數(shù)控加工仿真系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文

【關鍵詞】數(shù)控加工；仿真系統(tǒng)；應用

隨著我圍經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國制造業(yè)裝備的自動化水平在不斷提高，數(shù)控機床的擁有量及在機床中所占的比重大幅度地增加。如何有效地發(fā)揮數(shù)控機床的使用效率、提高加工質量一直是人們追求的目標。在進行零件數(shù)控加工過程中，零件本身的可加工性和數(shù)控程序的質量是影響零件加工質量的關鍵因素。數(shù)控程序投人實際加工之前，都必須進行有效的檢驗。檢驗數(shù)控程序的方法主要有手工檢驗、試切檢驗、軌跡顯示和計算機仿真等。其中計算機仿真是近年來發(fā)展較快，也足最行之有效的方法。我們在綜合分析國內外研究現(xiàn)狀的基礎，對數(shù)控加工仿真的若干關鍵技術進行了研究，以此為基礎建立了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)并應用到教學中。學生利用此系統(tǒng)可以在計算機上模擬加工環(huán)境和數(shù)控加工的過程，完成NC程序的校驗，發(fā)現(xiàn)干涉（主要是刀具與工件之間）和過切現(xiàn)象，修改NC程序，通過實際參與，彌補課堂教學的不足。另外，此系統(tǒng)也可用予生產實際。減少加工失誤、返工，縮短研制周期，節(jié)約資金，提高產品質量和生產效率。

其優(yōu)點在于：（1）系統(tǒng)完全模擬真實機床的控制面板和屏幕顯現(xiàn)可輕松操作。（2）在虛擬環(huán)境下對代碼的切削狀態(tài)進行檢驗操作安全。（3）用戶可看到真實的三維加工仿真過程仔細檢查加工后的工件可以更迅速的掌握機床的操作過程，過程逼真。（4）采用虛擬機床替代真實機床進行培訓在降低費用的同時獲得更佳的培訓效果，使用更經(jīng)濟。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有FUNUC、SIEMENS等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能，學生通過在電腦上操作該軟件，能在很短時間內就能掌握數(shù)控車、銑及加工中心的操作。可手動編程和加工，教師通過網(wǎng)絡教學，監(jiān)看窗口滾動控制，可隨時獲得學生信息。在教學中還具有多媒體教學的特點。

首先，由于計算機輔助控制系統(tǒng)是以計算機為媒體開發(fā)的，所以它的通用性較強。在屏幕上能夠顯示和機床操作面板一模一樣的界面；以動態(tài)的模擬顯示代替機床實際運行并且還能夠提示操作信息，如編程錯誤信息和操作失誤機床碰撞報警信息等。使數(shù)控機床的編程操作易于課堂化教學，從而即節(jié)省了機床設備和實習消耗、又大大提高了教學效率。

其次，計算機輔助機床控制系統(tǒng)依據(jù)計算機強大的顯示功能和全中文的結構設計，并配以豐富多彩、自然友好界面顯示，使學生一進入本系統(tǒng)就被深深的吸引，從而能夠激發(fā)學生學習興趣和動力。模擬演示功能更為真實可靠，圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設計以滿足不同監(jiān)控要求。當程序執(zhí)行時，程序段、坐標值、出錯信息以及工件與刀具的相對移動的切削過程同時顯示在同一窗口內，使操作者能夠一目了然，隨時監(jiān)控機床運行的狀態(tài)體驗真實的加工過程。該系統(tǒng)具有機床規(guī)格大小設置，可定義刀具形狀、切削用量，如數(shù)控銑床上鉆頭、鏜刀、球頭刀、圓角刀，數(shù)控車床上的外圓刀、鏜刀、切刀、螺紋刀，可以實時監(jiān)控刀具加工軌跡及圖形縮放控制。機床外形也可顯示并具有關門保護、零件加工后的測量和保存視窗作業(yè)的功能。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)功能較為完善、適于教學的使用。其中語法診斷和模擬示教功能可以使學生進行人機交互式學習。即由學生輸入程序，在模擬運行過程中，系統(tǒng)能及時提供錯誤信息以及刀具相對移動軌跡的顯示以及最終加工的立體效果，再由學生經(jīng)過簡單判斷就能很容易的發(fā)現(xiàn)和修改程序的錯誤，從而避免教師直接面對學生的指責傷害學生的自尊，也大大減輕了教師批改學生程序作業(yè)時的繁重負擔。使教師能夠集中精力以幫助學生解決實際問題，保證了教學質量使教學效果得到顯著提高。

在操作方面，由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)采用了與數(shù)控機床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能，并且使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在操作中即使出現(xiàn)人為的編程或操作失誤也不會危及機床和人身安全，反而學生還可以從中吸取大量的經(jīng)驗和教訓。所以說它是初學者理想的實驗、實踐工具，只要經(jīng)過短期的專門訓練，學生很快就能夠適應數(shù)控系統(tǒng)的實際操作方法，從而為以后的技能的進一步深造打下了堅實的基礎。由于我們注意到了它在這一方面具有的優(yōu)越特點，而且根據(jù)學校教學改革的要求，我們盡力把它運用到我校無斷層教學模式中。比如，我們在數(shù)控機床實操訓練之前開發(fā)了編程模擬操作課程，并且專門編著了《數(shù)控機床編程與模擬操作》，在內容上突出了理論和實踐的關系，為我校填補了在這一方面的空白。至此，我們將理論與實踐有機的結合在一起邊講授邊練習，使講過的知識及時應用于實踐中，不但加深了學生對理論知識的理解而且在模擬操作的同時對數(shù)控機床的操作方法上也具備了相當水平的實踐基礎。在教學中邊教邊學、邊學邊做、在學中做、在做中學，學生的積極性被調動起來，老師也在繁鎖教學活中得到解放和學生一樣都感到非常輕松，大大提高了教學效果。學生的編程與操作能力也有了非常明顯的效果，在數(shù)控等級工考試中合格率達到，學生成績相當優(yōu)秀，得到相關老師及校領導一至好評。

隨著仿真軟件的較快發(fā)展，只有在教學當中合理、科學、有效、有選擇地利用仿真軟件才能使之為教學服務。我們不能把軟件仿真作為理想的、真實的模型來認識，而只能將其作為認識事物的中介與橋梁，在教學中必須與實踐操作相結合，才能發(fā)揮它的最佳教學效果。

參考文獻

[1] FUNUC數(shù)控車說明書

第2篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文

關鍵詞：數(shù)控加工；三維仿真；系統(tǒng)；研究；開發(fā)；設計

隨著計算機網(wǎng)絡技術的高速發(fā)展，利用計算機模擬現(xiàn)實生活中的三維物體已經(jīng)變得極為容易。工程師們可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，利用仿真系統(tǒng)設計出更為新穎的三維造型。將三維仿真系統(tǒng)和數(shù)控加工機床結合，可以實現(xiàn)輕松模擬出機床的工作環(huán)境以及工作狀態(tài)。

1 仿真系統(tǒng)的特點以及OpenOL輔助工具概述

1.1 三維仿真系統(tǒng)特點

在實際工作中，數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)主要以windows計算機系統(tǒng)為研發(fā)基礎，以Visual Basic6或者Visual C++為開發(fā)平臺，同時加入OpenGL輔助工具進行輔助。仿真系統(tǒng)的主要特點是將傳統(tǒng)的仿真模擬技術與實際工作中的工作狀態(tài)相結合，達成"現(xiàn)實和虛擬"相結合的根本目標。其主要工作形式是，工作人員在電腦上利用軟件進行模擬操作，這時電腦就會顯示出工作人員對零件的加工過程，操作完成之后，工作人員可將模擬的過程通過網(wǎng)絡發(fā)送到制造部門，從而實現(xiàn)設計-制造一體化的過程。

1.2 OpenOL輔助工具概述

OpenGL（Open Graphics Library）輔助工具是一種圖形開發(fā)軟件，此軟件是又美國一家圖像軟件公司設計而成。該軟件能夠和國內計算機的windows操作系統(tǒng)兼容，能夠讓用戶在計算機上輕松實現(xiàn)三維圖形模擬工作。

