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數(shù)控仿真軟件在實訓(xùn)中的應(yīng)用論文
數(shù)控仿真軟件在實訓(xùn)中的應(yīng)用論文【1】
摘要： 本文著重探討如何合理有效地利用好實訓(xùn)時間，讓學(xué)生在短期內(nèi)掌握數(shù)控編程和操作的基本理論和實踐知識，結(jié)合本校數(shù)控實訓(xùn)經(jīng)驗，探討了數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實訓(xùn)中的作用和使用方法。
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)
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。
�、蹟�(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。
�、芊抡孳浖梢约ぐl(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).
[2]潘應(yīng)暉.數(shù)控仿真軟件教學(xué)應(yīng)用探討[J].武夷學(xué)院學(xué)報，2011(2).
[3]鄧遵義.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用淺析[J].中國電力教育，2010(6).
數(shù)控仿真軟件在數(shù)控培訓(xùn)中的應(yīng)用【2】
【摘要】數(shù)控機(jī)床屬于高科技產(chǎn)品，品種多、價格高，一般學(xué)校很難承受此種消耗和投入，為此數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用在實際教學(xué)中比較廣泛。
與傳統(tǒng)的教學(xué)相比，該軟件操作方便，不但提高教學(xué)質(zhì)量，而且加快數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)速度。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床;數(shù)控仿真;教學(xué)質(zhì)量
仿真技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)，它以控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機(jī)和專用設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)試驗。
仿真是一種有效的方法，可以減少風(fēng)險，縮短設(shè)計和制造的周期，并節(jié)約投資。
數(shù)控加工仿真軟件是利用計算機(jī)來模擬實際的加工過程。
在數(shù)控機(jī)床教學(xué)過程中使用仿真軟件，可以驗證數(shù)控加工程序的可靠性，減少毛坯的損耗，提高了學(xué)習(xí)的效率。
一、數(shù)控仿真軟件簡介
數(shù)控仿真加工是應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)對數(shù)控加工操作過程進(jìn)行的模擬加工。
國內(nèi)廣泛應(yīng)用的數(shù)控仿真軟件主要有上海宇龍、南京宇航和斯沃、北京斐克、廣州超軟等。
其中上海宇龍數(shù)控仿真軟件在各大院校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。
我校就是采用的上海宇龍數(shù)控仿真軟件，其特點主要有：
(1)提供了多種機(jī)床和控制系統(tǒng)。
(2)具有豐富的刀具材料庫。
(3)機(jī)床操作全過程仿真。
軟件可以仿真機(jī)床操作的整個過程：毛坯定義、工件安夾、壓板安裝、安裝刀具、機(jī)床手動操作、自動加工、模擬走刀路線等。
(4)具有靈活的考試系統(tǒng)和師生互動交流窗口。
學(xué)生遇見問題時也可以直接通過交流窗口，進(jìn)行提問。
二、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控培訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用實例
如圖1所示零件，用上海宇龍仿真軟件選用華中數(shù)控系統(tǒng)，先進(jìn)行該零件的模擬加工，驗證程序正確與否，尺寸要求是否能達(dá)到圖紙要求，經(jīng)仿真加工正確無誤后，再進(jìn)行實際加工。
1.工藝分析
該零件的毛坯尺寸定義為Φ30mmΧ70mm，選用1號刀為粗加工外圓車刀，2號刀為精加工外圓車刀。
2.工藝路線
調(diào)用1號刀，采用G71粗加工循環(huán)車削工件外輪廓，2號刀精加工。
3.編制程序
O0001 N016Z100
%1111 N017M05
N001T0101 N018T0202
N002M03S1000 N019M03S1500
N003G00X30Z2.0 N020G00G40X30Z2
N004G01Z0F150 N021G00X0
N005X0.0 N022G01G42Z0F150
N006G00X30Z2.0 N023G03X12Z-6R6
N007G71U1.5R1P008Q014X0.3Z0.2F200
N024G01Z-22
N008G00X0.0 N025X18Z-32
N009G03X12Z-6R6 N026Z-42
N010G01Z-22 N027X24
N011X18Z-32 N028Z-52
N012Z-42 N029G00G40X120
N013X24 N030G00Z150
N014Z-52 N031M05
N015G00X100 N032M30
4.仿真加工過程
(1)選擇華中數(shù)控系統(tǒng)。
(2)定義毛坯為Φ30mmΧ70mm。
