第一篇：數控仿真軟件在中職數控教學中的應用

【摘 要】隨著我國科技的不斷進步，導致了我國工業化的程度逐漸加大，所以說，這就需要更為專業的數控人員，各類中職學校的形式也非常緊張。但是由于中職學校的老師整體素質還不是很高，學校對于學生實訓教學的設備還不是很完善，這就導致了在學生學習理論知識的同時并沒有得到相應的實踐，導致了無法適應現今社會對于工業型人才的要求，從而與社會脫節。為了解決這一問題，就要找出新的出路，從而使我國工業型人才能夠適應現今社會的形勢。本文針對在中職學校數控教學用尋在的不足進行分析，從而找出相應的對策。中國論文網

【關鍵詞】中職數控教學；數控仿真軟件；應用

隨著時代的進步，世界經濟形式的不斷變化，已經從傳統的工業手工化發展到現在的全自動化，隨著經濟形式的變化，世界各國對先進的制造技術都引起廣泛的關注，而在工業制造方面，數控技術有其著決定性作用，數控技術發展如何也決定著工業化發展的速度。中職學校的教學目的就是為了培養出一批專業的高素質工業制造仁人才，但是由于中職類學校的師資力量還遠遠沒達到現今社會的需求，學校沒有更多的專業設備讓學生來動手實踐，導致無法讓學生達到理論與實踐相結合，從而造成中職學校的學生不能滿足現階段工業化高度發展的需要，與社會脫節。數控仿真軟件是經過幾十年教育過程中摸索出來的一套能夠讓學生達到理論與實踐相結合的橋梁，能夠充分的讓學生掌握實踐技術，同時也能緩解學校在教學實訓中不能滿足學生要求的壓力。

１．中職數控教學中存在的問題

1.1師資力量上的問題

在現階段中職學校的教育體系中，有許多老師的專業技能不能滿足學生們的需要，有些老師是從其他專業轉行，更有一些老師自己在數控實訓中還沒有得到實踐，導致了在指導學生過程中會出現許多的問題，而學校也并沒有對這一情況太過重視，從而影響學生的發展。另一點就是學校由于資金的短缺，無法購置讓學生能夠進行實踐的專業設備，或者并沒有足夠的設備，所以說，學生在校期間只能學到理論知識而得不到實踐，嚴重的影響著學生的實際操作能力，不能適應現今工業崗位的需求。

1.2教學質量問題

現階段的中職數控教學過程中，很多學校還一直沿用傳統的教學模式，老師在上面講，學生在下面聽，無法從根本上激發學生學習的興趣，也不能鍛煉學生的創新能力與思維能力。老師對于學生提出的問題也是應付了事，不能系統的對學生進行理論指導，沒有理論的指導，導致學生在實踐中的盲目性。

1.3安全性問題

數控加工技術是一項需要人為操作的工業技術，由于學校老師的指導不力，再加上學生沒有經驗，就導致了在學生實訓期間由于疏忽造成的重大事故，不僅僅給學校的設備造成了嚴重的損害，同時也給學生的身體造成極大的傷害，并在學生心理留下陰影。

2.數控仿真軟件的利與弊

數控仿真軟件就是利用計算機的編程，制造出的一套能夠讓學生仿真實踐的軟件，它能夠將三維以及二維圖形能夠以動態的形式將其演示出來。它的優點就是：能夠充分的并且全面的模仿數控實訓教學的加工過程，能讓學生在電腦前進行實踐操作。它需要的配置較低，并不需要高端的微機才能操作；而且其兼容性非常強，安全系數高，不會像真實車床加工中容易導致危險，也不會像真正實訓過程中容易發生人為的事故，對學生造成損傷；還有一個優點就是不需要任何的原材料，投入的資金相當少，也不會浪費資源，同時也為老師與學生架起了溝通的橋梁。

數控仿真軟件不僅能夠滿足學校教學實訓的需要，同時也能調動學生動手操作的積極性，從而來培養學生的創造力與想象力，同時也解決了中職數控教學內容的枯燥性，讓學生養成宜城 iyd

自主學習的習慣，同時增強學生的自信心。老師也要全面了解學生的情況，有針對性的對學生進行軟件使用指導。

但是，這種數控仿真軟件也有其弊端，因為畢竟仿真軟件并不是真實的實踐過程，與真實的操作還有著很大的差別，只是對數控加工過程的虛擬演示，僅能夠讓學生體會實踐的方法以及對實際操作的熟悉。這樣，就造成了學生沒有真正進行實踐，在將來的工作過程中會有一些客觀問題存在，在數控仿真軟件的使用中，發生任何事故都可以重新開始，在此操作，而在真實的操作過程中，一次失誤就可能造成極其嚴重的事故，導致在真正工作中會產生緊張的心理，操作失誤，從而起到負面作用。所以，要想解決這一問題，就一定要讓學生在仿真軟件與真實操作中做好結合，鍛煉學生實訓操作的規范性。

3.中職數控實訓教學如何正確使用數控仿真軟件

數控仿真軟件能否在中職數控實訓教學中發揮其真正的作用，從而達到預期的效果，這與學校與老師的正確教導是分不開的。

在數控實訓教學中一定要合理的使用數控仿真軟件，在實訓課堂中，一定要突破以往傳統的教學理念，要以學生為中心，并且有針對性的對學生進行實訓指導，這樣才能夠提高學生的學習興趣，鍛煉學生的創新能力與想象能力，但是，老師一定要掌握好整個實訓過程的方向，嚴格控制學生來合理的使用仿真軟件。

