数控仿真在数控专业教学中的应用论文

时间：2022-10-09 03:23:20 数控毕业论文我要投稿

数控仿真在数控专业教学中的应用论文

　　数控仿真在数控专业教学中的应用论文【1】

数控仿真在数控专业教学中的应用论文

　　摘要：随着数控加工技术的广泛应用，数控机床的编程与操作已成为中专数控专业学生必须掌握的一项技能。

　　根据中专院校在数控加工教学中存在的投入大、消耗多、成本高的问题提出了数控加工仿真软件，并在教学中逐渐得到了广泛的应用。

　　关键词：数控教学仿真教学

　　1.什么是仿真教学

　　所谓数控加工仿真教学就是模拟实际机床加工环境及其工作状态，应用虚拟现实技术于数控加工操作技能训练中的一种教学。

　　数控仿真作为一种新兴的教学模式，改变了传统的教学模式，提高了学生的学习兴趣;其次仿真软件的网络功能为师生交流提供了平台;再次仿真软件具备多种数控机床和数控系统，弥补了实训设备的不足，降低了实训成本。

　　2.仿真教学在数控技术专业教学中的优势

　　(1)方便了教师授课

　　实习教学中，如果教师光在课堂上讲解，学生会难以理解，但教师在机床上对学生进行示范时，又很难保证所有的学生能够听清、看清，教学效果往往都不太理想。

　　而数控仿真软件的互动教学功能使得教师可以在每个学生的屏幕上演示其教学内容，使所有的学生均能清楚地观看并进行模仿，同时教师也可以在自己屏幕上看到每个学生的操作情况，实时了解教学情况并对学生进行指导。

　　(2)减少设备投入，一对一仿真实习解决实习设备与学生人数不成比例的问题

　　由于数控设备具备“高速、高效、高精度”的加工特点，且属于集机电、通讯、传感于一身的智能化产品，这就决定了其高额的成本。

　　因此，数控专业的实训教学仅依靠购买数控机床则投入过大，若采用数控仿真进行一对一实习教学可以很好的解决这一难题。

　　(3)提供多种机床多种系统，解决设备型号单一，学生的知识面狭窄等问题

　　由于数控技术发展迅速，当前数控机床的种类和系统众多，对学校而言不可能将所有系统配齐，这就导致学生所学与工厂所用不符，而数控仿真软件提供了基本涵盖当今我国数控加工中常见的数控机床和主流的数控系统，所以在教学时可根据需要选择相应的机床和系统对学生进行授课，提高学生对不同数控系统及不同数控机床的适应能力，弥补了实习设备型号单一，学生的知识面狭窄等问题。

　　(4)安全性高，便于学生直观性学习，降低教师工作强度

　　由于数控加工仿真系统是一种虚拟加工技术，不存在安全问题，所以学生的错误操作也不会损坏机床，更不会造成人身伤害，使学生可以抛开思想包袱大胆地、独立地进行练习。

　　软件中不仅具有对学生编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能，还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。

　　这些功能使得学生可以进行自我学习，自我检测加工零件几何形状的精度，大大降低了教师的工作强度。

　　(5)可在计算机上完成所编程序的检验，模拟加工，减少实际操作出错的概率，提高加工效率

　　在实际加工时，一般要反复检查程序，并利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性，这就导致占机调试时间过长。

　　并且图形模拟也无法对刀具的干涉、运动中与夹具的碰撞、工件上一些细小的结构等进行全面真实的反映。

　　所以在加工之前，可以将程序输入仿真软件，先模拟加工，观察零件的加工过程，并初步检验零件的形状尺寸，最后将正确的程序导入到数控机床中，既可节省时间提高加工效率，又保证了加工的安全性。

　　(6)实现虚拟加工，减少实训费用

　　数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，它完全模拟零件的切削过程，能检验指令正确与否，并用三维动画实时模拟显示程序路径和工件图形，从而真实的再现了零件的加工过程，并且在模拟加工过程中不会有机床、刀具、材料的损耗，极大的减小实训费用。

