数控仿真教学系统

数控仿真教学系统（共12篇）

数控仿真教学系统 篇1

目前, 数字控制技术与数控机床给机械制造带来了巨大的变化。不仅大型企业, 很多乡镇小型企业也用上了数控机床。在职业中专学习数控机床的学生一年比一年多, 由于学生人数的不断增加, 有限的机床数量难以保证每个学生有足够的上机时间, 同时由于是初学者, 经常会导致刀具设备的损坏, 甚至出现安全事故, 而数控技术又是一门实践性很强的课程, 要想达到理想的教学和实践效果, 我们采用了数控仿真进行辅助教学, 它解决了迫在眉睫的学生多, 学习效率低, 初学者易出错的问题。

一、数控加工仿真教学系统

随着虚拟现实技术及计算机技术的发展, 出现了可以模拟实际机床加工环境及其工作状态的计算机加工系统, 它是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能实训的仿真软件, 利用计算机的仿真系统进行学习, 可以迅速提高学生的理论和实际水平, 非常安全而且实习费用低。目前国内已经出现了各种数控加工仿真教学系统, 如北京斐克、上海宇龙、广州超软和南京宇航等不同数控加工仿真软件。我们学校选择了南京宇航数控仿真软件。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的, 又可以大大减少昂贵的设备投入。它具有FANUC、SIEMENS系统功能, 学生通过在PC机上操作该软件, 能在很短的时间内就能操作FANUC、SIEMENS系统数控车、数控铣及加工中心, 可手动或自动编程和加工, 教师通过网络教学, 监看窗口滚动控制, 可随时获得学生信息。该软件兼容性广, 可和国内数控设备配套教学使用。它能够像真正的CNC机床一样进行控制面板操作, 可在虚拟的数控系统里编程移动命令和进行机床动作, 而后传输给虚拟机床加工工件, 并实时显示程序路径和三维工件图形。

数控加工仿真软件具有丰富功能, 例如全面的仿真功能、丰富的刀具库管理功能、全面的检测功能等。全面的仿真功能包括机床操作的全过程, 即:毛坯定义、工件装夹、压板安装、刀具安装、基准对刀、机床手动操作、自动加工、检测并且能够做三维仿真, 等同于对真正的CNC机床的操作;丰富多样的刀具库管理体系采用数据库统一管理的刀具材料、特性参数库, 含上百种不同材料、类型和形状的车刀、铣刀, 同时还支持用户自定义刀具及相关特性参数;全面的检测功能有手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测, 包括刀具与夹具、压板, 机床行程超程, 主轴不转时刀具与工件的碰撞等出错时会有报警或提示, 从而防止错误操作的发生;完善的图形和标准数据接口即三维铣削CAD功能, 包括交互设计、用鼠标绘图和曲线建模、支持轮廓、凹腔和钻削加工过程, 并将其它软件生成NC程序调入加工;强大的网络功能可实现远程教育, 通过网络实现互动教学, 使得远程教学成为名副其实, 它代表未来教育的发展方向。

二、数控仿真系统在教学中的应用

众所周知, 现在职业中专学生, 学习基础差, 学习的主动性不强, 所以教师教学显得很困难, 传统的教学方法已很难使学生接受, 因此通过灵活的、先进的教学方法和教学手段来提高学生的学习兴趣。作为职专生, 必须有过硬的操作技能, 才能在社会上有立足之地, 我们尊重学科体系, 渗透能力训练, 将理论知识应用到实践中来。通过应用数控仿真软件, 能较为娴熟地运用行为导向教学方法, 在课堂上真正体现学生为主体突出显示学生动手动脑的能力, 变学生被动学习为主动学习。培养学生分析问题, 解决问题的能力。通过情境教学, 大大提高了学生的学习兴趣和主动性。

教师十分重视应用数控加工仿真系统于数控编程这一理论教学课程和作为操作技能训练这一实训课程, 但应摆正数控加工仿真系统在教学中的位置, 既不能完全依赖仿真系统而放弃教师在教学中的引导作用, 也不能延续在教学中教师唱独角戏的教学方法, 而忽视数控仿真系统的应用, 应加强互动, 提高学生的学习能力, 科学地充分发挥仿真系统在教学中的作用。在进行数控编程与操作教学中, 教师重点解决编程方法、工艺安排方面的问题, 利用仿真系统解决程序校验, 以及不同系统不同机床的操作问题, 复习在普通机床加工中已学过的切削用量的选择、刀具的刃磨、刀具的选用等方面的知识。每次上机有明确的课题, 在上机前利用示教模式或投影仪进行数控加工仿真系统的操作演示, 并在学生中进行巡回指导。这样使学生更快更好地掌握对数控编程和操作技能, 培养了学生学习能力, 解决实际问题、独立工作能力。

在教学过程中, 我们主要讲解与训练社会上最常用的FANUC、SIEMENS的编程方法和操作应用, 使学生能熟练掌握、灵活应用;再安排适当的课时讲解国产的华中、广数的编程与操作方法和不同面板的操作, 开阔学生的知识面, 提高学生对不同操作系统、面板的编程与操作能力, 使他们能很快适应不同企业、不同数控系统的数控机床的操作和编程, 并有较强的工艺和现场问题的处理能力。

三、数控仿真系统在教学中效果显著

随着数控化率的提高, 对数控方面的人才的需求也在不断的增加, 为了保证每个学生有足够的上机时间, 我们的数控机床的数量也必须随着学生的增加而增加。但我们知道数控机床属于高科技产品, 品种多、价格高。一台普通的数控机床少则几万, 多则一、二十万, 加工中心少则五六十万多则几百万, 有的甚至上千万, 所以数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行, 投入大、消耗多、成本高。因此运用数控加工仿真系统教学是解决这一问题的重要途径。把仿真系统引入到教学中这样既可避免因初学者误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏, 又可以使操作人员感受仿真数控机床操作过程中产生现场感和真实感。随着人数的增多, 我们可以通过计算机大量配置终端, 彻底解决了数控机床数量不足的难题, 使每位学员有足够的实践机会。因此能够让学生很快的熟悉和了解数控加工的工作过程, 掌握各种数控机床的操作方法。并且仿真软件不存在安全问题, 若操作失误, 系统会有所提示, 给仿真者以警示, 这使得操作变得生动、形象起来, 巩固了学生的操作能力, 达到了实训效果。这样学生可以大胆地、独立地进行学习和练习, 减少了工件材料和能源的消耗, 节约了实训环节的培训成本。所以它是数控实习教学的前期教学的好的辅助手段, 提高了培训效率, 节约了成本。

传统的学习是枯燥的指令讲解, 空对空的编程训练, 特别是考试时, 程序的批阅更是让数控教师头昏眼花, 因为每个人的编程会有所差别, 比如:有人用固定循环编程, 有人用子程序编程, 而且工艺上也会有所差别。改卷的工作量非常大, 所以考核就不一定每个课题都进行。但在应用了数控仿真系统教学以后, 教学变得更加生动、具体、形象, 提高了学生的学习兴趣, 教学效果明显得到提高, 并能自我检测加工零件的几何形状精度, 对学生操作能力和培训起到了极大的提高和加强作用。这样我们就可以每课题进行一次考核, 因为通过仿真软件可以直观看到最终工件的形状, 还可以通过查看刀具轨迹查看他的工艺和中间编程是否存在问题, 真正达到了又直观、又具体、又生动、又准确的考核效果, 减少了教师的工作量, 提高了教学质量。

综上所述, 数控加工仿真系统会在以后教学中发挥越来越重要的作用, 并且在数控教学中的应用也会越来越广泛。

摘要：数控仿真教学软件利用它的虚拟现实技术、图形设计与仿真功能, 改善了目前数控技术课程教学中设备投入大、学生多、上机时间短、学习效率低的现象, 提高了学生的编程和操作能力。

关键词：数控仿真教学系统,数控加工,教学,应用

数控仿真教学系统 篇2

摘要：数控技术的发展迫切需要职业院校尽快培养高素质的应用型技术人才,数控仿真软件在数控教学中的应用将有利于数控教学水平的提高。

关键词：数控技术;数控仿真;教学水平

数控技术是先进制造技术的核心,世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力、适应市场能力和竞争能力。随着我国加入世贸组织,综合国力进一步增强,我国经济全面与国际接轨,并正在成为全球制造业中心,进入了一个空前蓬勃发展的新时期,这必然对掌握现代化制造技术的人才、特别对一线数控技术工人形成了巨大的需求。职业院校如何更快更好地培养出满足市场需要,掌握数控机床编程、操作与维修等技能的人才,早已是数控教学工作者研究的课题。本文讨论的是采用数控仿真软件将数控教学与实际操作有机地结合起来,提高数控教学水平,培养高素质的应用型技术人才。

