数控仿真软件在教学中的应用论文
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篇1：数控仿真软件在数控教学中的应用论文
数控仿真软件在数控教学中的应用论文
数控仿真软件在数控教学中的应用论文【1】
摘 要：众所周知，科学技术在现代社会发挥的作用越来越大，越来越成为世界各国综合国力竞争的关键因素。
随着技术的不断发展，数控技术在机械制造业中的作用更加突出，已成为衡量制造业发展水平的重要标志，是现代机械制造业的核心技术。
正因为如此，很多大中专院校，职业技术学院，还有大学中工科类院校都纷纷开设数控专业，致力于培养这方面的人才，但纵观全局，数控技术市场人才还是供不应求，如此看来，培养适应市场的数控技术人才已是迫在眉睫。
关键词：数控仿真软件;数控教学;作用;应用
数控技术人才的培养既离不开专业知识的教授，但更重要的是理论的实践应用过程。
然而，对于这样一种技术，要求全体学生实习是不可能实现，因为机器装备的成本太大，就算多人一台机都不可能，更别提一人一台。
那么，数控仿真软件作为一种模拟的操作系统就应运而生。
本文在对数控仿真软件做简单简介的基础上，分析数控仿真软件在数控教学中的积极和消极作用，并说明数控仿真软件在数控教学中的应用情况。
一、数控仿真软件简介
数控仿真软件是利用计算机对实际数控加工过程进行模拟与仿真，并通过二维或者三维图像传递给使用者。
目前比较常用的数控仿真软件有：上海宇龙、南京斯沃、北京斐克等，这些数控仿真软件都有其自身的特点，但其共同点都在于把理论和实践紧密的结合，为学习机械专业的学生提供了实习的重要平台，让他们可以学以致用，也提高了他们的学习兴趣。
二、数控仿真软件在数控教学中的作用
1、减少了学校数控教学设备的投入，降低了教学成本
随着数控仿真软件在教学上的引入，学校在教学设备上的投入也不断减少，从而较低了教学成本。
就现在的数控机床市场而言，数控的机床品种多，价格昂贵，学校从教学成本考虑，不会购进大批的数控机床，只会买进几个供学生实习用，而且好多学校就算有也不让学生怎么用，这就出现了人多机少的矛盾，而数控仿真软件的出现解决了这一矛盾，真正为学生所利用，同时减少了教学成本投入。
2、提高了学生的学习积极性，真正实现了学以致用
对于机械类的学生来说，专业理论知识枯燥无味，而且抽象难以理解。
数控仿真软件的应用使很多知识更加形象生动，更加具体可行，不仅有利于学生的理解与应用，而且能激发学生的学习兴趣，让他们在做中学，学中做，例如对刀、程序的输入和验证等，具体的操作更能加深学生们的理解。
教师在这个过程中要引导学生积极发现问题、分析问题、解决问题。
3、减轻了教师的教学负担，提高课堂效率
数控教学中应用数控仿真软件，学生可以自己在电脑上练习，也可以下载软件系统回家练习，然后有问题再请教老师，这样老师就不用课堂上临时想会出现的问题，不仅节约了老师的教学时间，而且提高了课堂效率。
4、无安全隐患，真正提高学生能力
数控仿真软件与实际的机床加工操作相比，更有安全性可言。
对于初学者而言，没什么经验可言，安全意识又薄弱，就容易出现打刀，撞机等现象，严重的还会危害学生的身体健康。
学生通过数控仿真软件这一虚拟的平台，可以有效避免安全事故的发生，让学生们可以放心地进行操作训练，反复练习，从而提高学生真正的能力。
三、如何实现数控仿真软件在数控教学中的应用
1、做到真正上机实训操作，提高学生重视程度
在真正上机实训操作时，老师要注重规范示范，强调安全第一，提高学生的注意程度，更加注重细节，例如操作过程中学生要记得戴眼镜，女生要记得把头发压在帽子里，加工零件时必须关上机床的门，还有注意旁边是否有人，以防发生危险事故。
所以，教师在数控教学的过程中一定要强调仿真软件和实际机床的区别，让学生们牢记安全的重要性。
真正实现理论与实践的结合。
2、反复强调仿真与实际机床的不同，减少安全事故的发生
仿真软件与实际机床存在很大的差距，例如仿真时钻头也可以进行轮廓形腔加工，而在实际加工中钻头只能钻孔。
同学们也一定要注意安全，一定要安全操作。
3、正确对待数控仿真系统
数控仿真软件的作用有积极和消极两个方面。
它的积极作用是为学生们提供了一个机床操作的模拟平台，使他们可以通过这个系统进行反复练习，发现自己的问题并及时解决，增加了他们的实践经验，提高了工作水平。
但凡事总是利弊随行，它的弊端之一就是无法实现实际机床的功能，例如仿真软件中不能合理选择切削三要素及加工工艺参数;另一方面，
数控仿真软件虽然种类繁多，但其发展仍不完善，还会存在不能识别某些功能，出现死机，难以运行等一系列的问题，教师在教学过程中要积极引导学生正确看待这些问题，并向厂家反馈，以求数控系统的进一步发展。
四、结论
无论是从国家科技发展的角度，还是从学习机械数控的学生自身的角度来说，数控仿真软件都发挥着其最大的作用，对于数控人才的培养，数控技术的进步都至关重要。
学生应该正确对待数控仿真软件的作用，趋利避害，利用其优势方面发展自己的能力。
当然，在数控教学过程中，教师也要交给学生们必要的使用技巧和注意事项，以免发生意外，把数控仿真软件的弊端降至最小，实现教学效率的最大提高。
最后，相信我国的数控技术会更上一层楼。
参考文献：
[1] 刘才志.数控仿真软件在数控教学中的'应用之思考[J].湖南 工业职业技术学院学报，(2).
[2] 胡如祥.数控加工编程与操作[M].大连理工大学出版社，(11).
数控仿真软件在数控实践教学中的作用【2】
【摘要】 数控实践指导教师在数控实践教学中学生多、数控设备少这样的情况下,引入数控仿真软件进行辅助教学,解决了数控实践教学中因设备不足实训效率低,保证了实训教学中学生安全问题,提高了学生数控编程能力和数控机床的利用率。
【关键词】 数控仿真;实践教学;数控加工
一、引言
随着现代科学技术的发展,企业数控机床利用率的大幅度提高,数控设备在生产加工的各个领域得到了越来越广泛的应用。
因此,培养一大批数控技术高级应用型人才,是我国振兴机械工业的关键。
由于数控机床价格昂贵,学校建立机床类型齐、系统全的实训基地,多则达百万甚至千万。
篇2：数控仿真软件在教学中的应用论文
数控仿真软件可以广义的称为CAD/CAM，也就是我们常说的的计算机辅助设计及制造。它利用计算机编程和建模，将加工过程做成用三维图形或二维图形形象地表达。数控中常用的软件有联高VNUC、南京宇航（CAXA）、浙大辰光等数控仿真软件，这些软件能够形象而全面地模拟数控仿真的加工过程，包括机床的选择和设定、毛坯选择、刀具选择、加工基准、G代码处理、机床面板操作等。其应用具体体现在以下几点：
1可以弥补教学资源的不足，充分利用教学资源
数控仿真软件脱离了传统的车间、教室模式，软件在多媒体教室应用，仿真软件要求电脑的配置较低，且能够适应多种系统。多种仿真软件的试用版和免费版可以在网上下载，无需任何费用。在设备比较少的学校，学生可以安排车间实习和仿真实习，将实习时间提高一倍，保证学生正常的实习时间。仿真软件可以通过DNC与电脑相连，将学生在仿真软件的编程直接传到机床进行加工及校验。学生利用仿真软件在学校资源不足的情况下仍可以达到理想的实习效果。
2软件实习无任何费用，无任何安全隐患
数控仿真软件能够随意的选取更换毛坯，选择特定形状的毛坯，软件在加工过程中模拟实际的切削过程，操作者不会感到抽象。而这一切只需点动鼠标和键盘进行数据的输入即可完成，多套零件的加工只需建立多个毛坯尺寸。在车间常常出现的撞车现象在仿真软件上会以报警的方式提醒操作者，即使真正地将工件损坏也可以通过保存过的文件将模拟恢复。学生可以随意放心地通过仿真软件进行练习。
3仿真过程合理、逼真，能够快速引起学生的学习兴趣
仿真软件里面包含各种品牌、各种型号的数控机床，学生可以选择自己所熟悉的机床。每款机床又可以选择不同材料的毛坯，并依据材料设置合理的切削厚度及切削速度。
刀具的选择详细并全面，对于特殊刀具还可以自己设定参数进行建造，在加工过程中软件会将发出机床工作或金属切削的声音，完全与现实相符，学生往往会听到加工声后发出惊叹的声音。软件会对程序进行检查，会将错误的程序段标出，有利于初级学习的学生发现问题。对于切削量选取不当或工艺设置不合理的'情况机床会显示报警，提示学生在这部分改正。学生在车间内花很长时间才能够加工成的工件在仿真软件上可以用十几分钟的时间完成，对于不完美的加工可以随时重做。学生们在仿真软件上清楚地观看到了整个加工过程，轻松完成了工件，让他们摆脱了对机床的恐惧感，获得了成就感，提高了学习兴趣，为进入数控车间实习打好了基础。 4仿真软件与现实加工更加紧密，并走上了职业大赛的舞台
数控仿真软件正在一步步的进行更新及完善，软件将现实加工中的各种数据进行输入，将加工出现的特殊情况进行模拟，可以说软件仿真仿已经惟妙惟肖。操作者可以用仿真软件将工件的加工提前快速地用软件做出，进而验证加工方法、加工工艺是否可行。仿真软件虽然以计算机为载体，但通过储存卡、数据线、DNC等设备，我们可以轻松的实现仿真软件与数控车床的连接。通过这种连接，我们可以将软件上应用或生成的程序传到机床，节省了时间并大大提到了安全性；我们可以让机床前台加工，让数控仿真软件后台编程，大大提到了效率；我们可以利用仿真软件将复杂的工件建模，设置合理参数后生成数以万计的程序进行机床的在线加工，大大提到了机床的先进性。在各地区、各省乃至全国数控大赛上，仿真软件发挥了其巨大的作用。通过计算机绘图生成程序并将所生成程序传入仿真加工软件，轻松检验了考生的机床操作基本功底与工艺的设计。仿真软件可以将细小的操作错误标识，将选手的层次分清。随着仿真软件的快速发展，在实操方面，很多省份也逐步采用了软件后台生成程序机床前台加工，选手可以快速的完成工件的工艺设计及加工，且加工质量更加完美。仿真软件在技能大赛的舞台上发挥了巨大的作用，并以其不能比拟的先进性走入了各省市地区。
