導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)控仿真，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

Abstract： This paper mainly discusses how to make good use of training time reasonably and effectively to let the students master the basic NC theory and practice knowledge. Combined with our school practice experience， the paper dicusses the role of NC simulation software and method of use NC simulation software in the NC practice.

關(guān)鍵詞： 數(shù)控實訓(xùn)；工程實訓(xùn)；數(shù)控仿真軟件；數(shù)控教學(xué)

Key words： NC practice；engineering practice；NC simulation software；NC teaching

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）06-0032-02

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的市場化，高校人才培養(yǎng)的理念也發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變，著重強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育。數(shù)控編程是一門對科學(xué)思維和實踐操作能力要求很高的實訓(xùn)內(nèi)容，如果僅僅通過單純的理論教學(xué)和實踐上機(jī)操作，容易使初學(xué)者感到抽象、難學(xué)，再加上學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等諸多不利因素[2]，無法有效地利用工程實訓(xùn)的有限時間，掌握數(shù)控機(jī)床的編程和操作技能。在統(tǒng)觀傳統(tǒng)數(shù)控教學(xué)的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，我們發(fā)現(xiàn)，引入數(shù)控仿真軟件可以避免傳統(tǒng)教學(xué)的缺點，讓學(xué)生在數(shù)控實訓(xùn)有效的時間內(nèi)，在數(shù)控機(jī)床數(shù)量有限和指導(dǎo)教師人數(shù)有限的條件下，通過理論教學(xué)、實踐操作和仿真軟件交互使用的這一教學(xué)方法，可以提高教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動力，保證了教學(xué)的安全，取得了良好的教學(xué)效果。

1 傳統(tǒng)數(shù)控教學(xué)特點

在傳統(tǒng)的數(shù)控實訓(xùn)中，因為數(shù)控機(jī)床的數(shù)量有限，指導(dǎo)教師的人數(shù)也有限，導(dǎo)致一般是10-15人左右圍聚在一臺數(shù)控機(jī)床旁邊，聽老師講解數(shù)控機(jī)床具體操作方法，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生因無法看到數(shù)控機(jī)床具體操作面板，而無法認(rèn)真聽講或者聽課效果很差。由于數(shù)控機(jī)床屬于昂貴設(shè)備，學(xué)校購買數(shù)控機(jī)床的數(shù)量有限，教師人數(shù)有限，指導(dǎo)學(xué)生單獨上數(shù)控機(jī)床操作的時間受限，并且數(shù)控機(jī)床的錯誤操作容易引起安全事故的發(fā)生，因此，使用傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)方法進(jìn)行的數(shù)控實訓(xùn)效果很差，學(xué)生無法在有限時間內(nèi)達(dá)到高校數(shù)控實訓(xùn)的目的和要求。

2 數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實訓(xùn)中的應(yīng)用

2.1 數(shù)控仿真軟件 數(shù)控仿真是應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)對數(shù)控加工操作過程進(jìn)行模擬仿真的一門新技術(shù)。該技術(shù)面向?qū)嶋H生產(chǎn)過程的機(jī)床仿真操作，加工過程三維動態(tài)的逼真再現(xiàn)，能使每一個學(xué)生，對數(shù)控加工建立感性認(rèn)識，可以反復(fù)動手進(jìn)行數(shù)控加工操作，有效解決了因數(shù)控設(shè)備昂貴和有一定危險性，很難做到每位學(xué)生“一人一機(jī)”的問題，在培養(yǎng)全面熟練掌握數(shù)控加工技術(shù)的實用型技能人才方面發(fā)揮顯著作用[3]。數(shù)控仿真軟件是應(yīng)用計算機(jī)的編程和建模，將加工過程用二維圖形或者三維圖形的動態(tài)形式演示出來的軟件，使在傳統(tǒng)數(shù)控教學(xué)中，需要數(shù)控實驗室或者實習(xí)工廠才能完成的大部分教學(xué)演示功能在虛擬軟件環(huán)境中就能實現(xiàn)，使數(shù)控教學(xué)模式變得更加靈活、方便。

2.2 數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實訓(xùn)中的作用 數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實訓(xùn)中的使用，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，對數(shù)控實訓(xùn)的效果有重要的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

①數(shù)控仿真軟件可以模擬真實數(shù)控機(jī)床加工，使數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)變得生動形象，易于理解學(xué)習(xí)。數(shù)控仿真軟件提供了多種數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以全面仿真加工的整個過程，學(xué)生可以多方位了解數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)，通過仿真軟件的模擬加工，掌握實際數(shù)控機(jī)床的操作方法。②數(shù)控仿真軟件提供了學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床操作的安全平臺，避免了數(shù)控機(jī)床操作時易于發(fā)生的安全隱患。在使用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行加工時，所有的加工都是在虛擬環(huán)境中進(jìn)行，不會因為學(xué)生的錯誤操作引起人身安全問題，也不會損壞機(jī)床。③數(shù)控仿真軟件的使用可以節(jié)省教學(xué)設(shè)備的投資，減少材料的消耗。如果按照傳統(tǒng)的方法來進(jìn)行數(shù)控實訓(xùn)，學(xué)生在操作的過程中要消耗大量的材料，并且集中實訓(xùn)期間，連續(xù)40天，每天都有學(xué)生參加數(shù)控實訓(xùn)，數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)和維護(hù)無法滿足需要，如果一臺機(jī)器運轉(zhuǎn)不良，將會導(dǎo)致整個數(shù)控實訓(xùn)受到嚴(yán)重阻礙。在數(shù)控實訓(xùn)中如果引入數(shù)控仿真軟件，可以避免機(jī)器長期運轉(zhuǎn)得不到維護(hù)的問題，也可以減少原材料的消耗。仿真軟件一般都是綠色軟件，不用安裝，只要有一臺普通的電腦，就可以安裝使用。學(xué)生可以在機(jī)房練習(xí)，也可以在自己的電腦上練習(xí)，節(jié)約了學(xué)生學(xué)習(xí)的時間，提高了學(xué)習(xí)的效率。④仿真軟件可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控編程和數(shù)控機(jī)床操作的動力。學(xué)生在使用數(shù)控仿真軟件中，可以通過直觀形象的加工過程，增加學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床和編程操作的動力，激發(fā)學(xué)生的自信心，挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛力。

2.3 數(shù)控實訓(xùn)中要把數(shù)控軟件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合

2.3.1 傳統(tǒng)數(shù)控實訓(xùn)方法 在以往的數(shù)控實訓(xùn)中，我們的數(shù)控實訓(xùn)開展方法是，教師在課堂上講解數(shù)控編程的基本方法，要求學(xué)生學(xué)完數(shù)控編程之后提交一個手工編程的程序。學(xué)生在數(shù)控車間學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的原理和操作方法，這一項要求學(xué)生能夠用給定的程序完成一個簡單零件的加工操作。傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)方法在執(zhí)行過程中，學(xué)生感覺學(xué)習(xí)枯燥、單調(diào)；在編寫數(shù)控程序提交給教師中，增大了教師的工作量；在機(jī)床操作實訓(xùn)中，學(xué)生因為對刀失誤或者忘記關(guān)艙門等失誤，導(dǎo)致安全問題頻出，教學(xué)的效果不是很理想。我校工程訓(xùn)練中心在數(shù)控實訓(xùn)中根據(jù)傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，經(jīng)過認(rèn)真分析問題原因，參照兄弟院校成功的經(jīng)驗，多次修改我校數(shù)控實訓(xùn)的教學(xué)方法，并根據(jù)本校學(xué)生實訓(xùn)的特點，把傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)方法和仿真軟件進(jìn)行結(jié)合，使得學(xué)生在短期的數(shù)控實訓(xùn)中，快速掌握數(shù)控編程的基本原理和數(shù)控機(jī)床的基本操作，取得了良好的教學(xué)

效果。

2.3.2 仿真軟件和傳統(tǒng)教學(xué)有效結(jié)合的教學(xué)流程 針對學(xué)生實訓(xùn)時都是集中實訓(xùn)，數(shù)控實訓(xùn)的時間一般是2天。在這個前提下，學(xué)生開始學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)理論知識，內(nèi)容主要包括學(xué)生實訓(xùn)所要用到的數(shù)控機(jī)床的編程方法。通過數(shù)控編程理論知識的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握自己將要使用的數(shù)控機(jī)床的數(shù)控編程方法。學(xué)生在學(xué)習(xí)期間有不明白的地方，可以找老師咨詢，也可以自己查閱我們編寫的《機(jī)械制造技術(shù)實踐》中關(guān)于數(shù)控編程部分的內(nèi)容。在學(xué)生掌握了基本的編程方法之后，學(xué)生開始在數(shù)控車間學(xué)習(xí)機(jī)床操作，實訓(xùn)教師會給學(xué)生講解數(shù)控機(jī)床的面板和操作方法，主要講解如何對刀，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，練習(xí)對刀。因為對刀是數(shù)控加工中非常重要的一部分內(nèi)容，所以要求每個學(xué)生都在機(jī)床上練習(xí)如何對刀。

