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摘 要：本文介绍了数控实训教学过程中合理使用数控仿真技术的方法，使数控仿真技术为数控实训教学起到有效的补充及辅助作用；在另一个角度实现"一人一机"的数控教学要求，更好的利用资源，达到数控实训教学的目的，实现数控技能人才的培养。
关键词： 数控仿真技术 数控实训 教学
1、前沿
数控技术是先进制造技术体系中的核心技术，其应用水平标志着一个国家工业现代化的水平和综合国力的强弱。加入世贸组织后，中国正在逐步变成"世界制造中心"。制造设备的大规模数控化，使企业急需一大批掌握新技术的数控编程、操作及维修人员。"月薪6000难聘数控技工"、"年薪16万招不到模具技工"成为全社会普遍关注的热点问题。数控人才短缺已经引起中央领导、教育部等政府部门的高度重视，各地职业教育院校也纷纷上马数控专业。但数控机床是技术密集度与自动化程度均很高的机电一体化设备，与普通设备相比具有价格昂贵，数控系统种类繁多、功能强大、主轴速度及进给速度高、发展快、更新换代快等特点；除了设备本身的特点外，数控专业技能训练还具有使用耗材多、工具损耗大、场地占用面积大、占用设备时间长、重复性工作多且具有一定的人员安全危害性等特点，造成很多院校实际上很难配置大量的数控设备供学生进行实训操作，很难满足 "一人一机"的数控教学要求，实训教学效果也大打折扣。计算机仿真技术的出现，很好的解决了这一难题。当然，数控仿真教学在数控实训中扮演着十分重要的角色，根据我校的办学理念、我校对有关数控加工技术相关专业的大纲安排及教学内容安排，分析数控仿真技术在数控实训中的应用。
2、我校数控仿真的应用
据我校对有关数控加工技术相关专业的大纲安排--数控加工技术课程安排表：学生在学习完机械加工相关理论知识及数控编程理论知识后安排4-6周的普通机床加工；普通加工合格后安排10周的数控中级工学习，相关专业安排相应数控工种的高级工教学。数控中级工教学10周由4周的数控仿真教学及6周的实训操作组成。
经过前期理论知识的学习、数控编程知识的了解及4-6周的普通机床加工，学生将机械加工学习的理论知识有机的和实践结合，对机械加工有了自己更加全面的了解，为以后数控实训打下一个牢固的基础。为了避免学生因为编程或对刀错误而发生打刀或撞坏机床的事故发生，学生在开始数控实训前先进行数控仿真的学习。
在数控仿真教学中，学生在老师的讲解下学会使用仿真软件后，可以自己根据所学过的编程理论按照图纸编制出程序，进行仿真模拟，学生可以直观看到刀具的走刀轨迹及最终加工出的轮廓图形。在这个过程中学生可以进一步掌握编程指令的功能，通过最终加工出的轮廓图形和图纸对比可以看到所选刀具及毛坯是否合理有无欠切或过切现象。
3、数控仿真技术在数控实训中的合理应用
数控加工实训和数控仿真不一样，一个数值、一个指令的错误可能引起打刀、撞刀等损坏刀具及机床部件，影响机床精度；重则发生安全事故；给操作的学生带来心理的阴影，不利于数控技术的传授。
数控仿真技术和实际的数控加工有很多的差异之处，例如毛坯的定位与装夹、刀具的安装和工件加工质量的检查等操作，在仿真操作中都无法体会到实际加工的情景。只有在教学中将仿真训练与实践操作训练有机结合，摆正仿真软件在整个专业教学中的位置，才能充分地发挥其作用，才能真正为教学服务。.