当然，数控仿真软件业也存在着一些不足。数控仿真软件的加工过程最终也只是模拟，学生无法体验实际加工中的真实感受，学生到机床上操作时仍会感到手生。用仿真软件加工出来的工件无法判断表面加工质量，所以切削深度、进给量、刀具角度是否合理，学生无法做出判断，学生实际加时往往会出现崩刀或加工质量差的问题。仿真软件还处于起步阶段，只要我们认真发现软件中出现的问题，合理选择各种参数，相信仿真软件在我们的教学中起到事半功倍的效果。
参考文献
1上海宇龙数控仿真系统说明书
2田吉花.数控技术人才的需求状况分析.辽宁高职学报，2008（7）
3明建全.科学使用数控仿真.提高数控教学水平.西北职教，3
4杨黎明.职业教育的模式研究.上海教育科学研究院
篇3：仿真软件在数控加工教学的应用论文
仿真软件在数控加工教学的应用论文
摘要：利用虚拟现实技术实施数控加工实训，能完全打破时间和空间的限制。虚拟现实技术即降低了成本又能够保证教学的质量，是未来实训教学发展的必由之路。利用虚拟现实技术完成实训任务，为职业教育的技能训练找到了一种省钱、省时、高效的方法，可节省成本兼顾精度和编程检测方面的考虑,完全可以配合使用斐克仿真软件的相应模块，以典型车削零件加工为例探索出一条新的数控加工技术教学模式的道路。
关键词：虚拟现实技术；斐克仿真；数控加工
虚拟现实技术，又称“灵境技术”、“虚拟环境”、“赛佰空间”等。从英文“VirtualReality”一词翻译过来，简称“VR”[l]。当前,虚拟制造(virtualManufacturing,VM)的研究工作在国外受到重视,将成为未来制造业的重要发展趋势.它已列入美国敏捷制造使能计划(TRAM)的五大重点研究领域之一。国内一些高校与科研院所也纷纷起步开展虚拟制造研究工作,尽管我国制造业与某些先进国家还有较大差距,但这也是我国制造业发展过程中的必经之路。手工编程对初学者来说比较适用，可对简单的零件进行操作，但随着工业的发展和数控机床功能的完善，一些形状复杂和特殊的零件在数值计算上，参数设定中，走刀路线的规划等要借助计算机设计制造软件来实现，所以CAD/CAM软件中的仿真加工成为了数控技术发展的重要应用部分。在教学软件中常见的有PRO-E、UG、CATIA等软件。这些软件价格昂贵，在一些高校和中小企业中并不适用，然而在学习或一般的生产中，我们也是用到软件中的几个常用到的模块，我们完全可以找到一个功能简单的国产软件来进行使用。我国在这一研究工作的领域中开展的比较晚，但随着科研机构研究工作和一些重点院校的不断深入和开展，也已取得了一定的进展，还研发了很多具有自主版权的虚拟仿真软件。例如：北京的'斐克软件、上海的宇龙软件、南京的斯沃软件、广州的超软软件等数控机床仿真系统。因为这些软件价格比较便宜，也符合我国标准和国情，所以受到广泛的欢迎并赢得了越来越多的市场。[2]这里就基于斐克仿真软件配合使用，并以车削加工为例进行数控车仿真加工典型实例说明。图1数控车削典型零件图
1仿真加工操作步骤流程
图略
2操作步骤全流程
1）步骤一，见表2所示。利用虚拟现实技术建立一个逼真的虚拟数控机床加工环境，可以在计算机上进行数控机床操作面板的认识、模拟编程训练并产生加工结果的仿真、进行从零件设计图到动态切削演示的全过程的虚拟实现。在数控加工的教学上利用虚拟培训教学法操作技能训练。由于数控技术教学和培训都离不开数控机床，而数控机床本身价格比较昂贵，学校的购买能力限制了其在教学中的普及。通过数控加工的仿真操作训练，应达到如下几个教学目的：1）增加学生对数控机床的感性认识，进一步熟悉体会安全操作规范。增加学生实际操作的自信心。提高安全性。2）正确掌握对刀方法。刀具对刀是数控编程中重要的环节，要求学生正确掌握方法。在虚拟的世界中不存在设备损坏或刀具破损等问题，学生可以通过数控仿真操作系统进行反复操作练习，直到能完全熟练地掌握对刀方法。3）适应临场操作感。由于学生首次操作数控设备，有些不敢上手或害怕破坏刀具和工件，所以会显得有些紧张，甚至会产生误操作。例如少输入了小数点或者忘记输入刀具补偿值等。通过仿真系统的训练，学生容易的掌握操作步骤，能在轻松的环境下进行操作，熟练后再操作真实的设备。4）对编制的工艺流程和程序代码进行验证，更改。防止实际操作时出现危险和错误。5）节省大量的熟悉机床时间，在现场操作时直接进行加工训练，减少材料和刀具损耗，提高机床使用效率。进行虚拟培训教学法教学之前，应该具备和学校实际操作场地、条件一致的虚拟教学培训系统，如相应机床的虚拟操作模型、刀具库、环境模拟等等。要力求虚拟环境与实际环境的情景一致。这样才能保证学生能够在虚拟环境下进行数控加工操作的真实过程：毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀、安装刀具、机床手动操作等内容。这些操作过程都完全可以在虚拟教学系统中实现，同时虚拟数控加工仿真教学系统可以检验各种数控指令是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能也一应俱全。虚拟现实技术在教学中有着极大的前景，特别是受到教育者关注和赏识。国内的一些高职院校，将仿真技术软件广泛应用于三维造型设计、数控模拟加工等实践教学环节，收到了较好的教学效果。在我国许多高校和研究机构也已经利用虚拟现实仿真技术，开展教学和实验实训方面研究与开发，广泛应用于高校的实践教学，将会对其教学模式改革起到极大推动作用。虚拟技术虽然不能完全替代真实的加工和操作，但在理论课与实践课之间起到承上启下的作用。能更好地为教育技术提供一项崭新的模式。
参考文献：
[1]刘金磊.虚拟加工过程仿真的研究与分析[D].华北电力大学,.
[2]刘文霞.数控仿真系统在数控教学中的应用[J].中国现代教育装备,2009(10).
[3]霍苏萍.数控车削加工工艺编程与操作[M].北京:人民邮电出版社,2009.
[4]孟庆茂.教育科学研究方法[M].北京:中共广播电视大学出版社,.156
篇4：数控仿真软件在实训中的应用论文
数控仿真软件在实训中的应用论文
数控仿真软件在实训中的应用论文【1】
摘要： 本文着重探讨如何合理有效地利用好实训时间，让学生在短期内掌握数控编程和操作的基本理论和实践知识，结合本校数控实训经验，探讨了数控仿真软件在数控实训中的作用和使用方法。
关键词： 数控实训;工程实训;数控仿真软件;数控教学
0 引言
随着科学技术的发展和经济的市场化，高校人才培养的理念也发生了根本性的转变，着重强调素质教育。
数控编程是一门对科学思维和实践操作能力要求很高的实训内容，如果仅仅通过单纯的理论教学和实践上机操作，容易使初学者感到抽象、难学，再加上学生知识结构、学习习惯等诸多不利因素[2]，无法有效地利用工程实训的有限时间，掌握数控机床的编程和操作技能。
在统观传统数控教学的优缺点的基础上，我们发现，引入数控仿真软件可以避免传统教学的缺点，让学生在数控实训有效的时间内，在数控机床数量有限和指导教师人数有限的条件下，通过理论教学、实践操作和仿真软件交互使用的这一教学方法，可以提高教学效果，促进学生学习的兴趣和动力，保证了教学的安全，取得了良好的教学效果。
1 传统数控教学特点
在传统的数控实训中，因为数控机床的数量有限，指导教师的人数也有限，导致一般是10-15人左右围聚在一台数控机床旁边，听老师讲解数控机床具体操作方法，导致大多数学生因无法看到数控机床具体操作面板，而无法认真听讲或者听课效果很差。
由于数控机床属于昂贵设备，学校购买数控机床的数量有限，教师人数有限，指导学生单独上数控机床操作的时间受限，并且数控机床的错误操作容易引起安全事故的发生，因此，使用传统的数控教学方法进行的数控实训效果很差，学生无法在有限时间内达到高校数控实训的目的和要求。
2 数控仿真软件在数控实训中的应用
2.1 数控仿真软件 数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。
该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，能使每一个学生，对数控加工建立感性认识，可以反复动手进行数控加工操作，有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性，很难做到每位学生“一人一机”的问题，在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥显著作用[3]。
数控仿真软件是应用计算机的编程和建模，将加工过程用二维图形或者三维图形的动态形式演示出来的软件，使在传统数控教学中，需要数控实验室或者实习工厂才能完成的大部分教学演示功能在虚拟软件环境中就能实现，使数控教学模式变得更加灵活、方便。
2.2 数控仿真软件在数控实训中的作用 数控仿真软件在数控实训中的使用，改变了传统的教学方式，对数控实训的效果有重要的影响，主要表现在以下几个方面。
①数控仿真软件可以模拟真实数控机床加工，使数控实训教学变得生动形象，易于理解学习。
数控仿真软件提供了多种数控仿真系统，可以全面仿真加工的整个过程，学生可以多方位了解数控机床结构，通过仿真软件的模拟加工，掌握实际数控机床的操作方法。
