数控仿真系统精选(九篇)

第1篇：数控仿真系统范文

关键词：数控机床；仿真系统；三维建模

0 引言

所谓数控，是数字控制的简称，其指的是就是建立在数字化信息技术的基础上，完成对机械运动设备以及加工设备的数字控制，实现自动化操作和管理。而数控仿真系统，其就是通过在数控技术的基础上，完成对真实数控机床的作业的流程和操作环节进行模拟，并结合编程技术实现对数控机床实现全自动化操作，并在构建数控仿真系统的基础上提高操作人员或者编程人员的工作效率。

1 建模思路

在三维建模的过程中，其具体对象为数控机床，通过利用几何原理、空间点离散原理以及数控仿真系统的构建原理，来整理出如下建模思路：

第一，数控机床的本体建立三维模型。以基本硬件设备为基础，从宏观构建到微观零部件的角度完成建模思路的规划，并结合旋转模型对数控机床的真实操作状态进行规则化比对，从而能够更加清晰和直观地描述出数控机床的本体。第二，数控机床加工过程中的动态建模。利用NC码进行实施监控与描写，提取每个时间点的运动轨迹和几何定位点[1]。

2 建模过程

2.1 数控机床本体的三维建模

在数控机床仿真系统的构建过程中，通过利用三维建模中的CSG建模理念，使数控机床仿真系统的总体构建趋于多层次化和多结构化。并在三维建模的基础上将复杂、繁琐建模过程转化为更加清晰、更加明了的简易结构，从而在简易结构的基础上完成简单形体的建模组合，实现数控机床仿真系统的模型构建。在数控机床本文的三维建模中，其具体的建模方法为[3]：

首先，以数控机床的操作规则为基本原则，以实际具体的工作状态进行真实模拟。在理想状态的环境中忽略数控机床内部的传动装置与后备服务装置，从而在最大程度的简化内部要素的结构，实现三维模型构建的程序化。其次，利用三维理念对数控机床的几何结构与物理结构进行区分和划分，对每种结构的内部构造层层细分，在宏观环境下对微观因素按照相似性规则进行详细区分，并利用三维维度进行简化处理，降低数控机床仿真系统构建的难度和复杂度。最后，通过利用三维建模数据库中的几何实体进行模型构建，将具体的立方体、圆柱体以及圆环体等做种几何立体模型与数据库中的具体数据进行比对和配对，在数控技术的基础上实现最优化组合。与此同时，采用方差计算的方式使组合的计算结果更加精确，立足于OpenGL软件内部强大的三维图型库，找到最符合数控机床本体的最佳三维模型，从而完成机床本体的三维建模工作。

2.2 加工过程的动态仿真三维建模

在数控机床的加工过程中，为了使数控仿真系统的动态性能实现最优化发展，通过利用三维建模中的空间离散法，来促使数控机床在加工过程中的数控仿真系统构建的更为精确和高效。在空间离散法的运用下，要将数控机床内部的空间物体转换为不同三维位置的“空间点”，并对这些“点”进行均匀布阵，按照这些“点”分布的具体线条关系连结成三角片矩阵，从而形成了初步的三维建模。当程序处于运行的过程中，要不断按照真实的路径进行重新描写，并对这些“点”的真实属性进行程序化渲染，从而保证数控仿真系统运作状态的自身“分析”能力更加准确无误[4]。

在空间离散法的应用下，对数控机床的车削和三轴铣削进行三维建模并做出进一步加工。首先，数控机床的车削毛坯呈现为圆柱形的状态，且其多利用在打磨和加工机床的回转表面。其次，三轴铣削的毛坯多呈现出长方体的形状，其只有在毛坯体的表面进行加工，因此只具备了独立的加工面。通过在数控机床的毛坯体上进行离散化和三维建模，来构建属于数据机床的仿真系统。下图为数控机床中车削和三轴铣削毛坯的三维立体离散图：

在该图中，以独立面为中心构建三维函数轴，即X轴、Y轴与Z轴，那么在该三维函数轴基础上对车削进行空间点离散化，使其形成三点共面的状态，作为三维建模的基本模型。与此同时，针对数控机床中的三轴铣削设立A、B、C、D四个点，以四个点形成的不同三维空间模型进行细细划分，比如ABD之间的三角网格、BCD之间的三角网格等，从而以网格为单位进行三维建模。当前使用的数控仿真系统多是建立在windows系统基础上，那么在windows的环境下通过利用Visual、OpenGL以及C++6.0技术软件，使数控机床的毛坯体离散化过程得到细节分析，结合数据结构和各个节点的具体数据构建三维模型，实现数控机床仿真系统的多元化建设。

2.3 粒子系统的建模

为了更加真实的模拟数控机床在冷却液喷出状态下的具体工作细节，需要立足于粒子系统，完成细致环节的三维建模，体现液体粒子的冷却状态与运动状态。在粒子三维建模的过程中，要周而复始的完成以下四个环节的工作：母粒子源产生新粒子；准确计算、复核并实时性更新新粒子的基本属性；定位删除死亡（淘汰）粒子；绘制粒子的具体运动线路，从而构成源源不断、持续运作的粒子流。在以上四个环节的循环运动下，完成了更加具体的三维建模工作，这样在粒子系统的基础上，构建了更为清晰、细致化和高度仿真性的数控机床仿真系统。

结论：

综上所述，本文以上通过围绕三维建模的过程进行分析，并结合三维建模技术进行展开探讨。通过结合三维建模技术对数控仿真系统进行真实还原与模拟，形成的三维图示更加具有真实感，并且形成的三维立体Flash实时性与可视性都很强，实现了数控仿真系统研发与运用的高效化与集约化发展。

参考文献：

[1]陆宝春，徐开芸，等人.数控仿真教学系统的研究与开发[J].中国制造业信息化，2013，19：30-33+37.

[2]张天其，于忠海，等人.数控机床三维建模与加工仿真技术研究[J].机械工程师，2014，01：62-63.

[3]邢吉利，李翔龙，等人.数控铣削仿真系统关键技术的研究[J].机械设计与制造，2015，06：170-172.

[4]唐宇鸿，高丽娜，等人.仿真系统中三维建模技术的研究[J].电子制作，2014，19：48-49.

第2篇：数控仿真系统范文

【关键词】数控;仿真系统;实践教学

1.前言

全球知识经济的发展,使机械工程成为一个跨越机械、电子、计算机、信息、控制、管理以及经济等多学科的综合技术应用学科,数控加工技术应运而生,这对传统意义上的金工实习教学提出了更高的新要求。要投入大量的经费来购置价格较贵的数控机床,显然存在一定的难度。我院也是如此,存在实习人数多、时间短等问题,这就使有限的数控机床无法满足学生的实习需求。但是由于我们在实习教学中大量采用了数控模拟加工仿真软件,即在计算机上学习工件的编程和模拟加工过程,在学生熟悉了模拟机床的基本操作方法和加工过程后再学习操作实际的数控机床,不仅大大降低了教学成本,也保证了实习中的数控设备的安全,并且取得了较好的实习效果。

2.数控加工仿真系统的选用

数控加工仿真系统的软件形式很多,有的是数控机床本身自带的仿真系统,但这种数控机床的仿真系统只限于单人操作,在教学中局限性较大,不适用于教师教学和学生训练;还有一些CAD/CAM软件也可以做到计算机模拟仿真功能,可以模拟刀具路线实现最终产品的生成,但是这些软件不适合于手工编程,不能对学生进行对刀训练和操作面板的应用训练。我们学院选用了由广州超软科技有限公司所开发的数控加工仿真系统的教学软件,该软件兼容于大多数国内机床面板,具有CNC控制器仿真、加工仿真、加工校验等多种功能,完全可以满足学生仿真实习需求。

