數控加工機械仿真軟件的教學應用

徐建

摘 要：數控加工技術是現代社會工業化發展的重要標志，數控加工技術水平的高低對國家經濟發展力及綜合國力的提高起著重要作用。如何培養適應社會需要的現代化數控機械技術人才，是現階段各高校、職校迫切需要解決的問題。作者就機械數控加工機械仿真教學軟件的應用進行分析，對如何選擇數控加工機械仿真教學軟件以及其使用過程、范圍、注意事項提出了自己的見解。

關鍵詞：數控加工機械 仿真軟件 教學應用

一、數控加工機械仿真軟件的選用及在教學中的作用分析

1.數控加工機械軟件在教學中的重要作用

學生通過虛擬的數控機床操作，可以達到真實機械的數控加工實踐體驗的效果。數控加工機械仿真軟件能夠對數控加工過程進行全面仿真，同時能支持多種數控系統設定、對毛坯進行定義、刀具準備、測量、G代碼的處理以及面板操作等。數控加工機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點，而且利用互聯網絡還可以實現師生在線交互，學生技術考評等。

2.數控加工機械軟件的種類

數控加工機械仿真軟件系統的形式多樣，隨著科技的發展，許多數控機床自身就帶有仿真系統。但是這種仿真系統不適合運用在教學之中，不適合學生進行手工編程教學實訓。數控加工機械仿真軟件可分為幾何仿真、物理仿真以及教學類的演示仿真等。幾何加工仿真軟件是現階段教學軟件應用最多的軟件之一，它是運用計算機對數控加工過程進行了動態的仿真模擬，對數控機床的各種坐標、刀具運動的軌跡、規律以及對毛坯的切削過程進行模擬，最終完成三維實體模型的加工。幾何仿真不但具有數控程序校驗的準確性、切削參數具有合理性、對切削效果進行評價及驗后處理等功能，而且還能發現刀具與夾具、工件、機床之間的碰撞與干涉，從而判斷工藝的合理性，有效地實現了不在真實的加工環境中，就可以評估數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整，可以對數控程序進行優化，減少程序調試的時間、試切過程，減小毛壞材料的消耗，縮短機床加工時間，降低成本，提高數控加工效率。

二、在教學中的應用

1.數控加工機械仿真軟件的基礎模塊

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

2.數控加工機械仿真軟件中的提高模塊

提高模塊主要針對SIEMENS中三種機床的操作與程序進行仿真訓練與講解，幫助學生進一步提高數控加工技術軟件在不同數控機床中的編程方法，同時提高學生的理解、應用能力。

3.數控加工機械仿真軟件中拓展模塊

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

4.數控加工機械仿真流程

在數控加工技術教學實踐中，我們通常使用的是幾何仿真軟件，但在實際工作中根據工作需要則可以對流程進行簡化。在構建教學仿真模型前，要對實際生產加工環境進行分析、總結，對必須使用的工藝模塊進行整合，對不重要、不相關的環節進行簡化。仿真工藝模型盡量與現場加工環境相符。虛擬的機床模型必須對數控機床零部件、結構特點等幾何關系進行準確的反映，以及機床的運動與零部件的相對運動關系進行真實反映。工裝模型的裝配位置、幾何形狀必須與現場工作的工況條件相符，并且有效地避免和準確地檢測夾具、機床與刀具之間的碰撞與干涉，檢驗數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，使其在加工坐標中的位置關系與實際生產中的毛坯保持一致。在仿真系統中加工坐標與數控程序中的坐標必須保持高度的一致性，坐標與毛坯的位置關系必須保持正確性并符合工位方向。

三、小結

總之，數控加工機械仿真軟件在教學中的廣泛應用，改變了傳統的切削試驗方式，通過數控加工機械模擬仿真機床加工的過程，檢驗加工程序的準確性、對程序錯誤的糾正、改進機械工藝等具有重要的作用。數控加工機械仿真軟件的應用與推廣，對提高數控加工技術的教學質量與學生使用數控加工機械的綜合能力有不可替代的作用。

參考文獻：

[1]肖楠，王海飛，馮松濤，張賀.斯沃數控機床仿真操作軟件在數控技術教學中的應用[J].沈陽工程學院學報，2011（3）.

[2]安榮，張信群.數控加工仿真技術在實訓教學中的應用[J].吉林工程技術師范學院學報，2012（4）.

[3]王海根，馬劍.仿真軟件在數控技術課程教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2013（11）.

（作者單位：南陽市高級技工學校）