經(jīng)過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備編寫數(shù)控編程軟件的能力和數(shù)控機(jī)床的基本操作能力，很多學(xué)生因為看到仿真軟件可以快速加工出零件，對數(shù)控仿真軟件操作產(chǎn)生了興趣，已經(jīng)開始想自己設(shè)計加工零件了。這時，教師對學(xué)生加以引導(dǎo)，讓學(xué)生觀看以往同學(xué)設(shè)計的零件圖樣，啟發(fā)學(xué)生自主設(shè)計零件圖樣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。學(xué)生在模擬仿真加工后，可以提交自己仿真加工完成的作品給老師，教師可以對學(xué)生作品評分，并挑選部分設(shè)計加工得比較好的零件，組織學(xué)生在數(shù)控車間里使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實際加工。

2.3.3 教學(xué)效果 在把仿真軟件和傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)相結(jié)合進(jìn)行數(shù)控實訓(xùn)后，我校的數(shù)控實訓(xùn)避免了以往數(shù)控實訓(xùn)中出現(xiàn)的問題，數(shù)控仿真軟件本身的優(yōu)勢極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控編程的積極性，在每次實訓(xùn)中，學(xué)生都很積極主動地設(shè)計和加工，獨立完成數(shù)控實訓(xùn)的要求。針對我校集中實訓(xùn)的特點和要求，教學(xué)效果明顯提高。

3 總結(jié)

雖然仿真軟件有很多優(yōu)點，但是也有一些不足之處，比如，學(xué)生在選擇工藝參數(shù)時都很隨意；學(xué)生多次錯誤操作導(dǎo)致軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題；學(xué)生的安全意識降低等等。我校數(shù)控實訓(xùn)把數(shù)控仿真軟件和數(shù)控實訓(xùn)結(jié)合在一起，還處于嘗試階段，該教學(xué)方法改善了傳統(tǒng)數(shù)控教學(xué)的弊病，提高了數(shù)控實訓(xùn)的教學(xué)效果。在實訓(xùn)中，我們要努力揚長避短，發(fā)揮數(shù)控仿真軟件的優(yōu)勢，有效合理地把數(shù)控仿真軟件和數(shù)控實訓(xùn)結(jié)合起來，提高數(shù)控實訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王彥章.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011（15）.

篇2

【關(guān)鍵字】UG；五軸數(shù)控加工；加工仿真

現(xiàn)階段，使用的五軸數(shù)控仿真系統(tǒng)通常只有二維動畫仿真，且整個仿真系統(tǒng)的幾何功能有所限制，加工零件和機(jī)床模型必須借助其他CAD軟件才能建模，整個模型的仿真精度不高。基于UG軟件創(chuàng)建五軸數(shù)控機(jī)床仿真模型，能夠準(zhǔn)確讀出數(shù)控代碼，并為機(jī)床的各個部件實施三維仿真，同時對零件加工環(huán)節(jié)機(jī)床各部件之間的干涉進(jìn)行檢查，為合理修改刀具軌跡提供可靠依據(jù)，避免因文件格式轉(zhuǎn)化導(dǎo)致仿真精度降低的情況。

創(chuàng)建三維仿真系統(tǒng)的步驟

（一）仿真系統(tǒng)工作流程

三維仿真環(huán)境是基于計算機(jī)虛擬系統(tǒng)中，以不消耗能源和資源真實加工系統(tǒng)的映射，虛擬環(huán)境的操作應(yīng)于實際加工系統(tǒng)所具備的功能相互一致。五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床建立的仿真系統(tǒng)具體流程如圖1.五坐標(biāo)聯(lián)動機(jī)床進(jìn)行加工的零件極為管飯干，可以綜合考慮工件、道具等物品的外形、參數(shù)的變化，通過裝配的形式把制作的CAD模型加入仿真系統(tǒng)內(nèi)，從而提升仿真系統(tǒng)的靈活性。用戶依照實際加工操作基于UG環(huán)境下創(chuàng)建刀具、工件等模型，進(jìn)一步方便對這些模型的尺寸進(jìn)行修改，在仿真系統(tǒng)的操作直視下，用戶只要挑選最佳的部件和位置，

就能把工件、夾具等模型裝配至仿真系統(tǒng)的模板文件內(nèi)。

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圖1 仿真系統(tǒng)程序具體流程圖

初始化仿真環(huán)境

建立合理的仿真模型之后，應(yīng)對UG環(huán)境展開初始化操作，隨之進(jìn)入運動分析模塊。為了方便在仿真系統(tǒng)內(nèi)合理控制機(jī)床的各個運動部件，在開展仿真操作前要對機(jī)床模型中的幾何體實施遍歷，隨后獲得相關(guān)幾何體的指針。

解釋NC代碼語義

基于NC代碼對整個機(jī)床加工環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真操作，必須準(zhǔn)確解釋機(jī)床NC代表的意義，把代碼指令進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而得到機(jī)床不同軸的聯(lián)動運動。機(jī)床NC代碼是由大量繁亂的機(jī)床運動指令組成，每次讀取的代碼都必須進(jìn)行語義解釋，從而把NC代碼內(nèi)有用的控制命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為機(jī)床各個軸的位移。

基于三維造型仿真加工過程

使用三維實體造型的辦法，能在仿真環(huán)境內(nèi)更改不同的視角并無需重新進(jìn)行計算，準(zhǔn)確表示刀具與工件之間的幾何關(guān)系和位置。把NC代碼予以轉(zhuǎn)化成各個軸的位移，并對其運動情況實施仿真操作。在三維造型中把動畫一幀幀的展示出來，并保存到UG后臺數(shù)據(jù)庫內(nèi)。經(jīng)過存儲的仿真動畫能夠反復(fù)回放，可以根據(jù)各行的NC代碼依次顯示，實際顯示時可以進(jìn)行放大、縮小及變換視角等操作?；谌S造型對整個加工環(huán)節(jié)進(jìn)行仿真操作，能夠準(zhǔn)確展現(xiàn)出空間內(nèi)實體之間的位置關(guān)系，三維效果非常好。

干涉檢查仿真過程

對仿真過程進(jìn)行干涉和檢查操作，主要是對加工操作中刀具、夾具、刀柄與工件之間進(jìn)行干涉。因整個仿真過程采用三維實體造型的模式，因此干涉檢查就是對機(jī)床模型運動時是否相交進(jìn)行判斷。采用模型的幾何體指針，對加工環(huán)節(jié)內(nèi)可能出現(xiàn)的干涉部件其位置關(guān)系展開檢查計算。如果運動部件遭到干涉，創(chuàng)建干涉產(chǎn)生的實體，并通過UG系統(tǒng)獲取干涉部位的深度、體積等相關(guān)信息，并輸出形成干涉效果的NC代碼，為合理修改刀具軌跡提供可靠依據(jù)。

五坐標(biāo)機(jī)床仿真系統(tǒng)實現(xiàn)

文中以五坐標(biāo)聯(lián)動機(jī)床為研究對象，為該機(jī)床建立仿真模型，同時為三元葉輪的銑削加工環(huán)節(jié)實施仿真操作。整體式三元葉輪形狀非常復(fù)雜，具有大量的約束條件，因此加工難度較大，這是五軸數(shù)控加工操作中獨具代表性的零件。根據(jù)數(shù)控機(jī)床具體的傳動尺寸，基于UG環(huán)境創(chuàng)建仿真模型，對機(jī)床各個軸的運動方向及副作性質(zhì)進(jìn)行設(shè)定，同時把建立的模型存儲為模板文件。五坐標(biāo)聯(lián)動機(jī)床的運動軸是由2個轉(zhuǎn)動軸，和三個移動軸組合而成。根據(jù)實際機(jī)床部件的具體尺寸，使用UG/Modeling模塊為機(jī)床部件創(chuàng)建各自的實體模型，隨后使用UG/Assemblies模塊把不同部件進(jìn)行裝配操作，從而形成完整的實體模型。在UG/Motion運動分析模塊挑選工作臺等機(jī)床部件定義成連桿，移動副由機(jī)床的X、Y、Z軸定義，B、C軸表示轉(zhuǎn)動副，根據(jù)設(shè)定的機(jī)床傳動軸運動方向進(jìn)行操作，同時設(shè)定運動副其驅(qū)動方式是Articulation。對仿真完成的機(jī)床模型進(jìn)行保存，就能加載各類工件、刀具及夾具，如此采用同個機(jī)床對各類工件進(jìn)行加工時，不需要反復(fù)創(chuàng)建仿真模型。通過UF_UI_FILENAME函數(shù)彈出的對話框，挑選應(yīng)該裝配的部件，同時輸入待裝部件的位置，采用UF_ASSEM_assembly函數(shù)對部件進(jìn)行裝配，并把部件實體指針設(shè)置為運動副。若裝配部件有必須隱藏的地方，可通過UG中Blank命令對其進(jìn)行隱藏操作。

【結(jié)束語】：總之，基于UG建立的數(shù)控加工仿真模型，可以對整個加工過程機(jī)床干涉情況進(jìn)行檢查，為合理修改刀位提供有效依據(jù)，提升整個數(shù)據(jù)加工的工作效率，具有優(yōu)良的實用性。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 范蓉.整體葉輪曲面造型及數(shù)控加工仿真研究[J].中國機(jī)械，2013，（6）：102-103.

[2] 章芳芳.基于Vericut的車削中心仿真系統(tǒng)研究[J].科技視界，2013，（28）：180-180.

[3] 丁剛強(qiáng).整體葉輪五軸數(shù)控加工技術(shù)的研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2013，（4）：100-103.