1.应用数控仿真软件的优越性

1.1 增强了学校设备配备的科学性和实习安排的多样性

数控机床属于机电一体化的高科技产品,品种多、价格高。一台数控车或数控铣至少7、8万,一般也在20万左右。一台数控加工中心一般要30万左右,多则达百万甚至上千万。数控机床的实训如果完全按照实操进行,不但投入大,而且消耗多、成本高,即使是实力雄厚的院校或企业也难以承受此种消耗和投入。而使用数控仿真系统可以弥补此不足,使数控技术的.教学达到投入少、内容多、见效快、培养的学生适应性强的目的。这种教学模式既区别于传统的机械加工培养模式,又与一般的机电专业教学模式不同。它既能避免学生初期实习时不熟悉数控系统及面板操作带来的设备安全等问题,使学生大胆地通过仿真对所编程序进行验证,又可以克服人多而设备少的矛盾,使实习的安排达到多样化,减少了数控机床的使用时间。同时,还能提高学生的学习兴趣和编程能力,是一种既经济实用、又安全可靠、功能多样的数控教学辅助工具。

1.2 提高了数控理论教学效果

数控编程与操作的教学模式在未使用仿真软件之前与其它课程相同,主要是课堂教学。这种教学方式不但使教师不易检查出学生所编程序的正确与否,而且也不利于学生对程序的理解,但是这些问题在实际编程和程序运行前是必须要解决的。而在黑板上讲按键的作用与操作极易使习者枯糙,教者乏味,所以课堂教学的效果甚微。如果把数控仿真软件适时引入教学,学生所编程序可以通过仿真系统演示出来,对程序编写的错误就能及时发现,特别是使学生对程序中复式循环指令的理解就更加容易。通过仿真,可使学生在教室里就能看到与实际加工基本相同的零件加工过程。这不但有利于提高数控理论教学效果,更有助于学生编程能力的提高,也为以后的实际操作奠定了坚实的基础。

2.如何把数控仿真软件应用于教学

2.1 恰当运用仿真系统,充分发挥其在教学中的作用

数控编程与操作是一门理论性和实践性均很强的课程。它一般是学生在完成了专业基础理论教学、专业基础实训(包括钳工、普通机床加工)的基础上进行的。因此在起初教学时,应合理安排课堂理论教学与上机仿真教学的课时比例,一般为1:1,教师可以根据学生层次和实际情况适当调整。在课堂教学中应重点解决编程方法和编程中的工艺问题,这也是对后续实训所做的必要练习。学生上机可利用数控仿真软件进行程序的输入、校验等练习,同时可让学生了解不同系统、不同机床的操作方式。通过使用仿真系统,不仅要让学生更快、更好地掌握专业技能,还要培养学生独立解决实际问题的能力。

2.2 科学运用仿真教学,提高学生数控编程与操作水平

数控仿真教学系统 篇3

关键词：数控加工仿真;数控教学

数控机床是高科技产品，种类众多，技术含量非常高，价格十分昂贵，一台数控车床或者数控铣床动辄几十万，在数控教学中全部采用实际操作的方式进行将会造成十分高昂的教学成本，实力雄厚的重点院校企业同样无力承担，所以研究一种仿真系统代替实际操作成为了数控教学主要的发展方向，本文就对数控加工仿真系统在数控教学中的应用进行研究，试图摸索出一套更有效，更加节省的数控教学方法。

1.数控教学中存在的问题

数控机床是机电一体化设备，造价远高于普通车床，完全依赖数控机床实际操作进行实训消耗的成本是难以承担的。

数控机床发展非常快，型号众多，更新比较频繁，学校将全部型号系统配齐是不现实的，学生在学校接受数控车床学习之后往往发现工厂中的车床和学校的差别较大，导致学生毕业之后需要在工作岗位上摸索很长时间才能够真正适应机床。

数控机床采用自动运行的方式，学生在初学阶段，极容易因为编程不合理造成刀具和机床损坏，维修的造价很高，甚至可能导致学生受伤。

2.数控加工仿真系统

数控架空仿真系统是在计算机技术和虚拟现实技术飞速进步的情况下产生和发展的，主要用于进行实际设备的模拟和工作状态的仿真，采用计算机仿真培训系统进行培训，能够迅速提高操作者的操作水平，并且不会对真实设备造成损坏。

国内已经有很多学校在教学过程中应用了计算机仿真技术，在数控操作人员培训方面更是产生了各种仿真教学系统。数控加工仿真系统实际上就是计算机以及其他专用硬件软件对真实场景的一种模拟，参与者能够通过和仿真情况的交互来学习数控机床的实际操作。

数控架空仿真系统以虚拟数控机床为核心，虚拟数控机床是虚拟制造技术的一个执行单元，能够给产品设计过程提供可制造型分析，还可以用作学生学习实际操作的工具。通过对零件切削过程的模拟来检查数控指令是否正确。数控加工独立仿真系统可以独立和在线运行，独立运行设备需要一台微机，在显示屏仿真面上上进行数控机床模拟，零件切削过程采用三维动画表示，这种模式方式是十分直观有效的。而在线运行则是将教学系统连接在实际机床上，控制硬件通过对真实场景的仿真，让学生获得一种类似真实的感觉，提高学生的实际操作能力。

3.数控架空仿真系统应用于数控教学的策略

3.1数控加工仿真系统选择

数控加工仿真系统种类和软件形式比较丰富很多数控机床自身就带有仿真系统，然而这些数控加工仿真系统在教学中适用性不强，对教师教学和学生训练具有一定的局限性。很多先构图之后进行自动编程仿真的软件不适用于手工编程，而采用上海宇龙公司开发的基于虚拟现实技术的仿真系统则能够实现对数控铣床、加工中心、车床加工中心加工全过程的仿真，是一种比较理想的仿真系统。

3.2应用策略

3.2.1活化教学方法

传统教学方式在数控教学中的应用效果不是十分理想，因为数控加工有着很强的实践性，理论知识的讲解不能给学生产生很强的印象，所以需要采用灵活的教学方式，提高学生的学习热情。数控专业教师需要不断提升自身的教学水平和数控专业技能，要具有相当的数控编程能力，工艺处理能力和机床实际操作技术，采用行动导向的教学方式，将学生的整体地位充分发挥出来，让学生动手动脑，提高学生的主动性。教师需要积极对学生进行引导，在学生在仿真系统操作过程中遇到的困难进行生动的讲解，尽量集中每堂课的知识点，由浅入深，循序渐进，让学生有层次的掌握编程方法和实际操作技巧。

3.2.2应用仿真系统，实地操作

数控加工仿真系统在数控编程和操作理论教学中能够得到有效的利用，是提高学生数控实际操作能力有效的辅助教学工具。教师需要在教学过程中将仿真系统的可操作性充分利用起来，不能在教学过程中过分依赖仿真系统，弱化数控理论知识的学习加强，也不能一味采用“独角戏”的教学方式，纸上谈兵，导致学生对机床的恐惧心理。

在数控编程和操作课程操作过程中，应该将教学的中心放在编程方法和在编程过程中解决工艺问题的措施。学生则利用仿真系统，进行程序校验，熟悉不同型号不同种类机床的操作问题。在上机操作之前，教师要给学生提出明确的课题，教师需要首先在数控加工仿真系统中进行演示，或者利用多媒体进行演示，学生上机过程需要巡回指导，学生通过在数控仿真系统进行编程和操作，提高了学生自学能力和解决问题的能力，同时有效避免了初学者对车床造成的破坏。

3.2.3编排合理的教学内容

按照三个层次安排教学内容。基础模块对数控系统最常见的车床、铣床、加工中心以及编程方法、操作方法和应用进行研究，这是数控教学的“基本功”，是非常重要的知识环节，学生一定要非常熟练，并且能够灵活应用。

之后安排提高模块的教学内容。对三种机床的编程和操作方面进行详细讲解，加深学生对不同数控机床编程方法的理解。

另一模块是扩展模块，对国产主流数控系统的编程操作方法进行讲解，拓宽学生视野。

3.2.4在课程设计中的应用

传统数控技术专业课程设计往往采用图纸和课程设计的方式进行，但是在学生的课程设计报告中我们发现很多问题，在零件工艺分析、加工路线和工艺卡片等方面存在着明显不足，这样的课程设计不是我们想要的。

引入数控加工系统的课程设计则将课程设计分解为理论和实际操作两部分，在实践部分，要求学生首先在仿真系统上进行手动编程，之后检查第一部分内容的合理性，之后根据编程在实际数控机床上进行操作，进一步验证方案的可行性，采用这种课程设计方案显著体伽勒课程设计的效率，同时也锻炼了学生思考和分析的能力。

4.结束语

数控加工仿真软件应用于数控教学，能够显著提高学生的实际操作能力，并能帮助学生对多种操作系统车床的操作和编程方法进行了解，而且能够减少初学者对成实际车床设备的损坏，并一定程度上保护了学生的人身安全。

参考文献：

[1]黄志辉.数控加工编程与操作[M].北京：电子工程出版社，2012，（8）.

[2]朱丽军.数控仿真应用软件实训[M].机械工业出版社，2013，（5）.

[3]曾小慧，吴明华，潘铁虹.在线数控加工仿真教学系统的实现[J].组合机床与自动化加工技术，2011（9）.

