深的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床課程與數(shù)控加工工藝課程也應(yīng)安排在數(shù)控仿真軟件學(xué)習(xí)訓(xùn)練前，讓學(xué)生掌握更多機(jī)床操作方法、加工方法與切削用量選擇方法，更利于學(xué)生理解與掌握數(shù)控仿真各環(huán)節(jié)要點(diǎn)，進(jìn)而讓數(shù)控仿真軟件真正在數(shù)控加工技術(shù)課程中發(fā)揮作用，達(dá)到“砍柴不誤磨刀功”之效。
總之，數(shù)控仿真軟件將逐漸變成我國數(shù)控教學(xué)中的主要手段，不但能夠解決占用過多實(shí)驗(yàn)設(shè)備時(shí)間的問題，還可提升學(xué)生對(duì)數(shù)控加工的認(rèn)識(shí)，還可為學(xué)生提供檢驗(yàn)自行編寫程序正確性的有效手段。不過，把數(shù)控仿真軟件應(yīng)用于數(shù)控加工教學(xué)里也有諸多不足，在應(yīng)用過程中還應(yīng)不斷改進(jìn)與完善，使其更好為數(shù)控教學(xué)服務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量，為社會(huì)培育出一批批實(shí)踐能力強(qiáng)的新型數(shù)控人才。
參考文獻(xiàn)：
[1]叢娟，叢樹林.基于數(shù)控仿真軟件的數(shù)控加工工藝與編程課程改革[J].遼寧高職學(xué)報(bào)，2011（3）.
篇12
隨著數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)的主要裝備，使制造技術(shù)進(jìn)入了數(shù)控技術(shù)的新時(shí)代。合理有效的應(yīng)用數(shù)控仿真系統(tǒng)，把專業(yè)理論編程與操作課，變成在計(jì)算機(jī)上利用仿真軟件的多媒體教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，就可以快速提高中職院校學(xué)生的數(shù)控編程和操作能力，為學(xué)生實(shí)際操作機(jī)床、進(jìn)行編程加工打下較好的基礎(chǔ)，從而提高數(shù)控教學(xué)的效果。
一、數(shù)控仿真軟件簡(jiǎn)介
隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，出現(xiàn)了可以模擬實(shí)際機(jī)床加工環(huán)境及其工作狀態(tài)的計(jì)算機(jī)加工系統(tǒng)，它是一個(gè)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)于數(shù)控加工操作技能培訓(xùn)的仿真軟件，利用計(jì)算機(jī)的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，可以迅速提高被培訓(xùn)人員的理論和實(shí)際水平，非常安全而且費(fèi)用低。
二、數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用
1．初次上課以數(shù)控仿真教學(xué)激發(fā)學(xué)生技能操作的積極性，用仿真演示激起學(xué)生的好奇心和求知的欲望
首先抓住第一節(jié)課這一契機(jī)，介紹數(shù)控編程知識(shí)的實(shí)用價(jià)值，有意識(shí)地讓學(xué)生了解數(shù)控編程與今后工作的密切關(guān)系，充分展現(xiàn)數(shù)控編程及操作的價(jià)值，使更多的學(xué)生對(duì)數(shù)控編程產(chǎn)生濃厚的興趣。老師設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單的零件圖樣進(jìn)行示范性操作，同時(shí)提醒學(xué)生認(rèn)真觀察，掌握操作要領(lǐng)。當(dāng)機(jī)床的模擬切削聲響起來，切屑飛濺，毛坯隨著刀具的加工變成圖樣要求的工件后，學(xué)生的好奇心和求知欲極度膨脹，此時(shí)也恰是讓學(xué)生動(dòng)手操作，進(jìn)行模仿的最佳時(shí)機(jī)。及時(shí)表揚(yáng)學(xué)生所取得的成績(jī)，鼓勵(lì)他們勇于戰(zhàn)勝自己，激發(fā)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。讓學(xué)生在一種積極的情感體驗(yàn)中，學(xué)習(xí)知識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力。又提高了課堂教學(xué)效果。
2.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循環(huán)漸進(jìn)掌握數(shù)控編程與操作
在數(shù)控教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)需要和“以就業(yè)為導(dǎo)向”的思想，可將數(shù)控編程教學(xué)內(nèi)容安排為兩大模塊，其一為基礎(chǔ)理論模塊，主要講解與訓(xùn)練最常用的數(shù)控機(jī)床的編程方法、操作及應(yīng)用，這一模塊是教學(xué)重點(diǎn)，必須使學(xué)生熟練掌握、靈活應(yīng)用，為學(xué)生上機(jī)床操作奠定基礎(chǔ)。其二為其擴(kuò)展技能模塊，利用仿真軟件集合了各種數(shù)控系統(tǒng)面板的優(yōu)點(diǎn)，可在基礎(chǔ)模塊訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生對(duì)不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的操作能力，擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面，這樣，學(xué)生就業(yè)時(shí)能夠信心十足的面對(duì)操作的數(shù)控機(jī)床，較快適應(yīng)所從事的工作，提高他們的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
