數控仿真軟件的作用及在應用中存在的負面影響

劉云玲

摘要:隨著數控加工在機械制造業中的廣泛應用,數控操作者的大量培訓便成為迫切的問題。各職業技術學校緊扣市場需求,大力發展數控加工專業。為了緩解學生多、數控設備少的矛盾,很多職業學校利用仿真加工軟件進行數控加工的編程和操作訓練,這樣不僅可迅速提高操作者的素質,而且安全可靠、費用低。本文作者結合自身的教學實踐經驗,淺談數控仿真軟件在數控教學中的應用方法和作用。

關鍵詞:數控仿真軟件；數控教學；應用 中圖分類號：G718文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2014）16-0289-011.數控仿真教學是新時期數控教學的需要

1.1隨著我國制造技術的飛速發展，CAD/CAM技術在機械行業中扮演越來越重要的角色，成為機械自動化的三大支柱之一。當代機械制造專業的學生迫切希望掌握現代加工技術，而CAD/CAM與模擬仿真技術是相輔相成、缺一不可的。因此，掌握模擬仿真也是學好數控技術的必要。

1.2從多年數控大賽的經驗來看，整個大賽分理論考試、數控仿真、實踐操作加工三塊構成，數控仿真技能已是作為一個考生必備的能力構成部分。因此，學校為了適應形式發展，必須大力使用仿真教學軟件，對學生進行教學與培訓使用。

2.數控仿真軟件在數控教學中的作用

2.1利用數控仿真軟件可以彌補數控設備不足，充分利用現有資源，為學校節約大量的教學經費和設備投資費。數控教學與實習，他的設備投入量是很大的，如果要使每個學生有充足的實習時間，可能要投入上百萬甚至上千萬，這對我們中職學校財力顯然是難以承受的。如建立一個滿足60人實習的數控車床實習場地，每實習崗位安排兩名學生，就需要30臺數控車床。每臺數控車床以8萬元計算就得需要240萬元設備投資費。而若采用數控仿真進行該工種實習教學，每一個崗位則需要60臺計算機，每臺以4000元計算（含軟件費）則只需24萬元即可，同樣滿足了教學需要。且由于是一人一機，可以保證每個學生有充足的時間來動手，提高實訓效果。

2.2利用數控仿真軟件能有效的結合理論學習，實現同步教學。和其它專業課一樣，數控課程也是非常抽象的學科，它注重的是實踐性。比如對刀過程，其實是很容易的事情，但如果用傳統的教學方法，僅在課堂上紙上談兵，大多數學生將難以理解，但如果利用仿真軟件一邊演示一邊教學，通過車刀工件的運動學生就很容易理解，而且能自己親手操作來加深認識，理論和實踐相互滲透交叉，實現同步教學，使抽象內容形象化，提高了教學質量。

3.數控仿真教學的不足

3.1仿真軟件無法完全反映加工的實際精度和效果。在數控加工中,影響加工精度的因素有很多,例如毛坯裝夾是否正確,主軸轉速的快慢,進給量的大小,測量的精度等等,只有全面控制了各個因素,才能加工出符合圖紙要求的零件。但在數控仿真中,這些操作都是靠計算機完成的,通過簡單的點幾下鼠標,就可以得到絕對精確的零件,這是完全不符合實際的。此外,大部分數控仿真軟件對于轉速和進給量都缺乏控制,一次切除10mm的材料也不會有任何提示,而在實際機床操作中,這是絕對不允許的。

3.2仿真軟件部分指令不成熟。目前,國內的數控仿真軟件都有或多或少的缺陷。例如,運行速度慢,程序不穩定等等。筆者學校使用的一款數控車仿真軟件,在執行G71循環指令時,第一刀不能切圓弧,否則就會出錯,而實際的機床完全沒有問題。為了避免這個問題,只能在圓弧前加上一段G01切直線的指令。學生在習慣以后,很容易把這個操作帶入到實際的機床操作中,這樣一來,就帶入了不規范的操作,產生了多余的程序,降低了加工的效率。

3.3仿真軟件不利于培養學生的動手能力和學習興趣。數控仿真都是在計算機房進行,環境較好,沒有噪音,也很干凈。但實際加工時,油污、噪音等都可能讓學生望而卻步。裝夾刀具和工件,使用量具測量,調試、清理機床等,這些實際動手的技能都是在仿真軟件里面學不到的。只有學生實際動手,才能掌握操作的技能;只有做出了真正的零件,才能感受到勞動的喜悅,才會有學習的興趣和動力。

4.合理使用數控仿真軟件的一些建議

4.1數控仿真教學和機床操作教學同等重視。數控仿真操作和數控機床操作都是數控教學中不可或缺的一部分,二者相輔相成,任何一方有所偏廢都不能獲得良好的教學效果。在數控教學中,仿真操作主要起到熟悉、驗證的作用,通過仿真,讓學生熟悉數控系統的操作方法,驗證所編寫程序的正誤,防止造成不必要的損失;機床操作主要起到深化、考核的作用,通過機床操作,得到實際的零件,從而使學到的知識深化,并考核操作的技能,達到教學的目的。

4.2教學中必須強調仿真操作和機床做的異同。仿真操作是虛擬的加工過程,和實際加工有很大的不同,不會出現安全事故,即使操作失誤也可以重新開始。但實際的機床則不同,操作者會遇到各種各樣的問題,可能會造成人身事故和財產損失。因此,在仿真教學中,應強調操作的規范性,防止學生因仿真操作養成不好的操作習慣,埋下安全隱患。

4.3正確選擇數控仿真軟件的使用重點。使用仿真軟件,可以模擬數控操作的全過程,但我認為,應將其重點放在編程教學上。編程是數控操作中非常重要的一部分,但各種指令又比較抽象,很難用簡單的語言或圖紙來描述,但若使用數控仿真軟件教學,則可以觀察到直觀的結果。比如快速插補指令G00和直線插補指令G01的區別,G71循環指令中主軸轉速S的設定等等。如果將仿真教學的重點放在加工過程上,就難以得到良好的效果了。參考文獻：

[1]曾小惠，吳明華，潘鐵虹.在線數控加工仿真教學系統的實現，1998

[2]余勤科，岳應娟，劉宏.虛擬數控機床技術及其應用，2000