　　3.与真实机床相比，仿真软件在数控技术专业教学中的不足之处

　　(1)安全性方面

　　仿真软件与真实机床相比，安全系数较高，主要由于仿真加工中，不会出现任何事故，使学生容易放松对安全生产的要求，一些严格的操作规程无法得以实施。

　　如加工过程中不要把头和手随意伸进机床中、加工前关闭机床安全门等，这些环节在仿真时往往都可忽略不计，而对于在练习时出现的撞刀等现象也毫不在意。

　　如果学生一旦养成这样的不良习惯，将会在实际生产中造成重大损失。

　　因此，在平时的教学过程中教师应不断强调安全操作，严格要求，并给学生讲解仿真与实操的差别。

　　(2)产品质量准确性方面

　　数控加工仿真软件进行编程与操作练习时，比较容易忽视切削用量、刀具的选用，零件的装夹等问题。

　　而且无法判断工件的表面粗糙度、尺寸精度等。

　　所以学生在实际机床上加工时也会不自觉的忽略这些重要的部分，从而导致加工的工件无法达到尺寸精度要求，更有甚者发生碰撞等事故。

　　因此，教师一定应严格要求学生按照实际操作的要求来做，如合理选用刀具及切削用量，正确装夹零件;规范对刀的步骤和动作，让学生从开始就养成正确的习惯，提高产品的准确度。

　　(3)教学质量方面

　　仿真加工与实际机床有一定差异，如车刀在数控仿真上加工时，背吃刀量不大于刀刃长度就可以直接切削。

　　但在实际数控机床上加工，则会受机床、刀具和材料性能的影响，不可能选取太大背吃刀量。

　　再如切断刀在实际加工中只能用来切槽或者切断加工，而在仿真系统中即使用来车削外圆也不会有错误提示。

　　这些问题就需要我们在教学过程中反复强调，及时说明软件与机床不符之处，并根据机床的实际情况对学生详细讲解，以免使学生产生误解，影响到将来在机床上的编程与操作，提高教学质量。

　　总之，在今后的教学中应分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例。

　　实习条件较好时，上机操作的时间应占较大比例，因为数控仿真软件的优势体现在入门基础培训上，学生实际操作技能的提高主要还是要依靠上机实际操作练习。

　　只有在教学中将仿真训练与实践操作训练有机结合，摆正仿真软件在整个专业教学中的位置，才能充分地发挥其作用，才能真正为教学服务。

　　参考文献:

　　[1]郭德桥.加强数控实习教学提高学生实践能力[J].职业教育研究，2006,(7)：140.

　　[2]吕海,翟华丽.关于数控实习的探索与思考[J].职业教育研究，2005,(4)：75.

　　[3]吴波，伊延吉.仿真软件在数控教学中的应用浅析[J].科技信息，2010，(19).

　　数控仿真软件在数控教学中的使用【2】

　　摘要：目前随着科学技术的发展，现代数控加工技术已得到广泛重视和应用，大力发展数控技术是社会发展之趋势。

　　技工学校、职业中专作为培养数控人才的一个出口，数控仿真软件在培训数控技术人才的培养中起到了不可磨灭的地位，解决了数控编程与操作在理论教学中的很多问题，教学中学生学中做、做中学，方便教师授课、提高教学效率。

　　关键词：数控加工理论教学数控仿真软件

　　作为《数控车床编程与操作》、《数控加工工艺学》二者合二为一的专业理论课教师，在教学过程中不断研究与探索，随着现代科技的不断发展，发现数控仿真软件运用到数控教学中来，解决了一系列相关迫切的问题，在使用中学生学中做、做中学，既满足了教学中的不同需求。

　　下面我结合在教学实践中的体会浅谈一下数控仿真软件在数控教学中的使用感触。

　　1 数控仿真软件在数控教学使用中的优越性

　　1.1 利用仿真软件可以弥补教学设备不足，降低学校成本

　　由于数控加工机床设备价格比较昂贵，数控机床类型繁多，常用的有数控车床、车削中心、数控铣床，加工中心、数控刨床、数控磨床等，一台普通数控车床或者数控铣床至少也要7、8万，还有20万左右的。