2 仿真系統(tǒng)的構成

2.1 仿真系統(tǒng)的總體結構

三維仿真系統(tǒng)的總體結構由用戶控制面板、公共操作界面、車削界面、鉆床界面、銑削界面以及程序編輯界面組成。除了上述主界面之外，還包括NC程序檢查與解釋模塊、仿真計算機模塊、仿真計算機顯示模塊組成。

一般來講，數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)的用戶界面都采用C++的動態(tài)窗口，這種窗口方便使用者的日常操作以及數(shù)據(jù)創(chuàng)建。用戶主界面還包括操作、仿真以及預留三個動態(tài)窗口，這些窗口都可以為使用者提供相應的幫助。

三維仿真系統(tǒng)的操作界面是基于C++語言開發(fā)的，這會在用戶界面上出現(xiàn)很多組合框或者代碼編輯器窗口。結合上文的總體結構來看，公共窗口可以為使用者提供車削、鉆銑等功能，該窗口主要由材料組合框、視覺編輯框、顏色選擇框等組合框組成。同時仿真系統(tǒng)還為使用者提供了代碼編輯器，代碼編輯器主要是滿足不同使用者的使用需求創(chuàng)設的，使用者可以使用相關計算機語言手動編輯代碼，編輯完成之后，仿真系統(tǒng)就可以根據(jù)代碼指令進行仿真模擬。

3 數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)功能開發(fā)

3.1 數(shù)控車削三維仿真控制功能

數(shù)控車削三維控制仿真系統(tǒng)的控制功能主要包含兩個大的方面，一是用戶可以根據(jù)自己的需求選擇合適的道具類型；二是用戶可以根據(jù)想要加工的零件種類，選擇合適的刀具參數(shù)。例如：用戶在進行模擬之前，可以在界面上先選擇"刀庫"按鈕，刀庫中有各種類型的刀具，同時該系統(tǒng)還可以將用戶選擇的刀具進行編號，以方便后續(xù)的模擬過程；用戶還可以刪除或者重選刀具，還可以對剛才有順序的刀具進行重新編號；之后用戶就可以打開車削界面，選擇自己要操作的項目，并選擇相對應的代碼編輯文件，這就可以實現(xiàn)零件的仿真模擬過程。

3.2 數(shù)控車削三維仿真程序地設計

三維仿真系統(tǒng)的程序設計主要包含兩個方面的內容：一是程序設計應滿足所加工零件的基本信息狀況；二是應如何快速實現(xiàn)刀具地選擇以及相關參數(shù)地確定。為了滿足當前豐富多樣的零件種類，同時還能讓仿真系統(tǒng)能夠實現(xiàn)高效的信息、數(shù)據(jù)管理，可以事先將零件按照不同形狀進行分類。例如：對于球面類型的零件，只要確定零件的半徑并求出新坐標、球面開始以及結束的位置坐標，即可以完成零件的加工過程；對于螺旋類型的零件，先要確定零件的長度和零件兩端圓的內、外徑、零件的牙型半角一端的坐標位置，就可以對零件進行模擬加工。

在進行程序設計時還應注意刀具的切削位置，設計者應根據(jù)刀具的類型確定刀具的切削位置，同時還應該判斷出刀具的切削位置是零件哪一個位置。在仿真模擬的過程中，可使用OpenGL輔助工具將模擬的過程表示出來。

4 三維仿真系統(tǒng)各模塊功能簡介

4.1 控制模塊功能簡介

在開發(fā)數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)時，控制模塊應是設計者應該需要注意的首要問題?？刂颇K是人機對話的一個平臺，既要保證系統(tǒng)能高效的完成使用者所布置的任務，還要保證控制界面簡潔易懂。例如：操作主界面可以分為仿真模擬演示界面、刀具類型以及參數(shù)選擇界面、代碼編輯界面。其中設計者可以將仿真模擬界面進行精心設計，這樣有利于使用者從多個方面觀察零件的加工過程，還能從多個角度對零件的加工軌跡進行控制。

4.2 程序編譯模塊功能簡介

程序編譯模塊由NC編輯器、NC檢查器和NC翻譯器組成。編輯器的主要作用是對數(shù)控文件進行讀取和修改；檢查器即是對使用者所使用的代碼、語法進行檢查并將錯誤的代碼反饋給使用者；編譯器即是將驗證通過代碼進行進一步地掃描，在掃描無誤后方可生成系統(tǒng)認知的代碼。

4.3 通信網(wǎng)絡信息模塊功能簡介

隨著網(wǎng)絡技術和計算機技術的快速發(fā)展，將仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡技術相結合已經(jīng)成為現(xiàn)實。通信網(wǎng)絡模塊主要使用TCP協(xié)議建立服務器，并通過動態(tài)加載WinSock技術實現(xiàn)數(shù)控機組和仿真系統(tǒng)地連接，從根本上實現(xiàn)了相關數(shù)據(jù)地共享。使用通信網(wǎng)絡模塊也有助于提高高校相關專業(yè)的教學效率。

5 結束語

總而言之，數(shù)控加工三位仿真系統(tǒng)能夠對現(xiàn)階段的數(shù)控過程以及工作狀態(tài)進行模擬，并通過OpenGL輔助工具模擬出車床、銑床、鉆床實際的工作狀態(tài)、工作參數(shù)以及機器性能。將原來抽象的工作形式變得更加真實，能夠讓更多局外人理解零件加工的過程，同時在數(shù)控加工三維仿真系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡，能進一步提高仿真系統(tǒng)的實用性。這種仿真系統(tǒng)不僅能夠讓工作效率更為高效，還能提高相關專業(yè)教師的教學效率。

參考文獻

[1]劉景能，蒙艷枚.實時數(shù)控系統(tǒng)三維加工仿真的研究與實現(xiàn)[J].機床電器，20O7（4）.

[2]陸偉明，朱勤惠，于曉平.數(shù)控車工實用技巧集錦[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009.

第3篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文

關鍵詞： 數(shù)控仿真系統(tǒng)；數(shù)控機床編程與操作；理論及實踐；教學效果

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）05-0270-02

0 引言

目前在機械制造行業(yè)中越來越多的應用到了數(shù)控加工，自然對此類人才的需求也就與日俱增了。但因為數(shù)控設備的價格很昂貴，很難做到每個學生都有足夠的操作數(shù)控機床的時間，并且如果學生操作失誤，很容易造成數(shù)控設備的損壞，既占用了設備加工時間，又增大了風險。因此，如何增加學生的實踐操作機會，提高學生的實踐動手能力，培養(yǎng)出更多的相關專業(yè)人才，就成為擺在廣大職業(yè)院校的一道難題。各高職院校必須重視這一問題，探索出一套適合自己現(xiàn)狀的教學方法和教學模式。數(shù)控仿真系統(tǒng)的應用可以有效的解決學生缺乏實踐操作機會的問題，因為該系統(tǒng)可以通過進行數(shù)控加工全過程的演示，比如數(shù)控加工程序的編制、虛擬仿真數(shù)控機床的操作、工件加工和測量等，讓學生了解和掌握到數(shù)控機床的各項程序指令和基本操作方法，為今后的實際操作打下良好的基礎。

分析數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床編程與操作實訓教學中的應用可以發(fā)現(xiàn)，它作為前期的輔助教學手段已經(jīng)成為了一種最安全有效的教學方法和教學途徑。

1 數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床編程與操作實訓教學中的應用

1.1 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高教學效率、節(jié)約成本。數(shù)控設備價格昂貴，數(shù)量有限。數(shù)控仿真系統(tǒng)通過計算機大量配置終端，徹底解決了數(shù)控機床數(shù)量不足的難題。同時數(shù)控仿真系統(tǒng)不存在安全問題，若操作失誤，系統(tǒng)會及時報警，并不會出現(xiàn)安全事故。不僅鞏固了學生的操作能力，讓學生有更多的實踐學習機會，也在很大程度上節(jié)約了教學成本，是數(shù)控機床編程與操作實訓教學前期良好的輔助教學手段。

1.2 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以減少教師的工作量，提高教學質量。傳統(tǒng)教學中，數(shù)控程序批閱的工作量非常大而且繁瑣。應用數(shù)控仿真系統(tǒng)，學生程序出現(xiàn)小的失誤，數(shù)控仿真系統(tǒng)會及時報警，幫助學生改正編程過程中的錯誤。數(shù)控仿真系統(tǒng)自帶的考試功能能夠自動記錄學生操作過程的失誤，自動評分，極大的減少了教師工作量，提高教學質量。