在數控實訓教學過程中，老師與學生不要過分的依賴數控仿真軟件，主要讓學生學會數據的編程以及加工的流程，讓學生清楚的明白數控仿真軟件操作并不是真正的實際操作，不能滿足學生的實際操作要求，只是能夠讓學生在實訓資源匱乏的基礎上了解實際操作的過程與內容。

4.總結

數控仿真軟件作為一項新技術，而且能夠及時解決學生在校期間實訓難的問題，從教學的效率以及效果上來看，不僅僅解決了學校由于資金緊張而無法滿足學生實訓操作的問題，而且也改變了傳統枯燥乏味的教學方法，提高了學生的積極性，鍛煉了學生的思維能力。但是數控仿真軟件與真實的實際操作還有著很大的差距，所以說，如何能夠把握好這個度，就成為了現階段中職學校以及老師的首要任務。[科]

【參考文獻】

［１］張福榮.數控加工仿真系統軟件在數控技術實訓教學中應用研究[J].電腦學習,2010,(03)．

［２］史毅.淺談數控仿真軟件在高職專業教學中的應用[J].中國科教創新導刊,2011,(04).［３］繆天山.淺談數控仿真軟件在技校數控專業教學中的應用[J].時代教育(教育教學),2011,(09).［４］喬衛紅,魏秋紅.數控仿真在數控技術專業教學中的應用分析[J].現代商貿工業,2011,(16).轉載請注明來源。原文地址：

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第二篇：淺談斯沃數控仿真軟件在數控教學中的應用

中等職業學校專業骨干教師國家級培訓

文章題目: 淺談數控仿真軟件在數控教學中的應用

姓 名: 李 小 軍 所在省市: 安徽省合肥市 所在單位: 安徽肥西花崗職業高級中學

淺談數控仿真軟件在數控教學中的應用

（南京斯沃數控仿真軟件）

摘要：數控加工仿真是利用計算機來模擬實際的加工過程，是驗證數控加工程序正確性和切削過程的有力工具。隨著數控加在機械制造業中的廣泛應用，數控操作者的大量培訓便成為迫切的問題。各職業技術學校緊扣市場需求，大力發展數控加工專業。為了緩解學生多、數控設備少的矛盾．很多職業學校利用仿真加工軟件進行數控加工的編程和操作訓練．這樣不僅可迅速提高操作者的素質，而且安全可靠、費用低。另外應用數控加工模擬仿真軟件，可以激發學生學習數控的積極性，來提高教學效果和實訓效果，解決了實訓中存在的一些問題。使實踐教學達到事半功倍的效果。

關鍵詞：數控技術；數控編程操作；仿真軟件； 數控實訓 引言

隨著現代技術的飛速發展，數控技術已經成為衡量制造業發展水平的重要標志之一，也是衡量一個國家綜合國力的重要標志，是現代機械制造業的核心技術。由于數控技術在機械制造業中的重要性，國內一些高、中職院校陸續在機械專業開設了數控課程。但由于教學條件的限制，許多學校只能傳授理論知識，而不能將理論付諸于實踐。既不能培養學生的實際應用能力如數控編程能力、數控機床的操作能力及系統的維護能力，也不能培養學生數控技術的開發能力。這樣培養出來的學生畢業后走上工作崗位不能很快地在數控技術的應用與開發方面獨當一面。

數控機床科技含量高，品種繁多、價格較高，一臺數控車床通常需十來萬，數控銑床則一般需二三十萬，而一臺數控加工中心價格更高，少則幾十萬多則幾百萬。作為中職學校，就一個班五十人來說，則至少需投入同種機床10幾臺，才能展開正常的實訓教學工作，所以投入至少上百萬，同時數控機床的實訓消耗多，成本高，比如刀具、工件材料的消耗，每生少則也需好幾十元。所以數控機床的操作訓練若完全依賴數控機床進行實作訓練，即使是實力雄厚的培訓院校和企業既無必要也無力承擔起此種消耗與投入。因此探索一種新的數控加工技術教學模式來達到投入少、見效快、培養的學生適應性強，學校企業歡迎的教學模式勢在必行。經調研，了解并試用了國內幾家較好的數控加工仿真教學系統，我們最終選擇了南京斯沃數控仿真軟件，此軟件能在計算機上進行三維動態仿真，操作方法及功能使用同真實機床基本一致，并能進行手工編程和C A M編程練習，與國內各大機床廠生產的各類數控系統有較好的兼容性。使用數控仿真系統能大大節省學校有限資源，彌補師資的不足，并在學習中能達到一人一機，激發學生學習興趣，還可以提高學生對不同系統的適應能力。即使操作失誤也不會損壞機床、危及人身安全，同樣會起到真實設備的教學效果。

一、斯沃數控仿真軟件簡介

數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形式演示出來的軟件。目前比較常見的有上海宇龍、南京斯沃、北京斐克等數控仿真軟件，例如我校使用的南京斯沃有以下幾個優點：能全面的仿真數控加工的過程，包括機床設定(支持多種數控系統)、定義毛坯、刀具準備、基準測量、G代碼處理、面板操作等；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兼容；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；不需要原材料，投入資金少，占地小。不會造成資源的浪費；利用網絡可以搭建交流平臺，為師生提供良好的交互空間等。

