數(shù)控仿真系統(tǒng)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的數(shù)控仿真系統(tǒng)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

1 前言

隨著我國機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，社會對數(shù)控技術(shù)型人才的需求也大大增加。我國各大中職學(xué)校相繼增設(shè)或擴(kuò)展了數(shù)控專業(yè)，大量擴(kuò)招數(shù)控專業(yè)學(xué)生，近年來為社會輸送了大批數(shù)控技術(shù)型人才。由于中職學(xué)校辦學(xué)實力不雄厚，數(shù)控設(shè)備、機(jī)床數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生參與學(xué)習(xí)實踐的需求，運用數(shù)控仿真系統(tǒng)能讓學(xué)生模擬真實數(shù)控機(jī)床的操作，學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)，彌補(bǔ)學(xué)生在實際操作中的不足，因此，數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職教學(xué)中的應(yīng)用處于越來越顯著的地位。

2 數(shù)控仿真系統(tǒng)

數(shù)控仿真系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實的仿真軟件，具有能演示講解數(shù)控操作編程、模擬真實數(shù)控機(jī)床的操作、幫助數(shù)控技術(shù)人員學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)知識、協(xié)助工程技術(shù)人員預(yù)測檢驗數(shù)控程序等功能，目前已被廣泛應(yīng)用到各大院校的數(shù)控教學(xué)和機(jī)械制造企業(yè)中[1]。我國現(xiàn)今采用的數(shù)控仿真系統(tǒng)主要來自上海宇龍、廣州超軟、北京斐克等。

3 數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職教學(xué)中的應(yīng)用

中職學(xué)校一般比較注重對數(shù)控專業(yè)學(xué)生實用技能的培養(yǎng)，在數(shù)控教學(xué)中融入數(shù)控仿真系統(tǒng)，能有效提高學(xué)生對數(shù)控機(jī)床設(shè)備的操作水平，實現(xiàn)中職數(shù)控教學(xué)效果的顯著增強(qiáng)。

3.1 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

數(shù)控專業(yè)涉及的加工、編程等方面的知識，都具有很強(qiáng)的理論性以及實踐性，數(shù)控課程的內(nèi)容往往比較抽象，不易理解。由于中職學(xué)校的大多數(shù)學(xué)生的起點較低，對知識的領(lǐng)會理解能力較差，學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控理論知識的過程中容易產(chǎn)生倦怠感，教師與學(xué)生面對面教學(xué)的傳統(tǒng)方法已經(jīng)很難達(dá)到良好的教學(xué)效果。數(shù)控仿真系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能十分強(qiáng)大，教師通過多媒體教學(xué)廣播的形式，可以讓學(xué)生在電腦屏幕上清楚看到自己演示的教學(xué)內(nèi)容，并讓學(xué)生在電腦上進(jìn)行同步模仿操作。通過數(shù)控仿真系統(tǒng)，教師還能時時關(guān)注學(xué)生的操作情況，方便教師及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作的錯誤，對學(xué)生進(jìn)行針對性的指導(dǎo)。這種交互性的理論教學(xué)方式大大提高了師生的互動性和學(xué)生的動手操作能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保持學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

3.2 幫助學(xué)生熟悉數(shù)控設(shè)備機(jī)床的基本操作

由于辦學(xué)資金、場地、數(shù)控機(jī)床種類多價格貴等多種因素的限制，目前大部分中職學(xué)校可供學(xué)生實際操作的機(jī)床的型號和數(shù)量非常有限，數(shù)控教學(xué)中，學(xué)生不能接觸多種型號的機(jī)床，實際機(jī)床操作的次數(shù)和時間也相對有限。數(shù)控仿真系統(tǒng)全面模擬了數(shù)控機(jī)床操作的環(huán)境，不僅操作面板與真實的數(shù)控機(jī)床完全一樣，操作的步驟也一致，數(shù)控機(jī)床工件的運動狀況以及刀具的加工情況等都可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)直觀地演示出來。學(xué)生可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)熟悉各種型號的數(shù)控機(jī)床對刀、工件裝夾、刀具安裝等一般操作。數(shù)控教學(xué)中，數(shù)控仿真系統(tǒng)還可以模擬演示不準(zhǔn)確的數(shù)控程序和不規(guī)范的數(shù)控操作，幫助學(xué)生領(lǐng)會引發(fā)干涉和碰撞等狀況的原因，在機(jī)床實際操作次數(shù)少的情況下，幫助學(xué)生熟悉各種數(shù)控機(jī)床操作，拓寬學(xué)生的知識面。

3.3 輔助數(shù)控編程教學(xué)

數(shù)控仿真系統(tǒng)具有檢驗數(shù)控編程代碼是否正確，提示錯誤信息，并發(fā)出準(zhǔn)確提示的功能。學(xué)生編寫數(shù)控程序代碼后，只要將程序代碼輸入數(shù)控仿真系統(tǒng)，數(shù)控仿真系統(tǒng)就會根據(jù)代碼進(jìn)行虛擬的加工，并驗證學(xué)生編程程序的正確性，幫助學(xué)生找出編程程序的錯誤之處，并提示學(xué)生調(diào)試編程代碼，實現(xiàn)正確的仿真加工。學(xué)生還可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)，全方位地旋轉(zhuǎn)觀察，了解仿真加工的進(jìn)展，讓學(xué)生在一定程度上加深對數(shù)控編程相關(guān)知識的了解，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，也減輕教師在數(shù)控編程教學(xué)方面的負(fù)擔(dān)。

3.4 實現(xiàn)數(shù)控教學(xué)的多元化

目前，在我國應(yīng)用比較廣泛的數(shù)控系統(tǒng)有廣州數(shù)控、FANUC、三菱、SIEMENS、華中數(shù)控等數(shù)控系統(tǒng)[2]，但由于教學(xué)經(jīng)費等問題，大多數(shù)中職學(xué)校的數(shù)控教學(xué)只涉及2～3種數(shù)控系統(tǒng)，對于培養(yǎng)高素質(zhì)的數(shù)控技能人才有很大的影響。數(shù)控仿真系統(tǒng)能模擬仿真各類數(shù)控系統(tǒng)的操作和編程，將數(shù)控仿真系統(tǒng)運用到數(shù)控教學(xué)中，能輔助增加其他數(shù)控系統(tǒng)的仿真操作，使中職數(shù)控教學(xué)多元化，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)不同數(shù)控系統(tǒng)的操作和編程，全面提高學(xué)生對各類數(shù)控系統(tǒng)的操作能力。

3.5 增強(qiáng)學(xué)生對參數(shù)的認(rèn)識

為了提高數(shù)控機(jī)床的使用率，保障學(xué)生在實際操作中的安全，在中職數(shù)控教學(xué)中，數(shù)控加工的參數(shù)主要由教師操作確定，學(xué)生在實訓(xùn)中幾乎不懂得如何確定參數(shù)，對參數(shù)的合理性認(rèn)識有待加強(qiáng)。數(shù)控仿真系統(tǒng)可以模擬真實的數(shù)控加工參數(shù)，學(xué)生可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)了解切削深度、進(jìn)給率、削速度等多種切削參數(shù)，預(yù)測工件和刀具破損和變形情況，進(jìn)而領(lǐng)會不同參數(shù)對數(shù)控加工質(zhì)量的影響，學(xué)會優(yōu)化和調(diào)整切削參數(shù)，提高數(shù)控加工參數(shù)的認(rèn)識[3]。

3.6 豐富教學(xué)評價內(nèi)容

數(shù)控仿真系統(tǒng)具有自動檢測學(xué)生的數(shù)控程序、指出數(shù)控程序錯誤原因以及三維測量等多項功能，學(xué)生可以通過數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控加工和編程的自我練習(xí)和自我測試，教師可以通過學(xué)生的操作記錄，對學(xué)生作出相關(guān)的教學(xué)評價，中職學(xué)校也可以從數(shù)控仿真系統(tǒng)中學(xué)生的操作記錄對教師的教學(xué)效果進(jìn)行科學(xué)合理的評價[4]。數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)的應(yīng)用中，為中職學(xué)校的教學(xué)評價體系增加了一條新的標(biāo)準(zhǔn)，豐富了其教學(xué)評價內(nèi)容。

4 在中職數(shù)控教學(xué)中應(yīng)用數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)注意的問題

在中職數(shù)控教學(xué)中，數(shù)控仿真系統(tǒng)是一種有效的輔助教學(xué)工具。但中職學(xué)校也要認(rèn)識到數(shù)控仿真系統(tǒng)的缺陷，明確數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)中存在的問題，并采取相應(yīng)措施，加大數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)中的作用。

首先，數(shù)控仿真系統(tǒng)仍未完善，學(xué)生在進(jìn)行模擬仿真數(shù)控操作時，數(shù)控仿真系統(tǒng)的某些指令有時會出現(xiàn)無法執(zhí)行的現(xiàn)象，致使學(xué)生對數(shù)控的相關(guān)理論知識產(chǎn)生疑惑，在一定程度上阻礙了學(xué)生對數(shù)控知識的深入理解和運用[5]。因此，在中職數(shù)控教學(xué)中，教師要科學(xué)合理地安排仿真操作和實際操作的時間，把仿真操作練習(xí)與實際操作練習(xí)交替進(jìn)行。