1.3 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高學生的學習積極性。數(shù)控機床編程與操作實訓是理論和實踐相結合的課程，按照傳統(tǒng)的方法在課堂上講授編程指令，學生很難理解這些指令的內涵以及與實際應用之間的關系，學生會感覺空洞、枯燥、提不起興趣，而利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進行多媒體教學，直觀地向學生展示編程指令的實際加工應用，學生可以將所學的指令在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進行模擬加工，發(fā)現(xiàn)編程過程中出現(xiàn)的錯誤，教師針對學生的錯誤及時進行講解，讓編程指令變得具體、形象，增強了學生的學習積極性。

1.4 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以增強學生動手操作能力。教師把數(shù)控機床操作的課程安排在實訓車間來講授，其一受數(shù)控機床數(shù)量的限制，學生自己動手操作的時間不足；其二學生操作一旦出現(xiàn)失誤，輕則造成刀具或者機床的損壞，重則造成安全事故的發(fā)生。因此在進行數(shù)控機床實際操作之前，應先利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，增強學生的動手操作能力。數(shù)控仿真系統(tǒng)采用的操作面板和按鍵功能與實際的數(shù)控機床完全相同，學生可以在數(shù)控仿真系統(tǒng)上自己動手操作機床來加深理解。即使操作過程中有失誤的地方，仿真系統(tǒng)也只是及時出現(xiàn)報警提示，而不會造成安全事故的發(fā)生，這樣學生就可以放心大膽地進行各種操作練習，從而增強了學生的動手操作能力。經(jīng)過了大量的數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作練習，再到數(shù)控機床進行實際操作，就會避免安全事故的發(fā)生。

1.5 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。學生在學習數(shù)控編程時，如果不利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進行驗證，很難發(fā)現(xiàn)編程過程中出現(xiàn)的小的失誤。利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，即使再小的錯誤，如數(shù)字0輸成字母O，坐標值掉了小數(shù)點，字母Z輸成數(shù)字2等等，數(shù)控系統(tǒng)都會及時報警，程序無法運行。因此要在數(shù)控仿真系統(tǒng)上正確的運行程序，必須保證輸入的程序是正確無誤，這就培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。數(shù)控程序沒有60分、90分，只有0分和100分。

1.6 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡教學和遠程培訓。隨著社會對技能人才的大量需求，職業(yè)院校還應擔負起社會勞動力的培訓任務，利用數(shù)控仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡搭建的平臺，進行遠程教育將成為一種新的教育教學模式，它打破了地域和時間的限制，擴大培訓人員的數(shù)量，縮短了培訓的周期。

2 數(shù)控仿真系統(tǒng)應用中的注意事項

2.1 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能檢查程序的對錯，無法檢查程序的好壞。數(shù)控仿真系統(tǒng)對數(shù)控程序編寫技巧、加工工藝安排無法檢查。教師應在課堂上重點講解這些問題，學生應結合所掌握的加工方法，進行加工工藝安排，然后在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進行模擬練習。

2.2 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能完成加工過程，不能檢查加工質量。數(shù)控仿真系統(tǒng)在切削速度、進給量、吃刀量等對加工質量的影響無法體現(xiàn)，實際加工中的刀具磨損在數(shù)控仿真系統(tǒng)里也不存在。在數(shù)控仿真系統(tǒng)里，只要程序是正確的，加工完成后的尺寸就是絲毫不差的。但是在實際操作中，刀具磨損、各種加工參數(shù)的設置都會影響最終的加工結果。數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用，會在一定程度上讓學生放松對產品質量和生產安全的認識。因此數(shù)控仿真系統(tǒng)只能用于數(shù)控機床編程與操作實訓教學前期輔助教學，不能完全拋開實際機床的實習內容，后期還要安排適當?shù)膶嵙晻r間，通過實際操作來糾正以上不足。

綜上所述，數(shù)控仿真系統(tǒng)盡管畢竟和實際機床還是有很多區(qū)別，無法真正替代實際機床，但是數(shù)控仿真系統(tǒng)減少了資金投入，充分利用有限資源，提高了學生的學習興趣，調動了學生的學習積極性，減輕了老師的工作量，對于學生動手操作機床的能力培養(yǎng)，也起到了提高和增強的

作用。

參考文獻：

[1]吳長有.數(shù)控仿真應用軟件實訓[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

第4篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文

計算機數(shù)控仿真是應用計算機技術對數(shù)控加工操作過程進行模擬仿真的一門新技術。該技術面向實際生產過程的機床仿真操作，加工過程三維動態(tài)的逼真再現(xiàn)，在很大程度上彌補了實踐教學中設備品種、數(shù)量不足、學生操作時間不足的缺點，提高了學生編程能力和數(shù)控機床操作能力，可以反復動手進行數(shù)控加工操作，在培養(yǎng)全面提高數(shù)控加工技術的實用型技能人才方面有著重要作用。

【關鍵詞】

宇龍數(shù)控仿真軟件；數(shù)控加工；應用

1數(shù)控仿真軟件介紹

數(shù)控加工仿真是以計算機為平臺的基于虛擬現(xiàn)實的仿真軟件，它通過計算機的編程和建模將加工過程用三維圖或者二維圖并以動態(tài)形式演示出來，面前國內較為流行的仿真軟件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc、南京斯沃等，這其中以上海宇龍應用最為廣泛，其界面簡潔、操作簡單，人機交流方便，支持的多種數(shù)控系統(tǒng)。其主要優(yōu)點有幾下幾點

1.1提供多種數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)上海宇龍仿真軟件提供車床、立式銑床、臥式加工中心、立式加工中心；控制系統(tǒng)有FANUC系統(tǒng)、SIEMENS系統(tǒng)、三菱系統(tǒng)、大森系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)以及上海市技能鑒定機構所采用的PA系統(tǒng)。豐富的刀具材料庫采用數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理刀具材料和性能參數(shù)庫，刀具庫含數(shù)百種不同材料和形狀的車刀、銑刀，支持用戶自定義刀具以及相關特征參數(shù)。鑒于各高校資金等方面原因，一般的高職院校不可能購買所有的數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)，同時隨著機械行業(yè)的不斷發(fā)展，將會涌現(xiàn)出更多新的機床和系統(tǒng)，而高職院校不可能更新如此頻繁，數(shù)控仿真軟件在很大程度了彌補了這一不足，學生可以在仿真系統(tǒng)上進行各種最新的數(shù)控系統(tǒng)的仿真操作，緊跟社會發(fā)展，為今后的就業(yè)打下堅實基礎。

1.2模擬程度高，安全性高數(shù)控仿真系統(tǒng)實現(xiàn)機床操作全過程仿真。仿真機床操作的整個過程；毛坯定義、工件裝夾、壓板安裝、基準對刀、安裝刀具、機床手動操作等仿真。數(shù)控仿真系統(tǒng)實現(xiàn)加工運行全環(huán)境仿真。仿真數(shù)控程序的自動運行和MDI運行模式；三維工件的實時切削，刀具軌跡的三維顯示；提供刀具補償、坐標系設置等系統(tǒng)參數(shù)的設定。尤其是切削路線的顯示在很大程度了幫助了學生對現(xiàn)有的程序進行有效的修改。數(shù)控仿真系統(tǒng)實現(xiàn)全面的碰撞檢測。仿真系統(tǒng)中的手動、自動加工等模式下的實時碰撞檢測，包括刀柄刀具與夾具、壓板、機床等碰撞，也包括機床行程越界及主軸不轉時刀柄刀具與工件等的碰撞。通過碰撞檢測能實時發(fā)現(xiàn)問題并及時對已有的數(shù)控程序進行修改。數(shù)控仿真系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)控程序處理。數(shù)控仿真能夠通過DNC導入各種CADCAM軟件生成的數(shù)控程序，例如Mastercam、ProE、UG、CAXA-ME等，也可以導入手工編制的文本格式數(shù)控程序，還能夠直接通過面板手工編輯、輸入、輸出數(shù)控程序。完全模擬了現(xiàn)實機床的數(shù)據(jù)傳輸方式，使得學生通過仿真后就能很快在機床上進行操作加工。