3.数控加工仿真系统的应用

由于是实习教学,一般都是机械类专业低年级的学生,他们大多数没有接触过数控机床的实际操作,对机械加工概念理解比较模糊,所以我们在完成理论教学以后可以先进行仿真教学。

3.1 数控系统面板的操作练习

仿真系统的面板接近于真实机床,并可以实现机床所有的功能,利用仿真系统教师可以对机床面板进行系统讲解并现场演示。由于计算机仿真系统的使用,学生可以做到人手一台机床,便于学生熟悉各按键、旋钮的功能与使用方法。

3.2 手工编程练习

在熟悉机床面板以后可以进行程序输入,程序调用练习,在加载NC文件的同时,系统自动对程序进行语法检查,以避免错误的产生。

3.3 加工工艺的练习

数控机床加工工艺规程与传统加工的工艺规程从总体上说是一致的,但又有其特点:数控加工的工艺内容比普通加工的内容复杂,在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题,比如工序内的工步安排,对刀点、换刀点的设置,刀具半径及长度补偿的设置及走刀路线的确定问题,在数控加工工艺时需认真考虑。一般来说数控加工工艺包括:

(1)选料。利用选料系统可以选择不同的材料,不同形状的毛坯,以适应不同零件加工的需求。

(2)装夹。(夹具的选择)数控仿真提供了直接装夹、工艺扳装夹、平口钳装夹三种方法,学生可以根据加工需要自由选择,并可以比较不同夹具在装夹中的不同用途。

(3)刀具的选择。学生可以在刀具库中选择不同类型、不同大小的刀具并且可以自定义刀具的相关特性参数。通过对刀具图形的显示可以使学生对数控刀具的外形、使用方法有一个大致的了解。如图1。

(4)基准对刀。利用了寻边器进行工件对刀设置并建立工件坐标系。如图2。

(5)自动加工过程。最后进行机床回原点,程序自动加工。在加工过程中学生不仅可以最直观地感受到加工过程还可以对程序中的错误进行校验,而且通过程序的校验一修改一校验这一过程加深对指令的理解。

3.4 加工检验

加工完毕后生成截面图,检验工件的坐标和各种尺寸,便于教师检查学生的练习与实训效果。

3.5 宏程序的应用

现在很多仿真软件都带有宏程序/参数编程的功能,对于高校学生来说宏编程简单、实用、趣味性强,在编程中可以将数学公式、微分方程等有关知识结合到程序中,利用基本计算方法解决加工中的实际问题。宏编程干变万化,掌握它的关键就在于抓住图形轮廓规律,灵活地运用好变量,结合数学知识。学好宏程序可以开拓学生的思维空间,提高学生的数控编程技巧。

通过上述一系列练习,可以使学生基本掌握机床的使用方法、加工工艺流程,培养学生独立分析零件的机加工工艺并具有编制程序的初步技能和独立操作多种典型数控机床的能力。由于仿真系统的直观性、真实性可以使学生在学习的过程中产生乐趣,激发他们对实习的兴趣,同时学生也可以验证自己编写的程序。如果没有仿真软件而依靠老师检查,老师工作量大,而且学生很难理解自己出错的原因,下次还会出现同样的错误。更重要的是,由于有了仿真这一环节可以将实践加工过程中出错及事故发生串降低到最小程度。

4.仿真系统的局限性

数控加工仿真系统只是加工过程的模拟并非真实加工过程,它不考虑切削参数、切削力及其他物理因素,比如刀具振动、切削热、机床精度等对加工的影响,它无法代替学生在真实切削加工中的实际感受,尤其是切削用量的选择,无法进行控制,只能对切削深度过大时加以限制。因此,学生在应用数控加工仿真系统进行编程与操作训练时,往往容易忽视切削用量的选择、数控刀具的选用、零件的装夹方法,而这些程序一旦应用在实际中便可能出现打刀或影响实际零件的加工质量、降低生产效率等问题。仿真的长期使用,还可能使学生对安全性产生忽视心理。

5.仿真系统的扩展

我们现在所使用的仿真以几何仿真居多,随着计算机虚拟技术的发展,物理仿真的概念逐渐被提了出来。物理仿真可以在机床几何运动的同时,通过切削的动力学特征反映切削用量、切削温度、切削力等对加工过程的影响,最后可以通过视觉、听觉反映到刀具、工件上,如刀具磨损、工件粗糙度的变化、加工声音的异常等。这样的仿真系统使加工过程更加真实,便于学生对加工过程进行控制,从而掌握更多的加工细节。

6.结束语

在实习教学中使用仿真系统提高了学生对课程的学习兴趣,可以让学生充分感受到理论教学所没有的真实感,可以把在理论课堂上抽象的概念转化为机床具体的动作,也可以节省学生占用数控机床的时间,解决了人多机床少的问题。但是现在由于仿真还存在很多局限性,所以还是不能完全替代机床操作实践。我们期待随着计算机模拟技术的发展可以使仿真更多的应用到教学中来。

参考文献

第3篇：数控仿真系统范文

关键词：数控加工仿真系统；数控教学；数控机床；提高教学效果

中图分类号：G712文献标识码：A文章编码：1003-2738（2012）04-0098-01

一、数控加工仿真系统产生背景

数控加工仿真系统是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件，可以满足大批量学生教学需求。数控加工设备价格昂贵、占地大，而数控仿真系统软件可以在微机平台上运行，解决了培训时学员多机床设备少的问题，并为学校节省了大量设备购置经费。它可以对数控装置进行仿真操作，实践课程教学的目的主要是对原理的验证。学生可利用此软件进行仿真操作，同样会起到了真实设备的教学效果。常规的原理课程的讲解一般分两部分，一部分在教室讲解原理；另一部分在实验室讲解实际操作，这样必然增加了课时，也使教学内容不连续。用软件教学可以将两部分内容有机结合，也为学生的课前预习提供了条件。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，并且安全可靠。通过动态的仿真操作使教学过程易教易学，教学效果显著提高。

二、数控加工仿真系统的优点

数控加工仿真系统具有FANUC、SIEMENS、广州数控、华中世纪星等众多数控系统，学生通过在电脑上操作该软件，能在很短时间内就能掌握数控车、数控铣及加工中心的操作。教师通过网络教学，监看窗口滚动控制，可随时获得学生信息并可以通过操作控制转换成教学模式，使教师电脑与学生电脑同步，这样学生更清晰的看到老师的操作步骤，从而避免学生在老师无法监控的情况下玩游戏或看电影等其它与教学无关的事情（特别在讲授数控宏程序时，由于程序复杂并且还需要学生有较好的建模功底，所以部分学生在这个时候就容易开小差）；仿真系统在教学中还具有多媒体教学的特点。

首先，由于计算机辅助控制系统是以计算机为媒体开发的，所以它的通用性较强。在屏幕上能够显示和机床操作面板一模一样的界面；以动态的模拟显示代替机床实际运行并且还能够提示操作信息，如编程错误信息和操作失误机床碰撞报警信息等。使数控机床的编程操作易于课堂化教学，从而即节省了机床设备和实习消耗，又大大提高了教学效率。在数控机床教学应用时，由于计算机内部各种软、硬件资源的支持使得系统在编程、操作时的效率大大提高。如在手工编辑数控程序时可利用各种文本编辑软件如记事本及写字板等，可以快速编辑程序并存入磁盘。其主要特点是存储容量大，能够储存更多数量的和更长的NC程序文件。并且在程序输入、修改、拷贝方面都显得非常简单，乃至程序的转送也很方便，还可利用软盘考贝或联网来实现这一过程。编辑过程中能将汉字注释信息一起编入数控加工程序而不影响系统的调用和运行，这就使操作者很容易的在繁多的文件中找到想要使用的数控文件及其相关的详细信息，而不必在一大堆字符中花费长时间进行查寻、分析这些程序的功用而大伤脑筋了。调用时也非常方便，进入机床控制系统后，只要是以NC为扩名的数控程序文件都可以直接调用。