其次，很多中職學(xué)校為了提高數(shù)控機(jī)床的使用率，延長數(shù)控機(jī)床的使用年限和維修成本，沒有根據(jù)教學(xué)計劃制定科學(xué)合理的數(shù)控操作課程安排，人為減少學(xué)生機(jī)床實訓(xùn)的時間，過分依賴于數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作練習(xí)。過多模擬仿真操作練習(xí)，容易造成學(xué)生對實際操作的忽視，不利于學(xué)生實際數(shù)控技能水平的提高。因此，教師要制定合理的教學(xué)安排，在引入數(shù)控仿真系統(tǒng)輔助學(xué)生學(xué)習(xí)之前，要先安排學(xué)生對數(shù)控加工、編程、機(jī)床操作課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對數(shù)控知識有總體上的認(rèn)識后，再引入數(shù)控仿真系統(tǒng)，從而有效幫助學(xué)生快速學(xué)會數(shù)控仿真系統(tǒng)使用的各個步驟和方法，提高學(xué)習(xí)效率。

5 結(jié)語

數(shù)控仿真系統(tǒng)能有效地促進(jìn)中職學(xué)校的數(shù)控教學(xué)，幫助其解決機(jī)床設(shè)備不足，不能滿足學(xué)生實訓(xùn)要求的難題。中職學(xué)校要好好利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的缺陷與不足，并積極改進(jìn)，把數(shù)控仿真系統(tǒng)訓(xùn)練和實訓(xùn)操作緊密地結(jié)合在一起，推進(jìn)對學(xué)生數(shù)控技能的培養(yǎng)，實現(xiàn)數(shù)控仿真系統(tǒng)在中職數(shù)控教學(xué)中的巨大作用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉杰.淺淡中職數(shù)控教學(xué)[J].河南農(nóng)業(yè)，2010，31（06）：69-75.

[2]宣國強(qiáng).數(shù)控教學(xué)之“五步法”[J].中國教育技術(shù)裝備，2010（5）：57-63.

[3]劉光定，潘愛民.論數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學(xué)中的作用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010，18（1）：38-52.

[4]王麗哲，付海燕.淺談數(shù)控仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用[J].才智，2010，16（4）：103-117.

第2篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)控加工；仿真系統(tǒng)；應(yīng)用

隨著我圍經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國制造業(yè)裝備的自動化水平在不斷提高，數(shù)控機(jī)床的擁有量及在機(jī)床中所占的比重大幅度地增加。如何有效地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的使用效率、提高加工質(zhì)量一直是人們追求的目標(biāo)。在進(jìn)行零件數(shù)控加工過程中，零件本身的可加工性和數(shù)控程序的質(zhì)量是影響零件加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。數(shù)控程序投人實際加工之前，都必須進(jìn)行有效的檢驗。檢驗數(shù)控程序的方法主要有手工檢驗、試切檢驗、軌跡顯示和計算機(jī)仿真等。其中計算機(jī)仿真是近年來發(fā)展較快，也足最行之有效的方法。我們在綜合分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)，對數(shù)控加工仿真的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，以此為基礎(chǔ)建立了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)并應(yīng)用到教學(xué)中。學(xué)生利用此系統(tǒng)可以在計算機(jī)上模擬加工環(huán)境和數(shù)控加工的過程，完成NC程序的校驗，發(fā)現(xiàn)干涉（主要是刀具與工件之間）和過切現(xiàn)象，修改NC程序，通過實際參與，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足。另外，此系統(tǒng)也可用予生產(chǎn)實際。減少加工失誤、返工，縮短研制周期，節(jié)約資金，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

其優(yōu)點在于：（1）系統(tǒng)完全模擬真實機(jī)床的控制面板和屏幕顯現(xiàn)可輕松操作。（2）在虛擬環(huán)境下對代碼的切削狀態(tài)進(jìn)行檢驗操作安全。（3）用戶可看到真實的三維加工仿真過程仔細(xì)檢查加工后的工件可以更迅速的掌握機(jī)床的操作過程，過程逼真。（4）采用虛擬機(jī)床替代真實機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn)在降低費用的同時獲得更佳的培訓(xùn)效果，使用更經(jīng)濟(jì)。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)具有FUNUC、SIEMENS等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能，學(xué)生通過在電腦上操作該軟件，能在很短時間內(nèi)就能掌握數(shù)控車、銑及加工中心的操作?？墒謩泳幊毯图庸ぃ處熗ㄟ^網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，監(jiān)看窗口滾動控制，可隨時獲得學(xué)生信息。在教學(xué)中還具有多媒體教學(xué)的特點。

首先，由于計算機(jī)輔助控制系統(tǒng)是以計算機(jī)為媒體開發(fā)的，所以它的通用性較強(qiáng)。在屏幕上能夠顯示和機(jī)床操作面板一模一樣的界面；以動態(tài)的模擬顯示代替機(jī)床實際運行并且還能夠提示操作信息，如編程錯誤信息和操作失誤機(jī)床碰撞報警信息等。使數(shù)控機(jī)床的編程操作易于課堂化教學(xué)，從而即節(jié)省了機(jī)床設(shè)備和實習(xí)消耗、又大大提高了教學(xué)效率。

其次，計算機(jī)輔助機(jī)床控制系統(tǒng)依據(jù)計算機(jī)強(qiáng)大的顯示功能和全中文的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并配以豐富多彩、自然友好界面顯示，使學(xué)生一進(jìn)入本系統(tǒng)就被深深的吸引，從而能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動力。模擬演示功能更為真實可靠，圖形大小、顏色、觀察視角以及刀具的形狀等都可由操作者自行設(shè)計以滿足不同監(jiān)控要求。當(dāng)程序執(zhí)行時，程序段、坐標(biāo)值、出錯信息以及工件與刀具的相對移動的切削過程同時顯示在同一窗口內(nèi)，使操作者能夠一目了然，隨時監(jiān)控機(jī)床運行的狀態(tài)體驗真實的加工過程。該系統(tǒng)具有機(jī)床規(guī)格大小設(shè)置，可定義刀具形狀、切削用量，如數(shù)控銑床上鉆頭、鏜刀、球頭刀、圓角刀，數(shù)控車床上的外圓刀、鏜刀、切刀、螺紋刀，可以實時監(jiān)控刀具加工軌跡及圖形縮放控制。機(jī)床外形也可顯示并具有關(guān)門保護(hù)、零件加工后的測量和保存視窗作業(yè)的功能。

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)功能較為完善、適于教學(xué)的使用。其中語法診斷和模擬示教功能可以使學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互式學(xué)習(xí)。即由學(xué)生輸入程序，在模擬運行過程中，系統(tǒng)能及時提供錯誤信息以及刀具相對移動軌跡的顯示以及最終加工的立體效果，再由學(xué)生經(jīng)過簡單判斷就能很容易的發(fā)現(xiàn)和修改程序的錯誤，從而避免教師直接面對學(xué)生的指責(zé)傷害學(xué)生的自尊，也大大減輕了教師批改學(xué)生程序作業(yè)時的繁重負(fù)擔(dān)。使教師能夠集中精力以幫助學(xué)生解決實際問題，保證了教學(xué)質(zhì)量使教學(xué)效果得到顯著提高。

在操作方面，由于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)采用了與數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)相同的面板和按鍵功能，并且使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在操作中即使出現(xiàn)人為的編程或操作失誤也不會危及機(jī)床和人身安全，反而學(xué)生還可以從中吸取大量的經(jīng)驗和教訓(xùn)。所以說它是初學(xué)者理想的實驗、實踐工具，只要經(jīng)過短期的專門訓(xùn)練，學(xué)生很快就能夠適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的實際操作方法，從而為以后的技能的進(jìn)一步深造打下了堅實的基礎(chǔ)。由于我們注意到了它在這一方面具有的優(yōu)越特點，而且根據(jù)學(xué)校教學(xué)改革的要求，我們盡力把它運用到我校無斷層教學(xué)模式中。比如，我們在數(shù)控機(jī)床實操訓(xùn)練之前開發(fā)了編程模擬操作課程，并且專門編著了《數(shù)控機(jī)床編程與模擬操作》，在內(nèi)容上突出了理論和實踐的關(guān)系，為我校填補(bǔ)了在這一方面的空白。至此，我們將理論與實踐有機(jī)的結(jié)合在一起邊講授邊練習(xí)，使講過的知識及時應(yīng)用于實踐中，不但加深了學(xué)生對理論知識的理解而且在模擬操作的同時對數(shù)控機(jī)床的操作方法上也具備了相當(dāng)水平的實踐基礎(chǔ)。在教學(xué)中邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊做、在學(xué)中做、在做中學(xué)，學(xué)生的積極性被調(diào)動起來，老師也在繁鎖教學(xué)活中得到解放和學(xué)生一樣都感到非常輕松，大大提高了教學(xué)效果。學(xué)生的編程與操作能力也有了非常明顯的效果，在數(shù)控等級工考試中合格率達(dá)到，學(xué)生成績相當(dāng)優(yōu)秀，得到相關(guān)老師及校領(lǐng)導(dǎo)一至好評。

隨著仿真軟件的較快發(fā)展，只有在教學(xué)當(dāng)中合理、科學(xué)、有效、有選擇地利用仿真軟件才能使之為教學(xué)服務(wù)。我們不能把軟件仿真作為理想的、真實的模型來認(rèn)識，而只能將其作為認(rèn)識事物的中介與橋梁，在教學(xué)中必須與實踐操作相結(jié)合，才能發(fā)揮它的最佳教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] FUNUC數(shù)控車說明書