篇3

數(shù)控機(jī)床屬于高科技產(chǎn)品，品種多、價格高，操作訓(xùn)練時若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實際操作訓(xùn)練，投入大、消耗多、成本高、危險性大、易出事故。因此，探索一種新的數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)模式，達(dá)到投入少、見效快，培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)性強(qiáng)，受企業(yè)歡迎的教學(xué)模式勢在必行。根據(jù)我們的實際情況，把斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件應(yīng)用到教學(xué)中去，是解決這一問題的有效途徑。

二、斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的優(yōu)點

1、能實現(xiàn)真實的加工場景

斯沃?jǐn)?shù)控仿真系統(tǒng)完全模擬真實零件的加工過程，可以檢驗各種數(shù)控指令是否正確，能提供與真實機(jī)床完全相同的操作面板，其調(diào)試、編輯、修改和跟蹤執(zhí)行等功能也一應(yīng)俱全；數(shù)控機(jī)床的模擬操作在顯示屏顯示的仿真面板上進(jìn)行，而零件切削過程由機(jī)床模型通過三維動畫演示；在機(jī)床工作方式下，教學(xué)系統(tǒng)將與實際機(jī)床連接，由硬件實現(xiàn)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(jī)床的真實情況一樣，即利用計算機(jī)和其它的專用硬件、軟件去產(chǎn)生一種真實場景的仿真，操作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感覺。因此，采取這種方法能進(jìn)一步提高操作者的實際操作技能。

2、經(jīng)濟(jì)、實用

在我校學(xué)生多、設(shè)備少的情況下，數(shù)控機(jī)床的操作訓(xùn)練若完全依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實操訓(xùn)練，投入大，消耗多，成本高，學(xué)校無力承擔(dān)過多的資金投入。在此實際情況下，把斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件應(yīng)用到教學(xué)中去，可以使學(xué)生達(dá)到實物操作訓(xùn)練的目的，同樣會起到真實設(shè)備的教學(xué)效果，并且實用；通過動態(tài)的仿真操作，使學(xué)生在教學(xué)過程中易教易學(xué)易懂，教學(xué)效果顯著提高。

3、具有齊全的多種數(shù)控系統(tǒng)

斯沃?jǐn)?shù)控仿真系統(tǒng)具有FANUC、SIEMENS、華中等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能，學(xué)生通過上機(jī)操作該軟件，能在很短時間內(nèi)掌握數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作，同時可手動或CAD/ CAM編程和加工，教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，監(jiān)看窗口滾動控制，可隨時獲得學(xué)生信息。

4、操作真實安全

由于斯沃?jǐn)?shù)控仿真系統(tǒng)采用了與數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能，即使出現(xiàn)人為的編程或操作失誤也不會危及機(jī)床和人身安全，反而使學(xué)生還可以從中吸取大量的經(jīng)驗和教訓(xùn)，所以說它是初學(xué)者理想的實驗、實踐工具。

三、斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

結(jié)合以往的教學(xué)經(jīng)驗以及現(xiàn)在學(xué)生的實際情況，如何充分利用斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的優(yōu)點，使其充分發(fā)揮它的優(yōu)勢，讓學(xué)生在短時間內(nèi)學(xué)到更多的知識，采取了如下的措施：

1.靈活應(yīng)用教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)很難使學(xué)生接受，必須利用有效的教學(xué)方法、教學(xué)手段來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.恰當(dāng)運用該仿真軟件，充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用。

我們應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用方法，擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置，既不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，放棄教師在教學(xué)中的引導(dǎo)作用，也不能在教學(xué)中教師唱獨角戲，應(yīng)該科學(xué)地充分發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的作用。

3.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸進(jìn)地掌握數(shù)控編程與操作技巧。

在教學(xué)過程中應(yīng)以常用的一種數(shù)控系統(tǒng)為主，適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大學(xué)生的知識面，提高學(xué)生對不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。

四、斯沃?jǐn)?shù)控仿真系統(tǒng)的負(fù)面效應(yīng)及應(yīng)對方法

斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件是一種模擬教學(xué)應(yīng)用軟件，它不能也不可能全盤代替教學(xué)，尤其是技能訓(xùn)練。它無法代替學(xué)生在真實切削加工中的實際感受，尤其是切削用量的選擇，無法進(jìn)行控制，只能對切削深度過大時加以限制。因此，學(xué)生在應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程與操作訓(xùn)練時，往往容易忽視切削用量的選擇，數(shù)控刀具的選用，零件的裝夾方法，而這些一旦應(yīng)用在實際中，便可能出現(xiàn)打刀或影響實際零件的加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)效率等問題，應(yīng)引起我們的足夠重視。為此要求學(xué)生在數(shù)控仿真中一定要根據(jù)在普通機(jī)床加工中的各種方法及切削用量的選擇技巧，來彌補(bǔ)利用斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件進(jìn)行教學(xué)的缺陷。

五、結(jié)語

總之，在教學(xué)中我們充分利用斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件的優(yōu)勢，考察它在應(yīng)用中產(chǎn)生的問題，主動采取應(yīng)對措施，正確發(fā)揮其在教學(xué)中的作用，收到了不錯的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]斯沃?jǐn)?shù)控仿真系統(tǒng)說明書.

[2]余斌.基于OpenGL的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā):[碩士學(xué)位位論文].成都:四川大學(xué)，2002

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一、合理安排課程教學(xué)進(jìn)度，做好課程銜接

在利用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行數(shù)控加工與編程課程教學(xué)之前，先安排工廠金工實習(xí)，使學(xué)生對各種加工方法有較深的感性認(rèn)識。另外，數(shù)控機(jī)床課程和數(shù)控加工工藝課程也要安排在數(shù)控仿真軟件學(xué)習(xí)訓(xùn)練前面，這樣學(xué)生在熟悉各種機(jī)床的操作方法、加工方法以及切削用量選擇方法之后，就更容易學(xué)習(xí)和理解數(shù)控仿真的各個步驟和環(huán)節(jié)，更容易和實際的加工過程結(jié)合起來。

二、將數(shù)控加工仿真軟件融入課堂教學(xué)中，以提高教學(xué)效果

數(shù)控加工與編程是一門理論性和實踐性都很強(qiáng)的課程。由于職業(yè)院校的大部分學(xué)生基礎(chǔ)較差，對理論學(xué)習(xí)不太感興趣，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已很難使學(xué)生接受。特別對于剛接觸數(shù)控知識的學(xué)生來說，數(shù)控課上的內(nèi)容抽象且難以理解，若把數(shù)控加工仿真系統(tǒng)融入課堂教學(xué)中，邊演示邊教學(xué)，將數(shù)控設(shè)備面板上按鍵、圖標(biāo)、機(jī)床坐標(biāo)、對刀過程等生動地展現(xiàn)出來，一方面使枯燥的理論教學(xué)變得直觀生動，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；另一方面，可以及時發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練中存在的問題，及時解決。

（一）在工藝分析授課中融入仿真軟件，使學(xué)生真正合理地編制工藝卡和選用刀具

在數(shù)控編程課中，對零件工藝分析是編程的基礎(chǔ)，也是影響零件的生產(chǎn)率和合格率的重要環(huán)節(jié)。但是在傳統(tǒng)的工藝分析教學(xué)中都是對著零件圖直接講解，提到有些刀具或設(shè)備時，學(xué)生好像無法想象，因此直接影響到教學(xué)效果，但是如果在講解過程中，打開數(shù)控仿真軟件，直接對著仿真機(jī)床講解，會使內(nèi)容更加直觀，更易使學(xué)生接受。例如：在選擇車刀時，講到45°偏刀和90°偏刀的應(yīng)用區(qū)別時，單純用語言很難表達(dá)清楚，但若在仿真軟件上將這兩把刀都調(diào)出來分別切一下零件，它們的區(qū)別就不言而喻了。在學(xué)生制定完工藝后，為了比較學(xué)生編制工藝的合理性，可在仿真機(jī)床上進(jìn)行試驗，工藝過程制定的合理與否學(xué)生自然就會明白。

（二）在講解編程指令時融入編程軟件，以加深學(xué)生對指令的認(rèn)識

1.將所講指令利用仿真軟件進(jìn)行仿真加工，使學(xué)生全面把握指令的用法和技巧。

在模擬仿真中，可設(shè)計出實際工作中可能發(fā)生的變化，包括事故、故障和生產(chǎn)中極少出現(xiàn)的突然情況，讓學(xué)生全面把握加工方法和技巧。如在講解直線插補(bǔ)指令G01和快速插補(bǔ)指令GOO的應(yīng)用與區(qū)別時，可在程序中的第一個G01后面加F與不加F分別運行，學(xué)生就可以在仿真時看到切削進(jìn)給與快速插補(bǔ)對工件造成的影響。從而加深認(rèn)識，達(dá)到課堂教學(xué)中無法達(dá)到的效果。

2.將所講指令利用仿真軟件進(jìn)行仿真加工，加深對指令內(nèi)涵的認(rèn)識。

在講解到外圓、內(nèi)孔粗車復(fù)合循環(huán)指令G71時，如果只從理論上去理解其刀具路線，學(xué)生很難想象其執(zhí)行過程。而利用數(shù)控仿真軟件用G71編制一個小程序進(jìn)行仿真演示，學(xué)生就從視覺上了解了指令在實際加工中的走刀路徑，進(jìn)一步加深了對指令的內(nèi)涵的認(rèn)識。