1、定義毛坯及選擇刀具

利用數控仿真軟件的操作模塊，結合實際數控機床及相關工藝知識，選擇合適的機床型號及系統類型，如圖1；根據所加工零件形狀定義工件毛坯的大小和材料，確定工件裝夾方式；在所提供的刀具庫中正確選擇刀具。

2、進行手工編程，然后校驗該程序

數控機床加工時所需的全部信息，即零件的圖樣尺寸、工藝過程、工藝參數、刀具位移量與方向以及其他輔助動作的總和，將這些信息再按規定的代碼及格式編制成數控程序，然后將程序內容記錄在控制介質上，輸入到數控裝置，從而控制機床加工。數控程序的編制對學生科學思維和專業技術要求很強，單純的理論教學易使初學者感到抽象、難學；加上現在大多中職學生專業基礎知識較為薄弱；數控指令本身枯燥、不易記憶，編寫的程序又得不到實現。學生編寫同一零件的加工程序會有多種，批改作業十分困難，這一難題在數控仿真軟件中得以解決，將數控代碼輸入編輯方式下的程序界面上，如圖2。然后按照實際數控機床的操作步驟進行回參考點、對刀、設定刀具補償，在自動運行方式下執行程序，可以直觀看到加工過程，判斷所編程序是否合理，如圖3。這樣使抽象、枯燥的學習變得形象、生動，更容易掌握，突現了數控加工仿真軟件在教學中的優點。

3、CAM編程加工

利用C A M類軟件如C A X A、P r o/e、UG、Master CAM中的前處理功能即繪圖功能對零件進行三維實體建模，選擇合適的加工工藝方法，安排零件的加工工序，確定粗加工、半精加工、精加工所對應的不同加工表面的刀具、切削用量、進退刀路徑、主軸轉速等參數后，CAXA系統便自動計算加工余量，并動態顯示出和粗加工、半精加工、精加工所對應的不同加工表面的刀具軌跡和NC代碼，然后將零件的NC程序傳入到數控仿真軟件中進行模擬加工仿真，省去了手工編制程序的煩惱。這一過程將數控編程、制造工藝、刀具、數控機床、數控加工等課程有機地結合起來，使學生覺得以前所學的知識不再孤立、枯燥，在數控技術課程中達到了融會貫通，并在計算機上變得生動、形象起來，鞏固了學生的加工工藝方面的知識，強化了數控教學的效果。

二、數控仿真軟件在數控實習教學中的作用

1、利用數控仿真軟件可以彌補設備的不足。

由于大部分中職學校數控設備種類不齊全、數量不足，那么學生實訓可以在仿真系統中實現。使用仿真軟件，也大大減少工件、刀具、材料和能源的消耗，從而可以降低培訓成本。

2、提供了多種機床和多種系統。

當前數控機床的種類和系統廠家眾多，數控仿真軟件提供了基本涵蓋當今我國數控加工中常見的數控機床和主流的數控系統，教學時可根據需要選擇相應的機床和系統對學生進行授課，提高學生對不同數控系統及不同數控機床的適應能力，使學生到了工廠后能在最短的時間內融入到生產當中。

3、安全性高，便于學生學習。

由于數控加工仿真系統不存在安全問題，不會因為學生的錯誤操作而損壞機床，更不會造人身傷害，學生可以大膽地、獨立地進行學習和練習。軟件中不僅具有對學生編制的數控程序進行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實設備上無法實現的三維測量功能。這些功能使得學生可以進行自我學習，自我檢測加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強度。

4、方便了教師授課。

實習教學中，如果教師僅僅在課堂上講解，學生會難以理解，所以較多的授課內容是需要教師進行示范的，教師在機床上對學生進行示范時，很難保證所有的學生能夠聽清、看清，教學效果往往不太理想。而數控加工仿真軟件的互動教學功能使得教師可以以廣播的方式在每個學生的屏幕上演示其教學內容，使所有的學生均能清楚地觀看并進行模仿，同時教師也可以在自己屏幕上看到每個學生的操作情況，實時了解教學情況并對學生進行指導。

5、可在計算機上完成所編程序的檢驗，減少實際操作出錯的概率。

在實際操作時，我們一般利用機床的圖形模擬校驗功能來檢驗程序的正確性，每個學生占用機床時間較長，同時，由于圖形模擬也只能觀看零件的大致輪廓，對于程序中的一些細小處的錯誤判斷不出。所以在實際操作前，學生可以在數控仿真軟件上輸入程序，將校驗的步驟放在計算機上完成，觀察零件的加工情況，最后將正確的程序通過鍵盤或數據傳輸方式輸入到數控機床中，這樣既可節省時間，又提高了加工中的安全性。

三、數控加工仿真軟件存在的常見問題及解決辦法

首先，和真實的數控機床相比，數控仿真軟件中的各類機床只能做到基本相同，而其中一部分指令，一部分操作方法還是存在一些不同之處，有不少功能在仿真軟件上還體現不出來。如fanuc系統的直接圖紙編程功能，siemens系統的藍圖編程功能，華中系統的G71凹槽粗車循環等，很容易使學生認為實際機床不具備這些功能。

其次，數控加工仿真系統只是加工過程的模擬并非真實加工過程，它無法代替真實切削加工。因此，學生在利用數控加工仿真系統進行編程與操作練習時，往往容易忽視切削用量的選擇、刀具的選用、零件的裝夾等方面，一旦到了實際生產中便可能出現打刀現象或影響實際零件的加工質量、降低生產效率等問題。