第3篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

高速高精度數(shù)控加工技術(shù)在數(shù)控加工行業(yè)占有非常重要的位置，然而機(jī)床擾動是影響加工精度的重要因素，滾珠絲杠進(jìn)給傳動作為機(jī)床的重要組成部分直接影響著機(jī)床的工作特性。以滾珠絲杠進(jìn)給傳動系統(tǒng)為研究對象，利用Solidworks、Ansys、Adams建立機(jī)床整機(jī)的剛?cè)狁詈隙囿w動力學(xué)模型，得到機(jī)床的動態(tài)特性曲線。通過與剛性體模型仿真結(jié)果作對比，驗證剛?cè)狁詈辖７椒ǖ目尚行?，為機(jī)床構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：剛?cè)狁詈希欢囿w動力學(xué)；可行性

中圖分類號：

TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：16723198（2013）10018603

0 引言

隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)的快速發(fā)展，以多領(lǐng)域建模與協(xié)同仿真技術(shù)為核心的虛擬樣機(jī)越來越受到人們的青睞，而多體系統(tǒng)尤其是剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)的建模與仿真是應(yīng)用這項技術(shù)的前提和基礎(chǔ)。目前，多剛體系統(tǒng)建模理論已經(jīng)相當(dāng)成熟，相反多柔體系統(tǒng)的建模成為一個研究熱點。多柔體系統(tǒng)動力學(xué)由于本身存在大范圍的剛體運動，又存在彈性變形運動，因此多柔體系統(tǒng)動力學(xué)與多剛體系統(tǒng)動力學(xué)分析方法及有限元分析方法有著密切關(guān)系。多剛體理論認(rèn)為機(jī)構(gòu)具有絕對的剛度，即使機(jī)械運動過程中結(jié)構(gòu)件自身的變形也可以忽略。事實上，由于自身的材料屬性以及聯(lián)結(jié)方式的影響，往往具有一定的柔性。這樣就會影響到構(gòu)件的動態(tài)特性，產(chǎn)生噪聲和振動等。因此柔性體會對整個系統(tǒng)的運動產(chǎn)生重要影響。

目前“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”的進(jìn)給驅(qū)動方式在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。通過電動機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，再通過絲杠螺母帶動工作臺實現(xiàn)直線進(jìn)給。本文以數(shù)控成形磨齒機(jī)進(jìn)給驅(qū)動為研究對象，如圖1是數(shù)控成形磨齒機(jī)X軸滾珠絲杠進(jìn)給驅(qū)動的結(jié)構(gòu)圖。由于滾珠絲杠是一種細(xì)長的低剛度元件，在工作時由于受到驅(qū)動力的作用會產(chǎn)生較大的軸向變形及扭轉(zhuǎn)變形，另外工作臺重量相對于絲杠也比較大，加減速過程中會產(chǎn)生較大的慣性力，這樣就會影響進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的傳動精度。然而進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)是機(jī)床的重要組成部分，它的動態(tài)特性直接影響機(jī)床的加工精度。因此把滾珠絲杠作為柔性體，建立多柔體系統(tǒng)的模型，更貼近于實際。以提高仿真的精度。

1 柔性體動力學(xué)方程的建立

多柔體系統(tǒng)的運動描述方式采用相對坐標(biāo)描述方法，如圖2所示

柔性體上任一點P，其位置向量是

r=r0+A（sp+up）

第4篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞： 數(shù)控仿真系統(tǒng)；數(shù)控機(jī)床編程與操作；理論及實踐；教學(xué)效果

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）05-0270-02

0 引言

目前在機(jī)械制造行業(yè)中越來越多的應(yīng)用到了數(shù)控加工，自然對此類人才的需求也就與日俱增了。但因為數(shù)控設(shè)備的價格很昂貴，很難做到每個學(xué)生都有足夠的操作數(shù)控機(jī)床的時間，并且如果學(xué)生操作失誤，很容易造成數(shù)控設(shè)備的損壞，既占用了設(shè)備加工時間，又增大了風(fēng)險。因此，如何增加學(xué)生的實踐操作機(jī)會，提高學(xué)生的實踐動手能力，培養(yǎng)出更多的相關(guān)專業(yè)人才，就成為擺在廣大職業(yè)院校的一道難題。各高職院校必須重視這一問題，探索出一套適合自己現(xiàn)狀的教學(xué)方法和教學(xué)模式。數(shù)控仿真系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效的解決學(xué)生缺乏實踐操作機(jī)會的問題，因為該系統(tǒng)可以通過進(jìn)行數(shù)控加工全過程的演示，比如數(shù)控加工程序的編制、虛擬仿真數(shù)控機(jī)床的操作、工件加工和測量等，讓學(xué)生了解和掌握到數(shù)控機(jī)床的各項程序指令和基本操作方法，為今后的實際操作打下良好的基礎(chǔ)。

分析數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床編程與操作實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，它作為前期的輔助教學(xué)手段已經(jīng)成為了一種最安全有效的教學(xué)方法和教學(xué)途徑。

1 數(shù)控仿真系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床編程與操作實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

1.1 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高教學(xué)效率、節(jié)約成本。數(shù)控設(shè)備價格昂貴，數(shù)量有限。數(shù)控仿真系統(tǒng)通過計算機(jī)大量配置終端，徹底解決了數(shù)控機(jī)床數(shù)量不足的難題。同時數(shù)控仿真系統(tǒng)不存在安全問題，若操作失誤，系統(tǒng)會及時報警，并不會出現(xiàn)安全事故。不僅鞏固了學(xué)生的操作能力，讓學(xué)生有更多的實踐學(xué)習(xí)機(jī)會，也在很大程度上節(jié)約了教學(xué)成本，是數(shù)控機(jī)床編程與操作實訓(xùn)教學(xué)前期良好的輔助教學(xué)手段。

1.2 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以減少教師的工作量，提高教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)教學(xué)中，數(shù)控程序批閱的工作量非常大而且繁瑣。應(yīng)用數(shù)控仿真系統(tǒng)，學(xué)生程序出現(xiàn)小的失誤，數(shù)控仿真系統(tǒng)會及時報警，幫助學(xué)生改正編程過程中的錯誤。數(shù)控仿真系統(tǒng)自帶的考試功能能夠自動記錄學(xué)生操作過程的失誤，自動評分，極大的減少了教師工作量，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.3 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。數(shù)控機(jī)床編程與操作實訓(xùn)是理論和實踐相結(jié)合的課程，按照傳統(tǒng)的方法在課堂上講授編程指令，學(xué)生很難理解這些指令的內(nèi)涵以及與實際應(yīng)用之間的關(guān)系，學(xué)生會感覺空洞、枯燥、提不起興趣，而利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行多媒體教學(xué)，直觀地向?qū)W生展示編程指令的實際加工應(yīng)用，學(xué)生可以將所學(xué)的指令在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進(jìn)行模擬加工，發(fā)現(xiàn)編程過程中出現(xiàn)的錯誤，教師針對學(xué)生的錯誤及時進(jìn)行講解，讓編程指令變得具體、形象，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.4 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以增強(qiáng)學(xué)生動手操作能力。教師把數(shù)控機(jī)床操作的課程安排在實訓(xùn)車間來講授，其一受數(shù)控機(jī)床數(shù)量的限制，學(xué)生自己動手操作的時間不足；其二學(xué)生操作一旦出現(xiàn)失誤，輕則造成刀具或者機(jī)床的損壞，重則造成安全事故的發(fā)生。因此在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床實際操作之前，應(yīng)先利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，增強(qiáng)學(xué)生的動手操作能力。數(shù)控仿真系統(tǒng)采用的操作面板和按鍵功能與實際的數(shù)控機(jī)床完全相同，學(xué)生可以在數(shù)控仿真系統(tǒng)上自己動手操作機(jī)床來加深理解。即使操作過程中有失誤的地方，仿真系統(tǒng)也只是及時出現(xiàn)報警提示，而不會造成安全事故的發(fā)生，這樣學(xué)生就可以放心大膽地進(jìn)行各種操作練習(xí)，從而增強(qiáng)了學(xué)生的動手操作能力。經(jīng)過了大量的數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作練習(xí)，再到數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實際操作，就會避免安全事故的發(fā)生。

1.5 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控編程時，如果不利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行驗證，很難發(fā)現(xiàn)編程過程中出現(xiàn)的小的失誤。利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，即使再小的錯誤，如數(shù)字0輸成字母O，坐標(biāo)值掉了小數(shù)點，字母Z輸成數(shù)字2等等，數(shù)控系統(tǒng)都會及時報警，程序無法運行。因此要在數(shù)控仿真系統(tǒng)上正確的運行程序，必須保證輸入的程序是正確無誤，這就培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。數(shù)控程序沒有60分、90分，只有0分和100分。

1.6 利用數(shù)控仿真系統(tǒng)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和遠(yuǎn)程培訓(xùn)。隨著社會對技能人才的大量需求，職業(yè)院校還應(yīng)擔(dān)負(fù)起社會勞動力的培訓(xùn)任務(wù)，利用數(shù)控仿真系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)搭建的平臺，進(jìn)行遠(yuǎn)程教育將成為一種新的教育教學(xué)模式，它打破了地域和時間的限制，擴(kuò)大培訓(xùn)人員的數(shù)量，縮短了培訓(xùn)的周期。