其次，计算机辅助机床控制系统依据计算机强大的显示功能和全中文的结构设计，并配以丰富多彩、自然友好界面显示，与实际机床的操作面板基本一致，使学生一进入本系统就被深深的吸引，所以在实际操作机床时学生很容易上手操作，从而能够激发学生学习兴趣和动力。模拟演示功能更为真实可靠，图形大小、颜色、观察视角以及刀具的形状等都可由操作者自行设计以满足不同监控要求。当程序执行时，程序段、坐标值、出错信息以及工件与刀具的相对移动的切削过程同时显示在同一窗口内，使操作者能够一目了然，随时监控机床运行的状态体验真实的加工过程。该系统具有机床规格大小设置，可定义刀具形状、切削用量，如数控铣床上钻头、镗刀、球头刀、圆角刀，数控车床上的外圆刀、镗刀、切刀、螺纹刀，可以实时监控刀具加工轨迹及图形缩放控制。机床外形也可显示并具有关门保护、零件加工后的测量和保存视窗作业的功能。

最后，其语法诊断和模拟示教功能可以使学生进行人机交互式学习。即由学生输入程序，在模拟运行过程中，系统能及时提供错误信息以及刀具相对移动轨迹的显示以及最终加工的立体效果，再由学生经过简单判断就能很容易地发现和修改程序的错误，避免因为出现人为的编程或操作失误从而危及机床和人身安全，学生还可以从中吸取大量的经验和教训，也大大减轻了教师批改学生数控程序作业时的繁重负担。

所以说仿真教学软件是初学者理想的实验、实践工具，只要经过短期的专门训练，学生很快就能够适应数控系统的实际操作方法，在教学中边教边学、边学边做、在学中做、在做中学，学生的积极性被调动起来，老师也在繁锁教学活中得到解放和学生一样都感到非常轻松，可以大大提高教学效果。从而为实操技能训练进一步打下了坚实的基础。

使用数控仿真系统应注意的问题：

1.由于此加工过程是模拟而非真实加工，所以学生在选择切削参数用量、刀具的使用等情况下会出现问题，从而影响加工零件的质量。

第4篇：数控仿真系统范文

关键词：数控仿真；职业教育；实践教学；评教结合

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0174-02

数控加工技术产生于20世纪中期，该技术最早可追溯到1952年的美国麻省理工学院，直到20世纪60年代早期，数控技术应用到产品制造领域[1]。真正的繁荣时代是在1972年前后随着CNC技术的产生到来的。随着数控加工技术的发展、实训室开放等活动的开展，开放设施，自主训练[2]，数控实训教学就显得尤为重要。数控实训教学过程基本按照三个部分来完成，即工艺程序部分、机床操作部分和零件检测完成部分，其过程图如下图所示。

显然，数控机床操作是数控实训教学的中心环节。然而，数控机床操作实训，受到很多方面的制约。这其中影响最大的是数控系统种类和数控设备的台套数。设备数量与学生规模之间的反差，严重影响数控实训、培训效果[3]，从而导致学生不能正确和熟练地操作数控机床。这不仅存在着严重的安全隐患，还影响了学校毕业生质量与学生的培养质量。在传统的职业教育中，常规的数控实训教学模式是通过指导老师直接在生产性的数控机床上进行教学。但随着国家对数控人才的需求，数控专业的学生和参加数控技能操作培训人数大幅度增加，这样暴露出来的问题越来越多，有限的数控设备无法保证教学培训质量。高价的数控设备使得教学投入成本很高。另一方面，由于生产性数控设备面向的是熟练操作人员，对于非熟练操作学习者存在着一定的危险性，极易对数控机床进行损坏，这种方式始终存在着一定的教学风险。因此，传统的数控技术培训教学质量低下，教师工作量大，教学费用太高，不能满足数控技术教学的发展。数控仿真技术可以仿真数控加工技术，模拟数控加工环境及其加工过程。数控仿真软件是采用虚拟仿真技术于数控加工技术的仿真软件。传统的数控仿真软件是将数控机床操作和数控加工都以仿真形式出现，这种仿真方式与真实的机床差距很大，学生通过这样的方式仿真练习后并不能在真实的机床上进行操作。

一、数控仿真系统的应用

数控仿真系统在数控编程教学中的应用。数控编程指令比较抽象，通常在课堂中，学生不易理解，编写的程序不知道对错，需要老师的检查，无法自我查证。在课堂中采用数控仿真系统可以让课堂教学变得形象有趣，易于理解。当然，如果要进行数控编程的校验，需要进行数控机床的操作，学习好数控机床的操作是进行数控编程的编写和校验的基础，这也为后期的数控加工实训打下了很好的基础。同时，学生可以根据有趣的零件进行编程操作和加工，仿真出真实结果。因此，采用数控仿真系统可以使得枯燥的理论知识变得生动形象，能够提高理论课程的教学质量。

数控仿真系统在实习教学中的应用。数控加工实习的内容是进行数控机床的操作，然后进行对刀操作建立工件坐标系，通过数控程序的编写进行零件的加工，完成零件的制造。这些内容本来是在真实的机床上进行的，学生需要进行独立操作。由于是切削真实的零件，很容易损坏设备、刀具和工件。仿真机床的操作安全性高，初学者不会因为误操作而产生人身伤害，也不会有材料、刀具的损耗，同时也解决了机床设备不足的问题。数控仿真系统与真实机床结合实习，可以提高实习效率。初学者首先在仿真机床上实习，达到熟练和正确操作之后再在真实机床上进行实习，提高了实习的效果和质量。在仿真机床上学生可以反复操作，不用担心安全、危险等问题。而且仿真机床多机型多系统可以通过选择，进行不同机床的实习，学到更多的数控机床操作方法，为创新教学方法、拓展教学内容提供了基础。

二、当前仿真机床的现状

数控仿真机床的操作教学与真实机床一样，需要老师在课堂上，认真仔细的教学，学生不能课前进行预习。而且对于不同的机型和系统的机床其操作方法不一样，都需要进行分别的讲解与示范，如果进行讲解与示范，需要花较多的时间，同时学生学习的过程也需要更多的时间。这样，数控仿真机床在学生的学习过程中并没有提供一些简便的方式，学生学习时间较长难度较大。数控仿真系统过于理想化，数控仿真的过程是软件在考虑理想切削状态的过程。在这个过程中，机床的性能、材料、刀具等都处在理想状态中，这与真实切削环境有着较大的落差。数控仿真的过程中是一个假定的状态，并没有考虑刀具在切削过程中材料的变化、切削温度的变化、冷却液的使用等情况，因此数控仿真的切削用量的选择，并没有在真实机床上加工那么严格。切削用量的数值偏离较大时，在仿真机床上可能不会有问题，但置于真实机床上就可能直接损坏刀具或机床设备。仿真过程并不能反映出实际的数控机床切削过程。安全操作意识淡化。由于数控仿真机床的操作不会产生危险，因此，会使学生养成对数控机床操作的随意性、不规范不认真的习惯，而这些习惯可能影响在真实机床的操作过程中。这些就会在真实实习的过程中产生危险，而且形成习惯以后，很难改进，只能慢慢的在实践中进行纠正。学习者在学习完成后对数控仿真机床的操作正确与错误，学生自己不能进行评价，还是需要老师人为进行检查和指导。仿真完成的零件轮廓尺寸也需要人工的点击测量，数控仿真中不能提供自动评分，学生自我不能对自己的操作和仿真的结果进行打分。传统的仿真系统，其评价体系还不够完善，不能很好的促进学生的自我学习。

