数控仿真软件在数控实验中的应用
数控仿真软件在数控实验中的应用
王海根!蒋杨永!王绍让
!浙江工业大学"浙江 杭州 J%’’H$#
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!!摘要$在数控实验中"数控仿真软件的应用"改
善了目前数控技术课程教学中 实 验 环 节 效 果 不 理
想%效率较低的现象"提高了学生数控编程能力%数
控机床的操作能力及系统的维护能力&
关键词$数控仿真%自动编程%刀具轨迹%数控实
验
中图分类号$6?J%%F&%
文献标识码$"
文章编号$%’’% HH&I"H’’&#’& ’’SS ’H
收稿日期$H’’& ’J HS
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’!引言
工程技术教育正处在改革时期&教改的目的是
为了培养素质高’口径宽’基础厚’适应面广’能力强
的现代工程技术人才&在数控技术方面!学生获得
这种能力有几种途径$一是有合适的实习基地!但目
前国内的情况很难做到这一点%二是学校用有限的
资金投资购买数控机床’加工中心等建设教学实验
环境&此类设备价格昂贵!不适合学生的普及性教
学和实验&这类教学实验中心即便建成!实际应用
效率和效果往往也不是很理想&因此!如何改善和
提高数控技术课程的实验环境!使学生能学有所练’
学用结合!是数控技术教学工作面临的一个难题(%)&
经过多方调研!选定了一种由南京宇航自动化
技术研究所研制的!基于 ?! 机上操作的数控仿真
软件&该软件能在计算机上进行三维仿真!等同于
对真正的 !#! 机床的 操 作 功 能!并 能 进 行 手 工 编
程或 !"(*!"E 编程!与国内数控机床有良好的兼
容性&
%!手工编程及程序校验
数控程序的手工编制是计算机自动数控编程的
基础!应用计算机进行数控加工自动编程!最终要经
过后置处理转换成 #!程序代码&作为数控技术人
才!不仅是数控技术的应用者!更应该是数控技术的
开发者!因此要使学生知其然并知其所以然&手工
编程是学生熟悉并掌握 #!程序基本原理的一个重
要途径!但数控指令枯燥’不易记忆!编写的程序又
不能得到实现!学生学习的兴趣不高!也得不到应有
的实际动手的训练&同时对同一零件编程!学生编
写的程序会有多种!老师批改作业’检查学生掌握情
况也都十分困难&这一难题在数控仿真软件中就迎
刃而解了!只要将 #! 代码输入该编辑 W(U6 操作
显示面板上!如图 % 所示!通 过 加 工 轨 迹 校 验!#!
程序的结果就非常直观地仿真出来了&
图%!C"#T!’+ E"铣床#数字及符号输入
+SS+ ,机械与电子-H’’&"&#
H!设置工件参数及定义刀具
利用数控仿真软件中的基本操作模块!综合运
用学过的相关知识!选择合适的机床规格!定义工件
毛坯的大小和材料!选择合适的装夹方法!定义刀具
的几何信息"种类"名称#或编号$和物理参数等%如
图H!图J所示%
图H!C"#T!#铣床$设置工件大小"原点"放置"装夹
图J! C"#T!#铣床$刀具库管理
J!手工编程模拟加工
数控仿真软件特有的模拟仿真功能!可以进行
三维真实感动态仿真加工!每个学生都有模拟加工
的机会!省时间"省材料"省设备投入%在仿真过程
中!按照数控机床操作步骤进行回参考点"手动移动
仿真机床!进行对刀"工件原点设置及刀具补偿参数
输入等!输入手工编制好的程序进行动态加工!可以
直观地掌握数控加工的过程!判断所编制的程序是
否合理!是否存在编制上的语法错误和刀具补偿设
置是否正确等无法直接感觉的问题!这一过程将数
控编程"制造工艺"刀具"数控机床和数控加工等课
程有机地结合起来!使学生觉得以前所学的知识不
再孤立"枯燥!在数控技术课程中达到了融汇贯通!