另外，由于數控加工仿真系統不會出現任何事故，使學生容易放松對安全生產的要求，而對于在練習時出現的撞刀等現象也毫不在意，習慣一旦養成，會在實際生產中造成重大損失。

因此，我們在使用數控仿真軟件教學時，應注意以下事項：

1、合理安排數控加工仿真軟件學習的階段。

我校的數控加工專業的學生，數控仿真教學一般安排在普通車床、銑床等設備學習完后，數控操作的初學階段，這樣學生具備一定的加工基礎，學習起來較容易，而且教師利用仿真軟件進行初期培訓的效果比較好，同時也可避免初學者易出現的事故。

2、嚴格按實際操作的要求進行。

雖然是在計算機上進行仿真加工，但教師一定要要求學生按照實際操作加工中的要求來做，如正確裝夾零件，合理選用刀具及切削用量；對刀的步驟和動作也要規范，讓學生在學習的初期就養成正確的習慣。另外，應盡量避免使用計算機的鍵盤而采用鼠標點擊仿真軟件上的系統面板，使學生盡快熟悉面板上各鍵的位置，等到實際操作時就能很快適應。

3、及時說明軟件與機床不符之處。

對于軟件中和機床的不同之處，教師應及時給學生說明，并根據機床的實際情況對學生詳細講解，以免使學生產生誤解，影響到將來在機床上的編程與操作。

4、分配好仿真軟件學習和機床操作練習的時間比例。根據總的實習時間，合理分配好軟件練習和機床操作的時間，特別是當實習條件較好時，上機操作的時間應占較大比例，因為數控仿真軟件的優勢體現在入門基礎培訓上，學生實際操作技能的提高主要還是要依靠上機實際操作練習。

多年來我校在教學上的應用已經體現了斯沃數控仿真軟件的種種優點，我們相信在不斷的嘗試和研究下，能夠進一步地減少它的負面效應，使數控仿真軟件在數控實習教學中發揮出更大的作用。

四、結論

綜上所述，我校通過數控仿真軟件的使用，使學生在學習數控編程理論時，課堂教學變得更加生動、具體．提高了學生的學習興趣，教學效果明顯提高。對學生機床操作能力的培養也起到了極大的提高和加強作用。同時該系統還減輕了教師的下作強度，減少了工件材料和能源的消耗，節約了實踐環節的培訓成本。但是兩者之問始終還有差距存在，二者不能混為一談相互替代，只有在教學中科學、合理、有效的利用仿真軟件才能為教學服務，并在教學過程中積極思考其在應用中可能產生的問題，主動采取應對措施，并將仿真訓練與實踐操作訓練有機結合，就一定能收到事半功倍的效果。

參考文獻：

[1]胡如祥．數控加工編程與操作[M].大連理工大學出版社，2006．

[2]萬國銀．在字龍數控仿真軟件中實現程序快速輸入的方法[J].數控機床市場．2008(5): [3]孔笤．數控仿真軟件在教學中的思考[J]．廣西輕工業，2009(10)．

[4]劉才志．數控仿真軟件在數控教學中的應用之思考[J]．湖南 工業職業技術學院學報，2008(2)．

[5]數控加工仿真系統使用手冊．南京宇航軟件工程有限 公司． [6]數控加工編程與操作．中國勞動社會保障出版社．

[7]數控車床加工工藝與編程．中國勞動社會保障出版社，[8]數控加工編程與操作．華中科技大學出版社．

第三篇：淺談數控加工模擬仿真軟件在數控教學中的應用

淺談數控加工模擬仿真軟件在數控教學中的應用

天臺職業中專

周德相

【摘要】數控加工技術是一種先進的制造技術，要掌握好這種技術，數控教學必須同數控實訓相結合，本文探討了通過在實際的教學過程中，應用數控加工模擬仿真軟件，激發學生學習數控的積極性，來提高教學效果和實訓效果，解決了實訓中存在的一些問題。

【關鍵詞】數控加工模擬仿真、數控加工技術、理論教學、實訓、GSK——980T

目前，隨著科學技術的發展，數控加工技術正在得到廣泛的應用，數控人才成為勞動力市場急需的人才，如何盡快地培養出滿足市場需要、掌握數控機床編程知識和操作技術的數控技能型人才成為數控教學工作者必須研究的問題。

數控機床科技含量高，品種繁多、價格較高，一臺數控車床通常需十來萬，數控銑床則一般需二三十萬，而一臺數控加工中心價格更高，少則幾十萬多則幾百萬。作為中職學校，就一個班五十人來說，則至少需投入同種機床10幾臺，才能展開正常的實訓教學工作，所以投入至少上百萬，同時數控機床的實訓消耗多，成本高，比如刀具、工件材料的消耗，每生少則也需好幾十元。所以數控機床的操作訓練若完全依賴數控機床進行實作訓練，即使是實力雄厚的培訓院校和企業既無必要也無力承擔起此種消耗與投入。因此探索一種新的數控加工技術教學模式來達到投入少、見效快、培養的學生適應性強、企業歡迎的教學模式勢在必然，這種教學模式應當既區別于傳統的機械加工培養模式又與一般的機電專業有不同。運用數控加工仿真系統教學是解決這一問題的重要途徑。