三、虚与实结合仿真系统的研究实践

数控加工技术学习过程中首先通过认知实践课程的学习让学生对数控加工技术有个基本的了解，通过一些案例激发学习兴趣。通过仿真系统的学习与数控编程课程内容的结合，培养学生理实一体化的能力。在数控仿真系统学习中进行教程导入、虚实结合、自我评价三个方面的创新实践。真实操作面板与仿真加工过程相结合，严格规范操作。传统的数控仿真软件以纯软件的方式进行，其虚拟程度太高，真实性差。而且由于其涉及的数控系统和机型过多，给学生学习造成了一定的困难。学生需要在一种机型上学好学精，然后再拓宽到其他机型。所以真实的操作面板与实际机床上的面板相同，操作方法相同，结合虚拟的加工过程，以突出仿真性的优点。通过这种虚实结合的数控仿真系统学习，学生很容易在真实的机床上上手，没有陌生感，增加了亲切性。数控机床操作教程的引入，进行学习评价体系建设。在数控培训仿真机床上，加载测评和学习两个模块。用户需要登录才能进入测评和学习模块，登录时需要输入姓名、班级和密码。登录有两个方式，一个是直接登录，另一个是继续操作。直接登录就是重要开始，继续操作是继续前面中断的操作。在测评菜单下，加载数控编程、机床操作、尺寸测量、结果提交四个模块，每个操作模块具体实现一种数控机床的操作功能，这几个操作模块涵盖了数控机床操作的所有功能。在数控编程中加载了工艺设计、编程、语法检查。在机床操作中加载了机床回零、自动加工、主轴启动、试切法对刀。从工艺设计、第一次编程的正确率、加工效率、数控加工时的机床关键操作、仿真后的尺寸、程序中的切削用量、仿真完成时间等方面进行。通过尺寸测量对数控仿真的零件尺寸进行检测，测量出仿真零件的实际尺寸。将所记录的仿真数控机床的操作步骤与规范的操作步骤进行比对，判断学生对仿真机床操作的正确与否。将所测量出的实际尺寸与零件图的要求尺寸进行比较，得出结果比对。其中工艺设计通过菜单【测验/数控编程/工艺设计】实现，主要输入工艺规划的切削用量和刀具的圆角半径。语法检查，对编写的数控程序进行检查，具体包括程序的规范化、非法字符检查、词法检查、逻辑检查。在学习菜单下，加载数控编程方法、仿真机床操作方法两个模块，每个操作模块具体实现一种数控机床的操作功能，且都有正确操作方法的视频讲解。在数控编程方法中加载了工艺设计方法、编程方法。在机床操作方法中加载了机床回零方法、自动加工方法、主轴启动方法、试切法对刀方法。

本文从教学实际出发，详细的阐述了虚与实相结合的数控仿真系统的设计应用研究，真实的操作面板与虚拟的仿真加工相结合，给数控加工技术的学习带来了重大的影响。通过这一措施可以减少训练实习成本，提高教学质量。并且将数控仿真系统分模块视频教程、自动评分系统，两者与数控仿真系统相结合，实现了学生的自学、自评，为提高数控加工技术的教学质量提供了很大的保障。在实际过程中，通过两届学生的试用实施，效果较好。

参考文献：

[1]来建良.数控加工实训[M].杭州：浙江大学出版社，2004.

第5篇：数控仿真系统范文

[关键词]：中等职业教育 数控仿真系统 分组学习

当前，我国现代化建设进程不断加快，数控技术的广泛应用给传统制造生产方式、产品结构和产业结构带来了深刻的变化，数控人才也成为市场的急需人才，如何又快又好的培养出即掌握数控编程技术，又熟悉数控操作的技能型人才，已成为当前中等职业教育面临的主要问题之一，运用数控加工仿真系统结合实际机床操作是解决这一问题的有效途径。

一、传统数控教学情况分析

1、数控机床成本较高、投入较大

数控机床是集高速化、高精度化、功能复合化及控制智能化为一体的机床，型号众多，操作系统种类繁杂，而且数控车床、数控加工中心价格相对普通机床要高出很多，这些设备成本高，更新快，对于一般的中等职业学校来说很难承担得起。

2、数控机床消耗较大

数控机床精度高，灵敏度高，操作过程中一旦出现失误，有可能造成机床精度降低或者报废。对于中职学校来说，学生大都是初学者，操作过程中难免出现疏忽错误，机床自动运行时，容易造成设备损坏甚至人身事故。

3、数控编程验证困难

传统的数控教学方法是，教师先讲解指令，然后学生编程，对于学生编出的程序正确与否，全凭教师批改来验证。而且学生如果要更好的学习编程，须加大练习数量，这时学习的结果未必都能得到验证，降低学生学习的积极性。

4、数控实操教师任务量大

传统数控教学是将学生分成5～6人一组，由老师带领在实训机床前，对着操作面板、按钮逐一讲解，全班若30人，教师需要讲解5～6遍，实训基地环境嘈杂，须得保证每名学生都听到讲解内容，因此教师劳动量巨大，浪费课程时间多，且并不能保证每名学生在课堂上都能亲自动手练习，教学效果大大打了折扣。

为了解决以上问题，在降低成本、改进教学方法，改善教学手段的基础上，引进数控仿真系统。

二、数控仿真系统的特点及实际应用

数控加工仿真系统是基于虚拟现实的仿真软件。九十年代初，源自美国的虚拟技术是一种富有价值的工具，它可提升传统产业的层次，挖掘其潜力。虚拟现实技术在改造传统产业上的价值体现于：用于产品设计与制造，可以降低成本，避免新产品开发的风险；用于产品演示，可借多媒体效果吸引顾客、争取订单；用于培训，可用“虚拟设备”来增加员工的操作熟练程度，提高培训效率和成本。

目前，国内数控仿真系统主要有：上海宇龙、北京斐克、广州超软、南京宇航等。笔者所在的学校采用了上海宇龙软件工程有限公司的数控加工仿真系统。该系统可以实现对数控车床、数控铣床及数控加工中心加工全过程的仿真，其中包括毛坯、夹具、刀具的定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，加工仿真以及各种加工错误检测功能。数控仿真系统具有如下特点：

1、数控仿真系统可以弥补数控设备、资金的不足

中等职业学校不能一一配备十几万甚至数十万的数控加工设备，但可以利用现有的微机室，再花几万元购置一套数控仿真系统，这样学生就可以每人一机，同样能够满足教学要求。我校利用现有的微机室又购买了一个有40个节点的数控仿真软件，可以同时满足40名学生同时上机操作，使学生很快上手，大大提高了学习效率。

2、数控仿真系统降低数控实训费用

在仿真系统上教学，没有实际的机床、刀具、材料及能源的消耗，特别是初学者，若直接在机床上操作，出现误操作是不可避免的，这样加速了昂贵机床的损耗，甚至使机床报废，也能避免学生出现安全隐患。而在学生熟悉了正确的仿真系统操作之后，再到真实的机床上操作，大大降低了操作的失误率，也降低了能耗。