数控仿真教学系统 篇4

1 数控仿真技术教学的作用

进入新世纪以来, 我国制造业在世界上所占据的比重逐年递增, 随着我国逐步成为世界制造业中心的速度不断加快, 在近年来, 我国逐步成为世界制造业中心。但是作为制造业主力军的技能型人才, 在我国呈现出严重的缺乏状态。这种状态已成为影响世界发展的关键环节, 也是目前存在的主要问题。职业院校作为技能型人才的培养聚集地, 是培养一线技术操作人员和高质量技能人才的重要场所, 其在教学中, 各种科目的应用和探究已成为今天人们关注的重点, 也是教学体系的应用关键。在其教学的过程中, 数控仿真技术的主要作用有以下几个方面:

1.1 投入低、成本少

在现阶段的数控设备中, 存在着严重的成本浪费问题。一般在数控机床的应用中, 其投入最少也在7~8万左右, 而一般的加工中心更是需要50万左右。因此在机床的实训过程中, 如果完全按照过去实打实的培训模式, 那么很容易造成贵重设备的损坏和不良运行, 造成严重的经济后果, 这种后果可以说是某一个学校无法承担的, 因此在教学的过程中就需要通过相关的技术措施进行综合完善, 从而提高整体教学效率和质量。数控仿真技术作为近年来实践教学体系中采用的主要方式, 其在教学的过程中通过多种数控系统体系来实现全面是的教学辅助模式, 使得在机床教学中利用先进全面的教学手段和科学技术从而实现其全面教学模式。

1.2 提高学生动手操作能力

数控仿真系统的利用具有着多方面, 多操作性和多种机床相互结合理应的优势, 它可以在教学的过程中逼真切实的将各种系统模式和方法现实在计算机之中, 学生能够通过电脑操作逼真的记录下自己需要的基础知识, 同时熟练操作和动手能力。

1.3 加强学生实践能力

为了提高学生就业率和工作的态度, 在教学中采用仿真技术不但能够提高学生的学习效率, 增加学生的动手操作能力, 而且还能够有效的开拓学生视野。全面增加学生的思维能力, 在学生学习中, 全面了解系统技术相关知识, 提高学生对各种数据相关联的处理要求, 使得学生能够更好、更全面的掌握所学基础知识, 从而增加其对不同系统、不同数据类型、不同操作面板和操作模式的适应能力, 增加学生的知识面。同时这种教学方法避免了学生在学习中的枯燥和乏味, 有效的提高了学习兴趣和效率, 为教学质量的提高奠定了基础。

2 数控软件

数控技术在我国的机械制造业中已成为不可缺少的一部分, 在职业院校教学中培养高素质技能型人才也成为越来越不可忽视的重点。各职业技术院校紧追时代步伐与市场需求, 都不断的通过各种手段和措施来提高和扩大数控加工专业。在这种情况下, 学校为了增加和提高生源, 不断的采用各种不成熟、不合理的方法招生, 使得学校学生增加的同时, 而院校实习设备却出现无法满足教学要求的矛盾。数控仿真系统是利用现代计算机虚拟机械零件的方法来实现机械教学中所需要注意的各方面重点, 进而全面的配合教师教学的合理进行, 做到全方面教学方式和流程。机仿真系统教学的主要措施, 是在教学的过程中全面增加和提高学生的动手实践操作能力, 也是其在教学中主要的应用作用, 通过在教学的过程中实现全面教学手段, 使得其在教学中是一个全面的编制模式。

3 数控仿真系统在教学中的应用

3.1 树立学生学习激情

初次上课以数控仿真教学激发学生技能操作的积极性, 通过采用先进的科学技术和身临其境的仿真演示来提高学生对学习的好奇心理和求知欲望, 从而增加学生的学习要求和模式。在学习的过程中, 通过将教学内容有组织、有步骤的结合计算机技术手段进行演示, 促使学生对学习兴趣的良好认识和合理利用。

3.2 构建科学合理的教学安排

在数控教学中, 通过以就业为导向的教学思想来合理安排教学内容, 这就需要在教学的过程中将变成控制课件与内容统一结合起来, 形成系统化的教学流程和方式, 进而采用仿真系统和仿真技术综合处理, 形成一套完善的且具有实际操作性能的教学体系和教学方法。在教学的过程中, 可以通过将数控编程合理的进行安排, 然后通过讲解和训练来实现学生对机床数据的变成要求和操作流程, 最终实现熟练的教学操作模式。

3.3 以学生兴趣和激情安排课程

学生学习积极性和主动性是衡量教学效率和质量的关键, 也是评价教学方法优越性的依据, 因此在教学的过程中我们要加强对学生兴趣和激情的培养, 完善评价体系。首先这就需要在教学工作中合理的安排加工工艺, 并且使得这些工艺在教学中具有一定的弹性要求, 对各项教育答案不能限制的太过迂腐。其次既要评价技能操作结果, 又要有效、合理的评价学生才做水准, 要对学生学习和操作的积极性、表现能力给予肯定和嘉奖。

3.4 利用仿真进行教学实验与研究总结

仿真课结束后, 要及时的对教学内容进行思索和探究, 并通过合理的手段和方法指引学生进行体验和复习, 使得学生能够及时的发现学习中存在问题, 并提出解决方法, 在这时候, 多数情况下都是通过讨论来弥补学生学习的不足。

结束语

随着仿真软件的快速发展, 在教学中与实际加工之间的误差逐步缩小, 仿真效果也显得尤为明显, 但是这毕竟不是真实的工作, 因此只有在应用和教学中进行合理、统一、全面的安排, 才能避免产生各种问题。使得仿真软件就会起到事半功倍的效果, 在数控教学中有效的提高职业院校学生的编程和操作能力, 为学生实际操作机床、进行编程加工打下较好的基础。

摘要：随着数控机床在我国生产制造领域的逐渐普及, 已经成为现代制造业中不可缺少的设备和装备, 也是制造技术进入新时代的关键要求。随着职业院校的发展, 各职业院校为了追随时代发展脚步与市场需求, 不断开设和扩大热门专业。数控专业作为现代经济发展的热门专业, 受到各类职业的关注, 但是在许多职业院校教学中都存在着实践设备与学生实验要求不符的矛盾, 同时也是了学生的学习兴趣和教学质量。在这种矛盾的影响下, 采用数控仿真系统已成为解决这种矛盾的主要手段。本文就数控仿真系统对于提高数控教学的效果进行分析, 进而阐述了其未来发展趋势。

数控仿真教学系统 篇5

关键词：数控教学 数控加工仿真软件 鉴定 应用

全球知识经济的发展，使机械工程成为一个跨越机械、电子、计算机、信息、控制、管理以及经济等多学科的综合技术应用学科，数控加工应用技术专业应运而生，这对传统意义上的机械加工专业教育提出了新的更高的要求。株洲技术学院抓住机遇，锐意改革，积极探索数控加工专业技术人才的培养新模式，着力培养中级、高级各层次的宽厚型、复合型、开放型和技能型的数控加工应用技术人才，为国家经济建设输送一大批应用型技能型人才。

我院自起，开始培养数控加工专业的学生，率先革新专业学科教学内容，积极进行数控加工技术教学模式的改革及数控加工仿真系统在数控教学与鉴定中的应用研究，取得了良好的教学和鉴定效果，受到了学生、家长及社会的欢迎，使数控专业成为我院的拳头专业之一，数控专业的学生占我院三千学生总人数的三分之一，用以满足数控加工人才的培养的社会之急需。

一.问题的提出：

随着科学技术的发展，数控加工技术正在得到广泛的应用。数控人才成为劳动力市埸急需的人才，如何尽快地培养出满足市场需要、掌握数控机床编程知识和操作技术的数控技能型人才成为数控教学工作者必须研究的问题。作为数控编程与操作的专业教师,深感如何将数控编程教学与数控机床操作实践有机地结合起来是值得我们认真探讨与研究的。

由于数控机床是一种新型工艺装备，故数控技术工人的培养和数控机床的教学还处在刚刚起步的状态，如何利用数控加工仿真系统进行教学和鉴定更是处在探索阶段，因此有必要对数控教学模式、教学手段和教学方法的完善进行有益的探索，创新数控专业的职业技能鉴定的工作方法，建立一套完整的数控教学与鉴定新体系。

数控机床属于高科技产品，品种多价格高，一台数控车床或数控铣床一般需二三十万，一台数控加工中心也是少则几十万多则几百万。数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实作训练，投入大消耗多成本高，即使是实力雄厚的培训院校和企业既无必要也无力承担起此种消耗与投入。因此探索一种新的数控加工技术教学模式来达到投入少、见效快、培养的学生适应性强、企业欢迎的教学模式势在必然，这种教学模式应当既区别于传统的机械加工培养模式又与一般的机电专业有不同。运用数控加工仿真系统教学是解决这一问题的重要途径。它既能解决学生实习时不熟悉数控系统操作及控制面板的问题，又可以大大提高学生的学习兴趣，还能提高学生的编程能力及对不同数控系统不同数控机床的适应能力，是一种有效地进行数控实习的前期教学的一种良好尝试，也是进行数控机床专业职业技能考核的一种有效的手段。

二.数控加工技术教学模式的确定：

职业技术教育的数控加工技术应用专业的职业培训是使学生获得数控技术应用专业职业技能，获得利用这种专业技能生存与发展所需要的保障，即学到一种先进的为社会所急需的谋生的技能。为此，我们对数控加工应用技术专业的教学模式进行了积极的探索与研究，旨在建立一整套适应教学和鉴定的合理完善的数控机床专业的培训及鉴定的体系。我们的指导思想和目标是：