为避免事故的发生，学生在数控实训初期不仅要努力学习编程知识和数控操作的相关知识，还要利用虚拟的数控仿真软件多次验证自己的程序及操作方法；还应虚心听从指导教师的安排，认真完成训练课题，迅速适应数控机床的操作过程，为自己的数控技术快速进步打下一个坚实的基础。
数控仿真技术现在存在的形式有完全虚拟式及部分虚拟式组成，学生在开始应该使用完全虚拟式数控仿真软件达到数控实训前的数控教学目的；在数控实训过程中应边实训边进行半虚拟式数控仿真，半虚拟式数控仿真是由真实的操作面板连接计算机上虚拟的数据软件组成，也就是除去加工出的是图形以外其余的都是按照机床的操作方法来完成，这样更进一步增加了仿真的逼真性，实现边实训边仿真的数控实训教学，减少事故发生增加学生本身的自信心。在数控实训教学中安排一部分学生进行实际操作训练同时安排一部分学生进行半虚拟式数控仿真，实现"一人一机"的数控教学要求，提高学生的数控技术水平。
4、数控仿真技术教学实例
由于数控技术教学和培训都离不开数控机床，而数控机床本身价格比较昂贵，学校的购买能力限制了其在教学中的普及。利用计算机技术建立一个逼真的虚拟数控机床加工环境，可以在计算机上进行数控机床操作面板的认识、模拟编程训练并产生加工结果的仿真、进行从零件设计图到动态切削演示的全过程的虚拟实现。
通过数控加工的仿真操作训练，应达到如下几个教学目的：
1. 增加学生对数控机床的感性认识，进一步熟悉体会安全操作规范。增加学生实际操作的自信心。提高安全性。
2. 掌握正确地对刀方法。由于仿真操作不存在刀具或机床损坏的问题，学生可放心反复操作，直至能正确熟练的对刀；
3. 培养临场操作感。学生第一次操作机床时都会比较紧张，怕损坏刀具或机床而不敢上手，或由于紧张而产生误操作。通过虚拟训练，学生在轻松的环境下进行操作，容易掌握操作过程，熟练后再操作实际机床。
4.对编制的工艺流程和程序代码进行验证，更改。防止实际操作时出现危险和错误。
5.节省大量的熟悉机床时间，在现场操作时直接进行加工训练，减少材料和刀具损耗，提高机床使用效率。
进行数控仿真教学，应该具备和学校实际操作场地、条件一致的虚拟教学培训系统，如相应机床的虚拟操作模型、刀具库、环境模拟等等。要力求虚拟环境与实际环境的情景一致。这样才能保证学生能够在虚拟环境下进行数控加工操作的真实过程：毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀、安装刀具、机床手动操作等内容。这些操作过程都完全可以在虚拟教学系统中实现，同时虚拟数控加工仿真教学系统可以检验各种数控指令是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能也一应俱全。
以图1-1所示零件的加工为例，数控系统为FANC0i-mate，按下列步骤进行操作：
1.选择机床本体及数控加工系统：根据训练要求，在整个虚拟教学系统中选择机床类型和操作系统。
2.应用正确方法按系统起动按钮，坐标回零。通过编程仿真操作，使学生清楚程序的动作顺序，该在什么位置，用什么指令，完成什么内容。
3.从虚拟的刀具库中进行刀具选择，包括车刀的加工类型，刀具几何角度和安装方式等。
4.选择相应的毛坯材料，参数化建模并完成安装。
5.输入程序。
6.对刀，自动加工。如条件具备，学生应该完成走刀量、切削速度、进给量的选择，定义相关参数。进行全过程仿真并模拟切削干涉和碰撞检查，检验加工过程中刀具与工件、夹具和拖盘之间可能出现的干涉或过切等危险情况。
