斯沃仿真软件在《数控机床安装与调试》课中的应用

斯沃仿真软件在《数控机床安装与调试》课中的应用

王海勇

淄博职业学院山东淄博255314

摘要：机械制造业发展的一个明显趋势是越来越广泛地应用数控技术。数控设备的价格普遍比较昂贵，许多学校在建设数控实训基地时都很少能做到每个学生一台设备。而且，初学者直接在数控系统上进行实训操作练习，容易因为误操作而损坏设备，甚至引发安全事故。

关键词：斯沃仿真机电一体化教学实训

一、软件教学模块

斯沃仿真软件包括机械、电气、PLC仿真、故障设置与诊断、仿真加工五大模块，具有以下的教学功能。

二、软件机械模块

机械仿真模块提供了数控机床的三维机械结的模型，具体包括数控铣床、数控车床的整体结构，进给传动系统（X、Y轴及Z轴）机械结构和数控铣床主轴部分机械结构。如图1所示为数控加工中心Z轴结构剖视图，相邻零件以不同的颜色显示，清晰展示了Z轴装置的机械结构，Z轴的支撑形式也一目了然。

三、软件电气模块

模块中维修电工模块中有元器件、电路图的认知，电路的接线实验，属于入门学习。三种不同的数控机床电气模块集中了目前国内三类主流数控系统，每个模块既可以对非控制电器接线、主轴变频器单元、交流伺服系统等各部分进行单独的电气接线和调试，也可以进行机床整机的电气接线和调试。软件的电器库里提供了各种常用低压电器元件图和电器符号图、电器元件的技术参数、各种机床基本控制线路、典型普通机床控制线路、典型数控机床控制线路等，如图2所示。电器元件都做成了真实照片显示，可以极大地提高学生的学习兴趣。

四、PLC仿真模块

PLC仿真学习模块除了具有梯形图解析、元件编辑、端口与内存变量查看、梯形图仿真、梯形图验证等普通PLC仿真软件具备的功能外，还内置了多种PLC场景模型，采用了基于OPENGL图形编程技术的3D模型仿真，可以实现动态旋转、缩放、平移、全屏以及不同视角切换等显示功能，图3梯形图窗口和与之关联的变频器3D仿真窗口。

五、故障诊断模块

当学生接好线，各种参数也全部设置好，数控机床能正确运动以后，老师可以通过网络在学生的数控仿真系统中进行电气元器件、系统参数、变频器参数、伺服驱动器参数、电气接线等各类故障的设置，如图4所示。让学生自己利用软件提供的仿真万用表等检查工具来排查故障。不同数控系统、不同变频器、不同驱动、不同电器元件、不同机床都会有不同故障。如果学生无法解决问题，老师还可以通过网络把正确的答案发给学生。老师也可以通过网络监视学生是如何排查故障的，做到老师和学生的互动。数控仿真软件提供的故障都是根据实际的数控机床的故障来设置的，做到完全的真实性。老师通过不断地设置各种不同故障，学生的动手能力很自然地就会得到大幅度提高。

六、电气故障排除

在日常教学中，教师可以在教师机上设置故障，如图4所示，左侧为软件内置的故障，选中要设置的故障，点击“设置”按钮，该故障出现在右侧的窗口中，该故障生效。逐个设置故障，保存，将设置好的故障文件通过局域网发给学生，学生根据报警号或故障现象，利用必要的工具进行排故，如万用表，如图5所示。学生查出故障修改正确后再通过网络发给教师，教师端软件根据学生的排查结果给学生自动评分。仿真软件和真实实训设备都能完成训练的实训内容，可以先在仿真软件上完成，然后选择其中最典型的内容在真实元器件上再操作一遍。

参考文献

[1]余仲裕数控机床安装与调试[M].北京：机械工业出版社，2007：2-3。

[2]李叶龙杨娟高职院校《数控设备安装与调试》教法探讨[J].世界华商经济年鉴（高校教育研究），2008，（11）：134-136。

[3]赵传尊高职数控机床安装与调试课程教学改革初探[J].职教论坛，2009，（23）：203-204。

[4]王海勇主编数控铣床结构与维修[M].化学工业出版社，2009。

[5]朱晓春主编数控技术[M].北京：机械工业出版社，2001。