2 數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)用中的注意事項

2.1 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能檢查程序的對錯，無法檢查程序的好壞。數(shù)控仿真系統(tǒng)對數(shù)控程序編寫技巧、加工工藝安排無法檢查。教師應(yīng)在課堂上重點講解這些問題，學(xué)生應(yīng)結(jié)合所掌握的加工方法，進(jìn)行加工工藝安排，然后在數(shù)控仿真系統(tǒng)上進(jìn)行模擬練習(xí)。

2.2 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能完成加工過程，不能檢查加工質(zhì)量。數(shù)控仿真系統(tǒng)在切削速度、進(jìn)給量、吃刀量等對加工質(zhì)量的影響無法體現(xiàn)，實際加工中的刀具磨損在數(shù)控仿真系統(tǒng)里也不存在。在數(shù)控仿真系統(tǒng)里，只要程序是正確的，加工完成后的尺寸就是絲毫不差的。但是在實際操作中，刀具磨損、各種加工參數(shù)的設(shè)置都會影響最終的加工結(jié)果。數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用，會在一定程度上讓學(xué)生放松對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的認(rèn)識。因此數(shù)控仿真系統(tǒng)只能用于數(shù)控機(jī)床編程與操作實訓(xùn)教學(xué)前期輔助教學(xué)，不能完全拋開實際機(jī)床的實習(xí)內(nèi)容，后期還要安排適當(dāng)?shù)膶嵙?xí)時間，通過實際操作來糾正以上不足。

綜上所述，數(shù)控仿真系統(tǒng)盡管畢竟和實際機(jī)床還是有很多區(qū)別，無法真正替代實際機(jī)床，但是數(shù)控仿真系統(tǒng)減少了資金投入，充分利用有限資源，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，減輕了老師的工作量，對于學(xué)生動手操作機(jī)床的能力培養(yǎng)，也起到了提高和增強(qiáng)的

作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳長有.數(shù)控仿真應(yīng)用軟件實訓(xùn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

第5篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：仿真系統(tǒng)；數(shù)控機(jī)床操作；維修技巧

【中圖分類號】G718.1

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】C

【文章編號】1671-8437(2012)01-0024-01

隨著學(xué)校數(shù)控操作者的大量培訓(xùn)，在傳統(tǒng)的操作培訓(xùn)中，數(shù)控編程和操作的培訓(xùn)必須在實際機(jī)床上進(jìn)行，這樣既增加了教師的教學(xué)時間又降低了設(shè)備利用率，且使得設(shè)備維修率提高。培訓(xùn)中的失誤操作經(jīng)常會導(dǎo)致昂貴設(shè)備的損壞，特別是對刀臺及夾頭和車床主軸軸承的損壞，這就給我們老師提出了一個問題：如何將教學(xué)與實際安全操作合理集合。

在計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)高速發(fā)展的今天，產(chǎn)生了可以模擬實際設(shè)備加工環(huán)境和工作狀態(tài)的計算機(jī)仿真數(shù)控操作系統(tǒng)。這樣用計算機(jī)仿真系統(tǒng)來對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，不僅可以迅速提高學(xué)生的操作技巧，而且安全，可靠，實用性強(qiáng)。就目前各校的教學(xué)硬軟件是完全可以進(jìn)行的。關(guān)鍵在于對教師進(jìn)行實習(xí)實作和機(jī)床維護(hù)的培訓(xùn)。

目前職業(yè)技術(shù)學(xué)校已將計算機(jī)仿真用于數(shù)控操作人才培訓(xùn)的教學(xué)之中，也使用了各種先進(jìn)的仿真教學(xué)軟件系統(tǒng)如：西門子，法蘭克，三菱，華中，廣數(shù)，廣泰等。這些教學(xué)軟件系統(tǒng)既能單機(jī)系統(tǒng)獨立運行，也能在線運行，其培訓(xùn)設(shè)施只需有數(shù)臺計算機(jī)加一臺主控機(jī)，數(shù)控機(jī)床的模擬操作在計算機(jī)顯示屏顯示的仿真面板上進(jìn)行，而零件切削過程由機(jī)床模型三維動畫來進(jìn)行演示，用這種方式進(jìn)行初步培訓(xùn)是特別經(jīng)濟(jì)有效的；學(xué)會后再在線運行連接到實際機(jī)床上，由硬件來實現(xiàn)零件的切削過程，這時除了操作者是用仿真面板操作，外，其它則與實際機(jī)床的真實情況一樣，簡單來講就是利用計算機(jī)和其他的專用硬軟件去產(chǎn)生一種真實場景的仿真操作效果，學(xué)生可以通過與仿真場景的交流來體驗接近于真實場景的感覺。因此能進(jìn)一步培訓(xùn)學(xué)生的實際操作技能，又能有效學(xué)習(xí)安全操作技巧，為下一步上機(jī)床實戰(zhàn)打下堅實基礎(chǔ)。

數(shù)控仿真系統(tǒng)的核心是虛擬數(shù)控機(jī)床，而虛擬數(shù)控機(jī)床又是虛擬制造技術(shù)中的一個執(zhí)行單元，如前面提到的西門子，法蘭克，三菱等系統(tǒng)，在數(shù)控加工操作過程中為產(chǎn)品設(shè)計提供了可制造性的分析，同時在數(shù)控系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)中，為各學(xué)校提供了完善的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。該類系統(tǒng)完全模擬真實零件的切削過程，能檢驗指令正確與否，為數(shù)控教學(xué)提供了一套功能齊全的編輯，調(diào)試，修改和跟蹤執(zhí)行的功能。

一、虛擬數(shù)控系統(tǒng)

虛擬數(shù)控機(jī)床實質(zhì)上是虛擬的數(shù)控機(jī)床模型。與真實機(jī)床相比虛擬數(shù)控機(jī)床具有以下功能：

①虛擬數(shù)控機(jī)床具有與真實機(jī)床完全相同的結(jié)構(gòu)。虛擬數(shù)控機(jī)床能模仿真實機(jī)床的任何功能，同時不會因為采用某些近似替代而致使其功能的失真或數(shù)據(jù)的丟失。并且與實際機(jī)床有完全相同的界面特色，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)提供保證。

②虛擬數(shù)控機(jī)床這一軟件系統(tǒng)可以利用計算機(jī)連網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)，實現(xiàn)一堂課。一個教師，數(shù)名學(xué)生，數(shù)臺數(shù)控機(jī)床，同步教學(xué)的目的。

③具有完善的圖形和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，用戶既能在真實的環(huán)境中運行虛擬機(jī)床，又能觀察它的各種運行參數(shù)和運行軌跡，并能與其他CAD／CAM軟件進(jìn)行對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

④在虛擬機(jī)車運行過程中通過觀察運行軌跡來檢測其所編程序，及時進(jìn)行修改，這既不會產(chǎn)生事故又為學(xué)生提供了大量練習(xí)的機(jī)會。

二、重要平臺的構(gòu)建認(rèn)識

虛擬數(shù)控機(jī)床是怎樣實現(xiàn)這些功能的呢?在通常情況下都是是通過以下平臺來實現(xiàn)：

①NC解釋平臺。NC解釋平臺包括NC解釋器和NC驗證器。任務(wù)分配數(shù)據(jù)庫從任務(wù)調(diào)度中接受數(shù)控代碼并將其翻譯為虛擬機(jī)床的部件、刀具等運動的信息，并將其通過計算模塊來模擬機(jī)床的響應(yīng)。NC解釋器能夠被自由地配置從而能夠模擬任何一種數(shù)控機(jī)床的CNC控制器。

②NC驗正器。能夠驗證NC代碼的語法正確性，從而對模擬操作進(jìn)行判斷。

③刀具庫。刀具庫應(yīng)包括一臺數(shù)控機(jī)床所需的刀具(刀臺和刀庫)，并能自由配置刀具庫中的刀號，滿足模擬加工的換刀要求。

④仿真平臺。仿真平臺包括切削力軌跡仿真，刀具仿真，加工精度仿真，三維動畫仿真，加工工時統(tǒng)計分析等。操作者可以在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行機(jī)床運行和切削過程的仿真，從中得到加工數(shù)據(jù)，如進(jìn)給量，主軸轉(zhuǎn)速，加工時間，換刀情況等。通過加工過程的仿真，了解設(shè)計工件的加工性能，為下一步上機(jī)床操作提供理論編程依據(jù)。

⑤操作運行和監(jiān)控平臺。在虛擬環(huán)境中完全實現(xiàn)了真實機(jī)床的操作，讓學(xué)生感受到真實機(jī)床的運行特征。并且可以進(jìn)行典型零件的模擬加工，讓學(xué)生有一種身臨其盡的感覺。尤其是在數(shù)控教學(xué)和培訓(xùn)過程中，初學(xué)數(shù)控編程的學(xué)生需要大量的模擬操作練習(xí)。如果直接上機(jī)床進(jìn)行切削加工這顯然增加了教學(xué)難度，但我們利用仿真技術(shù)，這些問題就可以輕松得到解決，從而就可以避免編程的時候出現(xiàn)工藝上的錯誤導(dǎo)致的工件報廢和機(jī)床損壞。

