數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床教學實踐中的應用

時間：2022-10-08 22:53:41 數(shù)控畢業(yè)論文我要投稿

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數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床教學實踐中的應用

　　數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床教學實踐中的應用【1】

　　[摘要]隨著自動化技術和機械加工技術的不斷發(fā)展，數(shù)控加工已經(jīng)成為機械加工領域使用最為廣泛的技術形式。

　　數(shù)控機床的使用需要一定的專業(yè)知識背景和操作編程經(jīng)驗，相關操作技術人員已經(jīng)成為當前機械加工市場的稀缺人才。

　　本文概述了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床教學領域的應用現(xiàn)狀，并就完善數(shù)控仿真軟件的教學價值提供了新的思路。

　　[關鍵詞]數(shù)控仿真軟件;數(shù)控機床;教學實踐

　　主要內容：

　　工業(yè)化和自動化已經(jīng)成為制造生產(chǎn)領域的發(fā)展主題，隨著智能加工理念和自動化加工需求的不斷深化，以數(shù)控機床為代表的新一代自動加工設備開始在制造業(yè)中普及開來。

　　我們可以看到數(shù)控機床在集成了柔性加工、多維加工、曲面加工和多軸聯(lián)動等最新加工技術的同時，還兼容了數(shù)字編程和輔助設計等功能，這使得每一個數(shù)控機床都能成為一個不同規(guī)模的加工中心，滿足不同的加工需求。

　　但是正是由于數(shù)控機床的功能多樣性，使得數(shù)控機床的操作要求十分嚴格，操作者不僅需要具備扎實的機械加工基礎知識和操作技能，還需要對數(shù)控編程技巧、數(shù)控加工技術原理和加工工藝制定等具備一定的知識儲備，這就對當前的數(shù)控機床操作人才的培訓模式提出了很高的要求，如何進一步強化數(shù)控機床操作人才培訓的有效性和成材率，這將是本文要集中探討的話題。

　　一、數(shù)控仿真軟件概述

　　從技術層面來看，數(shù)控仿真軟件集成了虛擬現(xiàn)實技術和計算機圖形學技術，并且能夠實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的數(shù)控機床操作試練。

　　虛擬現(xiàn)實技術通過量化實際系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)環(huán)境、聲光電等現(xiàn)象，能夠真實的還原系統(tǒng)操作環(huán)境，給與操作者以極高的真實體驗;可以對設備進行操縱，可以查看生產(chǎn)過程、實驗過程、施工圖過程、供應過程等活動的各種技術參數(shù)的動態(tài)值，從而確認現(xiàn)實系統(tǒng)是否有能力完成預定的任務和如何去完成，也可從中發(fā)現(xiàn)運動過程的缺陷和問題，予以改進。

　　目前來看，數(shù)控仿真軟件主要包括了兩種，一種是模擬數(shù)控機床加工環(huán)境和加工過程的虛擬數(shù)控機床仿真軟件，另一種就是以零件設計和加工程序為主線的CAD/CAM一體化軟件。

　　數(shù)控機床仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉數(shù)控機床的結構組成、工作流程和操作要領，通過外接數(shù)據(jù)庫，能夠對當前主要的數(shù)控機床進行針對性培訓，效果十分突出;零件加工仿真軟件則將重心主要集中在零部件設計、零部件加工工藝設置、數(shù)控加工程序編制等環(huán)節(jié)上，目前常見的零部件仿真軟件主要有solid edge、Pro/engineer、MasterCAM、Solidworks、CAXA等，這些仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉機械加工過程，培養(yǎng)機械專業(yè)技能。

　　二、數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床教學實踐中的應用

　　在目前的數(shù)控機床操作人才培訓中，主要也是針對上述兩種仿真軟件形式，進行針對性極強的教學實踐培訓，詳細應用內容如下所述：

　　1)數(shù)控機床仿真軟件在數(shù)控機床實踐教學中的應用

　　數(shù)控機床仿真軟件是基于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)平臺而搭建起來的操作系統(tǒng)，它可以在虛擬現(xiàn)實數(shù)控機床數(shù)據(jù)庫的支持下，完美的再現(xiàn)當前主要數(shù)控機床的結構組成和工作環(huán)境，在數(shù)控機床的教學實踐過程中，首要科目是要熟悉數(shù)控機床的結構組成，受到經(jīng)濟條件的限制，多數(shù)數(shù)控機床加工學校很難對當前的各種類型的數(shù)控機床進行現(xiàn)場拆裝，數(shù)控機床仿真軟件中的模塊分解過程能夠實現(xiàn)全息裝配過程，仿照真實數(shù)控機床零部件尺寸，進行的實際工業(yè)化裝配流程的演練，能夠進一步加深學生對于數(shù)控機床的進給系統(tǒng)、多軸聯(lián)動系統(tǒng)、曲面加工系統(tǒng)的空間形象的理解。