(3)選擇刀具(1號刀、2號刀)。
(4)采用試切法將1號、2號刀具進(jìn)行對刀。
(5)選擇磁盤程序，調(diào)用O0001程序進(jìn)行循環(huán)加工。
三、數(shù)控仿真在培訓(xùn)教學(xué)中的優(yōu)點
(一)數(shù)控仿真軟件可以解決學(xué)校資金短缺的問題
數(shù)控機(jī)床是一種機(jī)電一體化的新型設(shè)備，價格昂貴，一臺設(shè)備一般需幾十萬元，加上日常維護(hù)費用，耗材費用，對學(xué)校來說是一筆巨大的投入。
而數(shù)控仿真相對便宜，一個仿真機(jī)房的成本只有十幾萬元，加上軟件費用，約三十萬元左右，還可以供幾十人同時操作，大大緩解了學(xué)校的資金壓力。
(二)數(shù)控仿真軟件可以讓學(xué)生有更多的動手機(jī)會
一般來說，由于機(jī)床設(shè)備有限，學(xué)生實際操作機(jī)床時都是分組進(jìn)行，組內(nèi)同學(xué)也是各司其職，各自進(jìn)行設(shè)計、編程、操作、測量等工作。
這樣，每位同學(xué)都不能經(jīng)歷一次完整的加工過程。
因此，為培養(yǎng)學(xué)生獨立完成操作的能力，就需要給學(xué)生更多的操作空間。
在機(jī)床設(shè)備不足的情況下，使用數(shù)控仿真軟件能輕松的實現(xiàn)。
(三)可以降低實際操作中出錯的概率
學(xué)生初學(xué)編程時，難免會有疏忽或操作中的失誤，錯誤的程序既浪費操作時間，又浪費加工材料。
如果在實際操作之前，讓學(xué)生把編寫的程序在仿真系統(tǒng)中加以檢驗，觀察加工的過程和結(jié)果，這樣就可以及時發(fā)現(xiàn)錯誤，不但節(jié)省了時間，而且降低了設(shè)備損壞率，甚至避免發(fā)生安全事故。
(四)可以提高課堂教學(xué)的效率
實訓(xùn)車間場地大，學(xué)生多，設(shè)備有限，在常規(guī)教學(xué)中，如果將教學(xué)現(xiàn)場設(shè)置在車間內(nèi)，那么組織教學(xué)就會變得非常困難，教師需分組多次進(jìn)行重復(fù)講解才能全部講完。
但使用計算機(jī)仿真，利用多媒體或網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件，可以讓所有學(xué)生同時學(xué)習(xí)到完整的操作過程，大大提高了教學(xué)的效率。
四、數(shù)控仿真在培訓(xùn)教學(xué)的缺點
(一)仿真軟件無法完全反映加工的實際精度
在數(shù)控加工中，影響加工精度的因素有很多，例如毛坯裝夾是否正確，主軸轉(zhuǎn)速的快慢，進(jìn)給量的大小，測量的精度等，只有全面控制了各個因素，才能加工出符合圖紙要求的零件。
但在數(shù)控仿真中，這些操作都是靠計算機(jī)完成的，通過簡單的點擊鼠標(biāo)，就可以得到絕對精確的零件，這是完全不符合實際的。
(二)仿真軟件部分指令不成熟
目前，國內(nèi)的數(shù)控仿真軟件都有或多或少的缺陷，如運行速度慢，程序不穩(wěn)定等等。
學(xué)校使用的一款數(shù)控車仿真軟件，在執(zhí)行G71循環(huán)指令時，第一刀不能切圓弧，否則就會出錯，而實際的機(jī)床可以實現(xiàn)。
為了避免這個問題，只能在圓弧前加上一段G01切直線的指令。
學(xué)生在習(xí)慣以后，很容易把這個操作帶入到實際的機(jī)床操作中，這樣一來，就帶入了不規(guī)范的操作，產(chǎn)生了多余的程序，降低了加工的效率。
(三)仿真軟件不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)興趣
數(shù)控仿真都是在計算機(jī)機(jī)房進(jìn)行，環(huán)境較好，沒有噪音，也很干凈。
但實際加工時，油污、噪音等都可能讓學(xué)生望而卻步。
裝夾刀具和工件，使用量具測量，調(diào)試、清理機(jī)床等，這些實際動手的技能都是在仿真軟件里面學(xué)不到的。
只有學(xué)生實際動手，才能掌握操作的技能;只有做出了真正的零件，才能感受到勞動的喜悅，才會有學(xué)習(xí)的興趣和動力。
五、結(jié)語
經(jīng)過綜上的論述，數(shù)控仿真加工系統(tǒng)具有比較高的安全性、經(jīng)濟(jì)性、良好的可控制性、不受工作環(huán)境的限制等特點，在數(shù)控培訓(xùn)中可以彌補學(xué)校數(shù)控設(shè)備的不足、方便教師授課、利于學(xué)生學(xué)習(xí)等優(yōu)點，其在培訓(xùn)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
但是數(shù)控仿真也有不足，過于依賴仿真教學(xué)不利于培養(yǎng)出真正的數(shù)控操作工和數(shù)控編程人員，我們應(yīng)該以數(shù)控仿真作為教學(xué)的輔助軟件，實際操作才是數(shù)控教學(xué)重點之所在。
參考文獻(xiàn)
[1]朱峰.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實訓(xùn)中的應(yīng)用探究[J].中國外貿(mào)，2009，10.
[2]白周文.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用[J].職業(yè)教育，2008，6.
[3]上海宇龍軟件工程有限公司.上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)說明書[K].上海：上海宇龍軟件工程有限公司，2010.
[4]吳長有.數(shù)控仿真應(yīng)用軟件實訓(xùn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.
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