1.3便于掌握學生學習動態(tài)上海宇龍仿真軟件具有記錄考試操作全過程和考試結果的功能以及多種回放方式，便于教師及時掌握學生學生動態(tài)并給與相應的指導。同時該仿真軟件具有互動教學功能，教師和學生可以相互觀看對方的操作，進行互動交流。

1.4彌補了各院校設備不足的情況由于數(shù)控設備價格昂貴，尤其是多軸數(shù)控機床價格偏高，很多各高職院校無法購買較多的設備和系統(tǒng)進行教學，加上實訓環(huán)境等多種因素影響，目前很多院校實習實訓的都是幾個學生一臺數(shù)控設備進行操作，這樣必然使得每個學生獨立操作設備時間大量縮短，從而導致學生不能更全面的掌握數(shù)控方面的知識。而數(shù)控仿真系統(tǒng)彌補了這一不足，一臺電腦就可以模擬進行數(shù)控加工，學生可以先在仿真系統(tǒng)上對程序進行模擬仿真操作，針對出現(xiàn)的問題對程序進行改正和改進，這樣大量縮短了學生在實際操作中熟練操作面板和修改程序、校驗程序的時間，有效的提高了數(shù)控實訓的效率。

當然，仿真系統(tǒng)畢竟只是虛擬仿真的一個軟件，與現(xiàn)實的設備還是存在一定的差別，其主要缺點有：（1）無法驗證程序的準確性仿真軟件只驗證程序的可行性，無法驗證其準確性，比如在直線加工過程中，應該采用G01指令，但是如果采用G00指令，仿真依然正常進行，不會出現(xiàn)報警顯示，而在實際加工過程中，直線插補只能用G01指令。仿真軟件無法驗證選擇的切削用量是否合理，刀具是否選擇合理，而在實際的加工過程中切削用量是最重要的工藝分析，往往很多同學在仿真時隨意設置切削用量導致實際加工中出現(xiàn)尺寸偏差，嚴重的會出現(xiàn)撞刀等情況。（2）對于有些指令仿真軟件不支持比如上海宇龍仿真軟件，4.0版本的不支持宏程序編程，不支持倒角指令編程，現(xiàn)在新升級的4.9版本能支持宏程序但是不支持倒角指令。這樣華中系統(tǒng)的倒角指令就無法仿真校驗。（3）無法實現(xiàn)復雜零件的加工檢測上海宇龍仿真軟件雖然能實現(xiàn)零件的加工仿真，但是對于復雜的零件，比如配合件，無法實現(xiàn)配合件的組合和檢測功能，這不得不說是個遺憾。同時在裝夾上，實際加工過程中很多地方是不能進行裝夾而仿真時任何地方都可以進行裝夾，比如圓錐、螺紋處，這樣在一定程度上給初學者帶來一定的誤解。

2結論

綜上所述，數(shù)控仿真軟件在數(shù)控加工中有著廣泛而重要的應用，尤其在高職院校已經(jīng)成為機械加工必不可少的軟件，雖然仿真軟件還存在一些缺點但是這些缺點我們可以通過各種方法去改進和避免。在實際的數(shù)控加工過程中，我們必須充分發(fā)揮數(shù)控仿真軟件的優(yōu)勢，合理、科學、有效的利用軟件為我們教學服務，為學生服務，為我們數(shù)控加工服務。

參考文獻：

[1]上海宇龍軟件工程有限公司.數(shù)控加工仿真系統(tǒng)使用手冊,2004.

[2]涂志標.斯沃V6.20數(shù)控仿真技術與應用實例詳解[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.

[3]吳長有.數(shù)控仿真應用軟件實訓[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.

第5篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文

關鍵詞：數(shù)控加工 數(shù)控仿真系統(tǒng) 功能 應用

據(jù)尚普咨詢的《2011―2016年中國數(shù)控機床行業(yè)調研及投資前景預測報告》指出，隨著國家將裝備制造業(yè)作為戰(zhàn)略性產業(yè)培育，“十二五”期間我國將持續(xù)加大該重大專項的投入。另據(jù)全國工業(yè)普查資料顯示，2011年底，我國數(shù)控機床擁有量約378萬臺。制造裝備的大規(guī)模數(shù)控化和數(shù)控加工技術的發(fā)展，使得掌握數(shù)控機床編程知識和數(shù)控機床操作技能的技工成為勞動力市場急需的人才。中等職業(yè)學校數(shù)控加工專業(yè)普遍面臨數(shù)控實訓設備數(shù)量不足這一教學瓶頸，數(shù)控仿真系統(tǒng)這種虛擬設備為我們提供了可行性選擇。如何有效利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，培養(yǎng)出符合企業(yè)需求的技術人才，值得我們中職教師認真探討和商榷。

1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的功能、特點

1.1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)分為三種運行狀態(tài)：練習、授課、考試。其中授課功能使得教師可以以廣播教學的形式將自己的操作過程演示在每一個同學的面前，就好像教師在同一時間手把手教每一位同學，這在一定程度上充分利用教師的資源優(yōu)勢，提高單位時間內課堂教學效率?？荚嚬δ芸蓪崿F(xiàn)自動評分、成績查詢、分析。推動了考試方式的改革，更加注重學生實際操作能力培養(yǎng)，實現(xiàn)了無紙化的考核與測評。

1.2 數(shù)控仿真系統(tǒng)集成了計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感技術、網(wǎng)絡并行處理等技術的最新發(fā)展成果，是一種由計算機實現(xiàn)的高技術模擬系統(tǒng)，可直接觀察、操作、觸摸、檢測，并能與之 “交互”，給人一種身臨其境的感覺。虛擬數(shù)控機床具有與真實數(shù)控機床相同的外形結構，并具有與真實數(shù)控機床完全相同的界面風格和對應功能，機床操作全過程仿真。用虛擬的設備，增強了學生對數(shù)控機床操作熟練程度。

1.3 數(shù)控仿真系統(tǒng)可供選擇的數(shù)控系統(tǒng)全、可供選擇的數(shù)控機床種類多?？蛇x擇FANUC、PA、SIMEMENS、華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大森數(shù)控等多種數(shù)控系統(tǒng)；可實現(xiàn)對數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等數(shù)控機床的操作。

2 數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學中的作用

2.1 應用數(shù)控仿真系統(tǒng)，消除學生的學習心理障礙。數(shù)控編程與加工課程是數(shù)控加工專業(yè)核心課程，理論性較強。學生應具有觀察能力、實驗能力、理解能力、綜合分析和判斷能力及數(shù)、形、圖轉化能力。沒有良好的學習心理狀態(tài)，學習過程中就會出現(xiàn)消極、放棄等不良現(xiàn)象。中職學生入學時成績不很理想，基礎薄弱，因而很多學生在經(jīng)歷了這樣或那樣的挫折后，往往認為自己天生就不適合學習，對自己能力進行否認，在沒有“調查取證”前就對自己的潛能宣判了死刑。進入中職學校的學生在學習心理上普遍存在這方面或那方面的學習障礙，大部分學生認為學習數(shù)控課程難。為了消除學生的這種心理偏差，在數(shù)控課程教學中，我利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，采用“先教后學”的教學方法，達到消除學生的學習心理障礙。如在講授加工指令的應用時，我把本次課需要完成的簡單軸類零件加工教學任務預先寫在黑板上，然后一步一步教授學生如何做，而不探討為什么這樣做。經(jīng)過90分鐘的“苦”戰(zhàn)，學生大部分能在數(shù)控仿真系統(tǒng)中做出樣品。在學生信息反饋中可以看出，達到了消除學生學習的畏懼情緒，初步消除的學習心理障礙，為后續(xù)學習奠定的基礎。