1.全面改革数控加工技术教学模式，实现两个转变，即将理论教学为主向理论教学与技能训练并重的转变，将技能训练的纯操作与纯消耗向运用数控仿真系统检验编程效果结合数控机床进行训练的转变;

2.改变原有的授课内容和方法，将传统的机加工工专业的教学内容加以整合，充实数控加工技术相关的必不可少的教学内容，辅以一系列计算机辅助的多媒体教学手段;同时全面改革数控编程与操作课程的教学内容与方法，变传统教学方法为现代教学方法、变空对空编程为培养综合编程能力即时检验编程效果的方法;

3.摈弃演示性编程，建立包括常规编程、综合性编程、设计性编程、实用性编程在内的编程体系，提高学生的动手动脑能力，为塑造具有实用性、创造性精神的中、高级数控编程与操作技能型人才打下扎实的基础。

4、拓宽学生的就业能力，使他们能很快适应不同企业不同数控系统的数控机床的操作或编程，有较强的工艺和现场问题的处理能力，有较强的计算机设计与制造应用能力。

我们的具体做法是：

(一)、正确确定数控加工应用技术的专业位置：

1、数控加工应用技术专业领域职业岗位的定位：

数控加工应用技术专业领域一般主要有以下职业岗位：普通机床及数控机床操作人员、数控编程工艺人员、数控设备维修人员、数控设备营销人员、模具设计与制造人员。

根据数控人才市场需求的调研情况，结合中技及中职、高技及高职教育的特点与定位，本专业主要定位为：培养岗位适应性较强的、紧缺性较大的、具有一定加工工艺知识和数控加工操作、编程技能兼有普通机床操作技能、CAD绘图技能的 “技术技能型”人才。

修业年限与层次：初中毕业三年(中职、中技)、初中毕业五年(高职、高技)、高中毕业三年(高职、高技)。

培养目标：本专业领域方向面向制造业，培养德、智、体、美全面发展，具有与本专业领域方向相适应的文化水平与素质、良好的职业道德和创新精神，掌握本专业领域方向的技术知识，具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，掌握数控机床的工作原理和结构知识，掌握主要数控系统的特点、具有一定数控加工工艺知识，具备普通机床操作、数控机床的操作、手工编程、自动编程、CAD绘图能力。能够获得国家数控车工、或数控铣工中级即四级(高技为高级即三级)CAD中级(或高级)职业资格证书。

职业面向：主要就业岗位为：数控加工工艺与数控加工程序编制;数控机床的操作

其它就业岗位：普通机床的操作、CAD绘图员、CAD/CAM软件应用;数控系统或设备的销售与技术服务工作;车间生产组织与管理工作。

2、数控加工应用技术教学模式的确定：数控加工应用技术教学模式应当是既与传统的机加工专业有所相同，又与其有所区别新型教学模式。在教学模式的运用时我们综合参考了德国的教育模式。德国没有CNC技术应用这个专业，他们统称为金属切削技术工。CNC技术需要相应的理论知识和金属加工的实训经验与技能作为基础。因此学生在学习CNC技术之前除完成专业制图、专业数学、机制工艺、金属工艺学等课程的学习之外，还要完成大量的钳工、车工、铣工等机加工实习。

数控仿真教学系统 篇6

关键词：数控加工 数控仿真软件

数控仿真软件是一款在计算机设备内完成数控操作加工仿真的现代化专业性软件，能同时展开刀具轨迹与机床运动的仿真。数控仿真软件通过三维显示与虚拟现实技术，使数控加工整个流程的模拟达到相当逼真的程度，进而检验加工环节里可能存在的不足。利用微型计算机的数控加工实验教学系统，可为学生知识的学习提供更真实的数控机床操作编程加工环境，可降低实际上机操作时因误操作而带来的机床与工件毁坏几率，进而提升课堂教学质量与学生实际工作能力。

一、数控仿真软件在数控加工技术教学中的作用

第一，通过数控仿真软件能够弥补设备与师资缺乏，增强学生动手实践能力，对学生技能操作熟练程度的提升更有利。利用仿真软件展开模拟操作，可为学生提供更多的实习机会，缩短新授知识转变为技能的周期。如一个班级中约有30个人，3台机床，平均每台机床约10个人，每次实习时间约3小时，而每个人的实际操作时间仅有18分钟，在如此短暂时间内，很难达到预期的效果。若我们利用每所学校均有的微机室，将3小时换作与实际机床基本相同的仿真操作的话，可保证所有学生均有足够时间来动手，提升操作熟练程度，为下一步实际操作做足准备。

第二，提供了多类机床与多类系统。现今数控机床的种类与系统厂家相当多，教学时可结合需要选择对应机床与系统完成对学生的授课，增强了学生对不同数控系统与不同数控机床的适应能力。

第三，通过数控仿真软件可更好结合理论学习，实现同步教学。若通过仿真软件一边演示一边教学，借助车刀与工件运动来显示指令轨迹，学生更易理解，还可亲手操作以加深认识，理论与实践相互融合，增强了教学质量。

二、数控加工技术课程的数控仿真软件教学要点

1.引导学生正确选用数控加工仿真系统，提高教学质量

数控仿真软件可通过计算机把所编制程序，在二维图或三维图的基础上通过动态方式把整个数控加工过程更生动地展现出来。现今有影响力、有代表性的数控仿真软件包括上海宇龙、斯沃仿真、南京宇航等。但具体选择哪种仿真软件，还应综合分析仿真系统里操作面与实训教学机床的匹配性，保证仿真系统里所用到的数控系统应与教材教学选择的数控系统或机床相符，并考虑数控仿真系统功能是否满足教学要求与仿真软件及CAD/CAM软件配套性，如通过CAD/CAM软件后置处理所生成的程序可否调入仿真系统进件虚拟加工，在仿真软件运行验证符合要求的程序可否在真实机床里加工等。笔者学校在实际操作中选用了上海宇龙数控仿真软件，软件基本可兼容目前国内已有的大部分数控系统，如FANUC、SIEMENS、广州数控等。仿真软件完全模拟真实的数控机床操作，能清晰仿真整个数控加工环节。学生在学习过程中能够更快速地了解数控机床编程与操作技能。

2.科学应用仿真软件，增强学生学习兴趣

过去在黑板上讲授不同按键名称、作用与操作方法，实质上是一件费力不讨好的事，学习者感觉枯燥，教师也乏味。但若将数控仿真软件用于数控加工技术课程中，学生所编程序能够直接在计算机数控加工仿真软件中进行模拟加工演示。由于机床操作面板的使用及零件加工过程均与实际加工情况类似，学生可从任意角度了解、掌握数控机床加工过程，毛坯加工变作成品的过程真实形象，更利于知识点的掌握。利用数控仿真软件，基于学生学习中遇到的各种困难及问题给予讲解、引导、示范操作，可以克服所有的学习困难，解决问题，增强学生学习兴趣。此外，数控仿真软件再先进，终究不是真实的，数控系统种类多，统一数控系统应用于不同厂家生产的数控机床上，实际操作中也存在诸多差异，研发人员无法全面掌握这些具体细节，仿真软件产品会出现一些与真实机床不同的感觉。教师还应为学生清楚讲述软件与实际机床不符之处，并结合机床真实情况为学生展开针对性教学，以免让学生出现误解，不利于将来机床编程与实操。

3.合理安排教学内容，循序渐进掌握数控知识

数控加工技术课程教学中应合理安排教学内容，在教学前将知识点给予有效安排，大致分作三个模块，即基础模式、提高模块与拓展模块。首先，基础模块重点讲述训练中常用到的FANUC数控系统相关数控车床、数控加工中心编程方法、操作及应用知识，该模块属于教学基础，也属于教学的重点，要求学生务必熟练掌握，并能做到知识的灵活运用;其次，提高模块重点讲述并训练SIEMENS数控系统相关三种机床编程与操作，增强学生在不同数控系统下进行不同数控机床编程的操作能力与理解能力;最后，拓展模块重点讲述国产数控系统里的华中数控系统与广州数控系统里的数控车床编程及操作技巧，拓宽学生知识面，增强学生对不同操作系统、不同操作面板的编程及实践操作能力。唯有如此，学生方可更牢固地掌握各种数控加工知识，步入社会后能尽快适应岗位工作要求，提高工作能力。

4.仿真软件学习与机床实际操作训练同时进行

数控仿真软件不仅可用于数控加工技术课程教学中，还可作为数控操作技能训练辅助工具。教师应摆正数控仿真系统在教学中的位置，不可让学生养成一味依赖数控仿真软件的习惯，而忽视了机床实际操作练习的重要性。教师需结合课程总共的学习时间，科学分配仿真软件学习与机床实际操作训练二者的时间比例，充分认识到数控仿真软件的应用优势主要体现在入门基础训练上，而学生实践操作技能的提升关键还是要通过大量的机床实际操作训练。学校需合理制订教学计划，在数控仿真软件课程学习前，就先组织学生到附近工厂实习，让学生对各类加工方法有更深的感性认识。同时，数控机床课程与数控加工工艺课程也应安排在数控仿真软件学习训练前，让学生掌握更多机床操作方法、加工方法与切削用量选择方法，更利于学生理解与掌握数控仿真各环节要点，进而让数控仿真软件真正在数控加工技术课程中发挥作用，达到“砍柴不误磨刀功”之效。

总之，数控仿真软件将逐渐变成我国数控教学中的主要手段，不但能够解决占用过多实验设备时间的问题，还可提升学生对数控加工的认识，还可为学生提供检验自行编写程序正确性的有效手段。不过，把数控仿真软件应用于数控加工教学里也有诸多不足，在应用过程中还应不断改进与完善，使其更好为数控教学服务，提高教学质量，为社会培育出一批批实践能力强的新型数控人才。

参考文献：

[1]丛娟，丛树林.基于数控仿真软件的数控加工工艺与编程课程改革[J].辽宁高职学报，2011（3）.