　　其次是典型加工工藝的教學實踐，數(shù)控機床仿真軟件能夠對工件毛胚定位、工件裝夾、夾具工作原理、壓板安裝流程、加工基準對刀原則、刀具安裝和選用規(guī)范、機床手動操作和自動操作指令條碼等，進行逐一的繁復講解。

　　而且允許學生在課后進行溫習和嘗試;再者是完善的圖形數(shù)據(jù)和加工標準數(shù)據(jù)庫資料，使得學生可以在仿真軟件自帶的典型數(shù)控機床編程程序的指導下，進行實際編程，并且在虛擬加工平臺上，對自定義的工件進行工藝設定，并且檢查加工工件的尺寸誤差和質量達標情況;該仿真軟件系統(tǒng)結合自動化考核系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)教學、實踐和考核一體化的培訓模式。

　　2)零部件加工仿真軟件的教學實踐應用

　　熟知零部件的造型原理和加工工藝流程是保證數(shù)控機床操作者能夠進行復雜加工過程的技術基礎，零部件加工仿真軟件為學習者提供了一個高仿真度的零部件數(shù)模設計，包括了曲面造型設計和參數(shù)化設計這兩種主要的形式，對于簡單曲面造型和復雜曲面的造型原理都能有一個清晰的理解過程;其次是對零部件加工工藝的熟悉過程，工件加工的第一道工序是要進行基準對刀，不同的零件對刀的原則和位置選擇都大相徑庭，比如軸對稱零部件、桿件、板件、螺旋件以及內內孔加工等等。

　　這都需要學生們在平時的學習過程中熟練的分析不同類型零部件的加工工藝選擇準則;再者是對數(shù)控加工刀具的走刀過程和走刀程序進行針對性的講解。

　　這種直觀的培訓模式有助于學生養(yǎng)成數(shù)控加工思維，結合實踐性極強的零部件金工實習，使得學生們在自己動手加工典型零部件時，對于零部件造型保持的關鍵性因素、令不加加工失效的主要原因以及加工過程的重點注意事項都能有一個直觀而且親身經(jīng)歷的過程，經(jīng)過這種培訓模式所培養(yǎng)出來的數(shù)控機床操作人才將兼具專業(yè)知識背景和機床操作技能，能夠適應快節(jié)奏、高技術含量的操作需求。

　　總結：

　　隨著自動化技術和機械加工技術的不斷發(fā)展，數(shù)控加工已經(jīng)成為機械加工領域使用最為廣泛的技術形式。

　　數(shù)控機床的使用需要一定的專業(yè)知識背景和操作編程經(jīng)驗，相關操作技術人員已經(jīng)成為當前機械加工市場的稀缺人才。

　　本文概述了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控機床教學領域的應用現(xiàn)狀，并就完善數(shù)控仿真軟件的教學價值提供了新的思路。

　　參考文獻

　　[1] 白燕，淺談數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控實習教學中的應用[J]，科技信息，2012(19)

　　[2] 鄭艷琴，數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學中的應用[J]，吉林工程技術師范學院學報，2011(5)

　　數(shù)控程序改革在數(shù)控教學中的可行性【2】

　　摘要：數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。

　　在這個大工業(yè)背景下的數(shù)控技能競賽越來越體現(xiàn)了操作技術的“高精尖”，為此，結合近幾年的數(shù)控比賽，覺得對現(xiàn)有數(shù)控加工技術的改進是具有重要意義的。

　　關鍵詞：數(shù)控技術;改革;數(shù)控教學;加工時間

　　一、數(shù)控技術發(fā)展及改革意義

　　裝備工業(yè)的技術水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術及其產(chǎn)業(yè)、生物技術及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術和最基本的裝備。

　　馬克思曾經(jīng)說過：“各種經(jīng)濟時代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動資料生產(chǎn)。”制造技術和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。

　　當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。

　　此外，世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。

　　總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

　　為什么要改進?可能是絕大部分人的共同疑問。

　　隨著數(shù)控加工技術的不斷成熟提高，數(shù)控技能競賽也越來越難。

　　在這樣的背景下，結合我們這近幾年的數(shù)控比賽，我覺得對我們技術的改進是具有很重要的意義的。

　　二、分析現(xiàn)狀和未來展望

　　1.我們的加工時間可以分成三塊

　　(1)輔助時間：指我們?yōu)榧庸ち慵龅囊恍┹o助動作所用的時間總和。

　　(2)編程時間：指我們?yōu)榧庸ち慵迷诰帉懥慵庸こ绦虻臅r間總和。

　　(3)程序加工時間：指我們?yōu)榧庸ち慵迷谶\行零件加工程序加工零件的時間總和。