金魁

大連職業(yè)技術學院機械工程技術系 遼寧大連 116033

數控仿真軟件在數控編程與加工教學中的應用

金魁

大連職業(yè)技術學院機械工程技術系 遼寧大連 116033

利用數控仿真軟件在數控編程與加工課程教學過程中進行床身運動、刀具軌跡、工藝參數選擇等的仿真，可以提高學生對數控加工過程的理解，提高數控程序編寫的能力，及時檢驗程序的正確性。

數控仿真模擬軟件；數控編程加工；教學質量

數控仿真軟件是一款在計數機中進行數控操作加工仿真的專業(yè)軟件，可以同時進行刀具軌跡和機床運動仿真。數控仿真軟件采用三維顯示及虛擬現實技術，對數控加工過程的模擬達到極其逼真的程度，并且機床的運行過程和虛擬的工廠環(huán)境也能被模擬出來，以檢驗加工過程中可能存在的問題。目前，比較常見的數控仿真軟件有斯沃仿真、上海宇龍、南京宇航等。

1 數控加工仿真軟件應用于數控編程與加工教學中的必要性和可行性

數控編程與加工主要講授數控車銑床、加工中心的編程、工藝及機床的操作等內容，是一門工科院校數控專業(yè)學生所必須掌握的專業(yè)課，具有較強的理論性和實踐性。但在傳統的數控教學中，教師的理論教學只能在課堂上進行，涉及機床的具體操作時，學生只能憑想象，因此很難掌握相關數控知識。數控仿真軟件就解決了上述問題。它利用計算機仿真技術，把數控機床搬到計算機中，搬到教室里，利用投影儀把機床和機床操作面板顯示在投影儀上，教師利用仿真軟件邊講理論知識邊實踐，把所講理論知識落實在機床操作中。這樣一來，教師可以講一段就操作一下機床，使理論知識很好地和實踐結合。同時，仿真軟件可以把實習車間搬到教室，教師講完課程后可以布置實際操作的作業(yè)，讓學生在計算機上進行仿真加工，加工出工件后可以利用仿真測量功能進行測量，檢驗加工零件的準確性，系統能自動判斷對錯，并給出成績，大大提高教學效率。

2 教學過程中的仿真應用

對于初次接觸數控編程加工的學生來說，往往難以理解不同床身的運動差異，對各種指令的刀具運動軌跡的判斷力不強，對工藝參數的選擇會影響加工結果的認識不深。

在教學過程中，使用數控仿真模擬加工軟件對數控機床的床身運動、刀具軌跡、工藝參數選擇進行仿真講解，可以較大地提高學生對數控加工過程的理解，加深對數控編程指令的認識，培養(yǎng)對工藝參數選擇的能力。下面以實例的形式分別說明上海宇龍仿真軟件在數控車床編程與加工重要章節(jié)的教學中的應用。

2.1 數控仿真軟件在數控編程加工中的應用

學生在傳統的課堂教學中進行編程部分的學習時，只能憑想象進行，對加工代碼的含義以及代碼格式的應用已經是感到難以理解，還要去想象工件的結構特點如何選用合適的數控加工代碼表達出來就更困難了。例如，講述G71粗車循環(huán)代碼以及介紹其代碼的特點時，單憑教師的黑板教學模式，學生是很難理解和掌握的。因此，在教學中利用數控仿真模擬軟件描述G71粗車循環(huán)代碼的應用，它完全模擬真實數控機床的操作面板和屏幕顯示，能對編寫的程序刀具切削加工路線的正確性進行驗證，操作安全、方便。這樣就可看到真實的二維或三維仿真加工過程（如圖1、圖2所示）；可以很直觀地觀察工件在加工過程中出現的各種情況；可以幫助學生更迅速地掌握數控機床的操作，過程逼真；可以使學生在仿真操作過程中產生真實感，讓學生更快地熟悉數控加工過程，掌握各類數控機床的基本操作和數控系統的編程指令。

圖1 仿真零件加工軌跡

圖2 仿真零件加工結果

2.2 對刀操作的仿真應用

對刀操作是進行數控加工前必須完成的操作步驟。對刀的目的是確定程序原點在機床坐標系中的位置，對刀點可與程序原點重合，也可在任何便于對刀之處，但該點與程序原點之間必須有確定的坐標聯系。如果用傳統的教學方法，僅在課堂上紙上談兵，大多數學生都難以理解；如果利用模擬軟件一邊演示一邊教學，通過車刀和工件的運動就能很好地幫助和引導學生理解這部分內容。

例如，將工件對刀基準點建立在工件的右端面軸心處，應用數控加工仿真軟件的模擬功能演示如下：1）用外圓車刀先試切表面B，測量外圓直徑后，按OFSETSET→補正→形狀，輸入“外圓直徑值”，按“測量”鍵，刀具“X”補償值即自動輸入到幾何形狀里，如圖3所示；2）用外圓車刀再試切外圓端面A，按OFSETSET→補正→形狀，輸入“Z 0”，按“測量”鍵，刀具“Z”補償值即自動輸入到幾何形狀里，如圖4所示。

3 數控加工仿真軟件使用中應注意的問題

圖3

圖4

適度、合理地利用模擬軟件可增強數控教學效果。教師應十分重視它在教學中的應用方法，但還需擺正它在教學中的位置，既不能完全依賴它，而放棄教師在教學中的引導作用，也不能在教學中只采用粉筆、黑板的教學模式而忽視模擬軟件的應用，應該科學、充分地發(fā)揮它在教學中的作用。作為加工模擬軟件，只是加工過程的模擬而非真實的加工，無法代替學生在真實切削加工中的感受，無法真正代替真實機床。以大連職業(yè)技術學院各種應用于數控教學的仿真模擬軟件來說，它們的操作面板和實際機床雖然相同，但與真實加工有很大的不同，包括切削深度和刀具的進給速度選擇與實際加工有些不同，操作步驟有所差別，而且還有不能對零件的加工質量進行檢驗等問題；學生在使用中往往容易忽視切削用量的選擇、數控刀具的選用、零件的裝夾方法以及加工質量的控制，而學生一旦進行實際加工，便可能出現打刀、影響實際零件的加工質量、降低生產效率等問題。因此，模擬軟件只能用于學生練習掌握各種指令和操作的輔助工具，還須安排相應學時的數控機床實訓操作，通過實踐操作設備來彌補以上的不足。

4 結束語

仿真技術已經逐步成為數控教學過程中重要的手段，它既可以減少占用實驗設備的時間，又可以提高學生對數控加工的認識，更為學生提供了檢驗自行編寫程序正確與否的手段?？傊?，將數控仿真軟件應用到數控編程與加工教學中，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，能顯著提高教學質量。

[1]華麗娟,曾建文.淺談《數控加工技術》教學改革[J].上海電機學院學報,2002(4):60-62.

[2]上海宇龍仿真軟件工程有限公司.宇航數控仿真軟件使用說明書[M].上海,2008.

Use CNC simulation software teaching process in the CNC bed movement, the tool path,process parameters selection of the simulation, can improve students’ understanding of CNC machining process, improve the ability of numerical control programming, timely inspect the correctness of the program.

CNC machining simulation software; numerical control programming processing; teaching quality

G434

B

1671-489X(2012)15-0139-02

10.3969 /j.issn.1671-489X.2012.15.139

CNC Simulation Software in Numerical Control Programming and Processing of Teaching Application of Teaching//Jin Kui

Author’s address Dalian Vocational Technology College, Dalian, Liaoning, China 116033

作者：金魁，助理實驗師，主要從事數控機床操作的教學和科研工作。