[2]王芊.有效提高学生实践能力的途径——仿真软件在数控技术专业教学中的应用[J].包头职业技术学院学报，2009（1）.

[3]王丹，陈存银.数控仿真软件在数控编程与加工项目化教学中的应用[J].机械工程师，2014（2）.

数控仿真教学系统 篇7

数控仿真系统通常是由NC解释平台、NC验证器、刀具库、仿真平台、计算平台、操作运行平台、监控平台构成。NC解释平台主要由NC验证器与NC解释器组成, 通过数据库来将数控代码翻译为虚拟机床的部件信息, 并利用计算模块来对机床响应加以模拟。此时, NC解释器能自由配置。

NC验证器的主要作用是对NC代码语法的正确性进行验证。

刀具库包含数控机床必须运用的所有刀具, 并能对刀具进行自由配置, 对数控基础换刀形式进行模拟。

仿真平台又包括:切削力仿真、刀具轨迹仿真、加工精度仿真、三维动画仿真等, 通过仿真平台来对数控机床加以控制。

计算平台主要是对数控机床中各种计算进行模拟, 例如:根据NC代码来计算刀具材料、运行时间等, 这些结果是数控机床在实际运用中对其进行可制造性分析必不可少的因素。

数控仿真系统的应用能打破传统教学弊端, 将机床上的监控硬件及运行的真实感在虚拟环境中呈现出来, 对于学生而言具有一定的直观性, 有利于数控教学质量的有效提高。

二、数控仿真系统在中职数控教学中的有效应用

(一) 技术性强, 充分激发学生的兴趣

将数控仿真系统应用到数控教学课堂中, 首先能起到集中学生注意力的作用, 数控仿真系统界面在视觉上呈淡蓝色, 且具有较强的立体感, 学生操作起来非常简便, 操作界面还能随意缩放, 充分体现出科技性, 与传统数控教学模式相比, 数控仿真系统的出现可谓是一种创新。

(二) 自定义功能强, 教学实效性高

其次, 数控仿真系统自定义功能十分强大, 主要表现在刀库上, 打开相关界面, 便可对刀杆长度、刀片类型进行随意选择, 数控仿真系统的实践性, 对于数控专业的学生而言具有操作意义。据笔者调查, 数控仿真系统的失误率相对较低, 尤其适合应用在学生实训当中。

(三) 强大的网络教学功能, 增强师生交流沟通

除此以外, 数控仿真系统的网络教学功能也是十分强大的, 它可以开展用户管理、习题管理、网络监控以及考试考务系统。如在习题管理中, 系统可以对习题进行编辑, 学生登录到该平台来解题, 如果遇到疑问还能与教师互动, 通过师生互动频率的增加, 有利于学生学习效率的提高;数控仿真系统还具有监督作用, 记录学生的操作过程, 并能利用远程来对学生的登录情况加以控制。除此之外, 数控仿真系统还可作为考务系统, 例如:试卷管理、准考证管理等等, 大大节约了人工时间, 提高了工作效率。

三、促进中职数控教学的有效对策

(一) 实现企业文化与实践操作的融合

要想使数控专业培养的学生适应企业的发展需求, 必须要实现企业文化与实践操作的融合。对于教师而言, 在数控专业实训车间引入企业文化, 不但可以潜移默化地影响学生, 加强学生对企业文化的理解与认知, 还可以进一步培养学生求真务实的学习态度、积极向上的学习作风及文明生产的思想意识。在数控专业的实训车间内融入丰富的企业文化, 必须要求学生按照企业规定的规章制度, 穿上统一的实训服装, 并严格遵守实训车间的程序, 认真听并服从教师的安排与教导, 实打实地提高自身实践技能。学生是教学过程的主体, 而教师作为组织者及引导者, 可以反过来将学生看作企业内部的员工, 管理与评价学生时可以采用企业的制度, 并安排时间组织学生参加数控专业机床实践操作技能大赛, 积极主动为学生创造良好的数控专业职业岗位情境, 有助于提高学生全方面的综合素养, 提升学生对企业生产制度、工作效率及安全意识的重视度与理解度, 最终达到提高其职业素养的目的。

(二) 实现工作流程与教学内容的结合

教师在进行数控专业教学时要充分考虑学生的就业需求, 并实现工作流程与教学内容的结合, 以此确定专业的学习课程与教学目标, 并不断调整教学内容。主要方式有:首先, 学校对数控专业与其周边的加工行业进行社会市场背景调查, 以企业现阶段设置的岗位、工作流程为基本点, 探究数控专业的素质与能力构成, 结合现代企业对数控人才的专业知识、操作能力及综合素养的需求, 明确数控专业的学习范围及岗位责任, 确定培养数控专业学生的目标。其次, 教师必须立足于实践, 以“实用”为教学原则, 并按照学生的实际学习情况分阶段降低实践难度与理论知识难度, 结合教学内容与企业的生产实际情况, 提高学生学习的“实用性”。如可以采用项目教学法来开展教学工作, 教学内容选取与企业生产任务相关的, 利用数控企业产品加工过程中具有代表性的零件物品, 并围绕其组织加工技术的实训活动, 让每一位学生都能融入企业的实际工作流程中。

摘要：中等职业技术学校每年为社会输送大量的数控专业人才, 支持我国工业建设, 推进经济发展。但在社会实践过程中, 中职学生出现了一些问题, 比如动手实践能力较差等, 为促进中职数控教学的有效性, 应将数控仿真系统运用其中。对数控仿真系统在中职数控教学中的应用进行分析。

关键词：中职数控,数控教学,应用

参考文献

[1]华春蔚.数控仿真系统在中职数控教学中的应用[J].中国教育技术装备, 2012 (29) :45-46.

数控仿真教学系统 篇8

随着现代技术的飞速发展,数控技术已经成为衡量制造业发展水平的重要标志之一,也是衡量一个国家综合国力的重要标志,是现代机械制造业的核心技术。

我校的数控技术的实践教学面向全校工科类专业本、专科学生。由于参加实习的学生数量逐年增加,学校现有数控设备有限,再加上数控实习本身实践性强和知识抽象的特点。所以,怎样改善实习现况,提高实习质量,使学生能学练结合是我们教学工作面临的一个难题。

经调研,了解并试用了国内几家较好的数控加工仿真教学系统,我们最终选择了上海宇龙数控仿真软件,此软件能在计算机上进行三维动态仿真,操作方法及功能使用同真实机床基本一致,并能进行手工编程和CAM编程练习,与国内各大机床厂生产的各类数控系统有较好的兼容性。使用数控仿真系统能大大节省学校有限资源,弥补师资的不足,并在学习中能达到一人一机,激发学生学习兴趣,还可以提高学生对不同系统的适应能力。即使操作失误也不会损坏机床、危及人身安全,同样会起到真实设备的教学效果。

1 定义毛坯及选择刀具

利用数控仿真软件的操作模块,结合实际数控机床及相关工艺知识,选择合适的机床型号及系统类型,如图1;根据所加工零件形状定义工件毛坯的大小和材料,确定工件装夹方式;在所提供的刀具库中正确选择刀具。

2 手工编程及零件加工

数控机床加工时所需的全部信息,即零件的图样尺寸、工艺过程、工艺参数、刀具位移量与方向以及其他辅助动作的总和,这些信息再按规定的代码及格式编制成数控程序,然后将程序内容记录在控制介质上,输入到数控装置,从而控制机床加工。数控程序的编制对学生科学思维和专业技术要求很强,单纯的理论教学易使初学者感到抽象、难学;加上参加实习的学生多数是非机械专业,专业基础知识较为薄弱;数控指令本身枯燥、不易记忆,编写的程序又得不到实现。学生编写同一零件的加工程序会有多种,批改作业十分困难,这一难题在数控仿真软件中得以解决,将数控代码输入编辑方式下的程序界面上,如图2。然后按照实际数控机床的操作步骤进行回参考点、对刀(即到位点与编程零点的重合)、设定刀具补偿,在自动运行方式下执行程序,可以直观看到加工过程,判断所编程序是否合理,如图3。这样使抽象、枯燥的学习变得形象、生动,更容易掌握,突现了数控加工仿真软件在教学中的优点。