②数控仿真软件提供了学习数控机床操作的安全平台，避免了数控机床操作时易于发生的安全隐患。
在使用数控仿真软件进行加工时，所有的加工都是在虚拟环境中进行，不会因为学生的错误操作引起人身安全问题，也不会损坏机床。
③数控仿真软件的使用可以节省教学设备的投资，减少材料的消耗。
如果按照传统的方法来进行数控实训，学生在操作的过程中要消耗大量的材料，并且集中实训期间，连续40天，每天都有学生参加数控实训，数控机床的保养和维护无法满足需要，如果一台机器运转不良，将会导致整个数控实训受到严重阻碍。
在数控实训中如果引入数控仿真软件，可以避免机器长期运转得不到维护的问题，也可以减少原材料的消耗。
仿真软件一般都是绿色软件，不用安装，只要有一台普通的电脑，就可以安装使用。
学生可以在机房练习，也可以在自己的电脑上练习，节约了学生学习的时间，提高了学习的效率。
④仿真软件可以激发学生学习数控编程和数控机床操作的动力。
学生在使用数控仿真软件中，可以通过直观形象的加工过程，增加学习数控机床和编程操作的动力，激发学生的自信心，挖掘学生的内在潜力。
2.3 数控实训中要把数控软件和传统教学相结合
2.3.1 传统数控实训方法 在以往的数控实训中，我们的数控实训开展方法是，教师在课堂上讲解数控编程的基本方法，要求学生学完数控编程之后提交一个手工编程的程序。
学生在数控车间学习数控机床的原理和操作方法，这一项要求学生能够用给定的程序完成一个简单零件的加工操作。
传统的数控教学方法在执行过程中，学生感觉学习枯燥、单调;在编写数控程序提交给教师中，增大了教师的工作量;在机床操作实训中，学生因为对刀失误或者忘记关舱门等失误，导致安全问题频出，教学的效果不是很理想。
我校工程训练中心在数控实训中根据传统教学方法的不足，经过认真分析问题原因，参照兄弟院校成功的经验，多次修改我校数控实训的教学方法，并根据本校学生实训的特点，把传统的数控教学方法和仿真软件进行结合，使得学生在短期的数控实训中，快速掌握数控编程的基本原理和数控机床的基本操作，取得了良好的教学 效果。
2.3.2 仿真软件和传统教学有效结合的教学流程 针对学生实训时都是集中实训，数控实训的时间一般是2天。
在这个前提下，学生开始学习数控机床的基础理论知识，内容主要包括学生实训所要用到的数控机床的编程方法。
通过数控编程理论知识的学习，要求学生掌握自己将要使用的数控机床的数控编程方法。
学生在学习期间有不明白的地方，可以找老师咨询，也可以自己查阅我们编写的《机械制造技术实践》中关于数控编程部分的内容。
在学生掌握了基本的编程方法之后，学生开始在数控车间学习机床操作，实训教师会给学生讲解数控机床的面板和操作方法，主要讲解如何对刀，学生在教师的指导下，练习对刀。
因为对刀是数控加工中非常重要的一部分内容，所以要求每个学生都在机床上练习如何对刀。
经过前面的学习，学生已经具备编写数控编程软件的能力和数控机床的基本操作能力，很多学生因为看到仿真软件可以快速加工出零件，对数控仿真软件操作产生了兴趣，已经开始想自己设计加工零件了。
这时，教师对学生加以引导，让学生观看以往同学设计的零件图样，启发学生自主设计零件图样，激发学生的创造力。
学生在模拟仿真加工后，可以提交自己仿真加工完成的作品给老师，教师可以对学生作品评分，并挑选部分设计加工得比较好的零件，组织学生在数控车间里使用数控机床进行实际加工。
2.3.3 教学效果 在把仿真软件和传统的数控教学相结合进行数控实训后，我校的数控实训避免了以往数控实训中出现的问题，数控仿真软件本身的优势极大地调动了学生学习数控编程的积极性，在每次实训中，学生都很积极主动地设计和加工，独立完成数控实训的要求。
针对我校集中实训的特点和要求，教学效果明显提高。
3 总结
虽然仿真软件有很多优点，但是也有一些不足之处，比如，学生在选择工艺参数时都很随意;学生多次错误操作导致软件系统出现问题;学生的安全意识降低等等。
我校数控实训把数控仿真软件和数控实训结合在一起，还处于尝试阶段，该教学方法改善了传统数控教学的弊病，提高了数控实训的教学效果。
在实训中，我们要努力扬长避短，发挥数控仿真软件的优势，有效合理地把数控仿真软件和数控实训结合起来，提高数控实训的教学质量。
参考文献：
[1]王彦章.数控仿真软件在数控教学中的应用[J].科技创新导报，(15).
[2]潘应晖.数控仿真软件教学应用探讨[J].武夷学院学报，2011(2).
[3]邓遵义.数控仿真软件在数控教学中的应用浅析[J].中国电力教育，(6).
数控仿真软件在数控培训中的应用【2】
【摘要】数控机床属于高科技产品，品种多、价格高，一般学校很难承受此种消耗和投入，为此数控仿真软件的应用在实际教学中比较广泛。
与传统的教学相比，该软件操作方便，不但提高教学质量，而且加快数控技术人才的培养速度。
【关键词】数控机床;数控仿真;教学质量
仿真技术是一门多学科的综合性技术，它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。
仿真是一种有效的方法，可以减少风险，缩短设计和制造的周期，并节约投资。
数控加工仿真软件是利用计算机来模拟实际的加工过程。
在数控机床教学过程中使用仿真软件，可以验证数控加工程序的可靠性，减少毛坯的损耗，提高了学习的效率。
一、数控仿真软件简介
数控仿真加工是应用计算机技术对数控加工操作过程进行的模拟加工。
国内广泛应用的数控仿真软件主要有上海宇龙、南京宇航和斯沃、北京斐克、广州超软等。
其中上海宇龙数控仿真软件在各大院校和培训机构应用最为广泛。
我校就是采用的上海宇龙数控仿真软件，其特点主要有：
(1)提供了多种机床和控制系统。
(2)具有丰富的刀具材料库。
(3)机床操作全过程仿真。
软件可以仿真机床操作的整个过程：毛坯定义、工件安夹、压板安装、安装刀具、机床手动操作、自动加工、模拟走刀路线等。
(4)具有灵活的考试系统和师生互动交流窗口。
学生遇见问题时也可以直接通过交流窗口，进行提问。
二、数控仿真软件在数控培训教学中的应用实例
篇5：浅谈数控仿真在数控教学中的应用
浅谈数控仿真在数控教学中的应用
摘要：数控技术的发展迫切需要职业院校尽快培养高素质的应用型技术人才,数控仿真软件在数控教学中的应用将有利于数控教学水平的提高。
关键词：数控技术;数控仿真;教学水平
数控技术是先进制造技术的核心,世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力、适应市场能力和竞争能力。随着我国加入世贸组织,综合国力进一步增强,我国经济全面与国际接轨,并正在成为全球制造业中心,进入了一个空前蓬勃发展的新时期,这必然对掌握现代化制造技术的人才、特别对一线数控技术工人形成了巨大的需求。职业院校如何更快更好地培养出满足市场需要,掌握数控机床编程、操作与维修等技能的人才,早已是数控教学工作者研究的课题。本文讨论的是采用数控仿真软件将数控教学与实际操作有机地结合起来,提高数控教学水平,培养高素质的应用型技术人才。
1.应用数控仿真软件的优越性
1.1 增强了学校设备配备的科学性和实习安排的多样性
数控机床属于机电一体化的高科技产品,品种多、价格高。一台数控车或数控铣至少7、8万,一般也在20万左右。一台数控加工中心一般要30万左右,多则达百万甚至上千万。数控机床的实训如果完全按照实操进行,不但投入大,而且消耗多、成本高,即使是实力雄厚的院校或企业也难以承受此种消耗和投入。而使用数控仿真系统可以弥补此不足,使数控技术的.教学达到投入少、内容多、见效快、培养的学生适应性强的目的。这种教学模式既区别于传统的机械加工培养模式,又与一般的机电专业教学模式不同。它既能避免学生初期实习时不熟悉数控系统及面板操作带来的设备安全等问题,使学生大胆地通过仿真对所编程序进行验证,又可以克服人多而设备少的矛盾,使实习的安排达到多样化,减少了数控机床的使用时间。同时,还能提高学生的学习兴趣和编程能力,是一种既经济实用、又安全可靠、功能多样的数控教学辅助工具。
1.2 提高了数控理论教学效果
数控编程与操作的教学模式在未使用仿真软件之前与其它课程相同,主要是课堂教学。这种教学方式不但使教师不易检查出学生所编程序的正确与否,而且也不利于学生对程序的理解,但是这些问题在实际编程和程序运行前是必须要解决的。而在黑板上讲按键的作用与操作极易使习者枯糙,教者乏味,所以课堂教学的效果甚微。如果把数控仿真软件适时引入教学,学生所编程序可以通过仿真系统演示出来,对程序编写的错误就能及时发现,特别是使学生对程序中复式循环指令的理解就更加容易。通过仿真,可使学生在教室里就能看到与实际加工基本相同的零件加工过程。这不但有利于提高数控理论教学效果,更有助于学生编程能力的提高,也为以后的实际操作奠定了坚实的基础。
2.如何把数控仿真软件应用于教学
2.1 恰当运用仿真系统,充分发挥其在教学中的作用
数控编程与操作是一门理论性和实践性均很强的课程。它一般是学生在完成了专业基础理论教学、专业基础实训(包括钳工、普通机床加工)的基础上进行的。因此在起初教学时,应合理安排课堂理论教学与上机仿真教学的课时比例,一般为1:1,教师可以根据学生层次和实际情况适当调整。在课堂教学中应重点解决编程方法和编程中的工艺问题,这也是对后续实训所做的必要练习。学生上机可利用数控仿真软件进行程序的输入、校验等练习,同时可让学生了解不同系统、不同机床的操作方式。通过使用仿真系统,不仅要让学生更快、更好地掌握专业技能,还要培养学生独立解决实际问题的能力。
2.2 科学运用仿真教学,提高学生数控编程与操作水平