3.將相似指令利用仿真軟件進(jìn)行演示，使學(xué)生正確把握每個指令的不同用法。

在講解部分同組相似指令如G71、G72、G73時，由于其編程方法和走刀路線均非常相似，學(xué)生容易混淆，若用各指令編一個相關(guān)程序（注意提醒學(xué)生在編制精加工程序時的順序安排）利用仿真軟件進(jìn)行模擬加工，讓學(xué)生仔細(xì)觀察各指令運行的走刀路線，學(xué)生就很容易明白這三個指令的區(qū)別，從而在編程時能正確地使用各指令。

（三）利用多種系統(tǒng)進(jìn)行比較，拓寬學(xué)生的知識面，為學(xué)生就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)

在數(shù)控教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)需要和“以就業(yè)為導(dǎo)向”的思想，可將數(shù)控編程教學(xué)內(nèi)容安排為兩部分，第一部分主要講解與學(xué)校訓(xùn)練最常用的數(shù)控機(jī)床的編程方法、操作及應(yīng)用，作為教學(xué)重點，必須使學(xué)生熟練掌握、靈活應(yīng)用，為學(xué)生上機(jī)床操作奠定良好基礎(chǔ)。第二部分為提高和拓展，利用仿真軟件集合了各種數(shù)控系統(tǒng)界面與操作的優(yōu)點，主要講解除主訓(xùn)機(jī)床以外的機(jī)床編程與操作方法，擴(kuò)大學(xué)生知識面，提高學(xué)生對不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力，從而提高其就業(yè)競爭力。

（四）利用仿真軟件進(jìn)行模擬加工，可以將操作過程清晰地展現(xiàn)給每位學(xué)生

比如對刀過程，在數(shù)控車間講解時，由于空間的局限性，學(xué)生不易看清楚，可用數(shù)控仿真軟件邊講邊演示邊練習(xí)，學(xué)生不僅掌握了對刀方法，而且更容易理解對刀的含義。

三、科學(xué)組織數(shù)控實訓(xùn)，結(jié)合仿真教學(xué)

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關(guān)鍵詞： 真實感圖形 消隱算法 顯示機(jī)制 局部

1.前言

實時動態(tài)仿真需要很快的顯示速度。消隱計算所耗費的時間，在顯示真實感圖形過程中占有相當(dāng)大的比重。消隱問題又是計算機(jī)圖形學(xué)中一個十分重要的內(nèi)容，至今仍然在不斷研究和完善之中。提出的消隱算法很多，如畫家算法，Z緩存算法，掃描線算法，等等[1]，但是這些消隱算法往往非常復(fù)雜。為特殊的應(yīng)用，人們也常常開發(fā)一些具有針對性的專用消隱算法[2]，[3]。我們研究了數(shù)控仿真的圖形顯示的特性，發(fā)現(xiàn)通用的消隱算法用起來，效率相對較低，難以達(dá)到實時動態(tài)真實感圖形顯示的要求。本文根據(jù)數(shù)控仿真的消隱和圖形顯示的特點，充分利用圖形顯示中的緩存技術(shù)[4]，提出一種用于數(shù)控仿真的快速消隱算法。

2.通用的消隱算法

生成真實感圖形，消隱是必須解決的問題之一。因此消隱是計算機(jī)圖形學(xué)的重要研究內(nèi)容之一。至今提出了非常多的消隱算法如：深度緩存算法又稱Z緩存算法、掃描線算法、多邊形區(qū)域排序算法、畫家算法，等等。這些算法各有優(yōu)缺點，因OpenGL采用的是深度緩存算法，所有這里著重介紹深度緩存算法。如圖1，在屏幕坐標(biāo)系中，Z軸的方向為觀察方向。屏幕上任意一像素點（i，j）作平行于Z軸的射線R，與物體表面上的多邊形相交于pl點和p2點。pl和p2為多邊形屏幕上對應(yīng)像素（i，j）的點，pl和p2的Z值稱為該點的深度值。

圖1 深度緩存消隱

深度緩存法比較pl和p2的Z值，將最小的Z值存入深度緩存，最小的Z值所對應(yīng)的多邊形顏色存入顯示器的顏色緩存。其算法步驟如下：

初時化深度緩存ZB和顏色緩存FB，使ZB（i，j）=機(jī)器最大值，F(xiàn)B（i，j）=背景顏色，F(xiàn)OR j=1，n，F(xiàn)OR k=1，m，令Zi j=機(jī)器最大值，判斷點（i，j）是否在多邊形P在XOY面上的投影多邊形內(nèi)；若是，則計算多邊形P在點（i，j）處的深度數(shù)值Zij；比較Zij與ZB（i，j）的大小，若Zij

深度緩存法是圖像空間的消隱算法，計算簡單，便于硬件實現(xiàn)，速度快。雖然存在占用大量存儲單元的缺點，但是，隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的不斷提高，一些配置較高的計算機(jī)中除了幀緩存外，還帶有用于消隱的深度緩存，因而占用大量存儲單元的缺點基本得到解決，所以深度緩存算法作為OpenGL圖形系統(tǒng)采用的消隱算法，得到了廣泛的應(yīng)用。

3.OpenGL的模板緩存和深度緩存

屏幕是由象素的矩形陣列所組成，每個象素在圖像中顯示一個小方格的顏色。全部象素的存儲器稱為緩存（buffer）。存儲每個象素的顯示顏色的緩存稱為顏色緩存?？臻g幾何元素通過一系列的變換在屏幕上顯示出來，屏幕上一個象素對應(yīng)空間幾何元素上被顯示的點。存儲象素對應(yīng)空間幾何元素上被顯示的點的深度信息的緩存稱為深度緩存。為了更好地控制空間幾何元素的顯示，又增加了模板緩存。

深度緩存存儲每個象素的深度值。這個深度值是利用眼睛（觀測點）的距離來度量的，所以有較大深度緩存數(shù)值的空間點被較小深度緩存數(shù)值的點所覆蓋。在顯示每一個象素前比較該象素和深度緩存中原先象素的深度值，如果當(dāng)前象素的深度值小于原象素的深度緩存數(shù)值，那么顯示當(dāng)前象素，并且用當(dāng)前象素的深度緩存數(shù)值代替原先象素的深度緩存數(shù)值。這樣深度緩存數(shù)值大的象素不被顯示。

模板緩存是將繪圖局限于屏幕的某些部分。如同我們用卡紙模板來簡化和加快噴涂標(biāo)語或圖案一樣。例如，要繪制一個由內(nèi)向外從行進(jìn)中汽車窗口所看見的變動的場景，因為汽車內(nèi)部沒有變化，可以利用模板緩存使得顯示的改變僅僅發(fā)生在窗口范圍內(nèi)。這樣可以大大加快顯示的速度。方法是激活模板緩存，并設(shè)置全屏幕模板緩存內(nèi)容為0。一次繪制汽車內(nèi)部圖像并且改變所繪制范圍內(nèi)模板緩存為1，以后每次僅僅顯示汽車外部變化的場景，并且繪圖時檢查模板緩存內(nèi)容，只有在模板緩存內(nèi)容小于1的范圍才發(fā)生繪圖。

4.快速局部消隱算法

數(shù)控銑削的加工代碼少的有數(shù)百上千行，多的則上萬行甚至數(shù)十萬行代碼，銑削加工的零件形狀也多種多樣，有些形狀相當(dāng)復(fù)雜。用普通的消隱算法很難達(dá)到仿真顯示所需要的運行速度。數(shù)控加工過程仿真顯示是動態(tài)顯示刀具運動和毛坯的材料去除，每一次切削，顯示圖像僅僅是刀具切削的局部發(fā)生了變化，所以特別適合用局部刷新的方式進(jìn)行真實感圖形的顯示。本文提出的利用OpenGL顯示緩存、深度緩存和模板緩存機(jī)制的消隱算法是一種適應(yīng)局部刷新顯示要求的快速消隱算法。

具體算法描述如下：1.用模板為0畫毛坯。2.啟動深度緩存檢驗，畫刀具運動包絡(luò)體。設(shè)置顏色緩存的內(nèi)容為不能修改，所畫刀具運動包絡(luò)體不顯示，但是模板緩存中相應(yīng)內(nèi)容變?yōu)?。3.關(guān)閉深度緩存檢驗，啟用模板緩存檢驗，設(shè)置模板1的范圍內(nèi)可以顯示圖形。4.按有遠(yuǎn)到近的順序，顯示刀具軌跡中每一個小長方體的可見部分。5.將全部模板緩存內(nèi)容設(shè)置為0。6.如果還有刀具軌跡顯示需要，返回2，如果沒有刀具軌跡需要顯示，程序結(jié)束。

這個消隱算法的主要思路是：在第2步時激活深度緩存，利用Z緩存消隱算法消除刀具切削刀痕被其他結(jié)構(gòu)遮擋時的情況。同時避免將刀具切入毛坯部分的模板緩存改為1，從而出現(xiàn)圖2的錯誤消隱結(jié)果。利用第3步關(guān)閉深度緩存檢驗，啟用模板緩存檢驗。第4步在模板緩存容許的范圍內(nèi)，按有遠(yuǎn)到近的順序顯示小立方體來顯示凹陷的刀具切削刀痕。