三、維修技巧的掌握

①數(shù)據(jù)接口要加防塵罩保持干凈，無松動對于接口線不得經(jīng)常撥拉，如有異?？捎脤Ｓ霉ぞ哌M(jìn)行修復(fù)。

②當(dāng)發(fā)現(xiàn)配電柜里有異常聲音需立刻停車。從繼電器開始檢查，主要是繼電器的觸頭容易損壞，發(fā)現(xiàn)便更換即可。

⑧主軸軸承。在工作一段時間后要調(diào)整間隙(0.002______0.005)之間為易。拖板間隙一樣調(diào)整適度掌握間隙。

④在電腦里的數(shù)據(jù)參數(shù)先備份，發(fā)現(xiàn)參數(shù)有問題可以先初始化再操作，如果還不行便修改參數(shù)恢復(fù)原數(shù)據(jù)。

四、總結(jié)

第6篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)控維修 數(shù)控系統(tǒng) 故障診斷 檢測

一、數(shù)控維修探討的必要性

隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。以微處理器為基礎(chǔ)，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備，已在我國批量生產(chǎn)、大量引進(jìn)和推廣應(yīng)用，它們給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，并帶來很大的效益，逐漸成為主流的工具機(jī)床。但同時，由于它們的先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點，在維修理論、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化。從而使數(shù)控維修技術(shù)成為一門新新的專業(yè)學(xué)科，它不僅是保障設(shè)備正常運行的前提，對數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的推動作用。所以，掌握和熟練運用數(shù)控維修技術(shù)和維修要點是非常必要的。

下面從現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成入手，以華中數(shù)控HNC―21T為基礎(chǔ)，探討數(shù)控系統(tǒng)的診斷與維修方法。

二、維修前的準(zhǔn)備

任何數(shù)控系統(tǒng)，不管是國內(nèi)還是國外的，數(shù)控的組成部分大致一樣。作為維修人員必須掌握這種數(shù)控設(shè)備的主要部分及其工作原理，各個組成部件的相互關(guān)系及位置；了解數(shù)控設(shè)備在加工過程的工作狀況和加工零件的工藝要求；隨時做好日檢、月檢和歷史維修記錄；加強(qiáng)對數(shù)控設(shè)備的巡檢，為數(shù)控更有目的性、更有效率維修做好準(zhǔn)備。

三、數(shù)控維修方法的探討

（一）直觀法

直觀法是數(shù)控維修中最基本、常用的、也是首先使用的維修方法。根據(jù)操作人員故障敘述（在沒有設(shè)備進(jìn)一步損壞、操作安全的情況下，演示故障），利用人的手、眼、耳、鼻等感覺器官來尋找故障原因。同時根據(jù)“先外后內(nèi)”的維修原則要求我們維修人員在遇到故障時應(yīng)先采用看、聞、嗅、摸等方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查。

（1）看，就是用肉眼看仔細(xì)檢查機(jī)床整體外觀有無撞擊、接口線有無脫落、剪斷？有無保險絲燒斷、元器件燒焦、煙熏、開裂現(xiàn)象，有無異物斷路現(xiàn)象，以此判斷板內(nèi)有無過流、過壓、短路等問題。看拖板？

（2）聽，利用人體的聽覺功能可查詢到數(shù)控機(jī)床因故障而產(chǎn)生的各種異常聲響的聲源，如電氣部分常見的異常聲響、變速箱的異常聲響等。

（3）觸，當(dāng)CNC系統(tǒng)出現(xiàn)時有時無的故障時，宜采用此方法。CNC系統(tǒng)是由多塊線路板組成的，板上有許多焊點，板與板之間或模塊與模塊之間又通過插件或電纜相連。所以，任何一處的虛焊或接觸不良，就會成為產(chǎn)生故障的主要原因。

（4）嗅，在電氣設(shè)備診斷或各種易揮發(fā)物體的器件采用此方法效果較好。如一些燒烤的煙氣、焦糊味等異味。

采用直觀法可迅速找到故障原因，而采用其它方法要化費不少時間，甚至一時解決不了。但同時也要求維修人員具有豐富的維修經(jīng)驗，要有多學(xué)科的較寬知識面和綜合判斷能力。

（二）系統(tǒng)自診斷法

充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，根據(jù)CRT上顯示的報警信息及各模塊上的發(fā)光二極管等器件的指示，可判斷出故障的大致原因。進(jìn)一步利用系統(tǒng)的自診斷功能，還能顯示系統(tǒng)與各部分之間的接口信號狀態(tài)，找出故障的大致部位，它是故障診斷過程中最常用、有效的方法之一。例如華中HNC-21T數(shù)控車床加工過程中在CRT上發(fā)生出錯報警，通過調(diào)用自診斷畫面顯示X超程，但此拖板并沒有超程。從此出發(fā)找其故障方向原因：原來由于加工人員沒有及時清理鐵屑，堵塞壓住行程開關(guān)所致，通過診斷方向，很容易地排除故障。同時注意，數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)一故障現(xiàn)象引起原因多種多樣，自診斷系統(tǒng)只給我們維修提供維修的方向，并不完全可信。必須結(jié)合實際處理實際故障原因。

（三）程序測試法

功能程序測試法是將所修數(shù)控系統(tǒng)的G、M、S、T、F功能的全部使用指令編成一個試驗程序，并穿成紙帶或存儲在硬盤、電子盤、軟盤上。在故障診斷時運行這個程序，可快速判定哪個功能不良或喪失。功能程序測試法常應(yīng)用于以下場合：

（1）機(jī)床加工造成廢品而一時無法確定是編程，操作不當(dāng)、還是數(shù)控系統(tǒng)故障時；

（2）數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障，一時難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性不好。如不能可靠地執(zhí)行各加工指令，可連續(xù)循環(huán)執(zhí)行功能測試程序來診斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

（3）閑置時間較長的數(shù)控機(jī)床在投入使用時或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時。

（四）交換法

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設(shè)計，按功能不同劃分為不同的模塊，隨著現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，電路的繼承規(guī)模越來越大，技術(shù)也越來越復(fù)雜，按照常規(guī)的方法，很難把故障定位在一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障利用此方法可縮短停機(jī)時間，快速找到故障板。將具有相同功能的兩塊板互相交換（一塊好的，一塊被懷疑是壞的），觀察故障現(xiàn)象是否隨之轉(zhuǎn)移，還是故障依舊來判斷被懷疑板。這些板是指印刷線路板、模塊、集成電路芯片或元器件。若沒有備用電路板或組件，可把故障區(qū)與無故障區(qū)的相同的電路板或組件互相交換，然后觀察故障排除及轉(zhuǎn)移情況，也可得到確診。

（五）原理分析法

第7篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

[關(guān)鍵詞]控制系統(tǒng)數(shù)字仿真 網(wǎng)絡(luò)課程 建設(shè)實踐

[中圖法分類號]G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

《控制系統(tǒng)數(shù)字仿真》是一門講授仿真的基本原理、算法，并以計算機(jī)仿真技術(shù)為基本工具，對控制系統(tǒng)及工程中的實際問題進(jìn)行設(shè)計和仿真的課程，是自動化、電氣及信息類專業(yè)課程體系中重要的專業(yè)課[1]。通過MATLAB等仿真工具對于經(jīng)典或現(xiàn)代控制理論下控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，體現(xiàn)從控制理論到實踐應(yīng)用的實現(xiàn)過程，使學(xué)生充分掌握控制理論和仿真手段，著力培養(yǎng)學(xué)生分析控制系統(tǒng)和解決控制問題的能力[2]。

目前，在實際教學(xué)中，該課程通常安排為30學(xué)時左右，其中理論教學(xué)一般約為22學(xué)時，實踐教學(xué)占8學(xué)時左右。從目前的情況看，仍存在以下問題[3，4]：

一、理論學(xué)習(xí)與實踐環(huán)節(jié)缺乏銜接。

現(xiàn)有的課程內(nèi)容以課堂講授為主，更適合于純數(shù)學(xué)理論如數(shù)值積分方法的學(xué)習(xí)，不適合于Matlab的實現(xiàn)，基于Matlab的控制系統(tǒng)分析與設(shè)計等實踐性較強(qiáng)的內(nèi)容。而實驗講授一般滯后理論學(xué)習(xí)，導(dǎo)致理論與實踐的脫節(jié)，不利于學(xué)生深入理解所學(xué)知識。

二、實踐性環(huán)節(jié)較少，缺乏綜合性、針對性

原課程實驗多為驗證性實驗，內(nèi)容上缺少前后連貫性以及從建模到控制的綜合性內(nèi)容。還缺乏與工程實踐相關(guān)的針對性實驗內(nèi)容。不利于學(xué)生正確認(rèn)識實際工程和理論知識的綜合應(yīng)用能力的提高。

三、不能及時反映前沿，缺乏創(chuàng)新性。

目前課程中的仿真技術(shù)業(yè)已成熟，但難以體現(xiàn)更復(fù)雜、先進(jìn)仿真功能的軟件和最新仿真方法，影響學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

由此可見，傳統(tǒng)的授課模式使師生間缺乏有效的交流互動。因此如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)意識，進(jìn)一步培養(yǎng)其自我分析、解決問題的能力，成為當(dāng)前亟待解決的問題。與此同時，以Internet推動的網(wǎng)絡(luò)課程是另一新興趨勢，其包括：按一定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略組織起來的教學(xué)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐環(huán)境[5]。但目前在其建設(shè)中仍存在以下問題：