2.2 應用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，激發(fā)學生的學習興趣。我國古代著名的教育家、思想家孔子曾經(jīng)說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。只有“好之”“樂之”才能有高漲的學習熱情和強烈的求知欲望，才能以學為樂，學有所成。數(shù)控課程教學要在導人、呈現(xiàn)、操作、鞏固和應用這五個環(huán)節(jié)活化教材。數(shù)控仿真系統(tǒng)將聲音、圖像和文字融于一體應用于數(shù)控教學中，從各個側面生動展示了數(shù)控機床特有的加工特點和功能，如自動進刀、退刀、換刀，復合循環(huán)加工等，使教學內容更具有藝術表現(xiàn)力和強烈的感染力，促進學生對知識的理解和掌握，能有效突破教學難點，還可以活躍課堂氣氛，吸引學生注意力。通過仿真操作，學生從選擇機床、系統(tǒng)、刀具、編制程序、輸入、檢驗、模擬顯示，獨立完成整個零件加工過程，感受到了自身加工的成就感。學生在這個過程中，更多鍛煉了自身能力，激發(fā)了學習興趣，大大提高了學習積極性，促進了自信心的進一步提高，也培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力。

2.3 應用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，實現(xiàn)分層教學。中職學生生源差異較大，盡管學生在校階段經(jīng)歷了共同的教育，但學生在接受知識、動手操作能力等方面存著個體差異，這些差異直接影響了學生的學習風格和學習策略，這就為分層教學提出了客觀要求。應用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，較好地實現(xiàn)了對不同學習要求的學生實行專業(yè)技能的普及與提高相結合，教師根據(jù)學生現(xiàn)有知識、能力水平和潛力傾向，科學地把學生劃分為水平層次不同的學習群體并區(qū)別對待，配發(fā)難易不同加工零件圖紙，使得這些群體在教師恰當?shù)慕虒W策略和師生互動中得到最好的發(fā)展和提高。

在這個過程，教師要時刻關注學生的學習成績，學習能力的動態(tài)變化情況，及時作出反應，不能從一而終。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應用，使得教師分身有術，有效實現(xiàn)了分層教學，達到預期的教學效果。數(shù)控仿真系統(tǒng)應用為中職專業(yè)教師轉變教學理念，實施真正意義上的因材施教，創(chuàng)設了良好的環(huán)境和條件。

3 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應用評價及策略

數(shù)控仿真系統(tǒng)應用為教學開辟了新途徑，但它只是一種虛擬技術，不能也不可能完全代替技能訓練，一定防止由于時間長久把虛擬等同于現(xiàn)實的錯誤傾向，區(qū)別仿真與實際操作的差異。

3.1 數(shù)控仿真系統(tǒng)只是對數(shù)控機床加工過程的模擬仿真，而并非真實加工，因此它無法完全代替學生在實際數(shù)控機床上加工的真實感受。要科學安排，使仿真加工與實際操作有效地結合，讓數(shù)控仿真加工真正起到輔助于技能訓練的教學目標。

3.2 在仿真加工中，對被吃刀量、主軸轉速、進給量切削參數(shù)選擇，對刀具選擇，對走刀路線安排等沒有智能化評價功能。如果操作有錯誤或程序錯誤，系統(tǒng)只會給出提示，但在生產實際加工中將可能造成無法估計的經(jīng)濟損失甚至危害人身生命安全。在數(shù)控加工仿真教學中，也得讓警鐘長鳴，做好《車工工藝與技能訓練》課程理論教學與實訓，克服仿真加工中的不足。

3.3 無論在數(shù)控機床加工還是仿真加工，要保證加工零件滿足要求，對刀是至關重要的。以FANUC 0I系統(tǒng)數(shù)控車床為例，在數(shù)控車床上和仿真系統(tǒng)可采用試切法對刀（將工件坐標系原點建立在工件的右端面中心上），過程如下：試切工件右端面后沿端面將刀具退出，然后打開機床的刀具偏置表，輸入Z軸試切長度值，試切長度值為“0”，按菜單軟鍵[測量]；移動刀具，進行外徑試車，使刀具沿Z軸的正方向退出，然后用量具測量試車部分的直徑，在刀具偏置表中，將光標移動到X軸位置，輸入試車直徑，按菜單軟鍵[測量]，對刀完成，如圖1。采用多把刀具對刀，只要重復上述操作即可。

在仿真系統(tǒng)中試切法對刀還可這樣操作（將工件坐標系原點設置在工件右端面中心點上）：在工件某一合理位置試車，停止主軸轉動，測量試車位置的直徑及距右端面的距離分別為21.865mm12.305mm，如圖2和圖3。在刀具偏置表分別輸入X21.865和Z-12.305，再按菜單軟鍵[測量]，也能達到對刀的目的，而且精度很高，尤其工件長度尺寸得到充分保證，但在實際加工中是不可行的。教師在教學中一定要把理論與實踐相結合，對問題進行剖析，以免學生產生誤解，影響到實際操作與編程加工。

4 結束語

我國數(shù)控機床起源于上世紀80年代，起步較晚。在中職學校教學中可供學生實際操作的數(shù)控機床相對于學生人數(shù)甚少，數(shù)控仿真系統(tǒng)投入使用為數(shù)控技術人才的培養(yǎng)起到了功不可沒的作用。同時我們還應清醒地認識到數(shù)控加工仿真軟件的開發(fā)還有一定的不足，數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學中的應用還處于起步和探究階段。認真總結數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學中的應用，給予科學合理的評價，積極應對其存在的不足，使其發(fā)揮在數(shù)控技能培訓中的特殊作用，促進數(shù)控教學更快、更好的發(fā)展，為我國“十二五”規(guī)劃的實施起到職業(yè)教育應有的作用。

參考文獻

[1] 上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)說明書

[2] 日本FANUC數(shù)控車床使用說明書

第6篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文

關鍵詞：數(shù)控教學；VNUC；仿真加工

Abstract: Introduced the VNUC simulation software features, analysis of the numerical control simulation software in teaching advantages, according to the simulation processing simple introduced the simulation processing in teaching the use of methods.

Key words: numerical control teaching;VNUC; Simulation processing

中圖分類號：TG519.1文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

1 VNUC數(shù)控仿真軟件的簡介

目前國內已經(jīng)出現(xiàn)了各種數(shù)控加工仿真教學系統(tǒng)，如北京斐克(VNUC)、上海宇龍和南京宇航等不同數(shù)控加工仿真軟件。但結合學校現(xiàn)有的資源，在教學中主要以北京斐克(VNUC)系統(tǒng)為主輔助教學。該軟件由北京市斐克科技有限責任公司和北京聯(lián)高軟件開發(fā)有限公司依據(jù)《全國現(xiàn)代制造技術應用軟件課程遠程培訓》中的教學要求，聯(lián)合研制開發(fā)的一款基于虛擬現(xiàn)實技術的數(shù)控加工技術教學軟件[1]。

VNUC包含了常見型號的數(shù)控機床，如臥式數(shù)控車床、3軸立式數(shù)控銑床和3軸立式數(shù)控加工中心。該軟件更包含了種類繁多的主流數(shù)控系統(tǒng)，如FANUC、GSK、華中HNC、KND和SIEMENS等系統(tǒng)。系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理的刀具材料、特性參數(shù)庫, 含數(shù)百種不同材料、類型和形狀的車刀、銑刀，同時還支持用戶自定義刀具及相關特性參數(shù)。數(shù)控車床上的圓柱狀毛坯可以是實心棒料和空心套筒兩種，銑床或加工中心的毛坯是可以自行定義大小尺寸的長方體毛坯。不論車床還是銑床其毛坯材料的種類十分豐富，操作者可以根據(jù)實際情況來選擇使用。

2 VNUC數(shù)控仿真軟件教學中的優(yōu)點

結合我校數(shù)控技術這門課程來說，由于學生基礎差，學習被動無興趣等，要在這樣的條件下要培養(yǎng)一個合格的數(shù)控技術人才談何容易，這就要求探索出一套適合當前現(xiàn)狀的教學方法。通過一段時間的數(shù)控教學，發(fā)現(xiàn)數(shù)控仿真軟件能在其中顯示出橋梁作用，能使理論和實踐有效的銜接，打破了傳統(tǒng)的數(shù)控教學模式，增加了學生動手的機會，提高了操作的熟練程度。因此，把數(shù)控仿真軟件用于教學，是解決這一問題的有效途徑[2]。

數(shù)控機床仿真加工是數(shù)控技術課程的輔助教學手段，能充分利用現(xiàn)有資源節(jié)省時間降低風險，最大限度為學生提供動手實踐機會，將課本上所學數(shù)控加工知識通過仿真加工模擬完成。數(shù)控仿真通過不同類型典型零件的模擬加工彌補實踐操作中的種種不足。因此VNUC數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學中發(fā)揮著重要的作用。