目前,数控加工仿真软件都具有多系统、多机床,且能逼真反映机床加工过程等功能。为了提高学生技能水平,可将软件分为三个模块开展教学。其一为基础模块,主要讲解企业常用的FANUC系统中的数控车、数控铣和数控加工中心的编程与操作。这一模块是教学中的重点,必须让学生熟练掌握,灵活运用。其二为提高模块,主要学习SIEMENS系统的三种数控机床的编程与操作,使学生了解并掌握不同系统、不同数控机床编程与操作方法。其三为拓展模块,主要学习国产数控系统数控机床的编程与操作,以提高学生对不同系统、不同操作面板的编程与操作的适应能力。针对这三个模块的教学,教师应根据学生情况区别对待,做到因人施教,恰到好处,使不同水平的学生达到分层推进、共同提高的目的。
篇6：探讨数控教学中的数控仿真软件
探讨数控教学中的数控仿真软件
摘要：数控仿真软件具有投资少、占地少、操作简便等优点，在教学过程中应用数控仿真软件，既能够激发学生的学习兴趣，又能够提高教学效果。
关键词：数控仿真软件 数控教学 高职院校
1.引言
近些年，随着数控加工技术在机械制造业的广泛应用，企业对数控技术人员的需求迅速增加。
高职院校是培养高素质高技能专业人才的主要基地，为了满足社会对数控专业人才的需求，很多高职院校增加数控专业或者扩招数控专业的学生。
但是随之而来的问题，就是如何培养这些数控专业的学生，保证他们毕业后能迅速适应工作岗位的需求。
由于数控专业对学生理论知识和实践技能都有较高的要求，但是各高职院校有限的教学资源又无法满足实践教学的需求。
而随着数控仿真软件的应用，很好的解决了上述问题。
下面，本人结合多年的教学经验以及实践经验，就如何在教学中应用数控仿真软件进行探讨。
2.数控仿真软件简介
数控仿真软件是通过计算机的编程和建模，将数控加工操作过程用二维图形或三维图形以动态形式演示出来的软件。
数控仿真软件能够在虚拟软件环境中模拟数控操作，让使用者有身临其境操控机床的感觉。
该软件功能强大，对运行环境要求不高，只需要普通的计算机即能够运行软件。
该软件还能够与多种计算机的操作系统兼容，并且能够利用网络搭建交流平台，为师生提供良好的互动平台。
此外，该软件投资少、占地小，在提高教学效果的同时大大降低了教学成本。
通过应用数控仿真软件，可以将原来大部分只能在数控实训室或者工厂才能够完成的教学任务通过该软件在普通教室就能够完成。
该软件不但能够提高教学效果，而且节约大量的教学资源。
目前，在高职院校的教学中应用较多的软件有Cimco Software Suite系统、Vericut系统、N-See系统、上海宇龙系统、VNUC系统、南京宇航系统、南京斯沃系统等。
3.数控仿真软件在教学中的作用
数控仿真软件在教学中的作用主要表现在以下几个方面：
3.1节约了教学资源，降低了教学成本
高职院校普遍面临教学资源紧张的问题，如何最大限度的'利用有限的教学资源达到最佳的教学效果，是高职院校必须要考虑的问题。
由于数控专业的学生在生产实训时需要大量的数控机床和实训室，而数控机床价格高，实训室数量较少，因此很难满足学生实训的需要，教学效果也大打折扣。
而数控仿真软件价格要远远低于真实数控机床，它只需要普通计算机就能够运行，并且占用地方小，因此大大节约了教学资源，也能够使更多的学生身临其境的进行数控机床模拟训练。
3.2方便学生学习，提高了学习效果
通过应用数控仿真软件，可以使学生方便的学习各种数控机床的操作技术，提高了学生对不同数控机床的掌握能力，提高了学生的与工作岗位的对接能力。
在应用数控仿真软件学习时，计算机的屏幕上能够显示和真实数控机床相同的操作界面，并以动态的模拟代替机床实际运行状态，还能够显示提示操作信息，如编程错误信息、操作失误、机床碰撞报警信息等。
这样就能够使学生及时发现并纠正出现的错误，极大地提高了学习效果。
而学生的学习是在虚拟环境中完成的，即使出现失误也不存在损坏机床或者造成人身伤害等严重后果，因而对学生学习的积极性有极大地促进作用。
同时，由于数控仿真软件是在舒适的教室中学习，这样就避免了实训室或者实习车间嘈杂的环境对学生造成影响，提高了学习效果。
3.3方便教师教学，提高了教学效率
在应用传统方式教学时，通常是教师在一台机床演示操作，而学生围绕在这一台机床周围学习。
由于学生数量多，而空间有限，教师为了能够使每位同学都能看到操作数控机床的技术，就采取分批或分组重复讲授的方式。
这样的教学方式大大降低了教学效率。
而通过数控仿真软件建立的教学网络，教师在一台电脑上进行演示，每个同学都能够在自己的电脑屏幕上看到演示的教学内容。
这样就避免了教师的重复讲授，提高了课堂的效率。
同时，教师也能够通过电脑实时的了解每个学生的学习情况，及时纠正学生出现的错误，因而大大提高了教学效率。
4.数控仿真软件教学中应注意的问题
4.1合理安排教学任务
虽然数控仿真软件可以非常逼真的模拟真实机床的操作，但是毕竟跟真实的操作存在一定差别。
因此，在利用数控仿真软件进行数控加工与编程课程教学之前，可以先安排学生到实训室或者工厂参观、实习，让学生对数控机床的操作有初步的了解。
此外，数控机床课程和数控加工工艺课程也要安排在数控仿真软件学习之前，这样学生在熟悉各种机床的操作方法、加工方法以及切削用量选择方法之后，就更容易学习和掌握数控仿真软件所展示的各个步骤和环节，更容易和实际的加工过程结合起来。
4.2合理安排各系统的学习进度
由于数控仿真软件各系统难度不同，因此在学习的过程中，应合理安排不同难度的系统的学习进度，应当采用由浅入深、由易到难、循序渐进的学习方法，使学生掌握各系统的操作知识。
具体来说，在教学过程中可以将数控教学内容安排为两个不同的阶段：第一阶段主要讲解和训练常用的、简单的数控机床的编程方法、操作技术，为学生的进一步学习打下良好的基础;第二阶段重在提高和拓展学生的操作能力，可以充分利用数控仿真软件的优势，使学生掌握各种数控系统的操作技术，扩大学生知识面，提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。
4.3合理安排模拟学习和实践训练
虽然数控仿真软件能够模拟很多数控机床的操作技术，但是它毕竟是虚拟的，与实际的机床操作还存在一定差距。
数控仿真软件的模拟训练是为了使学生能更好的与实践操作接轨，因此在学生掌握了数控仿真软件相关的操作知识后必须要进行实践训练。
比如在仿真系统中走刀路径不明显，切削深度和刀具要求不够实际。
对刀时对操作者要求不高，加工后对产品粗糙度无法进行检验等等。
而这些对学生来讲恰恰是非常重要的技能要求，需要学生反复切身去“感受”。
此外，学生在用数控仿真软件进行模拟训练时，即使出现了错误，最多系统会提示出现错误，而不会真实的呈现相应的一系列后果。
久而久之学生就会对模拟训练中出现的错误不够重视，而一旦将这种观念带入生产实践中，很容易产生严重的后果。
因此，为了让学生更真实的感受生产实践的情形，必须在模拟训练中适当的安排学生进行真实的实践操作训练。
总之，由于数控仿真软件的独特优势，它可以在虚拟环境中模拟数控机床进行操作训练，应当在教学中大力推广应用。
但由于高职院校的学生不仅要掌握扎实的理论知识，而且要有熟练的实践技能，因此在教学除了应用数控仿真软件进行教学外，还应合理的安排学生进行实践训练，以最大限度的利用教学资源，提高教学效果。
参考文献
[1] 张延萍，杜新峰. 数控仿真软件在数控教学中的应用技巧
[2]邓遵义,李攀峰. 数控仿真软件在数控教学中的应用浅析[J].中国电力教育，,06.
篇7：数控仿真在数控专业教学中的应用论文
数控仿真在数控专业教学中的应用论文
数控仿真在数控专业教学中的应用论文【1】
摘要：随着数控加工技术的广泛应用，数控机床的编程与操作已成为中专数控专业学生必须掌握的一项技能。
根据中专院校在数控加工教学中存在的投入大、消耗多、成本高的问题提出了数控加工仿真软件，并在教学中逐渐得到了广泛的应用。
关键词：数控教学仿真教学
1.什么是仿真教学
所谓数控加工仿真教学就是模拟实际机床加工环境及其工作状态，应用虚拟现实技术于数控加工操作技能训练中的一种教学。
数控仿真作为一种新兴的教学模式，改变了传统的教学模式，提高了学生的学习兴趣;其次仿真软件的网络功能为师生交流提供了平台;再次仿真软件具备多种数控机床和数控系统，弥补了实训设备的不足，降低了实训成本。
2.仿真教学在数控技术专业教学中的优势
(1)方便了教师授课
实习教学中，如果教师光在课堂上讲解，学生会难以理解，但教师在机床上对学生进行示范时，又很难保证所有的学生能够听清、看清，教学效果往往都不太理想。
而数控仿真软件的互动教学功能使得教师可以在每个学生的屏幕上演示其教学内容，使所有的学生均能清楚地观看并进行模仿，同时教师也可以在自己屏幕上看到每个学生的操作情况，实时了解教学情况并对学生进行指导。
(2)减少设备投入，一对一仿真实习解决实习设备与学生人数不成比例的问题
由于数控设备具备“高速、高效、高精度”的加工特点，且属于集机电、通讯、传感于一身的智能化产品，这就决定了其高额的成本。
因此，数控专业的实训教学仅依靠购买数控机床则投入过大，若采用数控仿真进行一对一实习教学可以很好的解决这一难题。
(3)提供多种机床多种系统，解决设备型号单一，学生的知识面狭窄等问题
由于数控技术发展迅速，当前数控机床的种类和系统众多，对学校而言不可能将所有系统配齐，这就导致学生所学与工厂所用不符，而数控仿真软件提供了基本涵盖当今我国数控加工中常见的数控机床和主流的数控系统，所以在教学时可根据需要选择相应的机床和系统对学生进行授课，提高学生对不同数控系统及不同数控机床的适应能力，弥补了实习设备型号单一，学生的知识面狭窄等问题。