3 CAM编程加工

利用CAM类软件如CAXA、Pro/e、UG、Master CAM中的前处理功能即绘图功能对零件进行三维实体建模,确定合理的加工工艺,即安排加工工序、设定各工序切削用量等参数;再运用软件中后处理器功能计算刀具运动轨迹并生成NC代码。将生成的N C代码传输至数控加工仿真软件中执行,以装有FANUC0I系统的数控立式加工中心为例,简要说明CAM编程加工过程:在程序编辑工作方式下,Program界面“操作”→“F检索”,出现在磁盘查找程序的对话框,找到加工程序后新建程序名“O 1 2 3 4”,单击CRT显示器下方“EXEC”对应软键,NC程序便会显示在数控加工仿真软件当前屏幕上,再工作方式改为自动,单击执行键,机床自动加工零件。仿真加速倍率可以通过“选项”工具在1~100范围内适时调整。通过仿真可以直观地掌握加工过程,判断刀具轨迹的连续性、合理性,是否存在刀具干涉、空走刀、撞刀等情况;图4为用CAM方式生成的程序在数控加工仿真软件中模拟加工所得。

4 结束语

利用数控加工仿真软件可以调动学生的学习积极性,使金工实习不再枯燥乏味;能有效降低实习成本提高实习效率和安全性;可以不仅限于现有数控系统的学习,能展开多种数控系统的编程与操作教学;也促进了指导教师业务能力的提高。正确发挥其在实践教学中的作用,一定能达到事半功倍的效果。

摘要：在数控工种的实践教学中,数控加工仿真软件的应用,弥补了目前实践教学中设备不足,学生操作时间不足的缺点;改善了目前数控实习教学中效果不理想、效率低、资源消耗大的现象;避免了由于操作不熟练造成的设备损坏;提高了学生数控编程能力、机床操作能力;使实践教学达到事半功倍的效果。

关键词：数控实习,数控仿真,编程,模拟加工

参考文献

[1]王海根,蒋杨永,王绍让.数控仿真软件在数控实验中的应用[J].机械与电子.2005(5)

[2]上海宇龙数控加工仿真软件

数控仿真软件在数控教学中的应用 篇9

1 数控仿真软件在数控教学中的作用

1.1 经费投入太大, 设备不足制约了机床课程教学

对于数控机床的教学来说, 数控设备的不足已经成为制约教学效果提升的重要因素, 对于数控机床学员来讲, 如果不能够参与动手实践课程那么很难掌握所学, 但是机床设备相对来说太过昂贵, 目前很少有学校能在这方面给实践课充足的保障, 如果真要让学生能够都充分参与到实践动手课程, 那么对于学校来讲几百万以上的投入将是一个不小的开支, 对于职业来说是难以承受的。这是目前数控机床教学中的普遍现状。

1.2 利用数控仿真软件能有效地结合理论学习, 实现同步教学

利用数控仿真软件可以很好解决上面所说的经费和设备的问题, 可以很好满足数控课程实践性强的需求, 如果按照传统的灌输式教学模式, 无异于纸上谈兵, 一个学期下来学生也学不到什么, 只会背诵写专业术语, 没办法生动的理解和领会数控机床的相关操作和维修知识, 如果利用仿真软件来进行教学, 不仅不需要投入太多经费, 还能让学员能够很真实的感受和理解机床运行的情况, 并针对相关故障做出判断, 这样极大的增强了学生的动手能力, 实现了理论与实践相结合的同步教学。

1.3 利用数控仿真软件地使用能极好地调动学生的学习积极性, 培养创新意识

学生的积极性调动不起来, 教学效果就没办法得以保证, 更不用指望学生能够在本专业培养出创新意识。调动学生的积极性如果靠课本的基础理论知识几乎不可能, 基础知识方面不及难以领会, 也都过于抽象, 加上本身学员在文化基础方面就有一定欠缺, 如果教学方法应用的不好, 便很容易让学生产生厌学心理, 甚至对数控专业产生恐惧。因此, 提高学生的学习兴趣, 获得更好的教学效果是院校领导与老师都在关注的问题。数控仿真软件的出现使这些问题得以解决。

应用数控仿真软件进行教学, 不及可以让学生能够直观的感受机床运作和运行状态, 更可以通过实际动手来激发学生的学习热情, 再动手实践过程中很容易产生对基本原理等方面知识的渴求, 通过动手实践以及理论学习就可以起到强化和巩固学习成果的作用。在此基础上更便于对学员的创新思维进行培养, 让其发现问题, 解决问题的能力得到不断加强。

1.4 利用数控仿真软件教学中允许出错, 使学生得到岗位技能的全面训练

在模拟仿真中, 可设计出实际工作中可能发生的变化, 包括事故、故障和生产中极少出现的突然情况, 让学生全面把握加工方法和技巧。如在讲解直线插补指令GOI和快速插补指令GOO的应用与Ⅸ别时, 可在运行中的第一个GOI后面加F与不加F, 学生就可以在仿真时看到切削进给与快速插补对工件造成的影响。从而加深认识, 达到课堂教学中无法达到的效果。

2 数控仿真软件教学的应用方法

2.1 灵活活运用教学方法, 课堂教学中变学生被动为学生主动学习

目前, 就国内大部分职业技术院校的学生来说, 普遍存在着文化知识基础差、自律性差等问题, 懒散的生活习惯导致了他们对学习提不起兴趣, 这便为我们的教学设置了很大的障碍。因此, 对于这类学生, 数控专业的教师在教学时应该采用正确的方式对其进行知识的灌输。首先, 要从兴趣入手, 利用先进的教学方法和教学手段来提高学生的兴趣。数控专业教师在具备了较高教学水平与教学能力的同时, 还需要有较强的数控职业能力, 熟悉数控技术的实际操作工作, 在教学时能亲自示范, 用行动引导学生。此外, 教师在课堂教学中应该做到以学生为主体, 将课堂时间有利分配, 以讲解理论为辅, 学生动手操作为主, 让学生化被动为主动, 自主地去学习与操作。最后, 在教学课堂中要注意随时观察学生的一举一动, 及时对学生所问的问题进行引导与讲解, 甚至亲自示范操作, 以助学生更好的掌握好编程方法和技巧。

2.2 恰当运用数控加工仿真, 充分发挥其在课堂教学中的作用

数控专业的教师在为学生上数控加工专业课时, 应该摆正加工仿真在教学中位置, 引导学生的思维, 要将数控加工仿真系统与教师的讲解示范有机结合起来, 既不能只对学生讲解理论, 也不能完全依赖数控加工仿真, 任由学生自行摸索与操作仿真软件。而是要科学的、合理的、恰当的对其软件进行利用, 充分发挥其在课堂教学中的作用。教师在进行授课的前期, 应该对每一堂课的内容做大致讲解, 明确课题, 讲解完毕后, 教师应该利用数控加工仿真系统的教学模式对学生进行操作的演练, 然后再要求学生操作。在学生上机操作时, 教师要在课堂进行来回巡视与指导, 帮助学生更快更好地掌握数控专业技能。

2.3 科学安排教学内容, 循序渐进掌握数控编程与操作技巧

在数控教学中, 根据教学需要和“以就业为导向”的思想, 可将数控编程教学内容安排为基础模块, 主要讲解与训练最常用的数控机床的编程方法、操作和应用, 这一模块是教学重点, 必须使学生熟练掌握、灵活应用, 为学生上机床操作奠定基础。

结束语

目前, 将数控仿真软件系统引入数控教学, 是国内多数职业技术院校愿意采取与使用的教学方式之一。它的引入, 一来在一定程度上为院校节约了教学实践环节的资金, 减少了共建材料和能源的消耗, 二来使得学生增加了对数控技术的学习兴趣, 对其数控加工技术实践能力的培养起到了极大的提高与加强。因此, 在数控教学中科学、合理的利用数控仿真软件对学生进行教学, 将仿真训练与实际操作进行有机的结合, 发挥仿真软件教学的最大效果, 是数控教学中要注意的重要问题。

摘要：随着信息技术与科学技术的不断发展与进步, 加工制造业迈上了一个利用数字控制方法对工作过程进行自动控制技术 (简称“数控技术”) 的新台阶。目前, 数控加工技术在我国机械制造业中的应用极为广泛, 其在现代制造业镇南关所占据的地位也变得越来越重要。国内各大职业院校看出了数控加工技术不可限量的发展前途, 紧扣市场需求, 开始大力发展数控加工专业, 招收与培训大量数控操作者为数控加工行业提供服务。本文就数控仿真软件的主要功能, 以及数控仿真软件在数控教学中的应用作主要论述。

数控仿真软件在数控教学中的应用 篇10

一、数控仿真软件介绍

数控仿真软件是通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或二维图形以动态形式演示出来的软件。目前比较常见的有上海宇龙、北京斐克、南京宇航、广州超软、武汉金银花等不同的数控加工仿真软件。它们都有以下几个优点。

1. 能全面仿真数控加工的整个过程：机床设定(支持多种数控系统)、毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀、安装刀具、机床手动操作、G代码处理、面板操作等。