5、结语
数控仿真技术在数控实训中的有效应用，直接影响教学目的和学生的实际动手能力。数控仿真技术的合理应用有助于数控技能人才的培养，避免事故发生，减少不必要的财产损失及人身事故发生。
参考文献：
[1] 陈秀云，陈艳巧，徐连孝.浅析数控仿真在教学中的应用. 广西轻工业.2011
[2] 乔卫红，魏秋红. 数控仿真在数控技术专业教学中的应用分析. 现代商贸工业.2011
[3] 高杰. 仿真实习在数控实训教学中的作用初探. 科技信息.2011
关键词： 数控仿真技术 数控实训 教学
1、前沿
数控技术是先进制造技术体系中的核心技术，其应用水平标志着一个国家工业现代化的水平和综合国力的强弱。加入世贸组织后，中国正在逐步变成"世界制造中心"。制造设备的大规模数控化，使企业急需一大批掌握新技术的数控编程、操作及维修人员。"月薪6000难聘数控技工"、"年薪16万招不到模具技工"成为全社会普遍关注的热点问题。数控人才短缺已经引起中央领导、教育部等政府部门的高度重视，各地职业教育院校也纷纷上马数控专业。但数控机床是技术密集度与自动化程度均很高的机电一体化设备，与普通设备相比具有价格昂贵，数控系统种类繁多、功能强大、主轴速度及进给速度高、发展快、更新换代快等特点；除了设备本身的特点外，数控专业技能训练还具有使用耗材多、工具损耗大、场地占用面积大、占用设备时间长、重复性工作多且具有一定的人员安全危害性等特点，造成很多院校实际上很难配置大量的数控设备供学生进行实训操作，很难满足 "一人一机"的数控教学要求，实训教学效果也大打折扣。计算机仿真技术的出现，很好的解决了这一难题。当然，数控仿真教学在数控实训中扮演着十分重要的角色，根据我校的办学理念、我校对有关数控加工技术相关专业的大纲安排及教学内容安排，分析数控仿真技术在数控实训中的应用。
2、我校数控仿真的应用
据我校对有关数控加工技术相关专业的大纲安排--数控加工技术课程安排表：学生在学习完机械加工相关理论知识及数控编程理论知识后安排4-6周的普通机床加工；普通加工合格后安排10周的数控中级工学习，相关专业安排相应数控工种的高级工教学。数控中级工教学10周由4周的数控仿真教学及6周的实训操作组成。
经过前期理论知识的学习、数控编程知识的了解及4-6周的普通机床加工，学生将机械加工学习的理论知识有机的和实践结合，对机械加工有了自己更加全面的了解，为以后数控实训打下一个牢固的基础。为了避免学生因为编程或对刀错误而发生打刀或撞坏机床的事故发生，学生在开始数控实训前先进行数控仿真的学习。
在数控仿真教学中，学生在老师的讲解下学会使用仿真软件后，可以自己根据所学过的编程理论按照图纸编制出程序，进行仿真模拟，学生可以直观看到刀具的走刀轨迹及最终加工出的轮廓图形。在这个过程中学生可以进一步掌握编程指令的功能，通过最终加工出的轮廓图形和图纸对比可以看到所选刀具及毛坯是否合理有无欠切或过切现象。
3、数控仿真技术在数控实训中的合理应用
数控加工实训和数控仿真不一样，一个数值、一个指令的错误可能引起打刀、撞刀等损坏刀具及机床部件，影响机床精度；重则发生安全事故；给操作的学生带来心理的阴影，不利于数控技术的传授。
数控仿真技术和实际的数控加工有很多的差异之处，例如毛坯的定位与装夹、刀具的安装和工件加工质量的检查等操作，在仿真操作中都无法体会到实际加工的情景。只有在教学中将仿真训练与实践操作训练有机结合，摆正仿真软件在整个专业教学中的位置，才能充分地发挥其作用，才能真正为教学服务。.