(4)安全性高，便于学生直观性学习，降低教师工作强度
由于数控加工仿真系统是一种虚拟加工技术，不存在安全问题，所以学生的错误操作也不会损坏机床，更不会造成人身伤害，使学生可以抛开思想包袱大胆地、独立地进行练习。
软件中不仅具有对学生编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能，还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。
这些功能使得学生可以进行自我学习，自我检测加工零件几何形状的精度，大大降低了教师的工作强度。
(5)可在计算机上完成所编程序的检验，模拟加工，减少实际操作出错的概率，提高加工效率
在实际加工时，一般要反复检查程序，并利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性，这就导致占机调试时间过长。
并且图形模拟也无法对刀具的干涉、运动中与夹具的碰撞、工件上一些细小的结构等进行全面真实的反映。
所以在加工之前，可以将程序输入仿真软件，先模拟加工，观察零件的加工过程，并初步检验零件的形状尺寸，最后将正确的程序导入到数控机床中，既可节省时间提高加工效率，又保证了加工的安全性。
(6)实现虚拟加工，减少实训费用
数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，它完全模拟零件的切削过程，能检验指令正确与否，并用三维动画实时模拟显示程序路径和工件图形，从而真实的再现了零件的加工过程，并且在模拟加工过程中不会有机床、刀具、材料的损耗，极大的减小实训费用。
3.与真实机床相比，仿真软件在数控技术专业教学中的不足之处
(1)安全性方面
仿真软件与真实机床相比，安全系数较高，主要由于仿真加工中，不会出现任何事故，使学生容易放松对安全生产的要求，一些严格的操作规程无法得以实施。
如加工过程中不要把头和手随意伸进机床中、加工前关闭机床安全门等，这些环节在仿真时往往都可忽略不计，而对于在练习时出现的撞刀等现象也毫不在意。
如果学生一旦养成这样的不良习惯，将会在实际生产中造成重大损失。
因此，在平时的教学过程中教师应不断强调安全操作，严格要求，并给学生讲解仿真与实操的差别。
(2)产品质量准确性方面
数控加工仿真软件进行编程与操作练习时，比较容易忽视切削用量、刀具的选用，零件的装夹等问题。
而且无法判断工件的表面粗糙度、尺寸精度等。
所以学生在实际机床上加工时也会不自觉的忽略这些重要的部分，从而导致加工的工件无法达到尺寸精度要求，更有甚者发生碰撞等事故。
因此，教师一定应严格要求学生按照实际操作的要求来做，如合理选用刀具及切削用量，正确装夹零件;规范对刀的步骤和动作，让学生从开始就养成正确的习惯，提高产品的准确度。
(3)教学质量方面
仿真加工与实际机床有一定差异，如车刀在数控仿真上加工时，背吃刀量不大于刀刃长度就可以直接切削。
但在实际数控机床上加工，则会受机床、刀具和材料性能的影响，不可能选取太大背吃刀量。
再如切断刀在实际加工中只能用来切槽或者切断加工，而在仿真系统中即使用来车削外圆也不会有错误提示。
这些问题就需要我们在教学过程中反复强调，及时说明软件与机床不符之处，并根据机床的实际情况对学生详细讲解，以免使学生产生误解，影响到将来在机床上的编程与操作，提高教学质量。
总之，在今后的教学中应分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例。
实习条件较好时，上机操作的时间应占较大比例，因为数控仿真软件的优势体现在入门基础培训上，学生实际操作技能的提高主要还是要依靠上机实际操作练习。
只有在教学中将仿真训练与实践操作训练有机结合，摆正仿真软件在整个专业教学中的位置，才能充分地发挥其作用，才能真正为教学服务。
参考文献:
篇8：数控仿真系统在数控教学的应用
摘要：针对现在数控教学的现状，本文主要探讨数控仿真软件在数控教学中的应用过程中的作用、存在问题。
关键词：数控教学;数控仿真软件;教学效果
进入21世纪，我国制造业在世界上所占的比重越来远大，随着我国逐渐成为“世界制造业中心”进程的加快，制造业的主力军――技能人才严重缺乏已成为制约我国制造业快速发展的瓶颈。
数控机床在现代机械制造业中广泛应用，社会急需大批熟练掌握现代数控机床编程、操作、维修的一线工数控技术工人。
职业技术学校作为生产一线操作和技术人才的培养基地，如何更快更好地培养出满足市场需要，掌握数控机床编程、操作与维修等技能的高质量的技术人才，早已是数控教学工作者研究的课题。
现在职业院校数控专业普遍采用数控仿真软件辅助数控教学。
现浅谈如何利用数控仿真软件作为辅助教学工具，与数控教学有机地结合起来，提高数控教学水平，培养高素质的应用型技术人才。
一、采用数控仿真软件作用
1.节约设备投入，实习耗材的使用
现在数控设备价格比较高。
数控车床最少7、8万，数控铣床一般也在20万左右。
加工中心一般要50万左右，多则达百万甚至上千万。
数控机床的实训如果完全按照实操进行，不但投入大，而且消耗多、成本高，即使是实力雄厚的院校或企业也难以承受此种消耗和投入。
数控仿真软件包含多种数控系统，使用其作为教学辅助工具，可以使数控教学达到投入少，教学内容多样性，培养的学生适应能力强的目的。
它能避免学生初期实习时不熟悉数控系统及面板操作带来的设备、人身安全等问题;又能克服学生因为刚刚接触数控机床产生的畏难心理，增强学生操作熟练度和信心，能对机床的功能有深入了解，达到熟悉数控机床的目的，学生还可以通过仿真对所编程序进行验证。
可以克服人多而设备少的矛盾，保证了学生实习时间，同时同样数量机床可以满足更多学生实习，降低了实习消耗，节约了成本。
2.提高学生编程、操作能力
数控仿真软件具有多种数控系统、多种机床，它可以逼真的进行数控编程和操作。
可以让学生在实际动手操作之前，先用仿真软件在计算机上模拟操作，这样能让学生在实际操作机床之前就已经有了一定的熟练度和自信心。
在实习时，合理安排数控仿真和实操课时比例，一般为1:1。
仿真练习可以进行编程和加工工艺学习，学生利用仿真软件可以进行程序编写，工件仿真加工等操作，通过完整的、接近于实际操作的模拟操作过程的教学让学生掌握数控机床加工零件的全部过程。
这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、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，达到了融会贯通，巩固了学生的加工工艺方面的知识，强化了数控教学的效果。
学生可以更快、更好地掌握编程、操作，同时培养学生独立解决实际问题的能力。
3.拓展学生所学的知识面
现在学校购买的数控机床一般是FANUC系统，但有的企业使用西门子系统、广州数控等系统。
为了使学生在毕业后有更多的就业选择，在进行仿真教学时可以不仅仅练习FANUC系统编程、加工，还应拓展数控系统的学习。
利用仿真软件学习其他企业常用的数控系统的编程和操作，使学生了解并掌握不同系统、不同数控机床编程与操作方法。
提高学生对不同系统、不同操作面板的编程与操作的适应能力，拓展学生知识面。
4.提高理论教学效果
数控理论教学尤其是数控编程与操作的学习，最好使用仿真数控软件辅助教学。
在教室里枯燥的学习数控编程，学生不容易理解指令的使用，而且无法检验编写的程序正确与否。
在课堂上讲解按键作用和操作，只能靠学生的想象，枯燥无味，教学的效果甚微。
如果将数控仿真软件引入理论教学，可以在课堂上将学生的程序编写逼真的演示出来，可以及时发现程序中存在的问题，对指令的理解更加容易。
可以使学生在教室中看到和实际加工基本相同的加工过程，学生更容易理解数控加工操作。
这不但有利于激发学生学习兴趣，提高数控理论教学效果，更有助于学生编程能力的提高，也为以后的实际操作奠定了坚实的基础。
二、使用中存在问题及解决措施
数控仿真软件的使用不仅仅包括优点，还存在不足之处需要改进。
1.学生不注意仿真和实操之间的不同
数控仿真软件只是对工件的编程、加工过程的模拟，并非真实的加工过程，仿真系统只有在选择过大切削深度时才会提示报警。
在使用仿真软件练习时，不用考虑切削用量的影响，程序就能加工合格的工件，学生不能感觉到实际加工时的切削用量的选择、零件装夹对加工的影响。
长此下去，学生在生产加工中就不会考虑到切削用量、刀具、材料等因素对加工的影响，只会按照仿真系统编程。
这样的程序一旦用于实际操作，很容易发生崩刀、撞车等安全问题或影响零件的加工质量。
对此教师要高度重视，合理的安排仿真和实操的课时，使学生始终保持安全生产的意识，养成良好的工作习惯。
2.有可能影响学生的学习
一方面，长时间使用数控仿真软件教学，会使学生认为数控编程、加工比较简单，放松对自己的要求，不认真听讲，懒于上数控机床操作，致使技术退步。
另一方面，有些学生自控能力较差，长时间使用仿真软件教学，学生趁机利用电脑上网、玩游戏或看小说，放弃学习。
这就要求教师加强责任心，提高管理水平，改进教学方法，减少数控仿真软件在教学中的负效应。
总之，把数控仿真软件用于数控教学之中，将激发学生的学习积极性，将有利于改进数控教学条件，提高数控教学效果，但要正确处理其在使用中产生的问题，以便收到事半功倍的效果。
【参考文献】
[1]黄凤岐，潘宏歌.数控仿真技术的教学应用.科教文汇.(19)：185.
[2]明建全.科学使用数控仿真，提高数控教学水平.西北职教3期.