如圖3所示，執(zhí)行第2步畫刀具包絡(luò)體，模板緩存改變成1的范圍。因為顏色緩存的內(nèi)容不能更改，所以屏幕上并不顯示如圖6所示的深色的刀具的包絡(luò)體，為了便于說明模板緩存內(nèi)容改變的范圍，我們在圖3上畫出了深色刀具的包絡(luò)體，用于表示模板緩存改變的范圍。因為是激活了深度緩存，所以離視點遠(yuǎn)的刀具切入毛坯的部分，其包絡(luò)體范圍的模板緩存不改變。這樣凹陷的刀具切削刀痕中靠近視點的邊緣遮擋的部分不顯示，因此這部分的模板緩存內(nèi)容保持為0。如圖4為所顯示的刀具切削軌跡。圖5是在前景物體遮擋時畫刀具包絡(luò)體的情況，因為是激活深度緩存，所以包絡(luò)體有一部分消隱，相應(yīng)的模板緩存內(nèi)容不改變，保持為0。因此，圖5所顯示的刀具切削軌跡相對應(yīng)的部分不顯示。用這種方法，避免了一般消隱算法中的大量的求交計算，提高了顯示速度。

圖2 錯誤的消隱結(jié)果

圖3 深色部分模板內(nèi)容為1

圖4 刀具軌跡痕跡

圖5 有遮擋時的模板內(nèi)容

5.結(jié)語

消隱算法是計算機(jī)圖形學(xué)的重要研究內(nèi)容之一，至今已提出了很多算法，并且仍然是計算機(jī)圖形學(xué)的研究熱點之一。本文提出的專用于數(shù)控加工仿真的局部快速消隱算法，不僅速度快、穩(wěn)定，為在微機(jī)上實時顯示真實感圖形提供了前提條件，而且克服了等軸測投影的消隱算法不能在任意顯示工件加工過程的缺陷，具有一定的先進(jìn)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫家廣，楊長貴.計算機(jī)圖形學(xué).北京：清華大學(xué)出版社，1995，5.

[2]詹梅，劉郁麗，揚合.適用于三維有限元網(wǎng)格的逐步消隱法.西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，1998，10：641—664.

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關(guān)鍵詞：數(shù)控仿真軟件；崗位技能；教學(xué)效率

數(shù)控仿真軟件，是通過計算機(jī)技術(shù)，利用二維或三維的動態(tài)表現(xiàn)形式，模擬真實加工過程的一種軟件，具有減少成本與風(fēng)險、節(jié)約資源、安全性高等優(yōu)勢。將數(shù)控仿真軟件應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床教學(xué)中，能夠?qū)?shù)控加工程序進(jìn)行可靠性驗證，提高教學(xué)效率。

一、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控機(jī)床教學(xué)中的應(yīng)用意義

1.以數(shù)控仿真軟件彌補(bǔ)設(shè)備缺陷，增強(qiáng)教學(xué)效果

數(shù)字機(jī)床教學(xué)中，因?qū)W校無法提供相關(guān)的教學(xué)設(shè)備，令教學(xué)效率始終無法提高。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中無法對理論內(nèi)容進(jìn)行實踐操作，那么在數(shù)控理論知識的掌握上也將困難重重。但是相關(guān)教學(xué)設(shè)備的高昂價格，令很多學(xué)校望而卻步，無法提供給學(xué)生實踐操作的條件，阻礙了學(xué)生實踐、操作能力的提高。

教學(xué)設(shè)備價格高昂、教學(xué)經(jīng)費有限等現(xiàn)狀，制約了教學(xué)效果的提高。不少學(xué)校在數(shù)控專業(yè)教學(xué)中無法為學(xué)生安排相關(guān)的實踐操作課程，而數(shù)控仿真軟件的出現(xiàn)，則為此提供了解決方法。學(xué)校通過數(shù)控仿真軟件建立實踐操作平臺，可以為學(xué)生提供實踐條件。教師也可以因此彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)活動中學(xué)生操作能力薄弱的缺陷。

通過數(shù)控仿真軟件，教師在教學(xué)活動中既減少了教學(xué)資源的損耗，又讓學(xué)生學(xué)習(xí)到了機(jī)床運行的真實過程。所以，數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用能夠增強(qiáng)教學(xué)效果，既將理論與實踐結(jié)合在了一起，又提高了學(xué)生的實踐能力。

2.數(shù)控仿真軟件有助于激發(fā)學(xué)生的積極性

教師教學(xué)活動的效果，與學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性有著密切關(guān)系。數(shù)控機(jī)床較為乏味的理論知識與學(xué)生薄弱的文化基礎(chǔ)，常常導(dǎo)致學(xué)生積極性降低。如果在教學(xué)活動中教師無法激發(fā)學(xué)生的興趣與積極性，學(xué)生就會在長期的學(xué)習(xí)中漸漸失去興趣與信心，學(xué)習(xí)效果也將隨之降低。

因此，教師需尋求激發(fā)學(xué)生興趣與積極性的方法。如，在教學(xué)中，教師利用數(shù)控仿真軟件，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠?qū)C(jī)床運行有直觀的認(rèn)識，利用實踐理解枯燥的理論。這樣不但可以提高學(xué)生的實踐能力，還能夠調(diào)動學(xué)生的積極性、求知欲。同時，在實踐操作中，學(xué)生還能根據(jù)自身所學(xué)，主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)主動思考的習(xí)慣。

3.數(shù)控仿真軟件有助于學(xué)生崗位技能的提高

教師在利用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行教學(xué)活動時，可以在仿真模擬中設(shè)計出一些實際操作中可能發(fā)生的設(shè)備瑕疵、故障等，令學(xué)生深刻地掌握設(shè)備加工方法與技巧。例如，講授“直線插補(bǔ)指令G01和快速插補(bǔ)指令G00的應(yīng)用”這部分內(nèi)容中的“在運行的G01后是否需加F”時，教師可以利用數(shù)控仿真軟件，模擬出加F和不加F兩種情況下對工件的影響效果，形象地進(jìn)行問題判定，加強(qiáng)學(xué)生對理論的理解。

二、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用方法

1.以多元化的教學(xué)方法帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

目前，大部分職業(yè)技術(shù)學(xué)校的教學(xué)中，學(xué)生普遍存在著學(xué)習(xí)主動性低、文化基礎(chǔ)薄弱等情況。對此，教師需運用多元化的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)活動，帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（1）教師應(yīng)有較高的數(shù)控專業(yè)素養(yǎng)與教學(xué)能力，因為這能夠使教師對數(shù)控專業(yè)學(xué)生的興趣進(jìn)行全面了解，并據(jù)此完善教學(xué)過程。

（2）教師應(yīng)具備較強(qiáng)的操作能力。在教學(xué)活動中，教師需要通過操作示范進(jìn)行教學(xué)，若教師個人實踐操作能力不強(qiáng)，那接受教學(xué)的學(xué)生實踐能力也會隨之降低。

（3）教師應(yīng)密切注意學(xué)生的實踐操作過程，及時糾正學(xué)生在實踐中的不足之處。教師還應(yīng)親自動手，在學(xué)生遇到困惑時，通過操作幫助學(xué)生掌握知識。

2.數(shù)控仿真軟件與理論結(jié)合，提高教學(xué)效率

在教學(xué)活動中，教師若過分依靠數(shù)控仿真軟件，會給學(xué)生的真實操作習(xí)慣帶來不利影響；若過分重視理論教學(xué)，學(xué)生則會因理論的枯燥而漸漸失去學(xué)習(xí)興趣。所以，教師在教學(xué)中應(yīng)將數(shù)控仿真軟件與理論結(jié)合，兼顧學(xué)生對實踐與理論的掌握，提高教學(xué)效率。在教學(xué)開始前，教師需確定教學(xué)目標(biāo)、課程難點等；在教學(xué)課程完成后，教師需利用數(shù)控仿真軟件演示操作流程，引導(dǎo)學(xué)生自主動手實踐，并指導(dǎo)、完善學(xué)生操作方法，輔助學(xué)生掌握數(shù)控專業(yè)技能。

3.合理安排教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生日后操作奠定基礎(chǔ)

學(xué)校會根據(jù)企業(yè)需求進(jìn)行教學(xué)編排，通常把數(shù)控機(jī)床教學(xué)作為必修課程。數(shù)控機(jī)床教學(xué)的目的是讓學(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，掌握數(shù)控機(jī)床操作方法，為學(xué)生在畢業(yè)之后的工作開展打下基礎(chǔ)。

同時，教師應(yīng)利用數(shù)控仿真軟件，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作訓(xùn)練，既豐富了學(xué)生的知識面，又讓學(xué)生熟練了機(jī)床操作，使學(xué)生在日后的工作中能夠快速適應(yīng)工作、開展工作。

綜上所述，數(shù)控仿真軟件在數(shù)控機(jī)床教學(xué)中的應(yīng)用，對于數(shù)控教學(xué)具有積極意義。數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用，不但能夠提高學(xué)生的實踐操作能力，還可以促進(jìn)學(xué)生對理論知識的掌握。但同時，數(shù)控仿真軟件是模擬操作，其與真實的機(jī)床加工依然存在著一些差距。因此，在數(shù)控機(jī)床教學(xué)過程中，教師需對數(shù)控仿真軟件靈活運用，以實現(xiàn)積極的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]江念.淺談數(shù)控模擬仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 才智，2013（20）.

