数控仿真在数控车床编程与加工课程中应用的优缺点浅析

数控仿真在数控车床编程与加工课程中应用的优缺点浅析

庄健杨震宇姜大伟

(山东齐鲁电机制造有限公司山东济南250100)

摘要：数控仿真加工是以计算机为平台在数控仿真加工软件的支持下进行的。根据数控人才培养中遇到的问题提出了数控仿真软件引入数控教学的重要性，论述了数控加工仿真系统的产生，以及在数控车床编程与加工教学中，如何有效地使用数控加工仿真系统软件，体现了数控专业教学中的一种新的教学方法和教学模式。本文简要的分析了数控仿真在数控车床编程与加工课程中应用的优缺点，以供参考。

关键词：数控仿真；加工课程；优缺点

1数控加工仿真系统的产生

伴随着计算机技术的不断发展和进步，尤其是虚拟的现实技术和理念在不断的完善，目前我国已经有较多的学院将计算机仿真技术运用到了教学的过程中，同时还延伸出了较多的仿真教学系统。换种方式来讲，也就是充分的利用计算机与其他的硬件产生一种真实情况下的场景仿真，参与者不但能够通过仿真场景达到练习的效果，同时仿真的程度接近与真实的场景和感觉，因此也更加能够提高培训操作者的实际工作技能。数控编程与加工主要讲授数控车铣床、加工中心的编程、工艺及机床的操作等内容，是一门工科院校数控专业学生所必须掌握的专业课，具有较强的理论性和实践性。但在传统的数控教学中，教师的理论教学只能在课堂上进行，涉及机床的具体操作时，学生只能凭想象，因此很难掌握相关数控知识。数控仿真软件就解决了上述问题。它利用计算机仿真技术，把数控机床搬到计算机中，搬到教室里，利用投影仪把机床和机床操作面板显示在投影仪上，教师利用仿真软件边讲理论知识边实践，把所讲理论知识落实在机床操作中。这样一来，教师可以讲一段就操作一下机床，使理论知识很好地和实践结合。同时，仿真软件可以把实习车间搬到教室，教师讲完课程后可以布置实际操作的作业，让学生在计算机上进行仿真加工，加工出工件后可以利用仿真测量功能进行测量，检验加工零件的准确性，系统能自动判断对错，并给出成绩，大大提高教学效率。

2数控加工仿真系统的应用效果

2.1理论教学应用数控加工仿真系统可以极大地提高学员的学习兴趣

在引入数控加工仿真系统应用软件之前，课堂教学作为数控编程和操作课程教学的主要模式，同时，在教学过程中，学员需要对自身所编制的程序进行检查，其程序的正确性是依靠教员审查来判断的。教员在对程序进行检查的过程中，需要对整个程序进行逐个的查阅，对于教员来说，内容十分的繁杂和繁多，因此，一些书写的错误很不容易检查出来，而这些问题在实际的教学过程中又是十分重要的。而对于一些数控操作的问题，则是通过教员进行详细的讲解来传授给学院的，整个过程十分的枯燥，学生很难维持学习兴趣。在引入仿真系统进行教学工作之后，学员可以直接利用数控加工仿真系统进行模拟加工演示，在编制程序的过程中，能够直接看出书写当中存在的错误，同时机床操作面板的使用以及零件的加工也与实际的加工情况十分的相似，与此同时学员在操作过程中能够从任意的角度对数控机床加工过程进行观察，毛坯加工成为成品的过程较为直观形象，能够较方便的进行学习和掌握，编程与操作的作业能够直接在计算机上面进行检查工作，每次有检查，次次有结果，使学员对这门课程有了浓厚的学习兴趣。

2.2技能训练应用数控加工仿真系统可降低训练成本提高训练效率和安全性

数控机床本身就是一种较为昂贵的机电一体化新型设备，初学者在最初时，如果让学员直接的在数控机床上进行操作工作就有可能会出现撞坏道具的情况，甚至严重情况下，会对学员造成严重的人身危害。引入数控加工仿真系统进行相关的技能操作，不但能够加强减低食物，还能够提高学员的操作能力，大大的降低实训的消耗，约30个机位的计算机包括30个结点的正版数控加工仿真系统软件，所需费用相当于一台三十万元的数控机床，却能解决30-90个学员的初阶段的技能训练问题，学员可以对未能完成的实习实行项目保存，对已经完成的实习课程进行回顾，接着再进行几次实际的操作，就能够达到事半功倍的效果，在大大降低实习成本上，锻炼了学员的实践能力，学员可以直接将编程和程序的校验放在计算机上进行完成，接着将所编程序输入到数控机床当中去，再对零件进行加工，安全性以及效率都得到了大幅度的提高。

3仿真软件在数控技术专业教学中的不足及弥补措施

3.1仿真加工缺乏真实感，学员安全意识淡薄

在实际的加工中，操作人员必须要严格的按照安全操作的规程进行加工工作，同时还要求其具备相应的听辨能力，能够根据机床的不同状态所发出的不同声音进行参数的即使调整，进而减少机床发生故障以及停机的概率。同时，在仿真的过程中，无法学习到真正意义上的听辨能力，一些严格的操作过程也得不到实施，例如在加工过程中，不能将头和手随意的伸进机床内，加工之前关闭掉机床安全门等等，以上的这些环节在仿真中往往会忽略不计，而且对于这些环节当中出现的撞刀情况也会忽略不计。这里需要引起重视的是，学员在练习的过程当中，如果养成不好的习惯，那么在实际的生产中就会造成严重的损失，因此，我们在平时的练习中就需要对学员严重要求，并且需要向学员讲解仿真与实操的差别。

3.2工艺参数设置随意，无法保证产品质量

利用仿真系统继续宁编程和操作练习的时候，常常会忽视掉切削的用量以及刀具的使用等等一系列的问题，与此同时也无法对工件表面的粗糙度和矫正尺寸的精度进行判断。如果学员在仿真的过程中忽视掉了这些工作，那么在实际的操作过程中也会不自觉的忽视掉，进而造成严重的影响，使得加工的工件无法达到所要求的尺寸精度，严重情况下，会对造成碰撞事故。因此，教员在实际的施工中，一定要按照操作的安全进行加工操作，例如正确的装夹零件，合理的选用正确的刀具以及切削的用量，同时对刀的步骤和动作也要规范，让学员在学习的初期就养成正确的习惯。

3.3仿真加工与实际机床有一定差异，易使学员产生错觉，影响教学质量

由于虚拟加工技术起步较晚，现在的仿真软件与实际机床还存在一定差异。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，则会因为受到机床、刀具和材科等性能的影响，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。

结束语：

总之，数控仿真在数控专业教学的合理他运用，不但能够提高数控人才的培养质量，同时还能够节省教学资金，缓解学校压力。但是，在运用的过程中，其缺点也不能够忽视，只有将仿真训练与实践操作科学的结合，才能真正的实现教学水平的进步，发挥出系统的真正作用。

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