3．構(gòu)建多元評(píng)價(jià)體系，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。
教學(xué)評(píng)價(jià)直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，所以評(píng)價(jià)要做到；第一，一定是合理的加工工藝，且有一定的彈性，答案不能限制的太死。第二，既要評(píng)價(jià)技能操作結(jié)果，又要評(píng)價(jià)技能操作的過程。對(duì)在技能操作中學(xué)生的積極性與表現(xiàn)出來的良好個(gè)性品質(zhì)要給與充分的孤立、肯定嘉獎(jiǎng)。第三，轉(zhuǎn)化評(píng)價(jià)主客體關(guān)系。對(duì)學(xué)生課堂上的技能操作情況及結(jié)果不僅僅有教師來評(píng)，還可以讓學(xué)生自評(píng)或互評(píng)。可采用學(xué)生討論評(píng)價(jià)的方式，在討論中發(fā)現(xiàn)的問題，得出正確的結(jié)果。
4．利用仿真進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)與研究總結(jié)
仿真課結(jié)束后，我都及時(shí)地引導(dǎo)他們思索，對(duì)于學(xué)生已經(jīng)做好的零件，提出學(xué)生自己認(rèn)為還有哪些缺點(diǎn)或更先進(jìn)的方法。通過討論，看看自己提出來的問題是否別人也存在，并通過小組討論確定其可行性，然后在老師的輔導(dǎo)下，把創(chuàng)新后的零件作出來。對(duì)于一些有價(jià)值的零件或積極意義的零件，建議他們保留程序并作詳盡的注釋，在實(shí)際操作中加工出來，為以后工作的積累重要經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐證明，我校學(xué)生通過數(shù)控仿真過關(guān)，再進(jìn)行機(jī)床操作的方法，已有不少學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)掌握數(shù)控機(jī)床編程與操作。并在省市數(shù)控大賽中取得優(yōu)異成績(jī)。
三、數(shù)控加工仿真在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題及應(yīng)對(duì)措施。
數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一種模擬教學(xué)應(yīng)用軟件，具有強(qiáng)大的生命力。但不能也不可能全盤代替實(shí)際機(jī)床，在培養(yǎng)過程中我們應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，在保證學(xué)生具備相應(yīng)的基本理論之后應(yīng)使學(xué)生掌握過硬的操作技能，針對(duì)這樣的情況，我們應(yīng)拿出切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)措施。
1．作為一個(gè)仿真軟件，它與實(shí)際機(jī)床還是存在很大的區(qū)別，仿真軟件無法替代實(shí)際機(jī)床，也無法替代學(xué)生在真實(shí)切削加工的實(shí)際感受。對(duì)此，教師應(yīng)引起高度重視。必須采用仿真軟件與實(shí)際機(jī)床相結(jié)合的方法來培養(yǎng)學(xué)生，在數(shù)控仿真訓(xùn)練之后，必須進(jìn)行實(shí)踐加工。盡最大可能彌補(bǔ)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)沒有真實(shí)切削加工的實(shí)際感受這一缺陷。
2．正確引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)容易使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生依賴心理，沉湎于仿真加工，而疏于上數(shù)控機(jī)床操作。這就要求數(shù)控教師應(yīng)提高管理能力和教學(xué)水平，合理科學(xué)安排數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行技能訓(xùn)練的時(shí)間，加強(qiáng)實(shí)際機(jī)床的操作。同時(shí)，教師要跟學(xué)生闡述教學(xué)仿真與實(shí)際加工的區(qū)別，使其對(duì)軟件仿真有正確的認(rèn)識(shí)，對(duì)實(shí)際操作加工有足夠的重視，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲。采用科學(xué)管理，有效組織數(shù)控仿真教學(xué)，從而使仿真教學(xué)工作及科學(xué)又客觀，即高效又實(shí)用。