篇7

數(shù)控加工虛擬仿真是通過計算機(jī)虛擬仿真模型將數(shù)控機(jī)床的各組成結(jié)構(gòu)、運行方式、邏輯關(guān)系等用三維動畫的方式展現(xiàn)出來。數(shù)控加工虛擬仿真軟件能夠?qū)ぜ庸さ娜^程進(jìn)行模擬，并可以從多角度觀看加工時刀具的切削路徑和工件加工效果。對初學(xué)數(shù)控機(jī)床的學(xué)生來說，使用數(shù)控加工虛擬仿真軟件學(xué)習(xí)數(shù)控加工的操作步驟可以將機(jī)床的運作和工件的加工過程立體地呈現(xiàn)出來。數(shù)控加工虛擬仿真可以對預(yù)加工工件進(jìn)行多次反復(fù)模擬加工，并通過多次的模擬加工不斷改進(jìn)工件的加工方法、提高工件的加工效果，為真實環(huán)境下加工工藝分析及程序編寫提供參照，保證了工藝分析的可行性、程序運行可靠性，避免因工藝不合理或程序出錯造成的刀具碰撞或引起其他突發(fā)狀況。

2數(shù)控加工虛擬仿真在實訓(xùn)中的應(yīng)用

基于虛擬仿真技術(shù)的數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)方法改變了以往僅在數(shù)控機(jī)床前對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)的單一形式，通過加入虛擬仿真技術(shù)可以讓學(xué)生通過仿真軟件和三維模型深化對數(shù)控機(jī)床的學(xué)習(xí)，并讓學(xué)生從多角度、全方位對數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造及各組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)識和學(xué)習(xí)。此外，在工件加工前學(xué)生可以對數(shù)控機(jī)床的整個操作和加工過程進(jìn)行仿真和模擬。在學(xué)生對數(shù)控機(jī)床知識有一定了解后，向?qū)W生演示對刀及簡單的操作加工。學(xué)生對數(shù)控機(jī)床及數(shù)控加工過程有一定認(rèn)識之后，學(xué)生就可通過數(shù)控虛擬仿真軟件學(xué)習(xí)和練習(xí)數(shù)控機(jī)床的開關(guān)機(jī)、換刀、對刀、工件旋轉(zhuǎn)、簡單的工件加工等操作過程，同時可以學(xué)習(xí)操作面板上各個功能鍵和輸入鍵的用法和作用，在學(xué)習(xí)過程中。如若學(xué)生操作錯誤或是虛擬機(jī)床停止運行，學(xué)生可以隨時返回操作或是重啟軟件，減少了實際中因誤操作引起的設(shè)備損壞和人員傷亡。在學(xué)生熟練數(shù)控加工的操作流程后，讓學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的加工原理及數(shù)控編程方法。數(shù)控編程的學(xué)習(xí)之所以放在學(xué)生熟悉數(shù)控機(jī)床之后，是因為這樣學(xué)生更容易學(xué)習(xí)數(shù)控編程的邏輯思維、程序代碼意義及各段編程的作用。在學(xué)習(xí)編程的過程中將工件加工的工藝分析和路徑分析貫穿其中，讓學(xué)生通過實例形象地學(xué)習(xí)數(shù)控編程。為了檢驗編程是否正確、合理，學(xué)生可以將所編程序輸入數(shù)控虛擬仿真軟件，通過仿真軟件對工件加工時的走刀路徑和加工后的效果進(jìn)行模擬分析，從而檢驗編寫的程序是否準(zhǔn)確、合理。最后，在學(xué)生對數(shù)控機(jī)床的操作過程、程序的編寫方法、工件加工的工藝分析等知識充分學(xué)習(xí)后，指導(dǎo)學(xué)生獨立上機(jī)操作，將前期所學(xué)的知識點在真實數(shù)控機(jī)床環(huán)境下進(jìn)行演練。通過這種數(shù)控機(jī)床與數(shù)控虛擬仿真軟件的交互學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)控加工流程的認(rèn)識，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控加工的積極性，讓學(xué)生有充足的時間和機(jī)會，通過多種途徑深入學(xué)習(xí)數(shù)控加工技術(shù)。

3數(shù)控加工虛擬仿真在實訓(xùn)中應(yīng)用的優(yōu)勢

3.1增強(qiáng)了學(xué)生數(shù)控加工實訓(xùn)效果，提高了學(xué)生動手操作能力數(shù)控加工虛擬仿真運用到實訓(xùn)教學(xué)中可以實現(xiàn)對數(shù)控機(jī)床的各個部件及輔助工具進(jìn)行立體演示，擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)中通過平面圖或是觀察數(shù)控設(shè)備外觀進(jìn)行想象。同時，數(shù)控加工虛擬仿真軟件可以模擬出現(xiàn)實環(huán)境中數(shù)控操作和工件加工過程，能夠?qū)斎氲臄?shù)控程序進(jìn)行識別和檢驗，其操作面板、運行系統(tǒng)等都可以按實際需求進(jìn)行修改，學(xué)生像在真實環(huán)境下進(jìn)行各項功能操作，給初學(xué)者提供大量的練習(xí)操作時間，為后續(xù)的上機(jī)實訓(xùn)奠定了扎實的基礎(chǔ)，有效提高學(xué)生的數(shù)控加工操作能力。3.2提高了數(shù)控機(jī)床的有效利用率，降低了實訓(xùn)耗材的浪費各高校在開設(shè)數(shù)控加工課程時，由于數(shù)控設(shè)備數(shù)量及數(shù)控教學(xué)老師人員數(shù)量有限，數(shù)控加工教學(xué)模式一般是數(shù)十位學(xué)生集中在一臺數(shù)控設(shè)備周圍學(xué)習(xí)。由于開設(shè)數(shù)控加工的課時是固定的，所以在學(xué)習(xí)數(shù)控操作過程中，每個學(xué)生的實際上機(jī)操作時間較少、操作能力難以得到快速提高。將數(shù)控加工虛擬仿真運用到實訓(xùn)教學(xué)中可以讓學(xué)生在數(shù)控加工虛擬仿真實驗室內(nèi)學(xué)習(xí)基本的數(shù)控機(jī)床操作知識，反復(fù)鍛煉學(xué)生的數(shù)控操作能力，在學(xué)生具備數(shù)控操作能力后再分批次、分階段進(jìn)行真實環(huán)境下的上機(jī)操作，最大程度實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的利用效率，同時減少學(xué)生在初學(xué)過程中對加工耗材不合理使用，降低了實訓(xùn)過程中耗材浪費。3.3增強(qiáng)了學(xué)生實訓(xùn)安全性、降低了數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生率數(shù)控加工虛擬仿真運用到實訓(xùn)教學(xué)中，合理地將學(xué)生的初學(xué)操作過程放到虛擬環(huán)境下，減少學(xué)生在實際初學(xué)過程中因誤操作造成的人員傷害及機(jī)床損壞，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的同時增強(qiáng)了學(xué)生實訓(xùn)的安全性。同時，由于數(shù)控程序調(diào)試過程是在虛擬環(huán)境下先行完成，所以在后期上機(jī)過程中縮短了程序調(diào)試時間，降低了數(shù)控設(shè)備的消耗，在加工一些復(fù)雜零件時，有效降低了程序出錯的可能性，減少刀具損害及工件破壞的幾率，從而降低數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的概率。3.4拓寬了學(xué)生專業(yè)知識面、提高了學(xué)生創(chuàng)新能力虛擬制造和智能加工已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的目標(biāo)和方向，虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用可以讓學(xué)生認(rèn)識到智能加工在行業(yè)應(yīng)用中的前景，促進(jìn)學(xué)生對未來就業(yè)方向的正確把握。同時，數(shù)控虛擬仿真軟件給學(xué)生提供了一個生動、逼真的數(shù)控操作學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生成為虛擬環(huán)境的參與者，變被動的傳授為主動的交互學(xué)習(xí)，無形中培養(yǎng)了學(xué)生在智能加工行業(yè)的創(chuàng)新意識，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4結(jié)語

將數(shù)控加工虛擬仿真運用到實訓(xùn)中是對實訓(xùn)教學(xué)方法的探索與改進(jìn)，它通過合理地安排數(shù)控加工教學(xué)內(nèi)容和授課方式來提高學(xué)生對數(shù)控加工的學(xué)習(xí)效果，為學(xué)生提供了足夠的學(xué)習(xí)時間和操作空間，從而有效提升了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，為學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。這種探索與改進(jìn)對數(shù)控加工實訓(xùn)教學(xué)效果和質(zhì)量提升有很大的促進(jìn)作用，對“新工科”背景下培養(yǎng)高技術(shù)綜合性人才具有重要意義。

【參考文獻(xiàn)】

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篇8

論文摘要：根據(jù)職業(yè)院校在數(shù)控專業(yè)人才培養(yǎng)中遇到的問題提出了數(shù)控仿真軟件引入數(shù)控教學(xué)的重要性，進(jìn)一步分析了仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的優(yōu)缺點，并提出相應(yīng)的彌補(bǔ)措施。 

 

1仿真軟件在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的優(yōu)勢 

（1）減少高額的設(shè)備投入，解決實習(xí)設(shè)備與學(xué)生人數(shù)不成比例的問題。 

由于數(shù)控設(shè)備屬于集機(jī)電、通訊、傳感于一身的智能化產(chǎn)品，它具備“高速、高效、高精度”的加工特點，這就決定了其高額的成本。因此，數(shù)控專業(yè)的的實訓(xùn)教學(xué)若單單依靠購買數(shù)控機(jī)床則投入過大，若采用數(shù)控仿真進(jìn)行實習(xí)教學(xué)可以很好的解決這一難題。 