一、數控加工仿真系統在教學中的應用

1、數控加工仿真系統的選用

數控加工仿真系統的軟件形式很多，有的是數控機床本身自帶的仿真系統，但這種數控機床的仿真系統在教學中局限性較大，不適于教師教學和學生訓練；還有的是一些先構圖而后自動編程仿真軟件，也不適應手工編程教學的要求。我們選用的是上海宇龍數控仿真系統，該系統擁有目前國內大部分的數控系統，包括ＦＵＮＡＣ、ＳＩＭＥＮＳ、ＰＡ系統、廣州數控、華中數控、大森數控等，是一種集各種系統于一身的富有價值的教學輔助工具。它可以實現對數控車床、數控銑床和數控加工中心加工零件全過程的仿真，其中包括機床選擇、毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準測量和設置，數控程序輸入、編輯和調試，具有多系統、多機床、多零件的加工仿真模擬功能。

2、數控加工仿真系統的應用方法：

如何運用這套軟件進行教學呢，我們在教學中主要從以下幾個方面進行探索與實踐。

(1)靈活應用教學方法，課堂教學中變學生被動學習為主動學習

現在，大部分學習基礎好的學生依然選擇讀普高，就讀職高的基本都是學習成績、學習習慣較差的三類生，對于這部分學生，教師的要展開有效的教學工作很困難，傳統的教學方式已很難使學生接受，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。而利用上海宇龍仿真系統平臺進行教學，并嫻熟地運用行動導向的教學方法，在課堂教學中真正體現學生為主體，突出顯示學生動手動腦的活動，變學生被動學習為主動學習。在教學過程中，教師起引導作用，即對學生活動中遇到困難或無法下手的問題進行引導、講解。課堂教學中每節課的知識點盡可能集中，深入淺出，便于學生掌握編程方法與技巧。(2)恰當運用數控加工仿真系統，充分發揮其課堂教學中的作用

教師應十分重視數控加工仿真系統的在教學中的應用方法，擺正數控加工仿真系統在教學中的位置，既不能完全依賴數控加工仿真系統放棄教師在教學中的引導作用，也不能在教學中教師唱獨角戲采用常規的教學模式而忽視數控加工仿真系統的應用，應該科學地、充分地發揮數控加工仿真系統在教學中的作用。

數控加工技術是理論、實踐性均很強的課程，它應該是在已完成其它專業基礎理論教學、專業教學。教學中應妥善安排該課程課堂教學與上機仿真教學的課時比例，一般為1：1。教師在數控加工技術的課堂教學中應重點解決編程方法并進一步強調在編程中工藝問題的處理，學生上機則利用數控加工仿真系統解決程序校驗以及不同系統不同機床的操作問題，每次上機學生都有明確的課題，在上機前教師應利用多媒體教學進行操作演示，并在學生上機中進行巡回指導，學生在計算機上應用數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控專業技能，又培養了學生自學能力、解決實際問題的能力。

(3)科學安排教學內容，循序漸近掌握數控編程與操作技巧

結合本校實際情況（擁有GSK980T數控車床一臺、浙大晨光數控車、銑各一臺，華中數銑一臺，線切割一臺）和本地區數控加工的發展情況（以FANUC數控車床和數控銑床為主，另有小部分的華中，西門子等系統），在教學過程中教學內容的安排分為三個模塊。第一模塊為基礎模塊，在重點講解與訓練常用的FANUC數控系統中的數控車床、數控銑床、數控加工中心的基本編程方法、操作及應用，這一模塊是編程基礎教學，也是教學重點，為后面學習GSK980T系統和華中系統打好基礎，雖然系統不同，但在編程方面的常用指令和格式是一樣，要使學生在以后實習和工作中能靈活應用，所以必須使學生熟練掌握，靈活應用基本編程指令；其二為實訓提高模塊，重點在GSK980T數控車床和華中數控銑床上展開，通過仿真與實際操作相結合，使學生掌握這兩種系統的車削和銑削加工，編程以及線切割加工編程，然后通過數控實訓使學生切實掌握數控加工技術；模塊三為理論拓展模塊，主要通過模擬仿真，使學生接觸不同類型的數控系統的編程，如西門子系統、大森系統等。此模塊，在教學中根據實際情況安排教學，拓寬學生的知識面，提高學生對不同操作系統、不同操作面板的編程與操作能力。經過這種訓練后上崗，學生反映所看到的數控操作面板都已熟悉，能夠信心十足的面對所操作的數控機床，較快適應所從事的工作。(4)探索新的測驗、考試方法，正確進行教學評價，提高學生的學習意識和自覺性

上機應用數控加工仿真系統進行數控編程與操作練習時以教師評價為主，平時教師通過對學生保存的操作記錄和零件進行打分，及時登記成績。考試可采用理論考試、模擬仿真與實際操作相結合進行，比例為3：3：4，避免以往只會理論，不會操作的純理論的書面考試。同時又更加注重了實際操作的要求，將更多地、客觀地關注學生在整個學習過程中的學習效果。所選測試題應與課堂教學、上機應用數控加工仿真系統的練習要求相適應，來提高學生的學習意識、學習熱情，學習的自覺性和自信心。教師在教學中有明確的教學目的，逐個系統、逐種機床進行講解及安排練習，因人施教，因材施教，恰到好處。