1)通過情境教學，提高學生學習的主動性、調動學生學習的積極性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意思。

可以彌補學校數(shù)控設備不足的問題。

通過在教學過程中利用VNUC數(shù)控仿真軟件學習，結合“三本”加強動手能力的特點，充分體現(xiàn)理論指導實踐的理念。通過邊學邊練，讓他們在愉快的氛圍中接受新知識和新技能。

利用VNUC數(shù)控仿真軟件的全面檢測功能，可以設計出實際加工中可能出現(xiàn)的任何問題，讓學生進行思考和解決，從而加深認識在課堂教學中無法達到的效果。

3 VNUC數(shù)控仿真軟件的零件加工

下面通過一個車床的零件加工來反映數(shù)控仿真加工在教學中的應用（如圖1所示）。在進行仿真加工教學環(huán)節(jié)之前一般會完成工藝以及編程等的基礎課程的學習，通過所學知識在進行加工仿真之前應該進行準備工作，根據(jù)加工需求，進行工藝分析，編織程序生成NC代碼（根據(jù)所輔助課程體系不同，可采用手工編程或利用CAD/CAM軟件自動生成）在預備工作完成之后，利用VNUC進行零件的虛擬加工仿真。仿真加工步驟與實際加工基本相似，教學中可充分利用軟件特點結合實踐達到對學生綜合能力的鍛煉。

步驟1：機床、數(shù)控系統(tǒng)的選擇（本實例選擇大連機床廠臥式車床，華中世紀星數(shù)控系統(tǒng)）。

步驟2：設置毛坯，根據(jù)加工零件的需要設置毛坯大小并且選擇毛坯的材料。（這里取代實踐加工中毛坯的選擇，選擇材料45# 鋼，Φ70×270棒料）。

圖1

步驟3：開起數(shù)控系統(tǒng)，回零定義機床坐標原點。（與實際加工中開啟數(shù)控機床順序一致，啟動數(shù)控系統(tǒng)，設置機床原點）。

步驟4：通過VNUC毛坯裝夾面板選擇適當?shù)膴A具與裝夾方案（這里取代實踐加工中的裝夾步驟，本工件選擇三爪卡盤）。

步驟5：切削刀具的選擇，根據(jù)零件的加工工藝，程序中定義刀具編號選擇所需的刀具并且定義好刀具的類型，長度，角度，補償?shù)雀鱾€參數(shù)。（這里與實際中選擇刀具原理一致，本實例選擇外圓車刀并設置刀具參數(shù)）。

步驟6： 進行對刀操作。對好所需加工刀具（無論車床銑床對刀方式步驟與實際操作一致）。

（1）平端面

在手動（jog）狀態(tài)下，讓刀具靠近毛坯并主軸打開正轉。進給速率減慢， +X方向退刀。點擊刀具補償”進入刀偏表1進入坐標系設定補正里面在在X試切長度里面輸入“0”并回車。如圖2所示

（2）試切直徑

在手動（jog）狀態(tài)下，讓刀具靠近毛坯并主軸打開正轉。進給速率減小一點。試切直徑，并+Z方向退刀。主軸停轉，點擊主菜單里面“工具”。點擊測量功能就，把試切直徑測量出來，例如：直徑是68.026。點擊刀具補償”進入刀偏表1進入坐標系設定補正里面在X試切直徑里輸68.026里面并回車。如圖3所示

圖2

圖3

步驟7：加載NC代碼（等同在實際數(shù)控系統(tǒng)中錄入程序）。

步驟8：進行自動加工完成零件的仿真過程。如圖4所示仿真加工結果（相當于實際加工中按循環(huán)啟動加工零件，這里仿真系統(tǒng)可調節(jié)觀看速度大大縮短實際加工時間）

圖4

在教學過程中，教師可利用計算機網(wǎng)絡教學的優(yōu)勢，通過教師機演示幫助學生完成這個工作過程，可以做到每個細節(jié)的精益求精。對加工中的重點難點可反復演示大大縮短了教學過程。通過軟件自帶錄像功能錄制過程達到鞏固教學效果反復溫習的目的，同時也能增強學生積極性，滿足他們求知的成就感。

4 結語

VNUC數(shù)控加工仿真軟件是利用計算機虛擬動畫技術來模擬實際機床的加工過程，可使用戶既能掌握數(shù)控機床加工的基本原理，又能掌握數(shù)控機床操作的基本技能。將該軟件應用于教學培訓和實際生產中，可以減少培訓成本，保證生產質量，具有十分重要的意義[3]?？傊?，合理的將VNUC仿真軟件應用到數(shù)控教學中，就能更好地為教學服務，提高教學質量。

參考文獻：

[1]李芹.基于VNUC數(shù)控仿真軟件下的教學[J].科技風,2009,（19）

第7篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文

機床建模是虛擬仿真加工系統(tǒng)的關鍵模型，是實際機床在虛擬仿真加工系統(tǒng)中的數(shù)字化模型，包括幾何模型和運動模型。幾何模型是在CAD系統(tǒng)中建立的，首先根據(jù)實測得到的機床部件尺寸，建立相應的模型，然后再根據(jù)相互關系進行“裝配”，形成機床的幾何模型。虛擬仿真加工系統(tǒng)中，通過改變機床幾何模型各運動零部件的相對位置來模擬加工中虛擬機床的切削運動。運動模型是處理機床幾何模型在數(shù)控程序控制下如何改變各運動零部件模型相對位置的模型，與機床的結構緊密相關。以DMU125P五軸加工中心為例，在運動模型建立過程中，機床各部件都視為剛體，這樣機床的結構可抽象為一個運動鏈模型。在運動鏈各組成環(huán)節(jié)的剛體上固接坐標系，通過坐標變換，可以分析整個運動鏈的運動形式，建立運動鏈的依賴關系，即運動鏈的拓撲結構關系，如圖3所示。

2虛擬仿真數(shù)控加工功能的實現(xiàn)

a)系統(tǒng)框架的建立

在虛擬仿真加工開始之前，針對工藝信息，選擇相應的虛擬機床、虛擬刀具、虛擬夾具、工件模型組成虛擬仿真加工系統(tǒng)。在虛擬仿真加工中，虛擬機床在數(shù)控指令的驅動下帶動虛擬刀具、虛擬夾具、工件模型等模擬切削過程，實現(xiàn)對數(shù)控程序的正確性和可靠性的驗證，其系統(tǒng)框架如圖4所示。虛擬仿真加工系統(tǒng)主要包括數(shù)控程序檢查、數(shù)控程序翻譯、運動仿真、刀具軌跡檢查、碰撞檢測等模塊。

b)程序檢查模塊

數(shù)控程序檢查模塊包括詞法、語法檢查，主要檢查程序中是否有數(shù)控指令集外的非法字符、數(shù)控指令的參數(shù)是否有效、語法上是否合乎邏輯等。

c)程序翻譯模塊

數(shù)控程序翻譯模塊以機床的數(shù)控程序規(guī)范為基礎，用以提取G指令、M指令、坐標、進給速度、主軸轉速、換刀、循環(huán)定義等信息，轉換為仿真數(shù)控代碼。這樣在虛擬仿真加工中，才能控制虛擬仿真加工系統(tǒng)的運動仿真和狀態(tài)設置，為運動仿真模塊提供必要的信息。

d)運動仿真模塊

該模塊是虛擬仿真加工系統(tǒng)最關鍵的一個模塊，決定了后續(xù)的刀具軌跡檢查、碰撞檢查結果的正確性。在該模塊中，首先根據(jù)機床的運動模型，建立虛擬仿真加工系統(tǒng)各運動組件(包括虛擬機床各運動零部件、虛擬刀具、虛擬夾具和工件模型)的運動模型(即變換矩陣);然后根據(jù)翻譯模塊所提供的坐標值計算各運動組件的變換矩陣并應用以改變各運動組件的位置，從而可以模擬虛擬仿真加工系統(tǒng)的運動，具體步驟如圖5所示。

e)刀具軌跡檢查模塊

該模塊主要用于刀軸矢量的檢查，以避免刀軸的劇烈變化。大多數(shù)的CAM系統(tǒng)都提供了加工仿真和刀位軌跡(刀具軌跡數(shù)據(jù)包括刀位數(shù)據(jù)和刀軸矢量)仿真檢查功能。但對多坐標加工而言，加工仿真和僅顯示刀位軌跡是遠遠不能滿足要求的。在虛擬仿真加工系統(tǒng)運動模擬的過程中，該模塊在顯示刀位軌跡的同時，也顯示刀軸矢量，這樣可以準確地檢查刀具相對于工件位置及刀軸的變化。

f)碰撞檢測模塊

對五坐標加工而言，刀具相對于工件的運動軌跡很復雜，難以預測，通常需要進行仿真檢驗數(shù)控程序中可能出現(xiàn)的碰撞干涉。大多數(shù)CAM系統(tǒng)提供的加工仿真功能僅考慮刀具與工件、夾具間的碰撞檢查，而不能檢查可能出現(xiàn)的刀具與工作臺間、主軸與工件、夾具間的碰撞。在該模塊中，根據(jù)經(jīng)運動仿真模塊處理后的各運動零部件的相對位置，全面檢查可能出現(xiàn)的碰撞。