2. 配置要求低，只需仿真软件和要求不是很高的微机，并能与多种计算机操作系统兼容。

3. 操作的安全性很高，不会因为学生的错误操作而造成人身伤害，更不会损坏机床。

4. 不需要原材料，投入资金少，占地小，不会造成资源的浪费。

5. 利用网络可以搭建交流平台，为师生提供良好的交互空间等。

二、数控仿真软件在数控教学中的作用

1. 利用数控仿真软件可以弥补数控设备不足，充分利用现有资源，为学校节约大量的教学经费和设备投资费。

数控机床教学与实习不比钳工或电工实习，它的设备投入量是很大的，如果要使每个学生有充足的实习时间，可能要投入上百万甚至上千万元资金，这对一般的职业学校而言显然是难以承受的。如建立一个满足60人实习的数控车床实习场地，每实习岗位安排2名学生，就需要30台数控车床。每台数控车床以8万元计算就得需要240万元设备投资费。而若采用数控仿真进行该工种实习教学，每一个岗位则需要60台计算机，每台以4000元计算(含软件费)，则只需24万元即可，同样满足教学需要。且由于是一人一机，可以保证每个学生有充足的时间来动手，提高实训效果。

2. 利用数控仿真软件能有效地结合理论学习，实现同步教学。

和其它专业课一样，数控课程也是非常抽象的学科，它注重的是实践性。比如对刀过程，其实是很容易的事情，但如果用传统的教学方法，仅在课堂上纸上谈兵，大多数学生将难以理解。如果利用仿真软件一边演示一边教学，通过车刀工件的运动学生就很容易理解，而且能自己亲手操作来加深认识，理论和实践相互渗透交叉，实现同步教学，使抽象内容形象化，提高教学质量

3. 利用数控仿真软件地使用能极好地调动学生的学习积极性，培养创新意识。

对于职业学校学生来讲，由于知识素质普遍较差，而数控专业课又要求有极高的抽象性，加上教学过程的枯燥乏味，很容易让学生产生厌学情绪，教学效果不理想，而数控仿真软件以其和实际机床相同的用户界面和可操作性，可在很大程度上激发学生的学习积极性。如果再根据学生技能的形成规律设计训练过程，学生就可以得到及时强化和实际产生中不能得到的直观感受，从而较快地提高训练成绩，激发学习的信心，在一定程度上培养刻苦钻研和创新精神，形成好学氛围。

4. 利用数控仿真软件教学中允许出错，使学生得到岗位技能的全面训练。

在模拟仿真中，可设计出实际工作中可能发生的变化，包括事故、故障和生产中极少出现的突然情况，让学生全面把握加工方法和技巧。如在讲解直线插补指令G01和快速插补指令G00的应用与区别时，可在运行中的第一个G01后面加F与不加F，学生就可以在仿真时看到切削进给与快速插补对工件造成的影响，从而加深认识，达到课堂教学中无法达到的效果。

三、数控仿真软件教学的应用方法

如何利用数控仿真软件进行教学，以达到最佳教学效果?这是一个数控教育工作者，应永恒追求的课题。结合教学实践，我从以下几个方面进行了探索。

1. 灵活运用教学方法，课堂教学中变学生被动为学生主动学习。

现在，职业技术学校的学生普遍知识基础较差，对学习不感兴趣。因此，利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力，有较强的数控职业能力，能较为娴熟地运用行动导向的教学方法，在课堂教学中真正体现以学生为主体，突出显示学生动手用脑的活动，化学生被动学习为主动学习。在教学过程中，教师起引导作用，即对学生活动中遇到困难或无从下手的问题进行引导、讲解、示范操作。课堂教学中每节课的知识点尽可能集中，深入浅出，便于学生掌握编程方法和技巧。

2. 恰当运用数控加工仿真，充分发挥其在课堂教学中的作用。

教师应十分重视数控加工仿真在教学中的应用方法，摆正数控加工仿真在教学中的位置，既不能完全依赖数控加工仿真而放弃教师在教学中的引导作用，又不能在教学中教师唱独角戏采用常规教学模式而忽视数控加工仿真的作用，应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。

教师在数控编程与操作课堂教学中应重点解决编程方法，并着重强调编程工艺问题的处理，学生上机利用数控仿真系统解决程序校验，以及不同系统不同机床的操作问题。每次上机学生均应有明确的课题，在上机前教师应利用数控加工仿真系统的教学模式进行操作演示，并在学生上机时进行巡回指导。学生在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作，既可使学生更快更好地掌握数控专业技能，又可培养学生的学习能力、解决实际问题的能力和独立工作能力、团队协作能力。

3. 科学安排教学内容，循序渐进掌握数控编程与操作技巧。

在数控教学中，根据教学需要和“以就业为导向”的思想，可将数控编程教学内容安排为两大模块：其一为基础模块，主要讲解与训练最常用的数控机床的编程方法、操作和应用，这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握、灵活应用，为学生上机床操作奠定基础;其二为提高和拓展模块，利用仿真软件集合了各种数控系统截面与操作的优点，可在基础模块训练的基础上，主要讲解除主训机床以外的机床编程与操作方法，扩大学生知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。这样，学生在就业时能够信心十足地面对所操作的数控机床就，较快适应所从事的工作，提高就业竞争力。

4. 构建多元评价体系，提高学生的学习意识和自觉性。

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：第一，合理且有一定的弹性，答案不能限制得太死，只要合理就行，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，等等;第二，既要评价技能操作结果，又要评价技能操作的过程。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、肯定、嘉奖;第三，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，还可以让学生自评或互评。如加工线路的制定、某些图样的理解、坐标点的计算，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。

综上所述，从我校使用后的效果看，数控仿真系统的引入，使学生在学习数控编程理论时，课堂的教学变得更加生动、具体，提高学生的学习兴趣，教学效果明显提高。对学生机床操作能力的培养，也起到了极大的提高和加强作用。同时该系统还减轻了教师的工作强度，减少了工件材料和能源的消耗，节约了实践环节的培训成本。但它和真实车床实践操作之间始终还有差距存在，二者不能混为一谈，相互替代，只有在教学中科学、合理、有效地利用，仿真软件才能为教学服务。在教学过程中积极思考其在应用中产生的问题，主动应对措施，并将仿真训练与实践操作训练有机结合，就一定能发挥仿真教学的最佳效果，收到事半功倍的效果。

摘要：随着数控加工在机械制造业中的广泛应用, 数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。各职业技术学校紧扣市场需求, 大力发展数控加工专业。为了缓解学生多、数控设备少的矛盾, 很多职业学校利用仿真加工软件进行数控加工的编程和操作训练, 这样不仅可迅速提高操作者的素质, 而且安全可靠、费用低。本文作者结合自身的教学实践经验, 浅谈数控仿真软件在数控教学中的应用方法和作用。

关键词：数控仿真软件,数控教学,应用

参考文献

[1]数控加工仿真系统使用手册.南京宇航软件工程有限公司.

[2]数控加工编程与操作.中国劳动社会保障出版社.

[3]数控车床加工工艺与编程.中国劳动社会保障出版社.

数控仿真教学系统 篇11

【关键词】数控仿真系统 数控机床教学 应用研究

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）03-0149-01

随着互联网技术的迅猛发展，特别是随着部分虚拟现实化实用技术的不断发展，我国逐渐产生了可以通过模拟实际设备加工环境及实际工作状态的数控仿真教学系统。教师可以运用计算机仿真模拟系统来对班级中的学生进行教学，不仅可以快速提升学生的实际操作能力，同时还具备安全性、经济性、实用性等优势。数控仿真教学系统其本质内容就是虚拟数控机床，虚拟数控机床同时又是虚拟制造技术中的一个基础性的内容，它不仅有利于学生在进行实际操作数控加工过程中为产品设计提供理论依据，还有效的提高了数控机床专业课堂教学的质量，全面提升了学生的综合素质。

一、数控仿真系统简析

数控仿真系统，实质上就是通过应用计算机技术对数控加工过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术向学生直观展示实际生产过程的机床仿真操作流程，加工过程通过三维立体动态化的逼真再现，使得班级中的每一位学生，都可以对数控加工建立系统性的认知。学生不仅可以反复动手进行数控加工的具体操作，还能有效解决院校内因数控设备比较稀缺，很难实现学生“一人一机”的问题，最终实现全面培养熟练掌握数控加工技术的实用型人才的教学目标。

二、数控仿真系统在数控机床教学实践中的应用策略

1.教师需要在教学过程中，不断强化学生的学习能动性

在过去传统的教学模式下，学生很难全面掌握数控加工技术。为此，教师需要在教学中科学的运用先进的教学方法和教学理念来不断提高学生对于数控机床教学内容的学习兴趣。作为一名数控机床专业的毕业生，必须具备专业的实践操作技能，才能适应市场经济中数控机床企业对于实用型人才的需求。学生在课堂学习的过程中，通过对数控仿真软件反复学习，可以比较熟练的掌握数控机床操作要领，并真正实现课堂学习的主体地位，从而进一步提升学生的实际操作能力，将传统教学模式下学生被动学习的状态转变成为积极主动的学习状态，全面提升自我分析问题和解决问题的能力。