隨著仿真軟件的快速發(fā)展，與實(shí)際加工之間的差距越來越小，較高的仿真效果更加明顯，但是畢竟不是真實(shí)的機(jī)床加工，只有我們?cè)趹?yīng)用過程中做到科學(xué)、合理、有效，并積極應(yīng)對(duì)在使用過程中出現(xiàn)的問題，仿真軟件就會(huì)起到事半功倍的效果，就可以快速提高職業(yè)院校學(xué)生的數(shù)控編程和操作能力，為學(xué)生實(shí)際操作機(jī)床、進(jìn)行編程加工打下較好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 上海宇龍軟件工程有限公司：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)使用手冊(cè)，2008
篇13
一、數(shù)控加工仿真軟件的選用
數(shù)控加工仿真的軟件形式很多，有的是數(shù)控機(jī)床本身自帶的仿真系統(tǒng)，但這種數(shù)控機(jī)床的仿真系統(tǒng)在教學(xué)中局限性較大，不適于教師教學(xué)和學(xué)生訓(xùn)練；還有的是一些先構(gòu)圖而后自動(dòng)編程仿真軟件，也不適應(yīng)手工編程教學(xué)的要求；其它如德國的DIANOGOR軟件雖可對(duì)所編的程序進(jìn)行檢驗(yàn)但操作較為麻煩，且所能適應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床不多，不能對(duì)學(xué)生進(jìn)行對(duì)刀訓(xùn)練和操作面板的應(yīng)用訓(xùn)練。國內(nèi)還有其它幾種數(shù)控加工仿真軟件，但都有一些不盡人意之處。幾經(jīng)比較，最終我們選擇了南京宇航公司數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的教學(xué)軟件。該軟件是基于虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真軟件，是一種富有價(jià)值的教學(xué)輔助工具。
二、數(shù)控加工仿真軟件的應(yīng)用方法
如何運(yùn)用這套軟件進(jìn)行教學(xué)呢，我們?cè)诮虒W(xué)中主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探索與實(shí)踐。
1、靈活應(yīng)用教學(xué)方法，課堂教學(xué)中使學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)
現(xiàn)在，由于大部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的學(xué)生選擇上大學(xué)，職業(yè)技術(shù)院校教師教學(xué)很困難，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已很難使學(xué)生接受，因此，利用先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)有較高的教學(xué)水平和教學(xué)能力，有較強(qiáng)的數(shù)控職業(yè)能力即數(shù)控編程能力、工藝處理能力、實(shí)際動(dòng)手能力、自動(dòng)編程能力，能較為嫻熟地運(yùn)用行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)方法，在課堂教學(xué)真正體現(xiàn)學(xué)生為主體，突出顯示學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的活動(dòng)，變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，教師起引導(dǎo)作用，即對(duì)學(xué)生活動(dòng)中遇到困難或無法下手的問題進(jìn)行引導(dǎo)、講解。課堂教學(xué)中每節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)盡可能集中，深入淺出，便于學(xué)生掌握編程方法與技巧。
2、恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)控加工仿真軟件，充分發(fā)揮其教學(xué)中的作用
數(shù)控加工仿真軟件主要應(yīng)用于數(shù)控編程與操作這一理論教學(xué)課程，還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練的輔助工具。教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真軟件的在教學(xué)中的應(yīng)用方法，擺正數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)中的位置，既不能完全依賴數(shù)控加工仿真軟件而放棄教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用，也不能在教學(xué)中教師唱獨(dú)角戲采用常規(guī)的教學(xué)模式而忽視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)該科學(xué)地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。
數(shù)控編程與操作是理論、實(shí)踐性均很強(qiáng)的課程，它應(yīng)該是在已完成其它專業(yè)基礎(chǔ)理論教學(xué)、專業(yè)教學(xué)（包括普通機(jī)床的加工工藝數(shù)控機(jī)床的加工工藝等）以及完成了約30周普通機(jī)床技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，教學(xué)中應(yīng)妥善安排該課程課堂教學(xué)與上機(jī)仿真教學(xué)的課時(shí)比例，一般為1：1，總學(xué)時(shí)約為160-240學(xué)時(shí)左右（可根據(jù)學(xué)生層次適當(dāng)調(diào)整課時(shí)）。