3、利用数控仿真系统教学，教学效果形象生动，教学成果验证便利

比如“对刀”过程，以往教学在课堂黑板上绘图演示，学生总觉得枯燥抽象，不能理解刀具是如何运动，工件又是如何移动，如果通过仿真系统进行演示教学，刀具和工件的运动轨迹一目了然，同时学生还可以自己动手同步练习，加深了学习内容的印象，更激发了学习兴趣，真正做到理论和实践统一。

诸如以前学生对自己所编的程序正确与否只能通过教师批改作业来发现，这种方法教师检查程序需逐个程序段查阅，内容多且繁琐，一些在机床上无法通过的书写错误也不易查出，而这些问题在实际编程中是十分必要的，如果运用数控仿真系统，学生可自行运行程序进行检查，自己发现问题，自己思考解决。

再如工件坐标和机床坐标、G指令、M指令等的讲解都可以利数控仿真系统实现同步教学，使抽象内容形象化，大大提高了教学质量。

4、利用数控仿真系统教学，减少了教师工作强度，促进了师生互动交流

指导教师在讲解编程指令运用时，每讲完一个指令及其应用举例，就可以利用“红蜘蛛”教学控制软件将习题从教学机发送到学生机上，让学生自行动手练习、调试。可以采用分组学习，将学生分成5～6人一组的学习小组，每一小组调试出一个结果，完后各小组进行比较，验证最终结果正确与否，教师最终发送标准答案让其对照，并分析每小组成果正误利弊，表扬答案正确的学生，并引导学生进行下一步思索，让其思考该项目还有哪些缺点和不足，从而促进其创新能力的提高。在师生互动教学过程中，真正做到“教——学——做”一体化教学，让学生积极参与到教学活动中去，这样，学生的学习效果和处理问题的能力得到了提高。

三、运用数控仿真系统需注意的问题及应对方法

1、数控仿真系统只是加工过程的模拟，而非真实的加工现场，没有机床运行的声音及切屑的排出等，学生没有实际切削加工的感受。因此，容易忽视切削用量的选择、刀具的选用及零件的装夹等，对此教师应引起足够的重视，在教授数控仿真系统时，应强调实际操作时的注意事项。

2、数控仿真系统只能作为初级培训工具，让学生快速的熟悉数控机床操作流程及步骤，方便验证程序编写的正误，它是提高数控学习的一种辅助手段，而不能抛开实际机床的学习。因此，在教学中应合理安排仿真教学和实操教学的时间，充分发挥数控仿真系统在教学中的应用，做到仿真教学既客观又科学。

四、结语

数控仿真系统在中职数控教学理论教学中广泛应用，大大提高了学生课堂学习的兴趣，改善了教学师的教学质量，很大程度上帮助学生了解和掌握数控机床的操作过程，为学生实习操作打下了良好的基础，起到了事半功倍的效果，值得广泛推广和应用。

参考文献：

[1]上海宇龙数控仿真系统说明书

第6篇：数控仿真系统范文

Abstract: Based on the full investigation of Yulin power station's actual conditions in this paper, and according to the unstable operating characteristics of coal motor control system parameters, a bunker height and in/out coal mass mathematical model were established using the relationship between in/out coal mass of boiler coal feeding system and coal motor. By the M language of MATLAB simulation analysis, the in/out coal mass ratio of coal bunker was optimizated. The results indicate that the proposed method could operate stably for coal level in various conditions as the in/out coal rate between 0.1～0.5, and simulation experiment gives that this system has reliability and stability.

关键词： 煤电机；控制系统参数；进煤量与出煤量；仿真优化

Key words: coal motor；control system parameters；in/out coal mass；simulation and optimizing

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）11-0039-02

0 引言

发电厂锅炉给煤系统控制系统在传输过程中，既要考虑输煤系统各个环节的配合性，还要考虑煤仓煤位的高低及锅炉煤量的大小和煤粉的稳定燃烧，由于其控制的复杂性，使得机组的参数整定极其困难，所以在工程设计中经常使用简单的数学建模的方法进行参数的匹配[1]，这样会导致煤粉燃烧不稳定，使锅炉的热工效率减小，而且会产生大量的污染物，处理不当，就会造成恶性事故的发生。而本文针对其参数的运行不稳定的特性，利用锅炉给煤系统中进出煤量和煤电机之间的关系，通过计算机仿真技术，建立火电厂进出煤量与煤位电机仿真数学模型，提出一种参数优化分析的仿真计算方法。

本文针对参数优化分析的仿真计算方法，分析机组不同工况的运行特性，实现输煤控制系统机组的高效、安全运行具有重要的现实指导意义。基于数学模型的计算机仿真，不仅可以对系统整体特性进行分析，还可以对实验研究难以测量的一些过程和细节进行研究，为锅炉输煤控制系统过程特性研究的提供了一种重要的研究手段[3]。

1 控制系统的算法模型的分析

传统的控制方法如PI和PID算法模型，智能控制方法如专家控制、模糊控制、神经网络等的算法模型。由于在锅炉输煤系统中二者交叉使用，使其控制系统具有较好的的优越性，但是这种控制方式不具有参数优化分析的功能，而整个输煤控制系统的目的不仅控制哪些皮带机在何时工作、取煤机何时启动、各个梨刀又是应该怎样的切换顺序以实现各个煤仓的煤既不空仓也不溢出[3]。同时希望控制系统能根据实时的运行状况，改变其运行参数，从而最大化地实现最优运行。

本文重点分析煤位电机实现火电厂煤仓进/出煤量控制，主要通过检测煤仓高度来实现，同时通过传感器检测系统形成反馈系统来建立其数学模型，并在计算机系统上利用其MATLAB仿真语言形成多个仿真图形，其单一控制系统的方框图如图1。

煤位电机用于实现煤仓煤位高度的电机，其输出是作为一个状态反馈，当实际煤仓高度偏离预期高度时，启动煤位电机，实现其偏离偏差的校正。

2 火电厂煤仓进/出煤量控制系统算法模型的建立

2.1 各（分）煤仓的储煤函数 由输煤系统基本工艺分析可知，煤仓的获煤与皮带机是否送煤、煤仓上方的犁刀是否动作以及犁刀前方犁刀是否动作有关。因此，煤仓的储煤函数可写为[6]：

Zt=Rt-Ct+Z0

[当犁刀LDi=l时(即犁刀动作时)]

Zt=Z0-Ct

[当犁刀LDi=0时(即犁刀退出时)]

1号煤仓方程组

Z1t=R1t-C1t+Z10

[当l号犁刀LDi=l时(即犁刀动作时)]

Z1t=Z10-Z1t

[当l号犁刀LDi=0时(即犁刀退出时)]

2号、3号、4号煤仓方程组同1号，只是序号不同。

2.2 煤仓的总储煤量与系统的进煤量和出煤量的数学模型 煤仓在输煤过程中实现煤存储和缓冲作用，控制系统应该实时分析4个煤仓的储煤量的数值，所以设计时先建立起煤仓的煤量模型。

Zt=Rt×1（t-τ）-Ct+Z0

Zt――煤仓储煤量；

Z0――储煤初值；

Rt――皮带进煤量；

τ――从输煤起点到煤仓所需的时间，即延迟时间；

Ct――煤仓出煤量；

上面的公式反映了煤仓储煤量随时间变化的关系式。

因为煤仓高度比等于速度比，所以建立煤仓瞬时高度与进出煤量的关系式，方程式如下：

①H=Δt+HLD=1

②H=-1-αΔt+HLD=0

③α=

其中“1”代表皮带机处于运行状态，“0”代表皮带机处于停止状态；LDi”代表煤电机的状态。

3 出煤量与进煤量之比a取不同值时各分煤仓煤位仿真分析和优化选择

在获得了单位时间输入量、输出量的大小对电机运行情况影响的基础上，进一步仿真模拟输入/输出比变化时煤位变化和电机运行情况。分析时取a分别等于0.1、0.2、0.5、0.6，设置各分煤仓和各分煤仓上、下限约束条件，模拟分析各分煤仓的煤位变化情况。