为避免事故的发生，学生在数控实训初期不仅要努力学习编程知识和数控操作的相关知识，还要利用虚拟的数控仿真软件多次验证自己的程序及操作方法；还应虚心听从指导教师的安排，认真完成训练课题，迅速适应数控机床的操作过程，为自己的数控技术快速进步打下一个坚实的基础。
数控仿真技术现在存在的形式有完全虚拟式及部分虚拟式组成，学生在开始应该使用完全虚拟式数控仿真软件达到数控实训前的数控教学目的；在数控实训过程中应边实训边进行半虚拟式数控仿真，半虚拟式数控仿真是由真实的操作面板连接计算机上虚拟的数据软件组成，也就是除去加工出的是图形以外其余的都是按照机床的操作方法来完成，这样更进一步增加了仿真的逼真性，实现边实训边仿真的数控实训教学，减少事故发生增加学生本身的自信心。在数控实训教学中安排一部分学生进行实际操作训练同时安排一部分学生进行半虚拟式数控仿真，实现"一人一机"的数控教学要求，提高学生的数控技术水平。
4、数控仿真技术教学实例
由于数控技术教学和培训都离不开数控机床，而数控机床本身价格比较昂贵，学校的购买能力限制了其在教学中的普及。利用计算机技术建立一个逼真的虚拟数控机床加工环境，可以在计算机上进行数控机床操作面板的认识、模拟编程训练并产生加工结果的仿真、进行从零件设计图到动态切削演示的全过程的虚拟实现。
通过数控加工的仿真操作训练，应达到如下几个教学目的：
1. 增加学生对数控机床的感性认识，进一步熟悉体会安全操作规范。增加学生实际操作的自信心。提高安全性。
2. 掌握正确地对刀方法。由于仿真操作不存在刀具或机床损坏的问题，学生可放心反复操作，直至能正确熟练的对刀；
3. 培养临场操作感。学生第一次操作机床时都会比较紧张，怕损坏刀具或机床而不敢上手，或由于紧张而产生误操作。通过虚拟训练，学生在轻松的环境下进行操作，容易掌握操作过程，熟练后再操作实际机床。
4.对编制的工艺流程和程序代码进行验证，更改。防止实际操作时出现危险和错误。
5.节省大量的熟悉机床时间，在现场操作时直接进行加工训练，减少材料和刀具损耗，提高机床使用效率。
进行数控仿真教学，应该具备和学校实际操作场地、条件一致的虚拟教学培训系统，如相应机床的虚拟操作模型、刀具库、环境模拟等等。要力求虚拟环境与实际环境的情景一致。这样才能保证学生能够在虚拟环境下进行数控加工操作的真实过程：毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀、安装刀具、机床手动操作等内容。这些操作过程都完全可以在虚拟教学系统中实现，同时虚拟数控加工仿真教学系统可以检验各种数控指令是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能也一应俱全。
以图1-1所示零件的加工为例，数控系统为FANC0i-mate，按下列步骤进行操作：
1.选择机床本体及数控加工系统：根据训练要求，在整个虚拟教学系统中选择机床类型和操作系统。
2.应用正确方法按系统起动按钮，坐标回零。通过编程仿真操作，使学生清楚程序的动作顺序，该在什么位置，用什么指令，完成什么内容。
3.从虚拟的刀具库中进行刀具选择，包括车刀的加工类型，刀具几何角度和安装方式等。
4.选择相应的毛坯材料，参数化建模并完成安装。
5.输入程序。
6.对刀，自动加工。如条件具备，学生应该完成走刀量、切削速度、进给量的选择，定义相关参数。进行全过程仿真并模拟切削干涉和碰撞检查，检验加工过程中刀具与工件、夹具和拖盘之间可能出现的干涉或过切等危险情况。
5、结语
数控仿真技术在数控实训中的有效应用，直接影响教学目的和学生的实际动手能力。数控仿真技术的合理应用有助于数控技能人才的培养，避免事故发生，减少不必要的财产损失及人身事故发生。
参考文献：
[1] 陈秀云，陈艳巧，徐连孝.浅析数控仿真在教学中的应用. 广西轻工业.2011
[2] 乔卫红，魏秋红. 数控仿真在数控技术专业教学中的应用分析. 现代商贸工业.2011
[3] 高杰. 仿真实习在数控实训教学中的作用初探. 科技信息.2011