3、科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸近掌握數(shù)控編程與操作技巧
在教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容的安排分為三個(gè)模塊。其一為基礎(chǔ)模塊，主要講解與訓(xùn)練最常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心的編程方法、操作及應(yīng)用，這一模塊是教學(xué)重點(diǎn)，必須使學(xué)生熟練掌握，靈活應(yīng)用；其二為提高模塊，主要講解與訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的三種機(jī)床的編程與操作，以幫助學(xué)生進(jìn)一步加強(qiáng)不同在數(shù)控系統(tǒng)下對(duì)不同數(shù)控機(jī)床的編程方法的理解與應(yīng)用能力；模塊三為拓展模塊，主要講解國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)中的華中數(shù)控系統(tǒng)和廣州數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)控車床的編程與操作方法，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生對(duì)不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。這三個(gè)模塊的教學(xué)可根據(jù)學(xué)生不同層次進(jìn)行安排，中專中技層次難度較低，高技大專層次難度稍大。
4、正確進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)和自覺性
教學(xué)時(shí)所進(jìn)行的教學(xué)評(píng)價(jià)包括學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、學(xué)生相互之間的評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程與操作練習(xí)時(shí)以教師評(píng)價(jià)為主，對(duì)每次的練習(xí)成績(jī)及時(shí)登記。課堂測(cè)試應(yīng)有較強(qiáng)的目的性，不是為難學(xué)生，而是通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)、學(xué)習(xí)熱情，學(xué)習(xí)的自覺性和自信心。因此，測(cè)試題應(yīng)與課堂教學(xué)、上機(jī)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的練習(xí)要求相適應(yīng)。考前的復(fù)習(xí)應(yīng)有較強(qiáng)的目的性，不應(yīng)超出范圍，課程的總評(píng)成績(jī)不要過分注重一次期末考試結(jié)果，而是更多地、客觀地關(guān)注學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)效果。教師在教學(xué)中有明確的教學(xué)目的，逐個(gè)系統(tǒng)、逐個(gè)機(jī)床進(jìn)行講解及安排練習(xí)，因人施教，因材施教，恰到好處。
5、模塊化教學(xué)體系在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用
模塊化教學(xué)方法就是讓不同課程的內(nèi)容在一個(gè)教學(xué)模塊中體現(xiàn)出來，有時(shí)又稱為跨專業(yè)的教學(xué)。為了使學(xué)生在問題的解決中習(xí)慣于一種完整的方式，教學(xué)中提出問題在解答時(shí)必須要用到多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。我們教師的教學(xué)（尤其是專業(yè)課教學(xué)）不是單純的通過教學(xué)而教學(xué)，我們大多選用一定的載體或項(xiàng)目。例如在數(shù)控車床編程教學(xué)中我們選用了國際象棋作為載體，讓學(xué)生通過編制一套加工國際象棋32個(gè)棋子的車削加工程序，掌握數(shù)控車削編程的基本方法、各種指令及代碼的使用、數(shù)控加工工藝方案的選擇等，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生可以自己加工一副國際象棋帶回家，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)的效果自然會(huì)很好。如何有效利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)課時(shí)，讓學(xué)生能在職業(yè)能力上有顯著的提高，是教師們探索的目標(biāo)和努力的方向。
總之，數(shù)控加工仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用尚在起步與研究探索階段，只要積極思考在應(yīng)用中產(chǎn)生的問題，主動(dòng)采取應(yīng)對(duì)措施，我們正確發(fā)揮其在教學(xué)中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。