出煤速度与进煤速度之比a为煤仓的出煤量与煤仓的进煤量之比，显然，这个比的大小，会引起电动机的运行情况的不同，一般推断可能为以下三种情况：①出煤速度与进煤速度之比a大于1，无论皮带机怎样运行，最终煤仓都将断煤；②出煤速度与进煤速度之比a等于1那么只要发电厂不停止工作，皮带机总是处于不停的工作运行状态，即电机处于连续工作制；③出煤速度与进煤速度之比a小于1，进煤量大于出煤量，这种情况下，a为多大时，保证四个煤仓既不溢煤也不断煤，电机满足断续周期性工作制或连续性工作制，如果把电机工作时间与电机停止及运行时间之和相比，称为电机运行的占空比。则1）占空比大，意味着电机运行时间长，停止时间短，电机运行可以实现断续周期工作制或连续工作制；2）占空比小，意味着电机运行时间短，停止时间长，电机科实现短时周期工作制；3）占空比适中，电机运行时间较为合理，电机选择更合理；4）当出煤量大于或接近煤量时，煤将可能处于断仓状态，会导致锅炉输出功率不稳定。所以，选择不同的占空比是优化选择合适的控制参数以满足系统的运行方式。

从以上四个仿真图形分析，可以看出，当a取值较小时，电机的占空比较大，电机运行可以实现断续周期工作制；当a取值较大时，电机的占空比较小当a=0.6时，电机虽然实现连续工作制，但是一台电机已经不能满足其四个煤仓的要求，仿真过程中发现只能满足三个煤仓的要求，要满足第四个煤仓运行要求，仿真程序上看出其处于过载运行状态，其结果图上出现虚位；当a≤0.5时，都能满足运行条件。

4 煤仓煤位控制系统稳定性的分析研究

上面的仿真结果表明系统处于运行状态时a的取值范围，但是煤位电机的控制系统的稳定性并没有体现，而对于一个控制系统而言，必须满足三个基本的运行条件：稳定性、快速响应性和准确性。而稳定性是系统运行的所需满足的首要条件。因此，本文通过建模，对系统控制参数进一步优化，以满足其稳定性的要求。

4.1 煤仓煤位电机控制系统的传递函数 煤位电机的稳定性直接关系到系统运行的稳定性，为满足煤仓煤位的控制系统的设计要求，引入反馈控制系统的设计方案，采用PD控制器代替原来的放大器，其结构图如下。

PID的的传递函数G=K++KS

设载荷的传递函数G=

因为G含有积分环节，所以K=0

由表一得煤电机的传递函数G=

系统开环传递函数G=G=G=G

G=

其中Z=K/K

设Z=4所以K=4K代入闭环传递函数，得其特征方程式为

D（S）=S+1020S+200001+3KS+240000K

4.2 煤仓煤位电机控制系统的稳定性的判断 用劳斯稳定判据判断系统是否是稳定的，列出劳斯表如下：

S 1 20000（1+3K3）

S 1020 240000K

S 200001+3K-235.3K

S 240000K

线性系统稳定的充分且必要的条件是：劳斯表中第一列各值为正，如果第一列中出现小于零的数值，系统就不稳定。由此得出要使该系统稳定，必须满足如下条件：

-0.333K255.325

由此得出系统稳定时微分系数的取值范围。

5 结论

本文对系统结构和功能进行的分析，并根据输煤系统的煤仓高度的模型确定其控制方案以及运行参数，运用MATLAB7.0编程软件对煤仓输入与输出比进行M语言的编程及的仿真分析和参数的优化选择，获得仿真运行结果。通过仿真分析获得了控制参数的优化控制规律，通过仿真研究表明，本论文设计的输煤控制系统在指标上能够达到预先期望的性能指标要求，在控制特性方面均能达到要求，其系统实现方案是切实可行的。

参考文献：

[1]朱小娟，顾新宇.现代火电厂智能输煤控制系统研究与应用[J].煤矿现代化，2008，83（2）：47～48.

[2]王军，郑益红，刘秋菊，熊冉.电动大客车电控气压制动系统性能仿真分析[J].系统仿真学报，2011，23（2）：404～408.

[3]万百五.二阶控制论及其应用[J].控制理论与应用，2010，27（8）：1053～1059.

[4]孙亮，孙启兵.神经元PID控制器在两轮机器人控制中的应用[J].控制工程，2011，18（1）：113～115.

[5]王常力，罗安.集散型控制系统选型与应用[M].北京：清华大学出版社，1996.

第7篇：数控仿真系统范文

计算机数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，在很大程度上弥补了实践教学中设备品种、数量不足、学生操作时间不足的缺点，提高了学生编程能力和数控机床操作能力，可以反复动手进行数控加工操作，在培养全面提高数控加工技术的实用型技能人才方面有着重要作用。

【关键词】

宇龙数控仿真软件；数控加工；应用

1数控仿真软件介绍

数控加工仿真是以计算机为平台的基于虚拟现实的仿真软件，它通过计算机的编程和建模将加工过程用三维图或者二维图并以动态形式演示出来，面前国内较为流行的仿真软件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc、南京斯沃等，这其中以上海宇龙应用最为广泛，其界面简洁、操作简单，人机交流方便，支持的多种数控系统。其主要优点有几下几点

1.1提供多种数控机床和数控系统上海宇龙仿真软件提供车床、立式铣床、卧式加工中心、立式加工中心；控制系统有FANUC系统、SIEMENS系统、三菱系统、大森系统、华中数控系统、广州数控系统以及上海市技能鉴定机构所采用的PA系统。丰富的刀具材料库采用数据库统一管理刀具材料和性能参数库，刀具库含数百种不同材料和形状的车刀、铣刀，支持用户自定义刀具以及相关特征参数。鉴于各高校资金等方面原因，一般的高职院校不可能购买所有的数控机床和数控系统，同时随着机械行业的不断发展，将会涌现出更多新的机床和系统，而高职院校不可能更新如此频繁，数控仿真软件在很大程度了弥补了这一不足，学生可以在仿真系统上进行各种最新的数控系统的仿真操作，紧跟社会发展，为今后的就业打下坚实基础。

1.2模拟程度高，安全性高数控仿真系统实现机床操作全过程仿真。仿真机床操作的整个过程；毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀、安装刀具、机床手动操作等仿真。数控仿真系统实现加工运行全环境仿真。仿真数控程序的自动运行和MDI运行模式；三维工件的实时切削，刀具轨迹的三维显示；提供刀具补偿、坐标系设置等系统参数的设定。尤其是切削路线的显示在很大程度了帮助了学生对现有的程序进行有效的修改。数控仿真系统实现全面的碰撞检测。仿真系统中的手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测，包括刀柄刀具与夹具、压板、机床等碰撞，也包括机床行程越界及主轴不转时刀柄刀具与工件等的碰撞。通过碰撞检测能实时发现问题并及时对已有的数控程序进行修改。数控仿真系统实现数控程序处理。数控仿真能够通过DNC导入各种CADCAM软件生成的数控程序，例如Mastercam、ProE、UG、CAXA-ME等，也可以导入手工编制的文本格式数控程序，还能够直接通过面板手工编辑、输入、输出数控程序。完全模拟了现实机床的数据传输方式，使得学生通过仿真后就能很快在机床上进行操作加工。