2.教师在教学过程中，需要重视学生之间的学习互动

在实际教学中，教师需要重视数控仿真系统在数控机床专业教学中编程和实践操作训练中的重要作用，同时还要摆正自身对于数控仿真系统在课堂教学中的教学地位的认识。教师不可以完全依赖数控仿真系统而放弃自身在课堂教学中的知识引导作用，也不可以完全依靠自身的教学而轻视数控仿真系统的教学优势。为此，教师需要不断加强培养班级中学生群体间的合作意识，全方位提高学生的实际操作能力，最大限度的发挥出数控仿真系统在教学中的教学作用。教师需要在学生进行上机课堂学习的活动，为学生制定出非常明确的学习目标，要求学生利用网络教学功能进行数控加工仿真系统的操作演示。学生在进行实际操作练习的过程中，教师需要时刻关注学生的学习状态，及时解决学生在进行操作练习时遇到的问题。只有这样，学生才可以在比较短的时间内全部掌握数控机床专业中涉及到的数控编程和实际操作技能等，进而有效的提升了学生的实际操作能力和实际解决问题的能力。

3.教师需要强化自身对于项目化教学方法的应用

在开展实际教学的过程中，教师运用的数控仿真系统是当前阶段数控机床教学中最实用、最安全、最科学的编程方法。学生在这样的学习环境下，可以熟练掌握并灵活的应用于实践生活。教师需要定期安排一些课程来为学生进行讲解我国生产的华中、广数的具体编程流程与操作手法以及不同面板的实际操作步骤，进一步的拓展学生的学习面，全方位的提高学生对数控机床中不同种类的操作系统、面板的编程流程与实践操作能力等。教师的这一做法，可以极大的促使学生尽快适应市场经济下不同数控系统中的数控机床的具体操作和编程流程，增强学生们解决实际问题的能力。

4.教师需要重视学生对知识的反馈信息，全面提高学生学习的主动性

教师在进行实际应用数控仿真系统教学的过程中，需要为学生制定不同的学习目标，这样一来，学生就可以有针对性进行知识的学习。教师还需要为学生提供一些小测试，通过设计测试内容，全方位的考核学生的实际学习情况。学生通过测试可以更加精准的掌握教材中重点难点，进而全面的掌握数控机床专业的教学内容。教师同时可以通过小测试来提升学生学习的信心和动力，也可以依据学生学习的反馈信息进行适当的教学调整，从而更加具有针对性的进行教学，以此来不断提升数控机床课堂教学质量。

三、结束语

综上所述，在中职教育数控机床教学过程中应用数控仿真系统，不仅有利于解决中职数控机床设备数量不足，设备不能满足学生实际实训需求的问题，还有利于教师提高学生的学习兴趣和积极性，进而全面培养学生的实际数控操作能力，提高课堂教学的有效性。

参考文献：

[1]史文杰，魏茂源. 数控仿真系统在数控机床编程与操作实训教学中的应用[J]. 价值工程，2014，05：270-271.

数控系统仿真软件设计 篇12

采用移植复用现有数控系统软件的思路,仿真软件的总体结构如图1所示。

(1)μC/OS_WIN

原有数控系统软件是运行于μC/OS-II的,因此首先在Windows上模拟μC/OS-II操作系统,换言之是将其移植到Windows应用程序的一个线程中,数控系统软件所有任务均运行在这个线程中。

(2)Virtual Diver

虚拟驱动,在Windows平台实现与原接口一致的驱动程序,包括文件系统、键盘驱动、显示Frame Buffer、外设接口等。

(3)CNC Kernel

移植原数控系统应用软件,包括GUI、加工程序预处理、PLC控制、运动控制等。与上述(1)、(2)所实现的虚拟操作系统及虚拟驱动组合,运行在Windows平台之上。

(4)Windows Framework

Windows界面程序,主要实现以下功能:

以Windows窗口模拟键盘和显示屏,实现键盘输入和界面显示;

进行机床运动和工件切削三维仿真显示;

主轴、刀架、卡盘、机床面板等I/O设备的输入/输出信号逻辑模拟,根据虚拟驱动的I/O模块的输出信号进行动作,并根据真实的信号逻辑时序设置输入信号。

2 Virtual CNC

下面将简要描述前1节软件结构图中所定义的Virtual CNC三个部分的设计。

2.1μC/OS_WIN(μC/OS-II模拟)

将μC/OS-II进行基于Windows线程的移植[1,2],需要实现时钟TICK的获得,模拟时钟中断以及任务切换。仿真软件本身是运行在Windows上,不需要强实时性,因此采用Windows的软件定时器,通过使用定时精度为毫秒级的time Set Event()函数来产生模拟时钟TICK。其函数原型:MMRESULT time Set Event(UINT u Delay,UINTu Resolution,LPTIMECALLBACK lp Time Proc,WORD dw User,UINT fu Event),将需要周期性执行的任务定义在lp Time Proc回调函数中,从而完成所需处理的事件。调用这个函数后会增加一个线程,时间一到则在这个线程中调用回调函数。

time Set Event()函数调用定时回调函数是和主线程同时被Windows操作系统调度的,并没有起到中断的作用。所以在调用定时回调函数lpTime Proc的时候必须停止主线程的运行,退出回调函数则恢复主线程的运行,这些事情都放在定时回调函数,也就是μC/OS-II的时钟中断处理函数中完成。

如图2,这里的任务上下文和μC/OS-II在x86上移植的上下文很相近,不同点只是段寄存器不用保存,因为在Windows下的μC/OS-II任务其实只是在同一个线程中切换,而且在保护模式下段寄存器,其值在同一个线程中是不会变的。

2.2 Virtual Driver(虚拟驱动)

Virtual Drive虚拟驱动层为CNC Kernel提供必需的与硬件交互的接口,包括文件系统、键盘驱动、显示Frame Buffer、外设接口等。

(1)文件系统。在数控系统中使用的文件系统与Windows文件系统不同,在虚拟驱动层中使用Windows文件系统接口函数,按照原数控系统软件的文件系统接口进行封装。

(2)键盘驱动。键盘驱动包括按键输入和指示灯输出。数控系统软件通过键盘驱动获取键盘按键状态,输出指示灯状态。

(3)显示Frame Buffer。为数控系统软件提供屏幕输出的显存空间,由仿真软件Windows界面应用程序读取后还原为位图进行模拟LCD的输出。

(4)外设接口。包括模拟电压输出,伺服轴移动增量输出,PLC的输入输出端口,编码器反馈输入等。

(5)额外的接口。如电源开关,实际上是进行相关的准备工作后,创建或退出模拟μC/OS-II的Windows线程。

2.3 CNC Kernel(数控系统软件)

在实现了虚拟的操作系统和驱动层后,系统软件的移植非常简单。模拟的数控系统软件运行在以Windows线程虚拟的μC/OS-II系统之上,数控系统软件的所有任务均运行在一个线程中,且只模拟了时钟TICK中断。仿真软件无实时性要求,所以可将为轴运动数据处理在优先级最高的任务中进行,周期性的调用中断服务函数。图3为轴运动数据处理任务的流程。

3模块化设计

为适应多种类型数控系统及机床的可选择配置功能,以及软件的可维护性,将仿真软件分为以下模块。

Virtual CNC——提供访问各种数控系统信息的接口库。

CNC Panel——数控系统操作面板库,根据Virtual CNC提供的接口,仿真数控系统显示及键盘。

Logic Simulation/3D View——机床/工件三维视图,机床逻辑部件仿真,碰撞检测,剪切运算等。

Application/Main Frame——应用程序/主框架,子窗口容器,消息路由,命令处理。

Resource——应用程序资源,工具栏/菜单/字符串等。

Misc Setting/Calculate——刀具设置、毛坯设置、工件测量。

从软件模块划分,数控系统仿真包含(1)Virtual CNC和(2)CNC Panel两部分,机床仿真包含(3)Logic Simulation/3D View和(6)Misc Setting/Calculate。每种数控系统对应(1)、(2)两个动态库,每种机床对应(3)、(6)两个动态库。

仿真软件提供选择数控系统和机床配置的用户界面,用户从多种类型的数控系统中选择出一种,然后再从匹配这种系统的机床中选择一台机床,将数控系统和机床装配成数控机床进行仿真,即根据选择分别装载对应的动态库到应用程序进程中。

4结束语

作为数控系统产品及机床加工仿真的软件工具,仿真软件应尽量真实的模拟现实,才能为应用培训及产品推广起到良好的效果。移植嵌入式系统软件到Windows平台,使用可配置、模块化的软件框架进行数控系统仿真软件的开发,实现了对多个数控系统系列产品的仿真,并经过用户使用验证,仿真软件与真实数控系统的人机交互几乎一致,达到了预期的仿真效果。

依据上述的思路,理论上还可以在Windows平台进行数控系统应用软件开发,根据运动控制的输出进行3D图形仿真直观的零件加工理论测试[3,4],可以很方便地提取相关的数据作为测试依据,少去许多设计阶段在开发板上调试的繁琐、费时的工作。在Windows环境下进行理论测试,分析问题时可以排除其它如硬件或驱动器等外部因素,通过测试后只需很少的工作将数控系统应用软件移植到目标嵌入式系统之上,再进行产品测试,这样也能节省大量的功能测试的时间。

参考文献

[1]Jean J.Labrosse.嵌入式实时操作系统μC/OS-II[M].北京:北京航空航天出版社,2006.

[2]百度文库.VC环境下μC/OS-II移植[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/63258bafdd3383c4bb4cd24c.html.

[3]周静,陆宝春.数控仿真系统三维建模技术研究[J].机床与液压,2007(4):68-70.