二、數控加工仿真系統的應用效果存在的問題及解決的方法

1、數控加工仿真系統的應用效果

（1）應用數控加工仿真系統可以極大地提高學生的學習興趣

在引入數控加工仿真系統應用軟件之前，數控加工技術課程的理論教學與其他課程教學模式相同，主要是課堂教學，學生對自己所編的程序正確與否是通過教師批改作業來知曉的。這種方法教師檢查程序需逐個程序段進行查閱，內容多而十分麻煩，一些在數控機床上常常無法運行的編程錯誤也不易查出，而這些問題的解決在實際數控編程中是十分重要的。至于數控操作問題，在黑板上講各按鍵的作用、名稱與使用更是一件費力不討好的事，習者枯燥，教者乏味。引入數控加工仿真系統進行教學以后，學生所編程序可以直接在計算機數控加工仿真系統的模擬加工演示，對程序編寫和書寫的錯誤能直接看出，機床操作面板的使用與零件的加工過程也和實際加工情況十分相似，學生可以從任意角度觀察數控機床加工過程，毛坯加工為成品的過程歷歷在目，直觀形象，便于學習與掌握，編程與操作的作業可以直接在計算機上檢查，每次有檢查，次次有結果，使學生對這門課程有了濃厚的學習興趣，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，學生的學習主動性與積極性大為提高。同時在教學過程中也嘗試采用分組討論的教學方法，通過學生之間對編程，操作的討論，進一步掌握數控編程技巧，培養了學生的團隊合作精神。

(2)應用數控加工仿真系統可以降低技能訓練成本提高訓練效率和安全性 數控機床是一種較為昂貴的機電一體化的新型設備，如果初學時就讓學生直接在數控機床上操作，可能出現撞壞車刀、損壞工件與機床、浪費材料等現象，甚至因操作失誤對學生造成人身危害。引入數控加工仿真系統后，可以大大降低訓練的消耗，同時也解決了學生多，機床少，教師少的現實問題。通過前期的模擬仿真練習，后再進行幾次實際操作就能達到事半功倍的效果，大大提高了實習效率降低了實習成本。

2、數控加工仿真系統在應用中存在的負面效應及應對的方法

數控加工仿真系統是一種模擬教學應用軟件，它不能也不可能全盤代替教學，尤其是技能訓練。如果教師一味地依賴數控加工仿真系統而將學生放任自流，必將 會引起一些負面效應，為了將這些負面效應的影響減少到最低程度，我們應拿出切實可行的應對的方法。

首先，數控加工仿真系統只是加工過程的模擬并非真實加工過程，它無法代替學生在真實切削加工的實際感受，尤其是切削用量的選擇，它無法進行控制，只能對切削深度過大時加以限制。因此，學生在應用數控加工仿真系統進行編程與操作訓練時，往往容易忽視切削用量的選擇、數控刀具的選用、零件的裝夾方法，而這些程序一旦應用在實際中便可能出現打刀或影響實際零件的加工質量、降低生產效率等問題；對此教師應引起足夠的重視。可以通過在應用數控加工仿真系統對學生進行初期訓練前，學生已進行數控機床和通用機床加工認識實習及通用機床的實訓，學生已學會刃磨車刀，熟悉機床加工的各種方法及切削用量的選擇技巧，已建立了較為扎實的機械加工的感性認識，同后階段的實際數控機床的操作訓練、綜合課題的強化訓練，以及畢業前的到對口企業的數控機床實習來解決，方可彌補應用數控加工仿真系統進行教學的這一缺陷。

其次，我國的數控加工仿真系統軟件的設計與應用尚處在剛剛起步的階段，與國外一些較為成熟的職業技術教育數控加工仿真系統軟件相比還有一些差距，仍有不少亟待完善之處，有些指令無法執行，有些功能同實際機床有些許出入，比如我們在教學過程中碰到過GSK980系統對刀時跟實際機床有一些不同，使學生對編程理論產生疑惑而無所適從，這就對它的使用范圍有所限制，任課教師應該熟悉這一差別，及時加以說明，并積極與數控加工仿真系統軟件設計方進行聯系以便及時予以改進。

其三，在利用數控加工仿真系統軟件進行技能訓練時容易使學生對計算機產生依賴心理，沉迷于仿真加工，而疏于上數控機床操作。個別學生甚至趁老師不注意上網或玩電游。這就要求數控實訓教師提高管理能力和教學水平，合理分組科學安排應用數控加工仿真系統軟件進行技能訓練的時間，仿真訓練與操作訓練在后階段應穿插進行，科學管理就可將這一負面效應減少到最低程度。

數控加工仿真軟件在教學中的應用尚在起步與研究探索階段，只要積極思考在應用中產生的問題，主動采取應對措施，我們正確發揮其在教學中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。

參考文獻：

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2、《數控加工技術》

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3、《機械制造工藝基礎》

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4、《教育學》

南開大學出版社

5、《數控車床工實訓與職業技能鑒定》 主編 任級三 遼寧科學技術出版社

第四篇：數控機床仿真在數控教學中的引用

數控機床仿真在數控教學中的引用

摘 要：本文結合當今數控機床仿真軟件的出現和我單位數控加工教學和培訓的職能，及數控機床操作培訓事故率多、對機床損壞大等特點論述對于初次接觸數控機床的學生和學員結合數控機床仿真軟件來進行基本操作培訓。

關鍵詞：虛擬數控機床 數控教學與培訓 虛擬現實 仿真

0 引言

隨著數控加工在機械制造業中的廣泛應用，數控操作者的大量培訓便成為迫切的問題。在傳統的操作培訓中，數控編程和操作的有效培訓必須在實際機床上進行，這既占用了設備加工時間，又具有風險，培訓中的誤操作經常會導致昂貴設備的損壞。

隨著計算技術的發展，尤其是虛擬現實技術和理念的發展，產生了可以模擬實際設備加工環境及其工作狀態的計算機仿真培訓系統。它用計算機仿真培訓系統進行培訓，不僅可迅速提高操作者的素質，而且安全可靠、費用低。