篇9：数控仿真系统在数控教学的应用
【摘 要】数控仿真软件在数控教学的应用，分析了仿真软件在数控教学中的优势与不足，并提出相应的改进措施。
【关键词】数控技术;数控仿真;教学水平;优势与不足
随着现代科学技术的发展,数控技术在机械制造领域日益普及与提高，不同系统不同型号的数控机床在机械制造领域应用越来越广泛，因此，为企业培养数控技术高级应用型人才，是我们职业院校的首要任务。
怎样才能根据社会需求，培养出数控编程和数控机床操作的数控技术高级应用型人才是我们数控专业教师所面临的主要问题。
作为数控专业的教师，我们要探索出一条即符合学校的教学实情又能与企业很好接轨的一条教学特色之路。
科学技术的快速发展，对数控技术高级应用型人才形成了巨大的需求，职业院校如何利用数控加工仿真系统进行教学更是处在探索阶段,因此有必要对数控仿真软件进行科学的分析，明确其优势与不足，在数控教学中合理运用数控仿真软件，会收到事半功倍的教学效果。
1.数控仿真软件在数控教学中应用的优势
1.1减少学校数控教学设备的投入，解决了数控机床少，实习学生多等矛盾
数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床，目前，数控机床的品种很多，价格昂贵，一台普通数控铣床或数控车床价格一般在7—10万，一台小型加工中心价格一般在10—30万，进口的数控机床价格多达上百万甚至上千万。
学校从教学成本考虑，不会大批量购置数控机床，一般会选购几台数控机床，供学生实习，导致实习数控机床数量少，种类少，学生上机操作时间少，不能很好的完成实习任务。
使用数控仿真软件，实现了学校资金投入少，占地面积小，保证了一人一机，使每个学生有足够的时间熟悉仿真软件里的机床的操作，提高了教学质量，很好的解决了数控设备少，实习学生多的现状，缓解了教学压力。
1.2数控仿真软件能够引起学生的学习兴趣，激发学生的学习热情
职业院校的学生的知识水平较低，而数控专业教学理论知识比较抽象，学生易感到枯燥、乏味，应用数控仿真软件，使很多知识更生动和直观，例如对刀、程序的.输入与验证等。
应用仿真软件，可以直观的看到操作过程，学中做，做中学。
这样能够引起学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。
教师还要积极引导学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
1.3无安全隐患，全面提高学生编程能力
数控机床价格昂贵，学生在数控实际操作过程中特别是初学者，没有任何加工经验，如果直接到数控机床上进行实操学习，易出现由于考虑不周全，安全意识淡漠而出现打刀，撞机等现象，甚至对机床和操作者造成伤害。
数控加工仿真系统是基于虚拟现实的仿真软件，是利用计算机来虚拟动画技术来模拟实际的加工过程。
学生可以通过仿真软件熟悉数控机床操作面板，可以放心验证程序，通过反复练习，全面提高学生的编程能力，同时也减少了零件的废品率。
1.4数控仿真软件中的数控机床的系统多,型号多，便于学生开拓视野，全面学习
目前，数控机床的种类很多，呈现系统多样化，型号多样化，并随着科学技术的快速发展，不断更新，而一般学校的数控设备受教学成本的限制，机床系统和型号比较单一，而应用数控仿真软件就能可以弥补这方面缺陷。
例如上海宇龙仿真软件，它拥有多种系统多种厂家生产的多种型号的数控机床，让学生在操作真正的机床前先充分掌握安装了不同类型数控系统的机床的加工仿真操作，同时通过仿真演示积累一定的数控加工实际操作经验，能全面学习数控车、数控铣及加工中心等多种型号机床的操作知识，使学生开拓了视野，扩展了知识面。
通过严格的学习、指导与训练，学生理论知识与操作技能，通过反复练习均会得到全面的发展与提高，学生毕业时分配到不同的生产企业，能很快适应企业的不同数控系统的数控机床的编程及操作
1.5实训教学应用数控加工仿真软件可降低教学成本
实训教学应用数控仿真软件，可以减少上机床操作时间。
将编程及验证程序的操作由数控仿真仿真软件完成。
首先可以安排学生根据图纸的要求，编制零件加工程序，并使用数控仿真软件进行模拟加工，验证程序的正确性，并及时修改，然后将修改后的正确程序输入机床，进行零件加工，这样可以大大减少占用机床时间，降低实训的消耗，从而降低教学成本。
1.6数控仿真软件是数控大赛的一个考核模块
近几年数控大赛的比赛形式逐渐发生改变，比赛通常分为3个模块，第一模块理论考试，第二模块数控仿真，第三模块实际操作。
因此，学校为了适应社会的发展，应鼓励教师合理应用数控仿真软件教学。
1.7教师轻松教学,教学效果明显改善
数控教学中应用数控仿真软件，学生不仅在学校有了更多的练习时间，还可以自己下载数控仿真软件，放学后，随时练习。
学习过程中，遇到问题，可以先独立思考，也可以和同学探讨，还可以带入学校，向老师请教。
以往实操示范操作时，一名教师示范操作并讲解，20—40名学生听课，实操现场噪音比较大，听课人多，影响授课效果，如果分组演示教学，教师就得重复讲解几遍，工作劳动强度增大。
应用数控仿真软件，教师可以将示范操作过程在电脑上反复播放，使每位学生都能看清楚操作的步骤及顺序，然后学生独立操作，在各种仿真练习过程中熟练掌握数控机床的加工生产技术，训练学生实习操作的技能技巧，教师可以有的放矢的对不同学生进行巡回指导与训练，教学效果明显改善与提高。
篇10：探析中职学校数控实习教学中仿真软件的应用论文
探析中职学校数控实习教学中仿真软件的应用论文
论文关键词：数控技术 仿真软件 数控教学
论文摘要：初学者在数控实习教学过程中易发生安全事故，造成机床和人身伤害。数控加工仿真系统是基于虚拟现实的仿真软件，是利用计算机来模拟实际的加工过程。采用数控仿真软件教学，不仅降低了运行成本，而且给学生更多的练习机会，在各种仿真过程中熟练掌握数控机床的加工生产技术。训练学生实习操作的技能技巧，有利于数控教学水平的提高。但数控加工仿真系统是一种模拟软件，它不可能完全代替实训。
数控技术自问世以来，给世界各国制造业带来了革命性的变化。现在数控技术已成为制造业，特别是先进制造业的核心，也是体现一个国家综合国力水平的重要标志。企业的制造能力、适应市场能力和竞争能力都是建立在数控技术之上。随着我国制造业的蓬勃发展，需要大量掌握现代化制造技术的人才，特别对一线数控技术工人的需求量非常大，这就要求中等职业学校培养具有高技能的技术人才。但许多中职学校由于条件的限制，只能传授理论知识，而缺乏实践，学生的实际操作能力欠缺。因此，探索出一种投入小、见效快的教学模式势在必行。
一、数控教学中应用数控仿真软件在的优点
要学好一门技术就要经过大量的实习实践，而数控技术更是一门实践性强的课程，良好实习环境是数控教学必不可少的条件。而数控实习设备属于的高科技产品，价格高，一台数控车或数控铣至少在10万左右，而一台数控加工中心要30万左右，多则达数百万。一般中职学校购置数量不多的几台设备让学生实习。从数量上和成本安全性上考虑，都不大适合学生的普及性教学和实训。如果数控机床的实训完全按照实操进行，需购置大量设备来满足学生实习，这样投入大、消耗多、成本高，一般学校难以承受，而使用数控加工仿真系统是解决此不足的主要途径。它既能解决实训设备不足、学生实习时间少的问题，又能解决初学者由于对数控系统及操作面板不熟悉而造成安全问题，提高学生对数控系统操作及控制面板的熟悉度，让学生大胆地通过仿真对所编程序进行验证，使实习的安排达到多样化，提高学生的学习兴趣和编程能力，使数控技术的教学投入少、见效快，是一种经济实用、安全可靠、功能多样的教学辅助工具。
二、在数控教学中的应用数控加工仿真软件方法
在学习数控加工仿真软件前，一般是学生完成了专业基础理论教学（如机械基础，机械制图等）、专业基础实训教学（如钳工，普通车工等）的基础上进行的，仿真教学的目的是充分利用现有的资源，训练学生实习操作的技能技巧。怎样运用好数控加工仿真系统，使其发挥最好效果，具体应做如下几点：
1.在数控教学初期
在教学初期，主要以理论教学为主，学习数控编程的理论知识（如指令格式、编程方法等问题），一般安排15课时左右。但同时在教学中应穿插数控仿真系统的'学习，仿真系统主要解决软件的安装及基本的使用问题。可先用多媒体将数控仿真软件对学生进行集中训练，使学生对仿真软件的使用有全面的了解，然后让学生上机练习仿真软件的使用。
2.教学中期
经过初期的系统学习后，学生基本掌握了数控机床面板及数控仿真系统的操作方法，数控教学应将理论与仿真有机结合起来，理论教学以编程方法和工艺为主，而仿真训练主要进行程序的输入、校验等练习，同时让学生了解不同数控系统（如法那克、西门子、广数、华中等）的操作方式，将理论与实践结合起来。
3.教学后期
数控加工仿真软件只是一种模拟教学软件，是对加工过程的模拟，并非真实的加工过程，它不可能完全代替教学，尤其是数控加工实训。在数控教学中，往往由于过分依赖仿真系统，而忽视了机床加工练习。因为仿真系统与实际机床有着本质的区别，仿真系统无法替代学生在机床上加工时的真实感受，特别在切削用量的选择方面。因此，教学后期要合理安排时间，将仿真训练与实际数控机床操作训练有机结合，尽量让学生在机床上进行零件的加工训练，而仿真系统此时只是对程序验证的工具，学生可先在仿真系统上将零件模拟加工出来，然后再上机床实际加工，这样可以保证程序的正确性，减少在加工的过程中因程序问题而造成的安全事故。
总之，把数控仿真软件用于数控教学中，将有利于改进教学方法，提高教学水平。但同时要正确处理仿真与实际操作的关系，不能用仿真软件完全代替数控实习，应合理安排仿真与实际操作的时间。教育是高投入、高产出的行业，如何利用现有的资源和设备，以最少的成本，培养具有现代化数控技术应用和开发能力的新型机电一体化人才，是我们职业教育探索的方向。
参考文献：
1.劳动部职业技能开发司.数控车床生产实践.北京:中国劳动保障出版社.
3.劳动和保障部教材办公室.数控加工工艺学.北京:中国劳动保障出版社.
3.曾月华.向虹.数控加工仿真教学系统的实现.北京:高等教育出版社.
4.冼进.数控车床操作基础.北京:电子工业出版社.