　　一般一台加工中心30万左右，更多则达百万甚至到上千万不等，学校不仅受投资和办学场地的限制，无法购置大量数控机床设备来提供学生实习实训使用。

　　则数控仿真系统可以弥补这方面的不足，使大部分的实习实训操作在数控仿真软件中实现，从而解决学校在数控机床设备上不足和场地不够的现状，使数控技术的教学达到投入少、类型多、见效快、培养的初学者学生动手能力强目的。

　　数控仿真软件使学生增加了有效上机时间，学习效果大幅提高，降低学校成本。

　　1.2 利用仿真软件的直观性提高教学效果、方便教师授课

　　数控编程与操作因是一门单纯的纯理论教学，在没有使用仿真软件之前和其它课程一样，直接在黑板上书写，而在黑板上讲按键的作用与程序编写、操作，易使学生感到枯燥无味，也不容易理解和检验程序的对错，只有通过老师作业的批改，而数控仿真软件的引入使用学生可以直观的看到机床操作面板各个按键的表示符号、作用及功能，也可以通过模拟演示功能看到真实图形大小、尺寸的多少、观察机床及工件的不同视角以及刀具的形状以及刀具的走刀轨迹是否合理，是否为最佳合理刀具走刀轨迹。

　　等这些都可由操作者自己进行设计以满足不同零件的加工需求。

　　学生通过仿真软件对所编写程序进行加工与验证同时，还可提高学生对数控技术的学习兴趣和编程能力，更好的去理解数控技术这块内容，所以数控仿真软件是一种既经济实惠、实用、功能多样又安全可靠的数控技术教学辅助工具。

　　从而提高纯理论教学效果，提高学生学习编程能力的提高，同时也为下面学习实际操作奠定了基础。

　　2 数控仿真软件在教学使用中存在的弊端及解决措施

　　2.1 只注重仿真训练，易忽视实训操作

　　数控加工仿真软件只是模拟加工过程并非真实加工过程，所以无法代替学生在真实切削加工的实际感受，数控机床加工全过程的仿真包括机床的选择、毛坯的选择与装夹、刀具以及夹具的选择与定义;切削用量、进给量的选择，数控程序输入、编辑、刀具参数的设置等，由于是虚拟的操作，即使出现是不是人为的操作与编程的失误，也不会伤害到人身与机床设备的安全。

　　学生则可以大胆的操作，可以在比较短的时间里尽可能多得熟练不同机床，不同系统的操作方法，从而能激发学生学习兴趣和动力。

　　实际加工零件时，由于切削量、进给量的选择，以及对安全的疏忽都可能会出现打刀现象或着影响零件实际的加工质量、降低生产效率等问题。

　　因此对教师应引起足够的重视，在仿真教学中即时提醒学生在真正数控机床加工时，二者的区别和注意问题。

　　例如利用车刀在数控仿真系统上加工工件时，只要背吃刀量不大于刀刃长度就可以直接切削，而在实际数控机床上加工，则会因受到机床、刀具、夹具和材料等各方面性能的影响。

　　不可能选取太大背吃刀量;还有切断刀在实际加工中只可以用来切槽和切断加工。

　　而在仿真系统中即使用来车削外圆，也不会有报警显示来提醒等这些问题就需要我们在教学过程中一直反复强调避免将来学生在实际操作时，因一直使用仿真，而忽略实际操作。

　　造成不必要的人、机、伤亡事故。

　　2.2 长期使用仿真，易使学生依赖于计算机

　　因部分学生自控能力差，长期使用仿真软件教学，会使学生产生惰性而依赖于计算机，而懒于机床操作。

　　有些学生还会趁机上网和玩游戏，如应对于技校学生，本身基础差、自控能力差，教师在讲课时，可以运用远程来进行控制学生电脑，让学生可以更清楚去理解所学内容，学生自动练习时，可以关闭学生网络信号，使学生无法上网以免长期使用电脑来操作仿真软件，依赖于计算机，应合理安排仿真软件与实际操作上课的时间和顺序。

　　这就要求老师加强责任心、提高管理、适当改进教学方法，减少数控仿真软件在教学中的负效应。

　　3 结语