在設(shè)計開發(fā)方面，首先，現(xiàn)有平臺的交互性較差、更新較慢且缺乏協(xié)作學(xué)習(xí)。靜態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)導(dǎo)致學(xué)習(xí)中缺少交互，不能在線提問，問題和觀點不能及時提出，得到幫助和反饋;無法及時協(xié)商和對話。其次，缺乏便捷導(dǎo)航，熟悉總體架構(gòu)需要大量時間，不適于自主學(xué)習(xí)。

在教學(xué)應(yīng)用方面，有效資源不足，且利用率較低。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容僅是課堂內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)化，瀏覽模式呆板，內(nèi)容安排無序，甚至導(dǎo)航混亂。評價和反饋機(jī)制缺失。此外，在網(wǎng)站的維護(hù)管理方面，存在著重開發(fā)、輕維護(hù)，后期管理不到位。不能隨著課程改革、教學(xué)計劃及時更新和維護(hù)。甚至易于感染病毒，嚴(yán)重危害信息安全。

上述問題，使得《控制系統(tǒng)數(shù)字仿真》課程難以充分發(fā)揮效用，故本文從教學(xué)設(shè)計的三個方面：教學(xué)目標(biāo)分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容特征分析、學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計三個角度對該課程進(jìn)行了新的研究和探索。

1.教學(xué)目標(biāo)分析

在按照重整體、輕細(xì)化來實現(xiàn)具體的教學(xué)目標(biāo)，充分考慮學(xué)習(xí)者主體，確定了優(yōu)化后的課程教學(xué)目標(biāo)：

①了解仿真與數(shù)字仿真的概念，并熟練掌握數(shù)字仿真平臺Matlab的基本操作方法;

②熟練掌握基本控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，如傳遞函數(shù)、零極點模型、狀態(tài)方程模型等;

③了解控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其拓?fù)涿枋?，熟悉和掌握其主要?shù)值積分法，如歐拉法、梯形法和四階龍格―庫塔法等;

④熟悉Simulink動態(tài)仿真集成環(huán)境，并掌握控制系統(tǒng)的時域（含基于狀態(tài)空間的）和頻域計算機(jī)輔助分析方法，從而對一般的控制系統(tǒng)具有綜合設(shè)計和仿真的能力。

2.學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)內(nèi)容特征分析

針對使用對象為大三學(xué)生，已先修過《自動控制原理》等課程，在教學(xué)設(shè)計中通過設(shè)計適合學(xué)生個性的情景問題、增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)資源庫，如重點難點、經(jīng)典例題等、增加課程學(xué)習(xí)的總體進(jìn)度和單元進(jìn)度，包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、建議、進(jìn)度、重點難點等，來強(qiáng)化知識點間的聯(lián)系與區(qū)別，刺激學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。并根據(jù)不同知識類型，將學(xué)習(xí)內(nèi)容嵌入不同學(xué)習(xí)情境要素中，如陳述性知識可以通過學(xué)習(xí)資源的方式提供，而策略性的知識，則可通過設(shè)計自主學(xué)習(xí)活動來體現(xiàn)并展開。所優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容如下：

第1章：仿真軟件matlab;

第2章：數(shù)學(xué)模型及轉(zhuǎn)換;

第3章：連續(xù)系統(tǒng)數(shù)字仿真;

第4章：動態(tài)仿真集成環(huán)境―Simulink;

第5章：控制系統(tǒng)的計算機(jī)輔助分析及設(shè)計。

3.學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計

（1） 超鏈接知識單元網(wǎng)絡(luò)

如圖1所示，將學(xué)習(xí)任務(wù)以知識點形式展開、超文本方式組織，最終形成了樹狀知識單元超鏈接網(wǎng)狀體系。

（2）確保教學(xué)資源的系統(tǒng)性、便捷性與安全性

在便利性上，針對反饋信息，對學(xué)生因材施教，講授重點，收集和整理適宜學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)素材，如PPT課件，WORD文檔，VC，c++及matlab源程序，F(xiàn)LASH 動畫演示等。安全性方面，避免使用來歷不明的軟件和文檔;定期查殺病毒，更新病毒庫;盡量使用綠色軟件;重要的資源及時備份;為不同類型用戶設(shè)置不同用戶操作類型和訪問權(quán)限，設(shè)定訪問的最大用戶數(shù)量、上傳/下載速率及用戶線程數(shù)。

圖1：控制系統(tǒng)仿真課程的超鏈接知識單元網(wǎng)絡(luò)

（3） 添加最新資源，反映學(xué)科進(jìn)展

采取的措施包括：結(jié)合現(xiàn)有仿真新技術(shù)，更新和完善已有內(nèi)容;實時跟蹤、了解前沿仿真技術(shù)：不同版本MATLAB仿真軟件，新增仿真工具箱，先進(jìn)控制方法的仿真結(jié)構(gòu)框架等。并利用教學(xué)團(tuán)隊成員充分調(diào)研、探討與改進(jìn)新的教學(xué)內(nèi)容;與實驗教師充分溝通，在實驗教材中突出與當(dāng)前新技術(shù)的結(jié)合點。

四、結(jié)語

通過以上教學(xué)目標(biāo)分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容特征分析、學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計等手段的綜合運用，必會促進(jìn)該課程的進(jìn)一步發(fā)展，引領(lǐng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革，提高該網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)質(zhì)量和實施效果，從而加快教學(xué)信息化和網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張曉華.控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與CAD[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]李克東，教育技術(shù)學(xué)研究方法[M]，北京師范大學(xué)出版社，2003.

[3]潘峰，薛定宇，陳大力，MATLAB語言課程在電氣信息類專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[J]，電氣電子教學(xué)學(xué)報，2009（31）：57-59.

[4]戴先中，自動化學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)與知識體系淺析[J].中國大學(xué)教育，2005（2）：19-21.

第8篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】VC++；Matlab；混合編程；現(xiàn)代控制理論

一、引言

現(xiàn)代控制理論是建立在狀態(tài)空間基礎(chǔ)上的一種控制理論，是自動控制理論的一個主要組成部分。在現(xiàn)代控制理論中，包括線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)，定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng)，單變量系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)，它們在建模之后都表達(dá)為矩陣形式，因此通過計算機(jī)進(jìn)行控制系統(tǒng)的仿真，實質(zhì)就是利用計算機(jī)來進(jìn)行矩陣運算。小型控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真時，所涉及的控制算法以及矩陣運算量都是有限的，因此對仿真的效能要求較低。而當(dāng)需要進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)的仿真試驗時，不僅編寫相應(yīng)的控制算法消耗大量的人力，較低的程序執(zhí)行效率也將消耗大量的計算機(jī)運算能力，因此選取和使用快捷高效的仿真開發(fā)方法顯得尤其必要。

Matlab是一種應(yīng)用廣泛的數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件，在數(shù)值運算尤其是矩陣運算方面有著非常好的表現(xiàn)，用戶不需要深刻了解算法及編程技巧，只需掌握了入門的數(shù)學(xué)知識和程序設(shè)計能力就可以利用其進(jìn)行復(fù)雜的科學(xué)計算，如今已經(jīng)成為學(xué)界理論分析和實驗研究所必須掌握的軟件工具之一。但限于其本身是一種解釋方式運行的高級計算機(jī)語言，在進(jìn)行重復(fù)計算工作時執(zhí)行效率較低，且運算過程不能脫離計算機(jī)環(huán)境進(jìn)行。VC++是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境Visual Studio中的一個組成部分，用戶可以利用其進(jìn)行快速的Windows應(yīng)用程序開發(fā)，設(shè)計出圖形界面豐富的功能軟件，但是在編寫矩陣運算時缺少專業(yè)的數(shù)據(jù)類型變量，當(dāng)編寫復(fù)雜的算法時不免要消耗大量的編程時間[1][2]。

比較兩者的優(yōu)缺點后不難發(fā)現(xiàn)，Matlab易于使用但是在仿真時程序運行效率低[3]，實時性較差，使用條件有限，VC++不便于直接進(jìn)行矩陣計算但是代碼運行效率高，實時性較好，應(yīng)用范圍廣，也就是說，如果通過混合編程能讓兩者的優(yōu)勢互補(bǔ)，在工作中將大大減少在算法編程方面的工作量，并且能夠改善仿真程序代碼的運行效率以及實時性，為科研工作和工程開發(fā)提供更強(qiáng)大的技術(shù)支持。

二、混合編程方法簡介

目前VC++與Matlab相結(jié)合的混合編程主要有以下幾種方法[4]：

1.在VC++中調(diào)用Matlab引擎（Engine）

這種處理方法不要求鏈接整個Matlab，只需嵌入必要的Matlab引擎庫，節(jié)省了大量的系統(tǒng)資源，使應(yīng)用程序整體性能更好，處理效率更高，但這種混合編程的方法需要Matlab在后臺適時運行不能脫離Matlab環(huán)境，嚴(yán)重影響了程序的通用性，因此這種方法在實際開發(fā)過程中很少采用。

2.Matlab調(diào)用由C/C++編寫編譯為mex文件的函數(shù)

這種方法是對Matlab函數(shù)庫和一種補(bǔ)充，用戶可以自已編寫一些高效或者具有特定功能的函數(shù)，利用編譯器把它們編譯為mex文件，供Matlab調(diào)用，相當(dāng)于添加自定義的Matlab函數(shù)。

