基于斯沃仿真軟件的數控技術輔助教學研究

陶亮 周知進 潘克強

[摘 要] 針對數控技術課程教學過程中出現的問題，引入斯沃數控仿真軟件輔助教學，加強數控程序編寫和機床操作虛擬練習，以提升學生數控加工實踐能力，對培養應用型人才具有一定的意義。

[關鍵詞] 數控技術;斯沃軟件;仿真加工;教學改革

[基金項目] 貴州省科技計劃項目（黔科合基礎[2020]1Y236）;貴州理工學院重點課程建設項目（ZDKC201606）

[作者簡介] 陶 亮（1985—），男，四川德陽人，工學碩士，副教授，主要從事先進切削刀具研究;周知進（1969—），男，湖南新化人，工學博士，教授，主要從事機械系統動力學研究;潘克強（1983—），男，貴州湄潭人，工學碩士，講師，主要從事數字化設計與制造技術研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）36-0293-02 ? ?[收稿日期] 2019-12-15

一、前言

數控技術是機械設計制造及其自動化專業一門極為重要的專業課程，涉及機械制造、計算機、自動控制等多學科知識，具有理論性和實踐性均較強的特點[1，2]。學生通過該課程的學習能有效掌握數控程序的編制、數控機床的操作以及工件加工等知識。然而在實際教學中，由于數控機床等硬件設備不足、實驗學時較少以及機床操作具有一定危險性等諸多原因，學生對于程序編制和機床操作等實踐技能掌握不牢，不能較好地達到預期教學目的。因此，需引入新的教學方式加強數控技術課程的教學改革，以適應應用型人才的培養要求。

本文擬在數控技術理論和實驗教學環節中引入斯沃數控仿真軟件，加強學生數控程序編制和數控設備加工虛擬練習，從而提升學生的實踐能力。

二、斯沃數控仿真軟件簡介

斯沃數控仿真軟件是由南京斯沃軟件技術有限公司研發的一款高效數控編程與加工仿真軟件，包含了日本發那科（FANUC）、德國西門子（SINUMERIK）以及日本三菱（MITSUBISHI）等多款國際主流數控操作系統[3]。此外，還包含了廣州數控（GSK）、華中數控（HNC）等多款國內數控系統。利用該軟件學生可在電腦上系統練習各類操作系統的數控車、數控銑以及加工中心的程序編制與工件加工，可通過手工編程或導入數控程序文件進行數控程序的編制與修改。軟件操作界面友好、效果逼真、功能強大，能夠使學生在較短的時間內更好地掌握數控程序的編制方法，提高數控編程學習效率。

利用該軟件輔助數控技術課程教學，既能有效解決高校數控機床不足、數控現場實驗操作危險性等問題，又能較好地提升學生數控編程能力和實踐能力，對于培養應用型人才具有一定的意義。

三、斯沃軟件在數控車編程中的應用

以常見的FANUC OiT系統為例，介紹數控車削編程與加工仿真練習，FANUC OiT系統編程面板如圖1所示。

（一）被加工零件介紹

被加工零件為螺紋軸，最大直徑為42mm，長115mm，具有螺紋、退刀槽、圓弧面以及錐面等特殊結構，具體尺寸如圖2所示。

（二）工藝準備

1.根據零件尺寸特點，采用直徑50mm、長200mm的棒料作為毛坯，利用三爪卡盤夾緊棒料左端。

2.由于工件有螺紋、退刀槽等結構，故采用三把車刀進行車削加工：1號外圓車刀進行外圓切削;2號切槽刀（寬5mm）切割退刀槽;3號螺紋車刀車削外螺紋。

3.用G92車外螺紋、G71復合循環指令粗車外徑、G70精車外輪廓。加工順序為外圓車削→退刀槽加工→車螺紋。

（三）數控程序編制

預先在txt文檔中編寫數控加工程序，再直接導入到仿真軟件中，部分程序如下：

O0001

T0101

G50S1000

G96S120M03

G99F0.15

G00X45Z5

G71U2R1

G71P110Q120U0.2W0.05

N110G00X24

G01G42Z-20F0.1

X30

Z-25

G03X36Z-45R20

G01Z-57

G02X42Z-60R3

G01Z-75

X35

Z-90

X32.5Z-115

N120G40X70

G70P110Q120

G00X100Z100

......

M05

M30

（四）仿真步驟

1.機床回零。

2.設置工件與刀具。

3.試切法對刀。

4.載入數控程序。

5.加工仿真啟動。

（五）數控仿真結果

編制的數控程序加工結果如圖3所示，學生可較直觀地觀察數控程序加工效果。

四、結論

第一，利用斯沃數控仿真軟件輔助數控技術課程教學，加強數控編程虛擬練習，方法簡單易操作，還可避免由于學生經驗不足等原因導致的安全事故。

第二，數控仿真可真實反映數控加工和編程過程，能充分調動學生學習積極性和主動性，提高學生實踐能力。

參考文獻

[1]聶學俊.數控技術課程改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2019（07）：34-36.

[2]王召鑫.數控仿真軟件在教學中的作用之思考[J].才智，2014（30）：184.

[3]劉宇，別海楠，戴麗.基于斯沃數控仿真軟件加工的虛擬實驗室建設實踐與思考[J].科教導刊（中旬刊），2015（02）：29+90.