徐建

摘 要：數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化發(fā)展的重要標(biāo)志，數(shù)控加工技術(shù)水平的高低對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展力及綜合國(guó)力的提高起著重要作用。如何培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要的現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)械技術(shù)人才，是現(xiàn)階段各高校、職校迫切需要解決的問(wèn)題。作者就機(jī)械數(shù)控加工機(jī)械仿真教學(xué)軟件的應(yīng)用進(jìn)行分析，對(duì)如何選擇數(shù)控加工機(jī)械仿真教學(xué)軟件以及其使用過(guò)程、范圍、注意事項(xiàng)提出了自己的見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工機(jī)械 仿真軟件 教學(xué)應(yīng)用

一、數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的選用及在教學(xué)中的作用分析

1.數(shù)控加工機(jī)械軟件在教學(xué)中的重要作用

學(xué)生通過(guò)虛擬的數(shù)控機(jī)床操作，可以達(dá)到真實(shí)機(jī)械的數(shù)控加工實(shí)踐體驗(yàn)的效果。數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件能夠?qū)?shù)控加工過(guò)程進(jìn)行全面仿真，同時(shí)能支持多種數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定、對(duì)毛坯進(jìn)行定義、刀具準(zhǔn)備、測(cè)量、G代碼的處理以及面板操作等。數(shù)控加工機(jī)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(diǎn)，而且利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)師生在線(xiàn)交互，學(xué)生技術(shù)考評(píng)等。

2.數(shù)控加工機(jī)械軟件的種類(lèi)

數(shù)控加工機(jī)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(jī)床自身就帶有仿真系統(tǒng)。但是這種仿真系統(tǒng)不適合運(yùn)用在教學(xué)之中，不適合學(xué)生進(jìn)行手工編程教學(xué)實(shí)訓(xùn)。數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件可分為幾何仿真、物理仿真以及教學(xué)類(lèi)的演示仿真等。幾何加工仿真軟件是現(xiàn)階段教學(xué)軟件應(yīng)用最多的軟件之一，它是運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)控加工過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)的仿真模擬，對(duì)數(shù)控機(jī)床的各種坐標(biāo)、刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡、規(guī)律以及對(duì)毛坯的切削過(guò)程進(jìn)行模擬，最終完成三維實(shí)體模型的加工。幾何仿真不但具有數(shù)控程序校驗(yàn)的準(zhǔn)確性、切削參數(shù)具有合理性、對(duì)切削效果進(jìn)行評(píng)價(jià)及驗(yàn)后處理等功能，而且還能發(fā)現(xiàn)刀具與夾具、工件、機(jī)床之間的碰撞與干涉，從而判斷工藝的合理性，有效地實(shí)現(xiàn)了不在真實(shí)的加工環(huán)境中，就可以評(píng)估數(shù)控加工工藝及過(guò)程的目的。通過(guò)對(duì)加工過(guò)程中不合理動(dòng)作的調(diào)整，可以對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行優(yōu)化，減少程序調(diào)試的時(shí)間、試切過(guò)程，減小毛壞材料的消耗，縮短機(jī)床加工時(shí)間，降低成本，提高數(shù)控加工效率。

二、在教學(xué)中的應(yīng)用

1.數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的基礎(chǔ)模塊

基礎(chǔ)模塊主要針對(duì)我國(guó)常用的FANUC數(shù)控加工軟件中數(shù)控銑床、車(chē)床、加工中心等編程方法、操作方法及其應(yīng)用?；A(chǔ)模塊的教學(xué)重點(diǎn)是讓學(xué)生熟練地把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，并能運(yùn)用到實(shí)際工作之中。

2.數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件中的提高模塊

提高模塊主要針對(duì)SIEMENS中三種機(jī)床的操作與程序進(jìn)行仿真訓(xùn)練與講解，幫助學(xué)生進(jìn)一步提高數(shù)控加工技術(shù)軟件在不同數(shù)控機(jī)床中的編程方法，同時(shí)提高學(xué)生的理解、應(yīng)用能力。

3.數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件中拓展模塊

拓展模塊主要針對(duì)我國(guó)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(chē)床編程、操作方法進(jìn)行講解，進(jìn)而拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生對(duì)不同軟件的操作能力與編程能力。

4.數(shù)控加工機(jī)械仿真流程

在數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)實(shí)踐中，我們通常使用的是幾何仿真軟件，但在實(shí)際工作中根據(jù)工作需要?jiǎng)t可以對(duì)流程進(jìn)行簡(jiǎn)化。在構(gòu)建教學(xué)仿真模型前，要對(duì)實(shí)際生產(chǎn)加工環(huán)境進(jìn)行分析、總結(jié)，對(duì)必須使用的工藝模塊進(jìn)行整合，對(duì)不重要、不相關(guān)的環(huán)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)化。仿真工藝模型盡量與現(xiàn)場(chǎng)加工環(huán)境相符。虛擬的機(jī)床模型必須對(duì)數(shù)控機(jī)床零部件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等幾何關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確的反映，以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)與零部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行真實(shí)反映。工裝模型的裝配位置、幾何形狀必須與現(xiàn)場(chǎng)工作的工況條件相符，并且有效地避免和準(zhǔn)確地檢測(cè)夾具、機(jī)床與刀具之間的碰撞與干涉，檢驗(yàn)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(guò)程中，檢驗(yàn)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(biāo)中的位置關(guān)系與實(shí)際生產(chǎn)中的毛坯保持一致。在仿真系統(tǒng)中加工坐標(biāo)與數(shù)控程序中的坐標(biāo)必須保持高度的一致性，坐標(biāo)與毛坯的位置關(guān)系必須保持正確性并符合工位方向。

三、小結(jié)

總之，數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件在教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的切削試驗(yàn)方式，通過(guò)數(shù)控加工機(jī)械模擬仿真機(jī)床加工的過(guò)程，檢驗(yàn)加工程序的準(zhǔn)確性、對(duì)程序錯(cuò)誤的糾正、改進(jìn)機(jī)械工藝等具有重要的作用。數(shù)控加工機(jī)械仿真軟件的應(yīng)用與推廣，對(duì)提高數(shù)控加工技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生使用數(shù)控加工機(jī)械的綜合能力有不可替代的作用。

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（作者單位：南陽(yáng)市高級(jí)技工學(xué)校）