1.3便于掌握学生学习动态上海宇龙仿真软件具有记录考试操作全过程和考试结果的功能以及多种回放方式，便于教师及时掌握学生学生动态并给与相应的指导。同时该仿真软件具有互动教学功能，教师和学生可以相互观看对方的操作，进行互动交流。

1.4弥补了各院校设备不足的情况由于数控设备价格昂贵，尤其是多轴数控机床价格偏高，很多各高职院校无法购买较多的设备和系统进行教学，加上实训环境等多种因素影响，目前很多院校实习实训的都是几个学生一台数控设备进行操作，这样必然使得每个学生独立操作设备时间大量缩短，从而导致学生不能更全面的掌握数控方面的知识。而数控仿真系统弥补了这一不足，一台电脑就可以模拟进行数控加工，学生可以先在仿真系统上对程序进行模拟仿真操作，针对出现的问题对程序进行改正和改进，这样大量缩短了学生在实际操作中熟练操作面板和修改程序、校验程序的时间，有效的提高了数控实训的效率。

当然，仿真系统毕竟只是虚拟仿真的一个软件，与现实的设备还是存在一定的差别，其主要缺点有：（1）无法验证程序的准确性仿真软件只验证程序的可行性，无法验证其准确性，比如在直线加工过程中，应该采用G01指令，但是如果采用G00指令，仿真依然正常进行，不会出现报警显示，而在实际加工过程中，直线插补只能用G01指令。仿真软件无法验证选择的切削用量是否合理，刀具是否选择合理，而在实际的加工过程中切削用量是最重要的工艺分析，往往很多同学在仿真时随意设置切削用量导致实际加工中出现尺寸偏差，严重的会出现撞刀等情况。（2）对于有些指令仿真软件不支持比如上海宇龙仿真软件，4.0版本的不支持宏程序编程，不支持倒角指令编程，现在新升级的4.9版本能支持宏程序但是不支持倒角指令。这样华中系统的倒角指令就无法仿真校验。（3）无法实现复杂零件的加工检测上海宇龙仿真软件虽然能实现零件的加工仿真，但是对于复杂的零件，比如配合件，无法实现配合件的组合和检测功能，这不得不说是个遗憾。同时在装夹上，实际加工过程中很多地方是不能进行装夹而仿真时任何地方都可以进行装夹，比如圆锥、螺纹处，这样在一定程度上给初学者带来一定的误解。

2结论

综上所述，数控仿真软件在数控加工中有着广泛而重要的应用，尤其在高职院校已经成为机械加工必不可少的软件，虽然仿真软件还存在一些缺点但是这些缺点我们可以通过各种方法去改进和避免。在实际的数控加工过程中，我们必须充分发挥数控仿真软件的优势，合理、科学、有效的利用软件为我们教学服务，为学生服务，为我们数控加工服务。

参考文献：

[1]上海宇龙软件工程有限公司.数控加工仿真系统使用手册,2004.

[2]涂志标.斯沃V6.20数控仿真技术与应用实例详解[M].北京:机械工业出版社,2012.

[3]吴长有.数控仿真应用软件实训[M].北京:机械工业出版社,2008.

第8篇：数控仿真系统范文

一、数控加工仿真系统软件的特点

1.数控加工仿真系统软件的优点：(1)实训基地建设投入少，却能做到一人一机，有利于提高学生的实际操作能力。(2)可以使学生达到接近实物操作的训练效果，且安全可靠。(3)能使抽象问题形象化，操作训练过程中允许出错。(4)通过动态的仿真操作使教学过程易教、易学，教学效果显著提高。

2.数控加工仿真系统软件的不足：(1)参数设置具有随意性; (2)学生无法通过仿真软件体会真实的加工环境; (3)不利于学生严谨、认真的工作态度养成; (4)先入为主，易淡薄安全意识。

二、数控加工仿真系统软件环境下的教学研究

1.运用数控加工仿真系统软件，采纳激发引导型教学方法。让学生了解数控编程与今后工作的密切关系，了解所学专业知识和数控编程及操作有着紧密的联系，使更多的学生对数控编程产生浓厚的兴趣。

2.运用数控加工仿真系统软件，循序渐进提高数控编程与操作能力。在教学过程中，教师先进行示范性操作，同时提醒学生认真观察，掌握操作要领。再让学生动手操作，进行模仿。当学生独立完成，兴奋不已时，及时表扬学生所取得的成绩。

3.运用数控加工仿真系统软件，营造情景教学氛围。在教学过程中，经常有意识地设置“陷阱”：故意少编一个程序段、参数输入错误等。若发生撞刀现象，让学生自己找出失败的原因，创设让学生尝试“挫折”考验的情境，让学生产生足够的自信和克服挫折的勇气。

4.运用数控加工仿真系统软件，提高学生解决实际问题、独立工作能力 。在上机前，教师应利用数控加工仿真系统进行相关操作演示，并在学生上机时进行巡回指导。学生在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作，遇到问题反复调试、相互探讨。学生掌握数控专业技能的同时，又提高了解决实际问题的能力。

5.运用数控加工仿真系统软件，教学中还应构建多元评价体系。第一，合理且有一定的弹性。答案不能限制太死，只要合理就行。第二，既要评价技能操作结果，又要评价技能操作的过程。第三，转换评价的主客体关系，对学生在实训过程中的技能操作情况及结果不仅仅由教师来评，还可以让学生自评或互评。

三、数控仿真系统软件环境中数控实训教学的改进措施

首先，教师应首先明确仿真软件与实际机床的区别，并引导学生进行相互比较，时刻注意这些差距，使学生认识到仿真软件的不足，并进行有针对性的训练，而不是完全依赖仿真软件。

其次，在应用数控加工仿真系统软件时，重视安全教育、规范化操作，让学生养成良好的机床保养与维护习惯。

第9篇：数控仿真系统范文

关键词：数控仿真软件 中职教学 效果

数控技术伴随着机械制造业共同发展。近年来，随着数控技术的普及，对人才的需求也越来越大。我国很多中职技术学校为了适应社会需求，相继增设了数控专业，并不断实施扩招。可是，一些中职学校由于师资薄弱，缺少必要的机械及设备，无法满足学生的实践需要。因此，采用数控仿真系统，让学生进行机床的模拟操作，便于数控技术的学习。此种方式在很大程度上弥补了学生实践的不足，因此在中职教育中的地位与作用越来越重要。

一、数控仿真系统

数控仿真系统是一款仿真用软件。它可以对数控操作编程进行演示与讲解，对真实的数控机床进行模拟操作，还有助于数控技术人员加强基础性知识的掌握以及对数控程序进行检测及预测等。目前，这种仿真系统在机械制造业中得到了普及，在数控教学中得到了实际应用。目前，国内使用的数控仿真系统主要有斐克、超软以及宇龙等。

二、中职教学中数控仿真系统的实际应用

我国的中职教育非常注重提升学生的实际操作水平。对于数控专业的学生而言，实际操作与实用技能的培养是分不开的。通过在教学中引入了数控仿真系统，学生对机床的实际操作水平得到了极大提升，教学效果得到了显著改善。

1.加强对学生学习兴趣的培养

数控专业涉及的知识面很广，比如编程及加工等方面，且实践性及理论性很强，但由于内容有些抽象，一般很难理解。加之一些中职学生的基础知识很差，对问题及知识点的理解能力也很低，学生在进行学习时，很容易产生厌倦心理。如果沿用传统的教学模式，教学效果很不理想。而数控仿真系统具有强大的网络功能，老师在实际教学中完全可以利用多媒体等先进的教学模式进行。学生通过在电脑屏幕上对自己实习内容的演示，加深对内容的理解。学生在与电脑进行同步操作的过程中，进一步提升了实际操作水平。在这个系统教学中，老师还可以对学生的操作进行实时监控，对于操作中的失误或者错误做到及时发现及时纠正，有助于提升针对性指导的效果。这种教学方式极大提升了学生的动手能力，对于学生学习兴趣的培养和学习热情的提升都有着积极意义。