3.在VC++中調(diào)用Matlab生成的動態(tài)鏈接庫

這種方法通過指定的編譯器，把由Matlab編寫的m函數(shù)文件編譯成動態(tài)鏈接庫文件（dll）。只需在程序開發(fā)和中包含其生成的動態(tài)庫，就可以在VC++程序中調(diào)用封裝好的Matlab函數(shù)，實現(xiàn)數(shù)值算法的運用。這種方法可以使程序脫離Matlab運行環(huán)境，減少文件外部存儲空間的占有量，并實現(xiàn)了代碼共享。

4.使用COM組件對象模型技術(shù)實現(xiàn)混合編程

COM技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛、方便靈活的方法，是利用Matlab提供的Deploy Tool工具實現(xiàn)Matlab與C/C++的混合編程。COM給軟件開發(fā)人員提供了一種共享二進(jìn)制代碼的方法，但是由于缺乏可視化界面，其應(yīng)用范圍受到一定限制。

三、混合編程實例與驗證

從實際應(yīng)用角度考慮，前兩種編程方法雖然簡便，但適用范圍狹窄，第四種方法適用性好于前兩種方法，但需要用戶掌握較高的程序設(shè)計水平，不便于科研人員使用。本文選用第三種方法進(jìn)行編程，并以控制工程中經(jīng)典的單級倒立擺系統(tǒng)的LQR線性二次型調(diào)節(jié)器的設(shè)計為例，描述這一方法的實現(xiàn)過程，驗證其在控制系統(tǒng)仿真中能夠帶來的優(yōu)勢之處。

本文所采用的軟件版本是Visual Studio 2008和Matlab R2010a。

1.混合編程步驟

（1）Matlab編譯環(huán)境的設(shè)置

控制算法從Matlab到VC++的代碼轉(zhuǎn)制要通過編譯器來進(jìn)行，所以首先要設(shè)置Matlab的編譯環(huán)境。啟動Matlab R2010a，在命令窗口中輸入命令mbuild-setup，根據(jù)出現(xiàn)的提示選擇合適的編譯器，本文所使用的是Microsoft Visual C++ 2008。

（2）編寫包含函數(shù)算法的m文件并且進(jìn)行編譯

本例中m文件實現(xiàn)了單級倒立擺系統(tǒng)矩陣和LQR控制反饋增益矩陣的函數(shù)function[K，S，E]=myLQR（Info，Q，R，N）的求解過程。這里需要說明的是，m文件應(yīng)是函數(shù)的實現(xiàn)而不是單純的腳本文件，而且從混合編程的角度來講，編譯腳本文件不具備實際意義。

Matlab提供了三種使用Matlab編譯器的方式[5]：①在Matlab環(huán)境中使用mcc命令；②在系統(tǒng)命令環(huán)境中使用mcc.exe（在Windows上）；③在Matlab環(huán)境中使用Deployment Tool。

以第①種方法為例，m文件編寫完成后，在Matlab中修改當(dāng)前工作文件夾路徑為包含m文件的文件夾路徑。在Matlab命令窗口中輸入：mcc-W cpplib：myLQR-T link：lib myLQR.m即可將m文件編譯為動態(tài)鏈接庫文件。

（3）建立VC++工程并進(jìn)行屬性設(shè)置

新建一個空白的對話框工程。

如圖1所示，在項目-屬性-配置屬性-C/C++的附加包含目錄中加入”MATLAB PATH＼R2010a＼extern＼include”，其中MATLAB PATH是Matlab在硬盤中的安裝路徑。

在項目-屬性-配置屬性-鏈接器的附加庫目錄中加入”MATLAB PATH＼R2010a＼extern＼lib＼win32＼microsoft”。

在項目-屬性-配置屬性-鏈接器-輸入的附加依賴項中加入”mclmcrrt.lib myLQR.lib”。

將上一步中由m文件生成的頭文件、動態(tài)鏈接庫文件和靜態(tài)鏈接庫復(fù)制到VC++工程文件夾目錄下。

（4）VC++界面設(shè)計及數(shù)據(jù)接口編程

根據(jù)單級倒立擺的基本參數(shù)，以及LQR線性二次型調(diào)節(jié)器的加權(quán)參數(shù)，設(shè)計VC++對話框的圖形界面，并使用mwArray類型變量配置動態(tài)鏈接庫函數(shù)的數(shù)據(jù)接口，如圖2所示。

2.驗證編程有效性與運行速度

（1）Matlab中的運算結(jié)果

在Simulink中依據(jù)單級倒立擺的系統(tǒng)仿真框圖建立仿真程序模型，如圖3所示。

選取一組適當(dāng)?shù)膯渭壍沽[系統(tǒng)參數(shù)[6]。

根據(jù)單級倒立擺系統(tǒng)的系統(tǒng)模型[7]。

，

可以計算得到線性系統(tǒng)的系數(shù)矩陣和。選取輸出矩陣和直接傳遞矩陣分別為，。

線性系統(tǒng)最優(yōu)二次型性能指標(biāo)為，由于本文以驗證演示混合編程方法和有效性為主，故直接選取性能指標(biāo)中權(quán)矩陣和分別為，，選取噪聲為[8]，再由Matlab中的lqr函數(shù)計算可以得到此單級倒立擺系統(tǒng)的最佳反饋增益矩陣。

將得到的最優(yōu)反饋增益矩陣加到Simulink仿真模型中的反饋增益環(huán)節(jié)上。仿真后得到輸出結(jié)果為小車位移和擺桿傾角，如圖圖4所示。

（2）VC++中的運算結(jié)果

在求解LQR二次型最優(yōu)控制反饋增益矩陣的程序中輸入與前文中單級倒立擺系統(tǒng)相同的系統(tǒng)參量，并進(jìn)行計算，得到最佳反饋增益矩陣，如圖5所示。

選擇時間軸T=0：0.005：10，使用lsim命令可以求得此單級倒立擺系統(tǒng)的輸出響應(yīng)分別為小車位移和擺桿傾角，如圖6所示。

對比兩次仿真的結(jié)果可以得出結(jié)論，利用編譯器編譯m文件得到的動態(tài)鏈接庫文件所包含的函數(shù)能夠正確進(jìn)行矩陣運算，得到LQR二次型最優(yōu)控制反饋增益矩陣。

在Matlab中使用其自帶的Profiler工具統(tǒng)計myLQR函數(shù)求解反饋增益矩陣時所消耗的時間為514毫秒如圖7所示。

而在VC++中，在調(diào)用myLQR函數(shù)的語句前后分別使用GetTickCount（）函數(shù)查詢當(dāng)前系統(tǒng)時間，兩次查詢的結(jié)果作差后，即得到VC++執(zhí)行函數(shù)myLQR求解矩陣所消耗的運算時間，如圖8所示。

程序運行后得到VC++中調(diào)用myLQR函數(shù)消耗時間為442毫秒，如前文圖5所示。說明了在進(jìn)行相同的矩陣運算時，VC++環(huán)境下具有略優(yōu)于Matlab環(huán)境下的代碼運行效率。

四、結(jié)論

可以看到，通過使用混合編程技術(shù)把Matlab中有關(guān)于控制算法的函數(shù)轉(zhuǎn)編為VC++可用的動態(tài)鏈接庫形式，在用戶沒有進(jìn)行任何控制算法編寫的情況下，就可以完成在VC++中對控制系統(tǒng)的控制變量的求解，進(jìn)而完成控制系統(tǒng)仿真。免去了用戶需要親自編寫C/C++控制算法的繁瑣工序，只需用戶編寫一部分接口程序即可，而且通過單級倒立擺系統(tǒng)最優(yōu)控制反饋增益矩陣的求解實例還可以論證，這種編程方法集成了兩個軟件的優(yōu)點，使得生成的程序同時具備較好的運行效率和實時性、普適性，拓展了Matlab在現(xiàn)代控制理論系統(tǒng)仿真中的適用范圍，有助于縮減新型控制算法的編程周期，為新型控制算法的研究與開發(fā)提供了一種新的編程思路。

參考文獻(xiàn)

[1]張亮，王繼陽.MATLAB與C/C++混合編程[M].人民郵電出版社，2008.

[2]劉維.精通Matlab與C/C++混合程序設(shè)計（第二版）[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

[3]李曦，唐琳.在MATLAB中運行其他可執(zhí)行軟件的方法[J].微計算機(jī)信息，2006，22（3-3）.

[4]楊剛，姚華.實用航空發(fā)動機(jī)LQR權(quán)陣選取方法[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報，2006（4）.

[5]Robin G.Qiu and Yongfeng Ju Research on MATLAB Programming Efficiency.Mei Xiao et al.，2011，Applied Mechanics and Materials，135-136，788.

[6]BaiLi Zhang，JiangGuo Wang，The Analysis and Simulation of First-Order Inverted Pendulum Control System Based on LQR.ISIP2010 Third International Symposium.