篇11：仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文
仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用探讨性论文
摘要：数字信号处理课程概念抽象，理论性很强，算法的推导和证明比较繁琐，在教与学方面都有很大的难度。本文提出了将Matlab与Labview仿真软件应用于数字信号处理课堂教学之中，介绍了Matlab与Labview仿真软件的特点，给出了Matlab与Labview在数字信号处理教学中的应用实例，阐述了提高教学质量的改进方法。实践表明，将仿真软件用在数字信号处理教学改革中，提高了学生的学习兴趣和能力，取得了较好的效果。
关键词：数字信号处理 Matlab Labview 教学改革
数字信号处理是电子、通信专业一门重要的专业基础课。这门课程概念抽象、理论性很强，教师在课堂上讲授抽象的理论知识很难给学生留下深刻的印象，更谈不上学以致用的能力。因此，对于现在培养应用型、技术技能型人才来说，迫切需要改变传统的教学模式。本文提出一种基Matlab和Labview的辅助教学方法，课堂上采用PowerPoint和仿真软件相互结合的多媒体教学方法，将抽象的理论知识用生动有趣的图形界面来验证和演示，加深学生对理论问题的理解;在教学内容上试着采用模块化教学方法，将枯燥的理论逐渐渗入到日常实际应用中，从而提高学生的学习兴趣和学习效率[1]。
1提高教学质量的改进方法
本课程是一门理论性和技术性都很强的课程。数字信号处理本质上是利用数学的方法和数字系统来实现对信号的处理，它主要研究两个方面的问题：一是研究信号处理的各种算法，即建立数学模型;二是算法的实现，包括采用计算机软件实现，和采用专用的电子系统实现[2]。因此，从教学的角度来说，必须既强调理论教学，使学生掌握基本的概念和分析方法，也要加强实验教学，强调理论联系，使学生具有一定动手能力、编程能力和解决一些简单问题的实际能力。针对该课程的特点，借助仿真软件进行课堂教学是十分必要的。
在应用型人才的培养过程中，应以学生为中心，在课程教学过程中，对于重点知识设置项目教学环节。比如，采样定理的验证、傅里叶变换、FFT的应用、数字滤波器的设计及应用等设置具体项目，然后学生以4~6人组成一个学习小组，利用课余时间去查阅资料和仿真，对完成的结果制作成PPT进行汇报，汇报完后进行交流总结，并对项目内容和结果进行点评，项目讨论部分列入期末考核成绩。这样可以培养学生的团队协作精神和创新能力，提高学生的综合素质，有效的来提高教学质量。
1.1 Matlab仿真软件的应用
学生普遍反映难是因为数字信号处理涉及较深的数学功底，其内容以傅立叶变换、拉普拉斯变换、Z变换、复变函数的环路积分为数学基础，这些内容对数学基础比较薄弱的人来说掌握起来有一定的困难。为了使学生既能掌握足够的数字信号处理技能，又不致陷入繁琐的数学推导之中，以大量的数字信号处理实例训练他们数字信号处理的技能是一种可行的思路。而Matlab是一种面向科学和工程计算的高级语言，它具有强大的计算功能、计算结果和编程可视化一体及较高的效率，已经成为科学研究和工程计算不可缺少的工具软件，因此Matlab软件的引入使得通过实践掌握数字信号处理技术的学习方式变得非常容易，比如离散卷积的计算、FFT的应用和滤波器的设计等，都可以借助Matlab仿真来实现。
1.2 Labview软件
Labview软件是一种基于“图形”化方式的虚拟仪器开发环境，具有丰富的函数、数值分析、信号处理和设备驱动等优点，利用它可以方便的建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣[3]。目前，利用计算机仿真技术模拟一些实验现象的虚拟技术已成为一种趋势，图形化的用户界面，点击鼠标，输入数据即能完成，使学生能直观地领会和理解信号处理课程的'分析方法和处理结果。例如模拟信号的采样、滤波器的滤波技术等。这些重要的理论如果在讲解的时候加以逼真的演示，会给同学们留下深刻的印象，加深对知识点的理解。
2 仿真软件的具体应用
信号可以从时域和频域两个方面来描述，有的信号时域波形杂乱无章，但是转换到频域会变得很简单，比如说不同频率的正弦信号叠加在一起，时域表现的很复杂，转换到频域却是简单的几根谱线。因此，信号的频谱分析在数字信号处理中具有很重要的作用。而离散傅里叶变换是分析数字频谱的重要工具，意义在于人们能够从频域中观察信号的特征。对连续信号进行谱分析时，采用离散傅里叶变换。离散傅里叶变换的公式如下：
可以看出，该公式比较抽象，学生很难理解频域形式。而此时，可以借助Matlab使公式更形象化，便于理解。设序列x(n)=[0 1 2 3],则傅里叶变换公式写为 计算可得根据该例的解法，可以将傅里叶变换写成下面的程序： function[XK]=dfs(xn,N)
n=[0:1:N-1];
k=[0:1:N-1];
WN=exp(-j*2*pi/N);
nk=n’*k;
WNnk=WN.^nk;
XK=xn*WNnk;
这里巧妙的利用Matlab中矩阵相乘的概念可以使程序简化，式中
也是一个4*4的矩阵。利用矩阵xn=[0 1 2 3]与矩阵WNnk相乘中的相加，即相加的运算蕴含在矩阵相乘的运算中。
篇12：浅析CAXA软件在数控教学和数控实训中的应用论文
浅析CAXA软件在数控教学和数控实训中的应用论文
摘 要：为了提高数控教学和数控实训的教学效果，提出在教学中引入CAXA软件配合专业课程使用。经教学实践表明教学效果显著，激发了学生学习兴趣和促进了学生创新思维的培养。
关键词：数控教学；数控实训；CAXA软件
CAXA软件在数控教学方面主要应用于《数控加工工艺与设备》、《数控机床编程与操作》、《先进制造技术》、《金属切削原理与刀具》等课程的教学，在实践环节中主要用于数控编程与CAD/CAM实训。本文主要从两个方面论述了CAXA软件的应用。
一、 CAXA软件在数控教学与数控实训中的优越性
在数控教学当中，我们结合CAXA数控车、CAXA制造工程师，学生可以直观地看到刀具的运动轨迹，产生了非常好的教学效果。CAXA软件相比其它软件有很大的优越性。CAXA数控车，它无需画出完整的零件图就可以进行编程、加工，大大提高了编程速度，并且可以动态显示整个加工过程，刀具路径清晰明了对于不合理的参数可以随时修改，非常直观，便于发现不合理的加工工艺；并可以根据不同的数控系统，编制与数控机床相适应的加工程序。CAXA制造工程师，它是一种注重加工的CAD与CAM结合的软件，它的CAD造型方面非常方便与其它的设计软件相比，无论是Pro/E 还是Solid edge等设计软件，它突出的优点就是可以在空间角度进行绘图，进行线面编辑，无论是移动、旋转还是缩放都非常灵活方便，比其它同类加工软件更加灵活. 快捷。从CAM角度讲，他根据不同零件的不同加工部位，设计了多种加工方式，如等高线加工、扫描线加工、等壁厚加工等，可以灵活应对各种加工需求，对刀具路径的编辑轻松自如。
二、 CAXA软件在数控教学中的应用
2.1 CAXA提升了数控教学能力
数控技术课程是一门实践性很强的课程，离开实践，就谈不上素质，实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果，仅在课堂上实施全方位的教学是不够的，还应具备一个良好的实践教学的环境。我们通过使用CAXA制造工程师软件，学生在我们的指导下在计算机上完成零件的三维造型设计（CAD），并进行手工和自动数控编程（CAM-NC）训练，确定加工方式、刀具规格切削用量等加工工艺参数，在计算机上迅速生成相应的加工刀具轨迹，并对加工轨迹进行直观的'加工仿真检验，或对生成的加工轨迹进行再编辑，轨迹无误后自动生成G代码，也还可以将手工编写的G代码进行反读生成刀具轨迹进行仿真检验，教师也可以方便地对学生编写的G代码进行直观地检查。G代码确认无误后，即可根据数控机床及其所使用的数控操作系统进行机床后置处理和代码传输，最后由学生自己动手装卡毛坯、对刀调基准并操作机床将自己的作业加工完成。
2.2 CAXA丰富教师教学课堂和促进了教学改革
通过引入CAXA制造工程师等CAXA-CAM软件对数控加工，数控编程，机床与通讯，传统课程进行改造，使学生在课堂上掌握计算机产品建模，工艺设计，自动编程，模拟加工，机床设置等现代先进制造的全过程，深入认识计算机辅助制造，并实现数控编程与数控加工的实训。CAXA促进了教学改革，任课老师不再是单调在黑板上板书，学生记录或教师操作，学生观看的情况，而成为教师在计算机机房结合专业讲述CAXA实体设计软件的造型——把学生的造型导入CAXA制造工程师软件中进行编程——讲述加工工艺学和软件的功能——验证后到机床进行实际加工的模式。
三、 CAXA软件在数控实训中的应用
与手工编程相比，CAXA自动编程软件使得一些手工编程困难或无法编出的程序能够实现。如复杂曲面（如自由曲面）的编程。在数控实训中引入CAXA软件首先是弥补了因教学资金短缺引起的数控设备的不足问题，其次是在降低教学成本的同时提高了教学效率，三是提高了学生实习实训的安全性。经笔者调查发现好多学校在数控实训中把重点放在了数控机床简单操作上，而对数控加工工艺（如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等）、模具设计、CAD/CAM与数控自动编程修等专业技术能力训练不够。在数控实训中采用大量的来源于生产一线的例题，源于生产一线，在工艺参数的设置上，以实际的加工为依据，无论是教师还是学生，都会得到不同程度的提高，也强化了学生的就业能力。
3.1 CAXA制造工程师在数控实训中的应用
以华中数控大赛试题为例，可以发现若用手工编程，有些节点左边很难计算，用CAXA制造工程师课轻松完成零件的造型、仿真加工、生成程序。CAXA制造工程师生成轨迹过程，主要分为以下三个步骤：
1）：导入三维数模生成加工轨迹
3）加工实物：
3.2 CAXA数控车在数控实训中的应用
车床一般加工轴类、轴套类零件，如果加工零件形状复杂，一般需要用宏程序编程。对于复杂零件（如非圆曲线轮廓）的零件加工，CAXA 数控车能通过零件几何造型、加工参数设置、刀具路径与加工轨迹的生成、代码生成与后置处理和加工仿真等完成零件的粗车、螺纹、切槽、打孔等编程。具体操作过程在此省略。
3.3 CAXA软件的应用使数控实训上了新的台阶
通过CAXA软件在数控实训中的有效应用，不仅使学生完整地经历了零件三维设计、数控铣削加工工艺设计、手工/自动加工编程、数控铣床加工操作的现代制造过程的实习训练，同时也极大地激发了学生创新学习的兴趣。学生一方面根据产品图纸要求，完成零部件三维造型与产品装配，并利用CAD/CAM软件、数控车床、数控铣床（或加工中心）和其它辅助工具，完成该产品中指定部件的加工工艺设计、加工程序编制、零件加工和装配等工作。另一方面学生可以自己设定主题，自行完成设计，并且生成数控程序进行加工。在数控实训中鼓励学生的个性化实践发展，鼓励和激发学生的创新理念、创新设计和创新作品的制作。
四、结束语
在数控教学和数控实训中通过软件，可使教学更贴近生产实际，提高了学生和教师的专业素养。CAXA制造工程师等CAXA-CAM软件通过应用于数控车床加工、数控电火花线切割加工、数控铣床加工/数控加工中心加工和特种加工等相应教学和实训后，使每一个学生都能实际动手，学生得到动手能力和基本工程技能的训练，在实际加工或模拟过程中掌握所学知识并培训相应技能。
参考文献
[1]CAXA制造工程师应用技术[M].北京：机械工业出版社，.
[2]李超，CAD/CAM实训——CAXA软件应用[M].北京：高等教育出版社，2008.