3應用實例

DECKELMAHO公司的DMU125P機床是五軸五聯(lián)動加工中心，具有立臥轉換功能。在立式狀態(tài)下，其結構形式如，a軸為工作臺擺動，c軸為工作臺轉動。在臥式狀態(tài)下，主軸繞b軸旋轉90°，其他狀態(tài)與立式結構相同。在該機床上進行五軸五聯(lián)動的加工時，刀具相對于工件的空間運動軌跡復雜，加工前必須進行虛擬仿真加工。本文以VERICUT軟件為平臺，構建了DMU125P加工中心的虛擬仿真加工系統(tǒng)，用來檢驗數(shù)控加工程序、刀具軌跡與潛在的碰撞危險。在構建125P加工仿真環(huán)境時，首先根據(jù)運動鏈關系建立機床拓撲結構關系;然后建立機床的數(shù)字模型;最后根據(jù)工件、刀具、夾具和機床的數(shù)字模型構建虛擬仿真加工環(huán)境。

4結語

第8篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文

摘要：數(shù)控加工技術是現(xiàn)代社會工業(yè)化發(fā)展的重要標志，數(shù)控加工技術水平的高低對國家經(jīng)濟發(fā)展力及綜合國力的提高起著重要作用。如何培養(yǎng)適應社會需要的現(xiàn)代化數(shù)控機械技術人才，是現(xiàn)階段各高校、職校迫切需要解決的問題。作者就機械數(shù)控加工機械仿真教學軟件的應用進行分析，對如何選擇數(shù)控加工機械仿真教學軟件以及其使用過程、范圍、注意事項提出了自己的見解。

關鍵詞 ：數(shù)控加工機械 仿真軟件 教學應用

一、數(shù)控加工機械仿真軟件的選用及在教學中的作用分析

1.數(shù)控加工機械軟件在教學中的重要作用

學生通過虛擬的數(shù)控機床操作，可以達到真實機械的數(shù)控加工實踐體驗的效果。數(shù)控加工機械仿真軟件能夠對數(shù)控加工過程進行全面仿真，同時能支持多種數(shù)控系統(tǒng)設定、對毛坯進行定義、刀具準備、測量、G代碼的處理以及面板操作等。數(shù)控加工機械仿真軟件具有操作安全性、低成本、占地小、提高資源的使用率等優(yōu)點，而且利用互聯(lián)網(wǎng)絡還可以實現(xiàn)師生在線交互，學生技術考評等。

2.數(shù)控加工機械軟件的種類

數(shù)控加工機械仿真軟件系統(tǒng)的形式多樣，隨著科技的發(fā)展，許多數(shù)控機床自身就帶有仿真系統(tǒng)。但是這種仿真系統(tǒng)不適合運用在教學之中，不適合學生進行手工編程教學實訓。數(shù)控加工機械仿真軟件可分為幾何仿真、物理仿真以及教學類的演示仿真等。幾何加工仿真軟件是現(xiàn)階段教學軟件應用最多的軟件之一，它是運用計算機對數(shù)控加工過程進行了動態(tài)的仿真模擬，對數(shù)控機床的各種坐標、刀具運動的軌跡、規(guī)律以及對毛坯的切削過程進行模擬，最終完成三維實體模型的加工。幾何仿真不但具有數(shù)控程序校驗的準確性、切削參數(shù)具有合理性、對切削效果進行評價及驗后處理等功能，而且還能發(fā)現(xiàn)刀具與夾具、工件、機床之間的碰撞與干涉，從而判斷工藝的合理性，有效地實現(xiàn)了不在真實的加工環(huán)境中，就可以評估數(shù)控加工工藝及過程的目的。通過對加工過程中不合理動作的調整，可以對數(shù)控程序進行優(yōu)化，減少程序調試的時間、試切過程，減小毛壞材料的消耗，縮短機床加工時間，降低成本，提高數(shù)控加工效率。

二、在教學中的應用

1.數(shù)控加工機械仿真軟件的基礎模塊

基礎模塊主要針對我國常用的FANUC數(shù)控加工軟件中數(shù)控銑床、車床、加工中心等編程方法、操作方法及其應用。基礎模塊的教學重點是讓學生熟練地把理論知識與實踐相結合，并能運用到實際工作之中。

2.數(shù)控加工機械仿真軟件中的提高模塊

提高模塊主要針對SIEMENS中三種機床的操作與程序進行仿真訓練與講解，幫助學生進一步提高數(shù)控加工技術軟件在不同數(shù)控機床中的編程方法，同時提高學生的理解、應用能力。

3.數(shù)控加工機械仿真軟件中拓展模塊

拓展模塊主要針對我國現(xiàn)階段常用的廣州數(shù)控、華中數(shù)控、三菱數(shù)控、大森數(shù)控等不同軟件中的車床編程、操作方法進行講解，進而拓寬學生的知識面，提高學生對不同軟件的操作能力與編程能力。

4.數(shù)控加工機械仿真流程

在數(shù)控加工技術教學實踐中，我們通常使用的是幾何仿真軟件，但在實際工作中根據(jù)工作需要則可以對流程進行簡化。在構建教學仿真模型前，要對實際生產加工環(huán)境進行分析、總結，對必須使用的工藝模塊進行整合，對不重要、不相關的環(huán)節(jié)進行簡化。仿真工藝模型盡量與現(xiàn)場加工環(huán)境相符。虛擬的機床模型必須對數(shù)控機床零部件、結構特點等幾何關系進行準確的反映，以及機床的運動與零部件的相對運動關系進行真實反映。工裝模型的裝配位置、幾何形狀必須與現(xiàn)場工作的工況條件相符，并且有效地避免和準確地檢測夾具、機床與刀具之間的碰撞與干涉，檢驗數(shù)控程序和夾具之間的避讓。在從毛坯模型到仿真零件成形的過程中，檢驗刀具的切入與切出速度和切削量，以及形成的幾何形狀，使其在加工坐標中的位置關系與實際生產中的毛坯保持一致。在仿真系統(tǒng)中加工坐標與數(shù)控程序中的坐標必須保持高度的一致性，坐標與毛坯的位置關系必須保持正確性并符合工位方向。

三、小結

總之，數(shù)控加工機械仿真軟件在教學中的廣泛應用，改變了傳統(tǒng)的切削試驗方式，通過數(shù)控加工機械模擬仿真機床加工的過程，檢驗加工程序的準確性、對程序錯誤的糾正、改進機械工藝等具有重要的作用。數(shù)控加工機械仿真軟件的應用與推廣，對提高數(shù)控加工技術的教學質量與學生使用數(shù)控加工機械的綜合能力有不可替代的作用。

參考文獻：

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第9篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)范文

關鍵詞：仿真軟件；數(shù)控教學；思考

一、數(shù)控仿真軟件簡介

數(shù)控加工仿真軟件是結合機床廠家實際加工制造經(jīng)驗與學校（包括普通高校、職業(yè)技術學院、中等專業(yè)學校、技工學校等）教學訓練所開發(fā)的一種機床控制虛擬仿真系統(tǒng)軟件，可以滿足大批量學生的教學需求，為學校節(jié)省了大量設備購置經(jīng)費，解決了培訓時學員多、機床設備少的問題。目前，比較常見的數(shù)控加工仿真軟件有VNUC、南京宇航、上海宇龍，浙大辰光等。