2.有助于提升学生对数控机床操作的基础性认识

一般的中职学校由于资金、场地以及设备种类的限制，很难一一配齐实际操作的机床型号。加之操作时间的限制，可能接触到实际机床的时间更短。这就要求学生们根据实际，举一反三。通过数控仿真系统的应用，学生不仅对现实机床的操作环境进行了模拟，也对实际操作程序有了深层的认识。由于仿真机床的操作面板与实际机床完全相同，操作及使用程序、步骤等也完全一样，因此，通过数控仿真系统实现了对机床工件运动情况和操作过程的全部演示。学生完全可以借助于数控仿真系统来实现对不同型号机床的了解，比如刀具的安装、工件装夹等均可以实现真实演示。对于一些不规范的操作和程序，模拟仿真系统同样可以完成演示，因此拓宽了学生的知识视野。

3.辅助编程的教学

数控仿真系统可以完成编程代码的检测，对于错误的编程，会提示相关信息。学生在进行学习中，只需输入程序代码，仿真系统就会根据学生输入的代码来进行虚拟的加工演示，并对学生编程的正确与否进行检验，并提示学生进行代码的调试，来完成正确的加工。同时，学生还可以对整个加工过程进行全方位以及多视角的观察，了解工件的加工进展。通过辅助程序，加深了学生对编程相关知识的掌握，在提升学生学习效果的同时，也减轻了教师辅导的难度。

4.多元化教学走入课堂

我国实际应用的数控系统有西门子、广州数控、华中数控等。但由于条件所限，很多中职学校涉及的系统很少，一般仅为2～3种，这对于数控人才的培养极为不利。通过实施数控仿真系统教学，实现了编程和操作的模拟化，并将仿真系统实际运用到教学中，使得中职教学出现了多元化趋势。这对于学生学习不同类型的数控系统的操作及编码，全面提升实际掌握能力有着积极意义。

5.学生的参数意识有所加强

为了提升机床的使用效果，保障学生实际操作的安全，在实际教学中，加工参数均由教师进行指导及确定，而学生对于参数的设定缺乏相关了解，对参数是否合理缺乏应有的判断。通过数控仿真系统的使用，学生们可以直接对参数进行设定，并对于工件的破损以及变形情况进行预测，对不同的参数可能对工件产生的影响进行直观了解，学会对参数进行优化，提升对参数设定的整体意识。

6.丰富了教学评价

数控仿真系统应用于实际教学中，可以对学生编写的数控程序以及错误情况进行检测及提示，并可以完成对出现错误的原因的判断以及三维测量等功能。在实际教学中，学生通过数控仿真系统的实际训练来加强自我练习以及测试，而老师也可以以此作为学生的评价依据，结合操作记录作出教学评价。学校也可以依据操作情况及操作记录对教学效果进行科学的评价。为此，通过使用数控仿真教学，教学评价体系多了一项评价标准，在评价内容上也有所增加。

7.减小了教师的工作强度

在进行编程指令学习时，针对每一次讲解完成的指令或者应用实例，教师可以使用教学控制软件将课后习题以文件的形式发到学生的学习终端，充分给予学生时间自行完成练习；也可以采用分组的形式，然后将调试出的结果进行比对。老师也会将正确的结果发到学习终端，对学生练习及调试的结果进行验证，从中找出不足，以促进其能力的提升。此外，通过这种师生互动，实现了教与学一体化，减小了教师的工作强度，在增进师生情谊的同时，也提升了学生的学习兴趣，使得学生的学习效果及实际操作技能都得到了提升。

三、数控仿真系统在实际应用中需要关注的问题

数控仿真系统作为辅助的教学工具，是极为有效的。但不可忽视的是，任何一款工具在使用中都会存在一定的缺陷。我们需要了解这些缺陷，并在实际教学中，积极采取措施，尽可能规避这些缺陷，才能更好地发挥数控仿真系统教学软件的作用。

第一，数控仿真系统的某些软件还需要进一步完善。很多指令在实际执行中被提示无法执行。为此，使得学生对数控理论知识产生了怀疑的态度。这在很大程度上阻碍了学生的学习及实际应用。学生对于数控知识的理解，也陷入了混沌状态，极大地影响了实际操作及对于理论知识的理解。因此，在中职教学中，数控仿真系统的使用要与实际操作交替进行。

第二，很多学校为了提升机床的利用率，随便延长其使用年限。在实际教学中，缺乏科学、合理的课程安排，人为减少学生机床实践时间，将数控仿真系统作为主要的教学工具来进行教学授课。由于模拟练习与实际操作还具有一段距离，过多应用容易造成学生对实际操作不够重视。这些都直接影响到学生的实际操作效果与水平。因此，学校在进行课时安排时，要做到模拟演练与实际操作相结合，通过模拟―实践―再模拟―再实践的授课方式，加深学生与数控加工、实际操作、参数设定以及编程的整体认识，以提升整体的学习效果。

第三，用数控仿真系统知识对工件的加工过程进行模拟，并不等同于实际的操作，学生无法体验到机床运转的声音以及切屑的掉落情况，缺乏对加工过程真实的感受。因而在实际操作中，很容易忽视切削量的多少；在选择道具时，也不容易做出正确的选择。就这一点而言，老师要多给予学生实际操作的机会。即使是模拟操作，也要随时提醒学生实操的注意事项。作为一种初级训练工具，仿真系统对于学生熟悉机床及实操步骤有着促进作用。但是，学生也需要实际的操作及训练。因此，教师要对实操及仿真课课时进行科学合理的安排，真正发挥出仿真系统的作用。

四、数控仿真系统在中职教学中如何应用

数控仿真系统要在现实教学中得到正确的使用，达到理想的教学效果离不开教师的正确指导。老师在这里起到的作用非常重要。因此，老师在实际教学中，要突破传统教学理念的束缚，以学生为受教的主体，针对学生的特点，进行有针对性的指导。这样，才能有效激发学生的学习兴趣。在不断的实践中，锻炼学生的创新及动手、动脑能力，充分发挥他们的想象力。因此，老师要时刻把握教学的方向，科学合理使用仿真系统。

在进行实际教学过程中，对于仿真系统的使用，我们要本着科学的态度及端正的理念，不要对此产生过分地依赖。老师要教授学生学会编程及工件加工的程序。而学生也要清楚地知道，仿真系统只是一个辅助学习的工具，不是真的机床操作。从本质而言，仿真系统还远不能达到真实机床的操作要求，只是让学生了解操作过程及学会编程而已，以此来填补学生实训上的缺乏。但由于仿真软件的存在，解决了很多中职教学中无法解决的问题，也为以后的教学提供了一个可行的方向。

五、小结

我们通过数控仿真系统的使用，极大丰富了中职院校的教学内容，并且弥补了学校设备的不足和师资力量的薄弱，解决了教育教学中的难题。因此，中职学校在数控仿真系统的使用上，要科学合理，既要补充学生们实践的不足，又要充分发挥出数控仿真系统的内在作用，将实践教学与模拟教学有机结合，以提升学生的数控加工技能，真正发挥数控仿真系统的巨大作用。

参考文献：

[1]刘光定，潘爱民.论数控加工仿真系统在数控教学中的作用[J].现代商贸工业，2010（18）.

[2]刘杰.浅淡中职数控教学[J].河南农业，2010（31）.