與科學幻想相似，想象力和技術的相互結合造就了虛擬現實。培根在13世紀寫的沒有馬的轎車和配備動力的機械的科幻故事就是這類結合的早期見證，凡爾納在19世紀寫了火箭和潛水艇的預言性科幻小說，特別是一些科幻作家們已做出的各種利用虛擬現實的基本概念的設想正在逐步變成了具體化。上世紀內所建樹的幾個技術性里程碑使得虛擬現實成為可能，電話、無線電、電視、半導體三極管和集成電路(微處理器芯片)和液晶顯示器。尤其是計算機技術的飛速發展。一些早期的仿真嘗試(例如第一臺飛行模擬器、立體電影、電視游戲等)都已成為當今虛擬現實仿真的先驅。當然虛擬現實技術的發展歷程與電子學以及計算機產業的蓬勃發展是分不開的。

目前在國內已經有少數高等院校將計算機仿真初步運用于數控操作人才培訓的教學之中，也產生了各種仿真教學系統。這些教學系統既能單機系統獨立運行，又能在線運行。獨立運行即機床模型方式，其培訓設施只需一臺微機，數控機床的模擬操作在顯示屏顯示的仿真面板上進行，而零件切削過程由機床模型三維動畫演示，用這種方式進行初步培訓是經濟有效的；在線運行即機床工作方式，這種方式下教學系統將與實際機床連接，由硬件實現零件切削過程，這時除了操作者是用仿真面板操作外，其它則與實際機床的真實情況一樣，簡單來講就是利用計算機和其他的專用硬件軟件去產生一種真實場景的仿真，參與者可以通過與仿真場景的交互來體驗一種接近于真實的場景的感覺。因此能進一步培訓操作者的實際工作技能。

數控仿真系統的核心是虛擬數控機床，而虛擬數控機床又是虛擬制造技術中的一個執行單元，它不僅在數控加工過程中為產品設計提供了可制造性的分析，而且在數控系統的學習和培訓中，為各類學校和企業技術人員提供了完善的學習和培訓。該類系統完全模擬零件的切削過程，能檢驗數控指令正確與否，提供一套功能齊全的調試、編輯、修改和跟蹤執行等功能。1 虛擬數控系統功能

虛擬數控機床實際上是虛擬環境中數控機床的模型。與真實機床相比，虛擬數控機床應具有以下功能： ·虛擬數控機床應具有與真實機床完全相同的結構。虛擬數控機床能模仿真實機床的任何功能而不致因為采用某種近似替代而導致某種結構和信息的失真或丟失．并應與真實機床有完全相同的界面風格，為技術人員的學習和培訓提供保證。

·虛擬數控機床強大的網絡功能，為遠程教育提供可能。

·完善的圖形和標準數據接口。用戶既能在真實的環境中運行虛擬機床，又能觀察它的各種遠行參數，并能與其他CAD／CAM軟件接口。3平臺的購建

虛擬數控機床是如何實現這些功能的呢？它一般是通過以下的構建平臺來實現。

①Nc解釋平臺 NC解釋平臺包括NC解釋器和NC驗證器。任務分配數據庫從任務調度中接受數控代碼并將其翻譯為虛擬機床的部件、刀具等運動的信息，并將其通過計算模塊來模擬機床的響應，NC解釋器能夠被自由地配置從而能夠模擬任何一種數控機床的CNC控制器。

②NC驗證器，能夠驗證NC代碼的語法正確性。

③刀具庫 刀具庫應包括一臺數控機床所需的刀具，并能自由配置刀具庫中的刀具號．從而能模擬任何一種數控機床的換刀形式。

④仿真平臺 仿真平臺包括刀具軌跡仿真、切削力仿真，加工精度仿真、三維動畫仿真、加工工時統計分析，仿真平臺是虛擬數控機床的核心技術。操作者可以在虛擬的環境中進行機床運動和切削過程等的仿真，從中獲得相關的加工數據。如進給軸的位移量、換刀狀態、主軸轉速、加速度、進給量、加工時間等。通過加工過程的仿真，了解所設計工件的可加工性，驗證NC代碼的正確性以及評價和優化加工過程，并通過在線修改NC代碼來優化NC代碼。

⑤計算平臺 計算平臺用來完成虛擬數控機床中各種計算，如根據NC代碼計算加工零件新的幾何形狀，根據刀具的材料、運行時間、零件的材料性質和潤滑介質的性質計算刀具的補償量和熱補償量。這些計算結果是虛擬數控機床在應用于虛擬制造過程中的加工方案評價以及可制造性分析所必須的。

⑥設計開發平臺 虛擬數控機床的設計平臺是一個面向對象的數控軟件庫及其開發環境。通過對數控軟件的標準化、規范化研究和其它CAD／CAM軟件的數據交換，并對典型的零件進行封裝，設計成具有穩定、通用接口的可重用的軟件。

⑦操作運行平臺和監控平臺 在虛擬環境中完全實現真實機床的操作，讓使用者完全感受到真實機床的運行特性。在這些基礎上的監控硬件和軟件，用來控制簡易機床．增加虛擬數控機床的真實感．并且可以進行典型零件的實驗性試切加工，讓使用者有一種身臨其盡的感覺。尤其是在數控教學和培訓過程中，初學數控編程者需要大量的編程練習，并進行實際調試。用試切法來檢驗數控加工程序顯然不合理，而且也難于實現。如果利用仿真技術，這些問題可以輕松得到解決，從而避免編程時人為出錯或工藝不合理造成工件報廢。4 總結

