數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的教學(xué)應(yīng)用

徐建

摘 要：數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代社會工業(yè)化發(fā)展的重要標(biāo)志，數(shù)控加工技術(shù)水平的高低對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展力及綜合國力的提高起著重要作用。如何培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)械技術(shù)人才，是現(xiàn)階段各高校、職校迫切需要解決的問題。作者就機(jī)械數(shù)控加工機(jī)械仿真教學(xué)軟件的應(yīng)用進(jìn)行分析，對如何選擇數(shù)控加工機(jī)械仿真教學(xué)軟件以及其使用過程、范圍、注意事項提出了自己的見解。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工機(jī)械 仿真軟件 教學(xué)應(yīng)用

一、數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的選用及在教學(xué)中的作用分析

1.數(shù)控加工機(jī)械軟件在教學(xué)中的重要作用

學(xué)生通過虛擬的數(shù)控機(jī)床操作，可以達(dá)到真實機(jī)械的數(shù)控加工實踐體驗的效果。數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件能夠?qū)?shù)控加工過程進(jìn)行全面仿真，同時能支持多種數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定、對毛坯進(jìn)行定義、刀具準(zhǔn)備、測量、G代碼的處理以及面板操作等。數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件具有操作安全性、低成本、占地小、提高資源的使用率等優(yōu)點，而且利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)還可以實現(xiàn)師生在線交互，學(xué)生技術(shù)考評等。

2.數(shù)控加工機(jī)械軟件的種類

數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件系統(tǒng)的形式多樣，隨著科技的發(fā)展，許多數(shù)控機(jī)床自身就帶有仿真系統(tǒng)。但是這種仿真系統(tǒng)不適合運用在教學(xué)之中，不適合學(xué)生進(jìn)行手工編程教學(xué)實訓(xùn)。數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件可分為幾何仿真、物理仿真以及教學(xué)類的演示仿真等。幾何加工仿真軟件是現(xiàn)階段教學(xué)軟件應(yīng)用最多的軟件之一，它是運用計算機(jī)對數(shù)控加工過程進(jìn)行了動態(tài)的仿真模擬，對數(shù)控機(jī)床的各種坐標(biāo)、刀具運動的軌跡、規(guī)律以及對毛坯的切削過程進(jìn)行模擬，最終完成三維實體模型的加工。幾何仿真不但具有數(shù)控程序校驗的準(zhǔn)確性、切削參數(shù)具有合理性、對切削效果進(jìn)行評價及驗后處理等功能，而且還能發(fā)現(xiàn)刀具與夾具、工件、機(jī)床之間的碰撞與干涉，從而判斷工藝的合理性，有效地實現(xiàn)了不在真實的加工環(huán)境中，就可以評估數(shù)控加工工藝及過程的目的。通過對加工過程中不合理動作的調(diào)整，可以對數(shù)控程序進(jìn)行優(yōu)化，減少程序調(diào)試的時間、試切過程，減小毛壞材料的消耗，縮短機(jī)床加工時間，降低成本，提高數(shù)控加工效率。

二、在教學(xué)中的應(yīng)用

1.數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的基礎(chǔ)模塊

基礎(chǔ)模塊主要針對我國常用的FANUC數(shù)控加工軟件中數(shù)控銑床、車床、加工中心等編程方法、操作方法及其應(yīng)用。基礎(chǔ)模塊的教學(xué)重點是讓學(xué)生熟練地把理論知識與實踐相結(jié)合，并能運用到實際工作之中。

2.數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件中的提高模塊

提高模塊主要針對SIEMENS中三種機(jī)床的操作與程序進(jìn)行仿真訓(xùn)練與講解，幫助學(xué)生進(jìn)一步提高數(shù)控加工技術(shù)軟件在不同數(shù)控機(jī)床中的編程方法，同時提高學(xué)生的理解、應(yīng)用能力。

3.數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件中拓展模塊

拓展模塊主要針對我國現(xiàn)階段常用的廣州數(shù)控、華中數(shù)控、三菱數(shù)控、大森數(shù)控等不同軟件中的車床編程、操作方法進(jìn)行講解，進(jìn)而拓寬學(xué)生的知識面，提高學(xué)生對不同軟件的操作能力與編程能力。

4.數(shù)控加工機(jī)械仿真流程

在數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)實踐中，我們通常使用的是幾何仿真軟件，但在實際工作中根據(jù)工作需要則可以對流程進(jìn)行簡化。在構(gòu)建教學(xué)仿真模型前，要對實際生產(chǎn)加工環(huán)境進(jìn)行分析、總結(jié)，對必須使用的工藝模塊進(jìn)行整合，對不重要、不相關(guān)的環(huán)節(jié)進(jìn)行簡化。仿真工藝模型盡量與現(xiàn)場加工環(huán)境相符。虛擬的機(jī)床模型必須對數(shù)控機(jī)床零部件、結(jié)構(gòu)特點等幾何關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確的反映，以及機(jī)床的運動與零部件的相對運動關(guān)系進(jìn)行真實反映。工裝模型的裝配位置、幾何形狀必須與現(xiàn)場工作的工況條件相符，并且有效地避免和準(zhǔn)確地檢測夾具、機(jī)床與刀具之間的碰撞與干涉，檢驗數(shù)控程序和夾具之間的避讓。在從毛坯模型到仿真零件成形的過程中，檢驗刀具的切入與切出速度和切削量，以及形成的幾何形狀，使其在加工坐標(biāo)中的位置關(guān)系與實際生產(chǎn)中的毛坯保持一致。在仿真系統(tǒng)中加工坐標(biāo)與數(shù)控程序中的坐標(biāo)必須保持高度的一致性，坐標(biāo)與毛坯的位置關(guān)系必須保持正確性并符合工位方向。

三、小結(jié)

總之，數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件在教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的切削試驗方式，通過數(shù)控加工機(jī)械模擬仿真機(jī)床加工的過程，檢驗加工程序的準(zhǔn)確性、對程序錯誤的糾正、改進(jìn)機(jī)械工藝等具有重要的作用。數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的應(yīng)用與推廣，對提高數(shù)控加工技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生使用數(shù)控加工機(jī)械的綜合能力有不可替代的作用。

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（作者單位：南陽市高級技工學(xué)校）