并在计算机上变得生动"形象起来!巩固了学生的加
工工艺方面的知识!强化了利用数控仿真系统数控
教学的效果%
$!!"(!!"E 编程虚拟设计加工
利用 !"(&!"E 软 件 如 T‘!!+:.3=4- 中 的
!"( 绘图建模功能!绘制生成三维零件模型!或利
用系统提供的数据接口!将在其 它 !"( 系 统 中 做
好的零件模型数据读入!选择合适的加工工艺方法!
安排零件的加工工序!确定粗加工"半精加工和精加
工所对应的不同加工表面的刀具"切削用量"进退刀
路径和主轴转速等参数后!系统便自动计算出机加
工余量!并动态显示出与粗加工"半精加工和精加工
所对应 的 不 同 加 工 表 面 的 刀 位 轨 迹 和 机 床 代 码%
!"(&!"E 软件中 编 制 #! 程 序 可 在 计 算 机 上 建
文本文件编写!文本文件#+F3O3$后缀名改为’#西
门子系 统$+F:K5#主 程 序$或 +F*K5#子 程 序$(
#C"#T!系统$+F-D或+FD-D%然后利用数控仿
真软件的 W(U6 模式!切换到程序页面!新建程序名
)YOOO*进入编程页面!打开计算机目录下的文本文
件+H,!将 !"(&!"E 软件中编制 #! 程序显示在数
控仿真软件当前屏幕上!通过仿真加工!可以直观地
掌握数控加工的过程!判断刀具轨迹的连续性"合理
性!是否存在刀具干涉"空走刀和撞刀等情况!刀位
计算机是否正确!加深了对加工工艺的理解和对刀
具轨迹的认识%实质上!加工刀具轨迹定义的合理
与否!与学生对零件加工工艺知识掌握的熟练程度
有密切的关系%学生可以发挥自己的创造性和综合
能力!对不满意的加工结果!重新进行零件建模或重
新定义刀位轨迹!实现虚拟设计与虚拟加工%
&!结束语
采用数控仿真软件进行数控实验!取得了如下
成果%
+@提高了数控技术课程的教学质量%由于数控
实验把书本中抽象"笼统的理论变为形象"具体"针
对实物的感观印象!使学生在动手实践的过程中!提
高了对书本相关知识要点的理解力!激发了对课程
的学习兴趣!调动了学生学习的积极性和主动性%
)@提高了学生动手能力和素质%由于整个实验
均达到一人一机操作 !不但充分培养了学生独立动
-IS-.机械与电子/H’’&#&$
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
手!独立分析和解决实际问题的能力"而且使学生在
实验中充分认识到自己为实验的主体 "克服了依赖
心理#提高了综合运用相关知识解决问题的能力#
1@锻炼和提高了实验教师的业务能力#数控实
验教学要求实验教师对数控课 程 内 容 有 较 深 的 理
解"还要求有较宽广的相关知识面和精湛的实验技
能"并充分了解学生在实验中经常出现的错误和遇
到的困难"帮助他们及时纠正和解决"这些都不同程
度地锻炼和促进了实验教师业务能力的提高$J%#
参考文献&
$%%! 孙 秀 丽"张!延FE.*3)=!"E 在 数 控 实 验 中 的 应 用
$B%F开封教育学院学报"H’’J"’J(&J%F
$H%!Z@!#! C"#T!系统操作说明书$^%F南京&南京宇
航自动化技术研究所"H’’$F
$J%!宋玉梅"孔令波"王颖淑F数控实验教学初探$B%F长春
大学学报"H’’’"’J(&I$F
作者简介&王海根!’%QSP]("男"江西乐平人"浙江工业大学
之江学院实验师"研究方向为机电工程 !!"()!"E#
基于 YK)-‘G七轴五联动车铣复合机床
仿真系统研究
吴!晓"龚时华"李!斌"朱国立"段正澄
!华中科技大学"湖北 武汉 $J’’I$#
0)*).=DA458+:;1.3+4-89*3):458)M)- 5+M)"O+*G.3A) :+11+-,E.DA+-)<.*)/
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!!摘要$提出了利用七轴五联动车铣复合机床运
动模型"求解加工过程中加工轨迹的方法"在 X+*;.1
