仿真软件在数控技术专业教学中的应用

【摘 要】数控技术的发展迫切需要职业院校尽快培养高素质的应用型技术人才,数控仿真软件在数控教学中的应用将有利于数控教学水平的提高.

【关 键 词】数控加工仿真系统软件；教学；实习

一、引言

数控技术是先进制造技术的核心,世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力、适应市场能力和竞争能力.随着我国加入世贸组织,综合国力进一步增强,我国经济全面与国际接轨,并正在成为全球制造业中心,进入了一个空前蓬勃发展的新时期,这必然对掌握现代化制造技术的人才、特别对一线数控技术工人形成了巨大的需求.

二、数控技术实践教学现状

基于数控技术在机械制造业的重要性,现在我国很多院校以及职业类学校都开设了数控技术课程.在学校,学生可以通过以下几种途径获得数控技术能力.一是有合适的实习基地,但在目前国内很难有这样的基地,即使有,也只是集中在经济发达地区,且数控系统单一；二是学校从有限的资金投资购写数控机床,加工中心等建设教学实践环境.此类的数控设备昂贵,即使学校写回几台,无论在数量上,还是从成本、安全性上考虑,都不大合适学校的普及型教学和实践.因此,如何提高和改善数控技术课程的教学环境,使学生能学有所练,学用结合,是数控技术教学工作面临的一个非常的难题.

职业院校如何更快更好地培养出满足市场需要,掌握数控机床编程、操作与维修等技能的人才,早已是数控教学工作者研究的课题.本文讨论的是采用数控仿真软件将数控教学与实际操作有机地结合起来,提高数控教学水平,培养高素质的应用型技术人才.

三、仿真软件在数控技术专业教学中的优势

（1）减少高额的设备投入,解决实习设备与学生人数不成比例的问题

由于数控设备属于集机电、通讯、传感于一身的智能化产品,它具备“高速、高效、高精度”的加工特点,这就决定了其高额的成本.因此,数控专业的的实训教学若单单依靠购写数控机床则投入过大,若采用数控仿真进行实习教学可以很好的解决这一难题.

（2）提供多种机床多种系统,解决设备型号单一,学生的知识面狭窄等问题

由于数控技术发展迅速,目前市场上的数控设备型号多样,并且数控系统更新较快,对学校而言不可能将所有系统配齐.这就导致学生所学与工厂所用不符.而数控仿真系统则具备“一个软件多种系统”的优势.如上海宇龙仿真软件就拥有FANUC、PA、SIEMENS、华中数控、广州数控、大森数控等多种数控系统,可以实现对车、铣、加工中心等多种型号机床操作过程的仿真,弥补了实习设备型号单一,学生的知识面狭窄等问题.

（3）实现虚拟加工,减少实训费用

数控仿真系统的核心是虚拟数控机床,它完全模拟零件的切削过程,能检验指令正确与否,并用三维动画实时模拟显示程序路径和工件图形,从而真实的再现了零件的加工过程,并且在模拟加工过程中不会有机床、刀具、材料的损耗,极大的减小实训费用.

（4）安全性高,便于初学者学习

由于数控加工仿真系统是一种虚拟加工技术,所以学生的错误操作也不会损坏机床,更不会造成人身伤害,使学生可以抛开思想包袱大胆地、独立地进行练习.

（5）可对程序校验、模拟加工,减少占机调试时间,提高加工效率

在实际加工时,一般要反复检查程序,并利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性,这就导致占机调试时间过长.并且图形模拟也无法对刀具的干涉、运动中与夹具的碰撞、工件上一些细小的结构等进行全面真实的反映.所以在加工之前,可以将程序输入仿真软件,先模拟加工,观察零件的加工过程,并初步检验零件的形状尺寸,最后将正确的程序导入到数控机床中,既可节省时间提高加工效率,又保证了加工的安全性.

四、仿真软件在数控技术专业教学中的不足及弥补措施

（1）仿真加工缺乏真实感.学生安全意识淡薄

实际加工中操作人员必须严格按照安全操作规程进行加工,并要求其具备相应的“听辨能力”,能根据机床不同状态下发出的声音及时调整参数,减少机床发生故障和停机的概率.而在仿真中,便无法学习到真正的“听辨能力”,并且一些严格的操作规程也无法得以实施.如加工过程中不要把头和手随意伸进机床中、加工前关闭机床安全门等,这些环节在仿真时往往都可忽略不计,而对于在练习时出现的撞刀等现象也毫不在意.如果学生的不良习惯一旦养成,会在实际生产中造成重大损失.

（2）工艺参数设置随意,无法保证产品质量

利用数控加工仿真系统进行编程与操作练习时,往往容易忽视切削用量、刀具的选用,零件的装夹等问题.同时仿真软件也无法判断工件的表面粗糙度、矫正尺寸精度等.如果学生在仿真时忽略了这些内容,在实际机床上加工时也会不自觉的忽略这些对数控加工十分重要的部分,从而导致加工的工件无法达到尺寸精度要求,更有甚者发生碰撞等事故.

（3）仿真加工与实际机床有一定差异,易使学生产生错觉,影响教学质量

由于虚拟加工技术起步较晚,现在的仿真软件与实际机床还存在一定差异.如利用车刀在数控仿真系统上加工工件时,只要背吃刀量不大于刀刃长度就可以直接切削.而在实际数控机床上加工,则会因为受到机床、刀具和材科等性能的影响,不可能选取太大背吃刀量.再如切断刀在实际加工中只能用来切槽或者切断加工.而在仿真系统中即使用来车削外圆也不会有错误提示.又如实际加工中,G00无法完成工件的切削加工,而在仿真时即使错误的使用G00切削工件,照样可以完成切削而不会报警.

五、结束语

因此,数控仿真软件在数控技术专业教学中的合理应用,既可以提高数控人才的培养质量和效率,还可以缓解学校的经济压力,但其缺点也不容忽视.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,才能真正为教学怎么写作.