（2）提供多種機(jī)床多種系統(tǒng)，解決設(shè)備型號單一，學(xué)生的知識面狹窄等問題。 

由于數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅速，目前市場上的數(shù)控設(shè)備型號多樣，并且數(shù)控系統(tǒng)更新較快，對學(xué)校而言不可能將所有系統(tǒng)配齊。這就導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)與工廠所用不符。而數(shù)控仿真系統(tǒng)則具備“一個軟件多種系統(tǒng)”的優(yōu)勢。如上海宇龍仿真軟件就擁有fanuc、pa、slemens、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大森數(shù)控等多種數(shù)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對車、銑、加工中心等多種型號機(jī)床操作過程的仿真，彌補(bǔ)了實習(xí)設(shè)備型號單一，學(xué)生的知識面狹窄等問題。 

（3）實現(xiàn)虛擬加工，減少實訓(xùn)費用。 

數(shù)控仿真系統(tǒng)的核心是虛擬數(shù)控機(jī)床，它完全模擬零件的切削過程，能檢驗指令正確與否，并用三維動畫實時模擬顯示程序路徑和工件圖形，從而真實的再現(xiàn)了零件的加工過程，并且在模擬加工過程中不會有機(jī)床、刀具、材料的損耗，極大的減小實訓(xùn)費用。 

（4）安全性高，便于初學(xué)者學(xué)習(xí)。 

由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是一種虛擬加工技術(shù)，所以學(xué)生的錯誤操作也不會損壞機(jī)床，更不會造成人身傷害，使學(xué)生可以拋開思想包袱大膽地、獨立地進(jìn)行練習(xí)。 

（5）可對程序校驗、模擬加工，減少占機(jī)調(diào)試時間，提高加工效率。 

在實際加工時，一般要反復(fù)檢查程序，并利用機(jī)床的圖形模擬校驗功能來檢驗程序的正確性，這就導(dǎo)致占機(jī)調(diào)試時間過長。并且圖形模擬也無法對刀具的干涉、運動中與夾具的碰撞、工件上一些細(xì)小的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行全面真實的反映。所以在加工之前，可以將程序輸入仿真軟件，先模擬加工，觀察零件的加工過程，并初步檢驗零件的形狀尺寸，最后將正確的程序?qū)氲綌?shù)控機(jī)床中，既可節(jié)省時間提高加工效率，又保證了加工的安全性。 

2仿真軟件在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的不足及彌補(bǔ)措施 

（1）仿真加工缺乏真實感．學(xué)生安全意識淡薄。 

實際加工中操作人員必須嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程進(jìn)行加工，并要求其具備相應(yīng)的“聽辨能力”，能根據(jù)機(jī)床不同狀態(tài)下發(fā)出的聲音及時調(diào)整參數(shù)，減少機(jī)床發(fā)生故障和停機(jī)的概率。而在仿真中，便無法學(xué)習(xí)到真正的“聽辨能力”，并且一些嚴(yán)格的操作規(guī)程也無法得以實施。如加工過程中不要把頭和手隨意伸進(jìn)機(jī)床中、加工前關(guān)閉機(jī)床安全門等，這些環(huán)節(jié)在仿真時往往都可忽略不計，而對于在練習(xí)時出現(xiàn)的撞刀等現(xiàn)象也毫不在意。如果學(xué)生的不良習(xí)慣一旦養(yǎng)成，會在實際生產(chǎn)中造成重大損失。因此，在平時的教學(xué)過程中教師要不斷強(qiáng)調(diào)安全操作，嚴(yán)格要求，并給學(xué)生講解仿真與實操的差別。 

（2）工藝參數(shù)設(shè)置隨意，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量。 

利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程與操作練習(xí)時，往往容易忽視切削用量、刀具的選用，零件的裝夾等問題。同時仿真軟件也無法判斷工件的表面粗糙度、矯正尺寸精度等。如果學(xué)生在仿真時忽略了這些內(nèi)容，在實際機(jī)床上加工時也會不自覺的忽略這些對數(shù)控加工十分重要的部分，從而導(dǎo)致加工的工件無法達(dá)到尺寸精度要求，更有甚者發(fā)生碰撞等事故。因此，教師一定要求學(xué)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(guī)范，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的初期就養(yǎng)成正確的習(xí)慣。 

（3）仿真加工與實際機(jī)床有一定差異，易使學(xué)生產(chǎn)生錯覺，影響教學(xué)質(zhì)量。 

由于虛擬加工技術(shù)起步較晚，現(xiàn)在的仿真軟件與實際機(jī)床還存在一定差異。如利用車刀在數(shù)控仿真系統(tǒng)上加工工件時，只要背吃刀量不大于刀刃長度就可以直接切削。而在實際數(shù)控機(jī)床上加工，則會因為受到機(jī)床、刀具和材科等性能的影響，不可能選取太大背吃刀量。再如切斷刀在實際加工中只能用來切槽或者切斷加工。而在仿真系統(tǒng)中即使用來車削外圓也不會有錯誤提示。又如實際加工中，g00無法完成工件的切削加工，而在仿真時即使錯誤的使用g00切削工件，照樣可以完成切削而不會報警。這些問題就需要我們在教學(xué)的過程中反復(fù)強(qiáng)調(diào)，避免誤導(dǎo)學(xué)生。同時要合理安排仿真軟件與實際操作的時間和順序。 

綜上所述，數(shù)控仿真軟件在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的合理應(yīng)用，既可以提高數(shù)控人才的培養(yǎng)質(zhì)量和效率，還可以緩解學(xué)校的經(jīng)濟(jì)壓力，但其缺點也不容忽視。只有在教學(xué)中將仿真訓(xùn)練與實踐操作訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合，擺正仿真軟件在整個專業(yè)教學(xué)中的位置，才能充分地發(fā)揮其作用，才能真正為教學(xué)服務(wù)。 

參考文獻(xiàn) 

篇9

一、數(shù)控仿真軟件簡介

數(shù)控仿真軟件教學(xué)，實際上就是利用計算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)行數(shù)控技術(shù)培訓(xùn)的一種教學(xué)方式。目前，主要是指數(shù)控機(jī)床仿真軟件，如上海宇龍、北京VNUC、南京宇航（斯沃）、韓國金銀花、美國vericut等。仿真軟件對數(shù)控機(jī)床操作全過程和加工運行全環(huán)境進(jìn)行仿真，從而進(jìn)行數(shù)控編程的教學(xué)，并完成整個加工操作過程的教學(xué)，使原來需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分教學(xué)功能可以在這個虛擬制造環(huán)境中實現(xiàn)。軟件可以實現(xiàn)對數(shù)控銑加工中心和數(shù)控車加工全過程的仿真，包括毛坯定義與夾具、刀具定義與選用、零件基準(zhǔn)測量和設(shè)置、數(shù)控程序輸入、編輯和調(diào)試、加工仿真以及各種錯誤加檢測功能。

二、數(shù)控仿真教學(xué)的需要

當(dāng)代機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)生迫切希望掌握現(xiàn)代加工技術(shù)，而CAD／CAM與模擬仿真技術(shù)是相輔相成、缺一不可的。從多年數(shù)控大賽的經(jīng)驗來看，整個大賽分理論考試、數(shù)控仿真、實踐操作加工三塊構(gòu)成，數(shù)控仿真技能已是一個考生必備的能力構(gòu)成部分。另外，有一些省份在進(jìn)行數(shù)控加工技能鑒定考核中，把原來的理論考試改為應(yīng)用CDM電腦考試平臺進(jìn)行。在這個考試平臺中，就是通過仿真加工來考核學(xué)員技術(shù)。因此，學(xué)校為了適應(yīng)形勢發(fā)展，必須大力使用仿真教學(xué)。

三、數(shù)控仿真教學(xué)的主要作用

1．降低成本，規(guī)避風(fēng)險

使用仿真軟件，大大減少了工件材料和能源的消耗，可以降低教學(xué)成本。沒有經(jīng)驗的學(xué)生直接動手操作機(jī)床，風(fēng)險大，不僅容易造成設(shè)備損壞，而且對學(xué)生人身安全也存在風(fēng)險。同時，學(xué)生因為操作存在的風(fēng)險，有可能畏手畏腳，不利于學(xué)生對機(jī)床的功能做深入了解。

2．三維測量功能

模擬加工，不僅具有對學(xué)員編制的數(shù)控程序進(jìn)行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實設(shè)備上無法實現(xiàn)的三維測量功能。數(shù)控仿真最大的優(yōu)點，就是能夠使加工工件呈現(xiàn)三維立體空間的加工過程，并在加工過程中實現(xiàn)自動檢測，以判斷被加工工件加工的正確性，利于隨時進(jìn)行修改與調(diào)整，有效檢驗程序，大幅度降低避免了機(jī)床實際加工中出現(xiàn)的因錯誤程序而發(fā)生的撞刀等安全事故。

3．改變教學(xué)模式

仿真軟件教學(xué)的引入，還改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，實現(xiàn)了教學(xué)的直觀性和現(xiàn)代化。在理論課堂上，改變原有的授課內(nèi)容和方法，將傳統(tǒng)的機(jī)加工工專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容加以整合，輔以一系列計算機(jī)輔助的多媒體教學(xué)手段，可以使學(xué)生更生動、直觀地學(xué)習(xí)到相關(guān)的知識，提高學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的求知欲，教學(xué)效果明顯提高。

4．互動教學(xué)功能

教師既可以以廣播的方式，在每個學(xué)生的屏幕上演示其教學(xué)內(nèi)容，也可以在自己屏幕上看到每個學(xué)生的操作情況，及時了解教學(xué)情況，掌控教學(xué)進(jìn)程，有效提高了課堂教學(xué)的互動性。