[3]袁锋.数控车床培训教程.北京:机械工业出版社,
篇13：数控加工仿真系统原理及其在教学中的应用
郑州轻工业学院轻工职业学院 李宏兵 隋丽慧
摘 要：本文针对当今出现的数控加工仿真软件、数控加工教学和培训的要求、以及数控机床实训环节易出事故、机床损耗严重、费用高等特点，论述了数控加工仿真系统的原理、作用、功能，以及在数控教学中，如何有效地使用数控加工仿真系统软件，对学生、学员进行数控机床的基本操作培训，以达到多、快、好、省的目的。
关键词：数控机床 数控加工 虚拟现实 仿真系统
0 引言
随着我国高等职业教育的飞速发展，以及数控加工技术在机械制造业中的广泛应用，大批数控机床操作人员的专业培训成为迫切而又难以解决的问题。在传统的操作培训中，数控机床编程与操作的有效培训必须在真实的机床上进行。可是随着学生人数的不断增加，有限的机床数量难以保证每位学生有足够的上机操作时间，同时学生在真实机床上操作还具有一定的危险和不安全性，培训中的误操作经常会导致设备、刀具等的损坏，甚至引发人身伤害事故，增加了培训成本。因此，传统的机床操作培训方法效率低、教师工作量大、培训费用高，需要用更新的方法来取代。
1 虚拟现实技术
虚拟现实，英文名为Virtual Reality，简称VR技术。这一名词是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）在80年代初提出的，也称灵境技术或人工环境。作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统，它最早源于美国军方的作战模拟系统，九十年代初逐渐为各界所关注并且在商业领域得到了进一步的发展。这种技术的特点在于通过计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是由计算机图形构成的三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，从而使得在视觉上产生一种沉浸于这个环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的感觉。
虚拟现实是发展到一定水平上的计算机技术与思维科学相结合的产物，它的出现为人类认识世界开辟了一条新途径。虚拟现实的最大特点是：用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作，改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效的扩展了自己的认知手段和领域。另外，虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具，它以视觉形式产生一个适人化的多维信息空间，为我们创建和体验虚拟世界提供了有利的支持。由于虚拟现实技术的实时三维空间表现能力、人机交互式的操作环境以及给人带来的身临其境的感受，它在军事和航天领域的模拟和训练中起到了举足轻重的作用。近年来，随着计算机硬件软件技术的发展以及人们越来越认识到它的重要作用，虚拟技术在各行各业都得到了不同程度的发展，并且越来越显示出广阔的应用前景。
虚拟现实技术在改造传统产业上的价值体现于：用于产品设计与制造，可以降低成本，避免新产品开发的风险；用于产品演示，可借多媒体效果吸引客户、争取订单；用于培训，可用“虚拟设备”来增加员工的操作熟练程度。虚拟现实技术将使众多传统行业和产业发生革命性的改变。
2 数控加工仿真系统
随着虚拟现实技术及计算机技术的发展，出现了可以模拟实际机床加工环境及其工作状态的计算机仿真加工系统，它是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训的仿真软件。利用计算机仿真培训系统进行学习和培训，不仅可以迅速提高被培训人员的理论、操作水平，而且非常安全，可靠好，培训费用低。
目前在国内已经有一些高等院校将计算机仿真运用于数控操作人才培训的教学之中，也出现了各种数控加工仿真教学系统，如上海宇龙、北京斐克、南京宇航、广州超软、武汉金银花等不同的数控加工仿真软件。上述这些教学系统既能单机系统独立运行，又能实现在线运行。独立运行即机床模型方式，其培训设施只需一台微机，数控机床的模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模型通过三维动画演示。实践证明，用这种方式进行初步培训是非常经济有效的。在线运行即机床工作方式，在这种方式下，教学系统将与实际机床连接，由硬件实现零件切削过程，这时除了操作者是用仿真面板操作外，其它则与实际机床的真实情况一样。即利用计算机和其他的专用硬件、软件去产生一种真实场景的仿真，操作者可以通过与仿真场景的交互，来体验一种接近于真实的场景的感觉。因此，采取这种方法能进一步提高操作者的实际操作技能。
数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个重要的执行单元。它不仅在数控加工过程中为产品设计提供了可制造性的分析，而且在数控系统的学习和培训中，为被培训人员提供了完善的学习方法和学习环境。数控仿真系统完全模拟真实零件的加工过程，可以检验各种数控指令是否正确，能提供与真实机床完全相同的操作面板，其调试、编辑、修改和跟踪执行等功能也一应俱全。
3 虚拟数控机床平台的构建
虚拟数控机床一般是通过以下的构建平台来实现上述功能：
（1）NC解释平台。NC解释平台包括NC解释器和NC验证器。任务分配数据库从任务调度中接受数控代码并将其翻译为虚拟机床的部件、刀具等运动的信息，并将其通过计算模块来模拟机床的响应，NC解释器能够被自由地配置从而能够模拟任何一种数控机床的CNC控制器。
（2）NC验证器。能够验证NC代码的.语法是否正确。
（3）刀具库。刀具库应包括一台数控机床所需要的所有刀具，并能自由配置刀具库中的刀具号，从而能模拟任何一种数控机床的换刀形式及切削加工的要求。
（4）仿真平台。仿真平台包括刀具轨迹仿真、切削力仿真，加工精度仿真、三维动画仿真、加工工时统计分析，仿真平台是虚拟数控机床的核心技术。操作者可以在虚拟的环境中进行机床运动和切削过程等的仿真，从中获得相关的加工数据。如进给轴的位移量、换刀状态、主轴转速、加速度、进给量、加工时间等。通过加工过程的仿真，了解所设计工件的可加工性，验证NC代码的正确性以及评价和优化加工过程，并通过在线修改NC代码来将其优化。
（5）计算平台。计算平台用来完成虚拟数控机床中各种计算，如根据NC代码计算加工零件新的几何形状，根据刀具的材料、运行时间、零件的材料性质和润滑介质的性质计算刀具的补偿量和热补偿量。这些计算结果是虚拟数控机床在应用于虚拟制造过程中的加工方案评价以及可制造性分析所必须的。
（6）设计开发平台。虚拟数控机床的设计平台是一个面向对象的数控软件库及其开发环境。通过对数控软件的标准化、规范化研究和其它CAD／CAM软件的数据交换，并对典型的零件进行封装，设计成具有稳定、通用接口的可重复使用的软件。
（7）操作运行平台和监控平台。在虚拟环境中完全实现真实机床的操作，让使用者完全感受到真实机床的运行特性。在这些基础上的监控硬件和软件，用来控制简易机床．增加虚拟数控机床的真实感．并且可以进行典型零件的实验性试切加工，让使用者有一种身临其尽的感觉。尤其是在数控教学和培训过程中，初学数控编程者需要大量的编程练习，并进行实际调试。用试切法来检验数控加工程序显然不合理，而且也难于实现。如果利用仿真技术，这些问题可以轻松得到解决，从而避免编程时人为出错或工艺不合理造成工件报废。
篇14：数控加工仿真系统原理及其在教学中的应用
虚拟数控机床实际上是虚拟环境中数控机床的模型。与真实机床相比，虚拟数控机床具有以下的功能和特点：
虚拟数控机床具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失，并与真实机床有完全相同的界面风格和对应功能，如动态旋转、缩放、移动等功能的实时交互操作，从而为学员的学习和培训提供保证。
机床操作全过程仿真。仿真机床操作的整个过程：毛坯定义，工件装夹，压板安装，基准对刀，安装刀具，机床手动操作。
丰富多样的刀具库。系统采用数据库统一管理的刀具材料、特性参数库，含数百种不同材料、类型和形状的车刀、铣刀，同时还支持用户自定义刀具及相关特性参数。
全面的碰撞检测。手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测，包括刀炳刀具与夹具、压板、刀具，机床行程越界，主轴不转时刀柄刀具与工件等的碰撞。出错时会有报警或提示，从而防止了误操作的发生。
强大的测量功能。可实现基于刀具切削参数零件粗糙度的测量，能够对仿真软件上加工完成后的工件进行完全自动的、智能化的测量。
具有完善的图形和标准数据接口。用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种运行参数，并能将其他CAD／CAM软件，如UG、Pro/E、Mastercam等产生的三维设计后置处理的NC程序，直接调入加工。
实用灵活的考试系统。可用于远程网络学习、作业、考试等功能，并实现答卷保存、自动评分、成绩查询和分析等功能，轻松实现无纸化的考核与测评。
虚拟数控机床强大的网络功能，可实现远程教育。不仅在局域网上具有双向互动的教学功能，还具有基于互联网进行双向互动的远程教学功能，数据传送可以采用卫星、宽带（ADSL,ISDN,有线CABLE等）或窄带互联网（56K Modem）等方式进行。这使得远程教学成为名副其实，它代表未来教育的发展方向。
4 结束语
鉴于虚拟数控机床具备如此出众的功能，针对目前各院校数控教学课程和参加数控实习学生人数不断增加的现实，以及数控机床精密、昂贵的特点，把数控加工仿真系统软件引入到教学之中，使之用于数控机床编程与操作培训，无疑是个明智之举。这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生现场感和真实感。同时由于其成本较低，可以大量地配置终端，彻底解决了数控机床数量不足的难题，使每位学员都能有足够多的实践机会，因此能够让学生更快地熟悉和了解数控加工的工作过程，掌握各种数控机床的操作方法。其更大的好处还在于，在实现了同样培训效果的情况下，将加工出错率及事故发生率降低到了最低程度。
从我院使用后的效果看，数控仿真系统的引入，使学生在学习数控编程理论时，课堂的教学变得更加生动、更加具体，提高学生的学习兴趣，教学效果明显得到提高。在学习实际操作时，由于仿真软件不存在安全问题，这使得学生可以大胆地、独立地进行学习和练习，并能自我检测加工零件几何形状的精度，对学生机床操作能力的培养，起到了极大的提高、加强作用。同时该系统还可以减轻老师的工作强度，减少工件材料和能源的消耗，节约了实践环节的培训成本，效果十分显著。相信不久的将来，它必将成为数控教学中一种不可或缺的重要手段。
参 考 文 献：
1．曾小惠，吴明华，潘铁虹．在线数控加工仿真教学系统的实现，1998
2．余勤科，岳应娟，刘宏．虚拟数控机床技术及其应用，2000
3．王晓楠，王仲海．虚拟现实技术及其应用，2002
4. 袁修干，人机工程计算机仿真 2005
