数控加工机械仿真软件的教学应用

徐建

摘要：数控加工技术是现代社会工业化发展的重要标志，数控加工技术水平的高低对国家经济发展力及综合国力的提高起着重要作用。如何培养适应社会需要的现代化数控机械技术人才，是现阶段各高校、职校迫切需要解决的问题。作者就机械数控加工机械仿真教学软件的应用进行分析，对如何选择数控加工机械仿真教学软件以及其使用过程、范围、注意事项提出了自己的见解。

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关键词 ：数控加工机械 仿真软件 教学应用

一、数控加工机械仿真软件的选用及在教学中的作用分析

1.数控加工机械软件在教学中的重要作用

学生通过虚拟的数控机床操作，可以达到真实机械的数控加工实践体验的效果。数控加工机械仿真软件能够对数控加工过程进行全面仿真，同时能支持多种数控系统设定、对毛坯进行定义、刀具准备、测量、G代码的处理以及面板操作等。数控加工机械仿真软件具有操作安全性、低成本、占地小、提高资源的使用率等优点，而且利用互联网络还可以实现师生在线交互，学生技术考评等。

2.数控加工机械软件的种类

数控加工机械仿真软件系统的形式多样，随着科技的发展，许多数控机床自身就带有仿真系统。但是这种仿真系统不适合运用在教学之中，不适合学生进行手工编程教学实训。数控加工机械仿真软件可分为几何仿真、物理仿真以及教学类的演示仿真等。几何加工仿真软件是现阶段教学软件应用最多的软件之一，它是运用计算机对数控加工过程进行了动态的仿真模拟，对数控机床的各种坐标、刀具运动的轨迹、规律以及对毛坯的切削过程进行模拟，最终完成三维实体模型的加工。几何仿真不但具有数控程序校验的准确性、切削参数具有合理性、对切削效果进行评价及验后处理等功能，而且还能发现刀具与夹具、工件、机床之间的碰撞与干涉，从而判断工艺的合理性，有效地实现了不在真实的加工环境中，就可以评估数控加工工艺及过程的目的。通过对加工过程中不合理动作的调整，可以对数控程序进行优化，减少程序调试的时间、试切过程，减小毛坏材料的消耗，缩短机床加工时间，降低成本，提高数控加工效率。

二、在教学中的应用

1.数控加工机械仿真软件的基础模块

基础模块主要针对我国常用的FANUC数控加工软件中数控铣床、车床、加工中心等编程方法、操作方法及其应用。基础模块的教学重点是让学生熟练地把理论知识与实践相结合，并能运用到实际工作之中。

2.数控加工机械仿真软件中的提高模块

提高模块主要针对SIEMENS中三种机床的操作与程序进行仿真训练与讲解，帮助学生进一步提高数控加工技术软件在不同数控机床中的编程方法，同时提高学生的理解、应用能力。

3.数控加工机械仿真软件中拓展模块

拓展模块主要针对我国现阶段常用的广州数控、华中数控、三菱数控、大森数控等不同软件中的车床编程、操作方法进行讲解，进而拓宽学生的知识面，提高学生对不同软件的操作能力与编程能力。

4.数控加工机械仿真流程

在数控加工技术教学实践中，我们通常使用的是几何仿真软件，但在实际工作中根据工作需要则可以对流程进行简化。在构建教学仿真模型前，要对实际生产加工环境进行分析、总结，对必须使用的工艺模块进行整合，对不重要、不相关的环节进行简化。仿真工艺模型尽量与现场加工环境相符。虚拟的机床模型必须对数控机床零部件、结构特点等几何关系进行准确的反映，以及机床的运动与零部件的相对运动关系进行真实反映。工装模型的装配位置、几何形状必须与现场工作的工况条件相符，并且有效地避免和准确地检测夹具、机床与刀具之间的碰撞与干涉，检验数控程序和夹具之间的避让。在从毛坯模型到仿真零件成形的过程中，检验刀具的切入与切出速度和切削量，以及形成的几何形状，使其在加工坐标中的位置关系与实际生产中的毛坯保持一致。在仿真系统中加工坐标与数控程序中的坐标必须保持高度的一致性，坐标与毛坯的位置关系必须保持正确性并符合工位方向。

三、小结

总之，数控加工机械仿真软件在教学中的广泛应用，改变了传统的切削试验方式，通过数控加工机械模拟仿真机床加工的过程，检验加工程序的准确性、对程序错误的纠正、改进机械工艺等具有重要的作用。数控加工机械仿真软件的应用与推广，对提高数控加工技术的教学质量与学生使用数控加工机械的综合能力有不可替代的作用。

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参考文献：

[1]肖楠，王海飞，冯松涛，张贺.斯沃数控机床仿真操作软件在数控技术教学中的应用[J].沈阳工程学院学报，2011(3).

[2]安荣，张信群.数控加工仿真技术在实训教学中的应用[J].吉林工程技术师范学院学报，2012(4).

[3]王海根，马剑.仿真软件在数控技术课程教学中的应用[J].实验室研究与探索，2013(11).

（作者单位：南阳市高级技工学校）