二、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控專業(yè)教學中的作用

1.利用數(shù)控仿真軟件可以充分利用現(xiàn)有資源，彌補數(shù)控設備不足，為學校節(jié)約經(jīng)費。數(shù)控專業(yè)的設備投入量是很大的，如果要使每個學生有充足的實習時間，可能要投人上百萬甚至上千萬，這對一般的職業(yè)學校財力顯然是難以承受的。如建立一個滿足50人實習的數(shù)控車床實習場地，每實習崗位安排兩名學生，就需要25臺數(shù)控車床。每臺數(shù)控車床以8萬元計算就得需要200萬元設備投資費。而若采用數(shù)控仿真軟件進行實習教學，則需要50臺計算機，每臺以6000元計算（含軟件費）則只需42萬元即可，同樣滿足了教學需要，而且由于是一人一機，可以保證每個學生有充足的時間來動手，提高實訓效果。

2.利用數(shù)控仿真軟件能有效的結合理論學習，實現(xiàn)同步教學。和其它專業(yè)課一樣，數(shù)控專業(yè)課程也是非常抽象的學科，它注重的是實踐性。比如對刀過程，其實是很容易的事情，但如果用傳統(tǒng)的教學方法，僅在課堂上紙上談兵，大多數(shù)學生很難理解，但如果利用仿真軟件一邊演示一邊教學，通過動畫學生就很容易理解，而且能自己親手操作來加深認識，理論和實踐相互滲透交叉，實現(xiàn)同步教學，使抽象內容形象化，提高了教學質量。

3.利用數(shù)控仿真軟件能調動學生的學習積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。對于職業(yè)學校學生來講，由于學生基礎知識普遍薄弱，而數(shù)控專業(yè)課程又要求有極高的抽象性，加上教學過程的枯燥乏味，很容易讓學生產生厭學情緒，教學效果不理想。而數(shù)控仿真軟件以其和實際機床相同的用戶界面和可操作性，很大程度上激發(fā)了學生的學習積極性，學生可以對所學知識及時強化，從而較快的提高訓練成績，激發(fā)學習自信心，挖掘內在潛力，形成好學氛圍，一定程度上培養(yǎng)其刻苦鉆研和創(chuàng)新精神。

4.利用數(shù)控仿真軟件能使學生得到崗位技能的全面訓練。在模擬仿真中，可設計出實際工作中可能發(fā)生的變化，包括機床故障和生產中極少出現(xiàn)的突然情況，讓學生全面把握加工方法和技巧。如在講解直線插補指令G01和快速插補指令G00的應用與區(qū)別時，可在仿真軟件中設計一個數(shù)控加工程序，分別使用直線插補指令G01和快速插補指令G00，進行模擬，通過仿真，學生就可以看到兩個指令對工件造成的影響，從而加深認識，達到課堂教學中無法達到的效果。

三、數(shù)控仿真軟件的不足

1.學生無法通過仿真軟件“感受”加工。作為一個仿真軟件，它和實際數(shù)控機床還是存在很大區(qū)別的，無法替代實際機床，也無法替代學生在真實切削加工的實際感受。比如在仿真系統(tǒng)中刀具走刀路徑不明顯，切削深度和刀具要求與實際不符，對刀要求不高，加工完的成品表面粗糙度無法進行檢驗等等。而這些對一個學生來講恰恰是非常重要的技能要求，需要學生反復實踐加工去感受。

2.不利于學生嚴謹、認真的工作態(tài)度的養(yǎng)成。在數(shù)控仿真軟件中，軟件雖能對學生的操作錯誤或違規(guī)操作做出提示或警告，但很多情況下仿真系統(tǒng)沒有就此鎖定，學生還可以進一步操作，久而久之學生就會對系統(tǒng)彈出的提示或警告無動于衷。若在生產實踐中以這樣的工作態(tài)度工作，其工作成績是可想而知的。

3.不利于學生安全生產意識的養(yǎng)成。在機械加工行業(yè)中，人是與機器在打交道的，機器沒有情感，這也就是說它可能會傷著人(當然不會主動傷人)。這要求人在加工時必須按照操作規(guī)范進行。比如在數(shù)控銑床手動“回零”操作時，按規(guī)范應該先對Z軸“回零”，再回X、Y軸。倘若學生在仿真中把次序搞錯，仿真系統(tǒng)會彈出即將“撞刀”提示，在這種情況下，大多數(shù)學生只是重新改變“回零”次序而根本沒有意識到這樣的“撞刀”其實就是一次安全事故，從而在實際加工中出現(xiàn)麻痹，引起真正的安全事故。

三、數(shù)控加工仿真軟件在數(shù)控教學應用中要注意的問題

1.科學安排教學內容，循序漸進掌握數(shù)控編程與操作技巧。在利用數(shù)控加工仿真軟件教學過程中，根據(jù) “以就業(yè)為導向”的思想，可將數(shù)控編程教學內容安排為兩大模塊，其一為基礎模塊，主要講解與學校訓練最常用的數(shù)控機床的編程方法、操作及應用，這一模塊是教學重點，必須使學生熟練掌握、靈活應用，為學生上機床操作奠定良好基礎。其二為提高和拓展模塊，利用仿真軟件集合了各種數(shù)控系統(tǒng)界面與操作的優(yōu)點，可在基礎模塊訓練的基礎上，主要講解實習機床以外的機床編程與操作方法，擴大學生知識面，提高學生對不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程與操作能力。這樣，學生在就業(yè)時能夠信心十足的面對所操作的數(shù)控機床，較快適應所從事的工作，提高他們的就業(yè)競爭力。

2.構建多元評價體系，提高學生學習意識和自覺性。教學評價直接影響學生學習的主動性和積極性，所以利用數(shù)控加工仿真軟件評價學生仿真結果時要做到：第一，合理且有一定的彈性，答案不能限制的太死，只要合理就行，如一些仿真操作中學生實施方案的可行性討論，實際操作過程中加工線路等。第二，既要評價技能操作結果，又要評價技能操作的過程。對在技能操作中學生的積極參與表現(xiàn)出來的良好個性品質要給予充分的鼓勵、肯定、嘉獎。第三，轉換評價的主客體關系。對學生在課堂上的技能操作情況及結果不僅僅由教師來評，還可以讓學生自評或互評。如加工線路的制定、某些圖樣的理解、坐標點的計算，可采用學生討論評價的方式，在研討中發(fā)現(xiàn)問題，得出正確結果，學習的主動性、積極性也就調動出來了。

3.恰當運用數(shù)控加工仿真軟件，充分發(fā)揮其在數(shù)控教學中的作用。數(shù)控專業(yè)教師既不能采用常規(guī)的教學模式而忽視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應用，也不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)而拋開實際機床的實訓教學，應該科學地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學中的作用。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)只是加工過程的模擬而并非真實加工過程 ，無法替代數(shù)控機床的實訓教學。例如，工件安裝的穩(wěn)固程度、刀具的刃磨與安裝都必須學生親自操作，才能體會實際情況；加工過程中，切削用量對加工質量的影響、刀具磨損對加工質量的影響，只能通過實際機床的操作加工，才能有實際感受；零件尺寸的測量，也只能通過實際量具的使用，才能熟練掌握零件的測量方法。

作為數(shù)控教學教師，一定要向學生講明白數(shù)控加工仿真系統(tǒng)加工與實際機床加工的區(qū)別。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在加工過程中，不會出現(xiàn)撞刀、鐵屑飛濺、工件飛出等損壞設備及人身傷害事故，也正因為如此，學生容易放松安全生產這根弦，對安全問題不太在意。一旦養(yǎng)成習慣，在實際操作中容易造成重大事故。另外，學生在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)加工過程中，可能會產生自滿情緒，放松對實際機床的操作訓練。只有把數(shù)控加工仿真系統(tǒng)與實際機床的教學與訓練有機地結合起來，取長補短，我們的教學才能做到既科學又客觀，既高效又實用，教學質量才能真正得到提高。

參考文獻：

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