第9篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；數(shù)控仿真軟件

數(shù)控仿真軟件是一款在計算機(jī)設(shè)備內(nèi)完成數(shù)控操作加工仿真的現(xiàn)代化專業(yè)性軟件，能同時展開刀具軌跡與機(jī)床運動的仿真。數(shù)控仿真軟件通過三維顯示與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使數(shù)控加工整個流程的模擬達(dá)到相當(dāng)逼真的程度，進(jìn)而檢驗加工環(huán)節(jié)里可能存在的不足。利用微型計算機(jī)的數(shù)控加工實驗教學(xué)系統(tǒng)，可為學(xué)生知識的學(xué)習(xí)提供更真實的數(shù)控機(jī)床操作編程加工環(huán)境，可降低實際上機(jī)操作時因誤操作而帶來的機(jī)床與工件毀壞幾率，進(jìn)而提升課堂教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生實際工作能力。

一、數(shù)控仿真軟件在數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)中的作用

第一，通過數(shù)控仿真軟件能夠彌補(bǔ)設(shè)備與師資缺乏，增強(qiáng)學(xué)生動手實踐能力，對學(xué)生技能操作熟練程度的提升更有利。利用仿真軟件展開模擬操作，可為學(xué)生提供更多的實習(xí)機(jī)會，縮短新授知識轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄艿闹芷凇Ｈ缫粋€班級中約有30個人，3臺機(jī)床，平均每臺機(jī)床約10個人，每次實習(xí)時間約3小時，而每個人的實際操作時間僅有18分鐘，在如此短暫時間內(nèi)，很難達(dá)到預(yù)期的效果。若我們利用每所學(xué)校均有的微機(jī)室，將3小時換作與實際機(jī)床基本相同的仿真操作的話，可保證所有學(xué)生均有足夠時間來動手，提升操作熟練程度，為下一步實際操作做足準(zhǔn)備。第二，提供了多類機(jī)床與多類系統(tǒng)?，F(xiàn)今數(shù)控機(jī)床的種類與系統(tǒng)廠家相當(dāng)多，教學(xué)時可結(jié)合需要選擇對應(yīng)機(jī)床與系統(tǒng)完成對學(xué)生的授課，增強(qiáng)了學(xué)生對不同數(shù)控系統(tǒng)與不同數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)能力。第三，通過數(shù)控仿真軟件可更好結(jié)合理論學(xué)習(xí)，實現(xiàn)同步教學(xué)。若通過仿真軟件一邊演示一邊教學(xué)，借助車刀與工件運動來顯示指令軌跡，學(xué)生更易理解，還可親手操作以加深認(rèn)識，理論與實踐相互融合，增強(qiáng)了教學(xué)質(zhì)量。

二、數(shù)控加工技術(shù)課程的數(shù)控仿真軟件教學(xué)要點

1.引導(dǎo)學(xué)生正確選用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，提高教學(xué)質(zhì)量

數(shù)控仿真軟件可通過計算機(jī)把所編制程序，在二維圖或三維圖的基礎(chǔ)上通過動態(tài)方式把整個數(shù)控加工過程更生動地展現(xiàn)出來。現(xiàn)今有影響力、有代表性的數(shù)控仿真軟件包括上海宇龍、斯沃仿真、南京宇航等。但具體選擇哪種仿真軟件，還應(yīng)綜合分析仿真系統(tǒng)里操作面與實訓(xùn)教學(xué)機(jī)床的匹配性，保證仿真系統(tǒng)里所用到的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)與教材教學(xué)選擇的數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床相符，并考慮數(shù)控仿真系統(tǒng)功能是否滿足教學(xué)要求與仿真軟件及CAD/CAM軟件配套性，如通過CAD/CAM軟件后置處理所生成的程序可否調(diào)入仿真系統(tǒng)進(jìn)件虛擬加工，在仿真軟件運行驗證符合要求的程序可否在真實機(jī)床里加工等。筆者學(xué)校在實際操作中選用了上海宇龍數(shù)控仿真軟件，軟件基本可兼容目前國內(nèi)已有的大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)，如FANUC、SIEMENS、廣州數(shù)控等。仿真軟件完全模擬真實的數(shù)控機(jī)床操作，能清晰仿真整個數(shù)控加工環(huán)節(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠更快速地了解數(shù)控機(jī)床編程與操作技能。

2.科學(xué)應(yīng)用仿真軟件，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

過去在黑板上講授不同按鍵名稱、作用與操作方法，實質(zhì)上是一件費力不討好的事，學(xué)習(xí)者感覺枯燥，教師也乏味。但若將數(shù)控仿真軟件用于數(shù)控加工技術(shù)課程中，學(xué)生所編程序能夠直接在計算機(jī)數(shù)控加工仿真軟件中進(jìn)行模擬加工演示。由于機(jī)床操作面板的使用及零件加工過程均與實際加工情況類似，學(xué)生可從任意角度了解、掌握數(shù)控機(jī)床加工過程，毛坯加工變作成品的過程真實形象，更利于知識點的掌握。利用數(shù)控仿真軟件，基于學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的各種困難及問題給予講解、引導(dǎo)、示范操作，可以克服所有的學(xué)習(xí)困難，解決問題，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。此外，數(shù)控仿真軟件再先進(jìn)，終究不是真實的，數(shù)控系統(tǒng)種類多，統(tǒng)一數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用于不同廠家生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床上，實際操作中也存在諸多差異，研發(fā)人員無法全面掌握這些具體細(xì)節(jié)，仿真軟件產(chǎn)品會出現(xiàn)一些與真實機(jī)床不同的感覺。教師還應(yīng)為學(xué)生清楚講述軟件與實際機(jī)床不符之處，并結(jié)合機(jī)床真實情況為學(xué)生展開針對性教學(xué)，以免讓學(xué)生出現(xiàn)誤解，不利于將來機(jī)床編程與實操。

3.合理安排教學(xué)內(nèi)容，循序漸進(jìn)掌握數(shù)控知識

數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)合理安排教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)前將知識點給予有效安排，大致分作三個模塊，即基礎(chǔ)模式、提高模塊與拓展模塊。首先，基礎(chǔ)模塊重點講述訓(xùn)練中常用到的FANUC數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)數(shù)控車床、數(shù)控加工中心編程方法、操作及應(yīng)用知識，該模塊屬于教學(xué)基礎(chǔ)，也屬于教學(xué)的重點，要求學(xué)生務(wù)必熟練掌握，并能做到知識的靈活運用；其次，提高模塊重點講述并訓(xùn)練SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)三種機(jī)床編程與操作，增強(qiáng)學(xué)生在不同數(shù)控系統(tǒng)下進(jìn)行不同數(shù)控機(jī)床編程的操作能力與理解能力；最后，拓展模塊重點講述國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)里的華中數(shù)控系統(tǒng)與廣州數(shù)控系統(tǒng)里的數(shù)控車床編程及操作技巧，拓寬學(xué)生知識面，增強(qiáng)學(xué)生對不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程及實踐操作能力。唯有如此，學(xué)生方可更牢固地掌握各種數(shù)控加工知識，步入社會后能盡快適應(yīng)崗位工作要求，提高工作能力。

4.仿真軟件學(xué)習(xí)與機(jī)床實際操作訓(xùn)練同時進(jìn)行

數(shù)控仿真軟件不僅可用于數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中，還可作為數(shù)控操作技能訓(xùn)練輔助工具。教師應(yīng)擺正數(shù)控仿真系統(tǒng)在教學(xué)中的位置，不可讓學(xué)生養(yǎng)成一味依賴數(shù)控仿真軟件的習(xí)慣，而忽視了機(jī)床實際操作練習(xí)的重要性。教師需結(jié)合課程總共的學(xué)習(xí)時間，科學(xué)分配仿真軟件學(xué)習(xí)與機(jī)床實際操作訓(xùn)練二者的時間比例，充分認(rèn)識到數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在入門基礎(chǔ)訓(xùn)練上，而學(xué)生實踐操作技能的提升關(guān)鍵還是要通過大量的機(jī)床實際操作訓(xùn)練。學(xué)校需合理制訂教學(xué)計劃，在數(shù)控仿真軟件課程學(xué)習(xí)前，就先組織學(xué)生到附近工廠實習(xí)，讓學(xué)生對各類加工方法有更深的感性認(rèn)識。同時，數(shù)控機(jī)床課程與數(shù)控加工工藝課程也應(yīng)安排在數(shù)控仿真軟件學(xué)習(xí)訓(xùn)練前，讓學(xué)生掌握更多機(jī)床操作方法、加工方法與切削用量選擇方法，更利于學(xué)生理解與掌握數(shù)控仿真各環(huán)節(jié)要點，進(jìn)而讓數(shù)控仿真軟件真正在數(shù)控加工技術(shù)課程中發(fā)揮作用，達(dá)到“砍柴不誤磨刀功”之效。總之，數(shù)控仿真軟件將逐漸變成我國數(shù)控教學(xué)中的主要手段，不但能夠解決占用過多實驗設(shè)備時間的問題，還可提升學(xué)生對數(shù)控加工的認(rèn)識，還可為學(xué)生提供檢驗自行編寫程序正確性的有效手段。不過，把數(shù)控仿真軟件應(yīng)用于數(shù)控加工教學(xué)里也有諸多不足，在應(yīng)用過程中還應(yīng)不斷改進(jìn)與完善，使其更好為數(shù)控教學(xué)服務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量，為社會培育出一批批實踐能力強(qiáng)的新型數(shù)控人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]叢娟,叢樹林.基于數(shù)控仿真軟件的數(shù)控加工工藝與編程課程改革[J].遼寧高職學(xué)報,2011(3).

[2]王芊.有效提高學(xué)生實踐能力的途徑——仿真軟件在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[J].包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2009(1).