5．軟件考試功能

考試功能，不僅記錄了考試的最后結(jié)果，還把整個操作過程完整記錄下來。通過回放功能，可以察看學(xué)生考試的操作全過程。

四、仿真軟件的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成

一套完整的仿真系統(tǒng)，包含以下幾個功能：授課功能、練習(xí)功能、考試功能、DNC功能。

1．授課功能

教師講授數(shù)控基本原理、CAD/CAM軟件的使用、數(shù)控機(jī)床的操作等，學(xué)生能夠觀測教師的演示及講解。目前較為普遍的是采用投影儀或視頻展臺等多媒體設(shè)備實現(xiàn)這一功能；也可以借助專門的軟件來實現(xiàn)。

2．練習(xí)功能

對數(shù)控機(jī)床操作全過程和加工運行全環(huán)境進(jìn)行仿真，從而進(jìn)行數(shù)控編程的教學(xué)，并完成整個加工操作過程的教學(xué)，使原來需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分教學(xué)，在這個虛擬制造環(huán)境中實現(xiàn)。

3．考試功能

考試結(jié)束，教師可以查詢、回放考生的操作過程，導(dǎo)出程序或項目文件。如果系統(tǒng)設(shè)置中選擇了自動評分，教師還可以在考試前設(shè)置評分標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)工件的尺寸，在交卷的同時完成自動閱卷。

4．DNC功能

篇10

摘要：本文旨在通過數(shù)控仿真軟件教學(xué)與傳統(tǒng)的實操教學(xué)方式的對比，以及使用數(shù)控仿真軟件的心得，探討中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)實施數(shù)控仿真軟件教學(xué)的重要性，為中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)科學(xué)規(guī)劃實驗實訓(xùn)室提供借鑒。

關(guān)鍵詞 ：教學(xué)方式 仿真軟件 開出率

隨著社會的發(fā)展，以前的機(jī)械專業(yè)逐漸分離出很多細(xì)微的專業(yè)方向，像數(shù)控專業(yè)就是其中的一類?，F(xiàn)階段各中職學(xué)校普遍開設(shè)了數(shù)控專業(yè)，但在這一專業(yè)領(lǐng)域里怎樣規(guī)劃合理且又適用的實訓(xùn)室成了眾多學(xué)校頭痛的大事。筆者認(rèn)為可以通過配備數(shù)控仿真實驗室與數(shù)控加工車間相結(jié)合的一體化實訓(xùn)室，來達(dá)到數(shù)控專業(yè)實訓(xùn)課教學(xué)的需要。

一、傳統(tǒng)的實操教學(xué)方式

自從數(shù)控專業(yè)開設(shè)以來，都是采用理論加實踐的教學(xué)方式。首先由老師在課堂里講授理論知識，教給同學(xué)們編程知識，使他們掌握編程的方法和技巧，然后再到實訓(xùn)車間里進(jìn)行數(shù)控加工。通過這種教學(xué)方式，學(xué)生們基本上能夠掌握學(xué)校存在的數(shù)控系統(tǒng)的操作方法。這種方法的缺點就是，理論課程與實操課程相隔一段時間，使之在上完理論課之后，經(jīng)過一定的時間，可能出現(xiàn)對所學(xué)知識有個遺忘的過程，導(dǎo)致對所學(xué)知識出現(xiàn)不熟悉的現(xiàn)象，又需要復(fù)習(xí)以前所學(xué)的知識，才能順利地完成實操課程的教學(xué)任務(wù)，這給我們的教學(xué)帶來很大的麻煩。

二、數(shù)控仿真軟件教學(xué)方式

在數(shù)控專業(yè)，如采用數(shù)控仿真軟件教學(xué)方式，只需要配備一個仿真課室（大約能滿足一個班的教學(xué)需要，當(dāng)然可以放在數(shù)控車間的旁邊），根據(jù)學(xué)生人數(shù)配備一定數(shù)量的電腦，通過局域網(wǎng)連接起來，然后再裝上仿真軟件，就可以完成理論與實操教學(xué)。這樣，我們在教學(xué)計劃的編寫中，可以將編程、仿真教學(xué)及數(shù)控加工實習(xí)安排在同一時段，完成編程的教學(xué)之后立即在電腦上完成實操教學(xué)。當(dāng)學(xué)生們在仿真軟件上能夠熟練地操作時，教師根據(jù)教學(xué)計劃的要求，再適當(dāng)?shù)匕才乓欢〞r間進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。這不僅可以使學(xué)生們掌握必要的編程知識，同樣通過理論聯(lián)系實際，還可以完成實操的教學(xué)。

三、配備數(shù)控仿真軟件實驗室的重要性

1.減少設(shè)備投入，合理利用設(shè)備

大家都知道，數(shù)控專業(yè)如想學(xué)生們在畢業(yè)時能夠熟練地操作數(shù)控機(jī)床，必須通過理論聯(lián)系實際，既要掌握編程的方法及技巧，又能熟練地操作數(shù)控機(jī)床，適當(dāng)?shù)囟靡恍?shù)控機(jī)床維修的知識，才能算一個合格的畢業(yè)生?？梢嬲卣莆諗?shù)控機(jī)床的操作，針對不同的數(shù)控系統(tǒng)，掌握他們的性能，并不是一件容易的事情。

因為隨著機(jī)床行業(yè)的發(fā)展，新的數(shù)控系統(tǒng)的不斷開發(fā)，導(dǎo)致現(xiàn)階段市面上流行并存在很多不同類型的數(shù)控系統(tǒng)，像FANUC、PA、SIEMENS、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大森數(shù)控、MITSUBISH等，且他們的控制面板及操作方法完全不一樣（主要是對刀方法不一樣）。學(xué)校很難做出如此大的投入，配備各種系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床（因為數(shù)控機(jī)床的價格是昂貴的）。如果選擇數(shù)控仿真軟件教學(xué)的話，只要選擇合適的數(shù)控仿真軟件（而且很多數(shù)控仿真軟件已經(jīng)做得很成熟，且能完成很多種類數(shù)控系統(tǒng)的教學(xué)），就可以完成多種系統(tǒng)的教學(xué)需要。

現(xiàn)階段市面上比較常用的上海宇龍數(shù)控仿真軟件系統(tǒng)，在上面就可以完成FANUC、PA、SIEMENS、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大森數(shù)控、MITSUBISH等系統(tǒng)的數(shù)控車、銑、加工中心的實操教學(xué)（見下頁圖）。然后根據(jù)學(xué)校的實際情況，在數(shù)控車間合理配備數(shù)控機(jī)床，這樣就可以為學(xué)校節(jié)約很多設(shè)備投入費用。

2.學(xué)生知識面拓寬且安全

前面所論述的，如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)，依靠老師在黑板上給同學(xué)們講授編程知識，再到數(shù)控車間進(jìn)行實操教學(xué)，針對各個學(xué)校對數(shù)控專業(yè)設(shè)備的投入情況不同，學(xué)生也只能掌握學(xué)校里僅有設(shè)備的操作方法，很難去操作其他的數(shù)控設(shè)備，這對學(xué)生的就業(yè)帶來了很大的影響。如我們采用數(shù)控仿真軟件教學(xué)，可以在上面完成很多不同類型的系統(tǒng)的數(shù)控車、銑、加工中心的教學(xué)，使學(xué)生能夠在相同的時間里掌握更多的知識，掌握多種數(shù)控系統(tǒng)的操作方法，為他們的就業(yè)帶來便利的條件。

因為數(shù)控操作是一門實踐性很強(qiáng)的科目，安全系數(shù)較低。一臺機(jī)床最多容納3～4人操作，這使得數(shù)控車間能提供的工位相對較少。如在數(shù)控仿真軟件上教學(xué)，可以讓學(xué)生們對自己所編程序進(jìn)行驗證，發(fā)現(xiàn)錯誤及時編輯修改。不會出現(xiàn)像在數(shù)控機(jī)床上實習(xí)，如程序錯誤，就有可能出現(xiàn)撞刀甚至更為嚴(yán)重的事故。在師資緊缺的情況下，學(xué)生直接操作數(shù)控機(jī)床，很難保證學(xué)生的安全，但在數(shù)控仿真軟件上可以得到很好的控制，且相對提供較多的工位。

3.理論與實踐可以聯(lián)系更緊密

如果學(xué)生自己所編寫的程序能在數(shù)控機(jī)床上運行，并加工出符合要求的零件，對于學(xué)生本人來講是一件令人興奮的事情。但由于實習(xí)的數(shù)控設(shè)備數(shù)量有限，學(xué)生不可能一上完理論課，馬上就操作數(shù)控機(jī)床。為解決這一矛盾，應(yīng)讓學(xué)生在電腦上利用仿真模擬軟件對自己所編程序進(jìn)行仿真模擬，顯示整個切削加工過程，以及當(dāng)前坐標(biāo)位置、切削速度、快進(jìn)、快退速度，當(dāng)前所用刀具等。如果學(xué)生所編寫的程序有錯誤，電腦就會顯示出錯號，程序暫停運行，讓編寫者做出正確修改后，程序才繼續(xù)運行，模擬切削加工可一直顯示到加工完畢。學(xué)生通過這個仿真系統(tǒng)在老師指導(dǎo)下進(jìn)行編輯修改，檢驗自己所編寫的程序是否正確，這對提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和編程水平都有很大幫助。

四、小結(jié)