鑒于虛擬數控機床具備的功能，針對目前我單位數控教學課程和參加數控實習學生人數的增多，及數控設備較為精密、昂貴的特點。把數控加工仿真軟件引入教學之中，用于數控機床操作與編程培訓，這樣既可以避免因誤操作造成價格昂貴的數控機床的損壞，又可以使操作人員在對仿真數控機床操作過程中產生臨場感和真實感。而且能夠讓同學們更快地熟悉和了解數控加工的工作過程，并且掌握每種數控機床的基本操作。更大的好處是在實現了同樣效果的情況下將加工出錯及事故發生率降低到了最小程度。

我單位目前的硬件設施基本具備，包括微機房、局域網和各類數控機床等。不久的將來在校園網接通之后，這種教學方式確實很有可能成為現實。尤其是在北航工程訓練中心開設遠程教育課程之后，相信這種教學方式必將成為一種必要的教學手段。

第五篇：數控加工仿真系統的應用

《數控加工仿真系統》的功能

教學功能

本軟件具備對數控機床操作全過程和加工運行全環境仿真的功能。可以進行數控編程的教學，能夠完成整個加工操作過程的教學。使原來需要在數控設備上才能完成的大部分教學功能可以在這個虛擬制造環境中實現。由于大部分的實訓活動可以在本仿真系統中實現，使用本仿真軟件將大大減少在數控機床設備上的資金投入，從而可以加快當前緊缺數控加工操作技術人員的培訓速度。由于使用仿真軟件，也大大減少工件材料和能源的消耗，從而可以降低培訓成本。

由于仿真軟件不存在安全問題，學員可以大膽地、獨立地進行學習和練習。本軟件中不僅具有對學員編制的數控程序進行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實設備上無法實現的三維測量功能。這些功能使得學員可以進行自我學習，自我檢測加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強度。

本軟件的互動教學功能使得教師既可以以廣播的方式在每個學生的屏幕上演示其教學內容。教師也可以在自己屏幕上看到每個學生的操作情況，實時了解教學情況。

許多教師在數控理論課程中也使用本仿真軟件，使得課堂的教學變得更加生動、更加具體，教學效果明顯得到提高。

考試功能

數控加工技能操作考試不僅重視最后的結果，更重視操作的過程。本軟件最初是為上海市就業培訓與指導中心的社會化數控技能鑒定專門開發的。考試功能不僅記錄了考試的最后結果，還把整個操作過程完整記錄下來。通過回放功能可以察看考試的操作全過程。近二年來，由于數控操作人才的緊迫需求，全國各級學校和培訓機構對數控專業或者相關專業的招生都已經達到史無前例的規模。數控專業學生在幾百名的學校已經為數不少，甚至有上千名的。工件精確測量是一件非常繁復的工作，對數控學生人數眾多的學校，即使在仿真軟件上進行一次考試或者練習都可能是非常困難的。根據廣大用戶的需求，本軟件近來增加了工件的自動測量功能。該功能能夠對仿真軟件上加工完成后的工件進行完全自動的、智能化的測量。如果事先設定了評分規則，就可以進行全自動的評分。在大連市技能鑒定中心進行的數控操作工社會化考試中，數控機床操作的仿真考試中已經實現了完全自動評分。經過半年多的連續使用，證明該項功能已經完全達到預定設計目標，現已經交付大連市技能鑒定中心自己獨立使用。本軟件的完全自動評分功能在同類產品中是獨一無二的。

遠程教學功能

本軟件不僅在局域網上具有雙向互動的教學功能，還具有基于互聯網進行雙向互動的遠程教學功能，數據傳送可以采用衛星、寬帶（ADSL,ISDN,有線CABLE等）或窄帶互聯網（56K Modem）等方式進行。這使得遠程教學成為名副其實。因此，本軟件不僅適合于寬帶互聯網已經能夠達到的地方的遠程教學。同時，也適合于寬帶互聯網還不能達到、僅有電話線到達地區的遠程教學。該項目于2002年1月通過了上海市科委鑒定，鑒定意見認為該項目“技術先進，功能組織合理，達到了商品化軟件的水平，特別是其基于56K Modem窄帶互聯網進行三維視圖實時更新的異地互動協同工作技術，并用于數控加工仿真系統中，具有獨創性，達到了國際領先水平”。2001年年底以來，使用上海廣電集團的衛星微波通訊連

路，本軟件在上海市就業培訓與指導中心數控加工遠程教學課程中開始投入實際使用。經過三年多時間的使用，證明效果良好。為今后實現對我國西部地區的數控遠程教學奠定了基礎。本軟件 基于互聯網進行雙向互動的遠程教學功能在同類產品中也是獨一無二的。

數控系統

由于社會多元化的需求，促使學校和培訓機構向多種數控系統方向發展。但是，一般的學校和培訓機構不可能購置所有主流數控系統和設備。為此，本軟件產品正在仿真更多的數控系統。目前，本軟件 產品仿真的數控系統已經包括 Fanuc 0系統、Fanuc 0-I系統、Fanuc PowerMate 0系統、Siemens 810D系統、Siemens 802C系統、Siemens 802D系統、PA 8000系統、三菱60系統、大森數控系統、華中數控系統和廣州數控系統。機床包括數控車床、數控銑床、立式和臥式加工中心以及幾十種機床面板。本軟件所仿真的數控系統是國內同類產品中最全的，有些是獨有的。