斯沃數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學中的研究與應用

張超 楊廷奇

【摘 要】本文以斯沃數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學中的應用為研究對象，介紹了軟件和功能特點，分析了數(shù)控仿真軟件在教學中的優(yōu)勢、不足和改進措施。斯沃仿真軟件應用在教學中不但能激發(fā)學生學習興趣，還彌補了數(shù)控機床數(shù)量不足等問題，使教學質(zhì)量得到提高。

【關鍵詞】斯沃數(shù)控仿真軟件；數(shù)控教學；教學質(zhì)量

中圖分類號： TG659-4；TP391.9 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）20-0137-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.20.060

【Abstract】This paper takes SiWo numerical control simulation software's application in numerical control teaching as the research object， introduces the software and function characteristics， analyzes the advantages， insufficiency and improvement measures of numerical control simulation software in teaching. Practice has proved that the application of SiWo CNC simulation software not only makes up for the lack of equipment， but also mobilizes students' enthusiasm for learning and improves the quality of teaching.

【Key words】SiWo NC simulation software；CNC teaching；Quality of teaching

0 引言

隨著數(shù)控技術在機械制造中的廣泛應用，數(shù)控技術人才的需求也在增加，但數(shù)控操作者上崗前高質(zhì)量培訓是個棘手問題。現(xiàn)結合我院《數(shù)控技術及編程》這門課程來進行研究，由于學生存在基礎薄弱，學習被動，對學習興趣差等問題，以及實驗（訓）室數(shù)控機床數(shù)量少，購買設備投入成本高等客觀條件。在這樣的大環(huán)境下，如何能培養(yǎng)出一個合格的數(shù)控技術人才？值得我們思考。通過幾年的數(shù)控教學研究，發(fā)現(xiàn)數(shù)控仿真軟件能在理論教學與實踐中起到橋梁作用，打破了理論和實踐嚴重脫節(jié)的現(xiàn)象，使理論與實踐有效的無縫銜接，同時增加了學生動手、動腦的機會，提高了操作者的熟練程度。因此，把斯沃數(shù)控仿真軟件用于教學能很好的解決上述問題。

1 斯沃數(shù)控仿真軟件簡介

斯沃數(shù)控仿真軟件是運用計算機技術，對數(shù)控加工過程進行模擬仿真的專業(yè)軟件。該軟件模擬機床加工過程，把真實加工過程通過三維動態(tài)展示出來，使每一個學生對數(shù)控加工建立感性認識，學生通過上機操作，掌握數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑及立、臥加工中心的各系統(tǒng)時間很短，可手動編程或讀入自動編程數(shù)控程序，有效解決了因數(shù)控設備不足和有一定危險性，很難做到讓學生“一人一機”的問題。在培養(yǎng)全面、熟練掌握數(shù)控技術的應用型、高技能人才方面，斯沃數(shù)控仿真軟件發(fā)揮了重要作用。

斯沃數(shù)控仿真軟件包括12大類50個系統(tǒng)90個控制面板，支持宏編程、參數(shù)編程、螺旋插補、極坐標編程，提供鏡像、縮放、旋轉等特殊指令和NC代碼語法檢測與分析[1]。斯沃數(shù)控仿真軟件也是目前國內(nèi)為數(shù)不多綠色版免安裝的數(shù)控仿真軟件。

2 斯沃數(shù)控仿真系統(tǒng)功能

2.1 支持多數(shù)控系統(tǒng)的操作

此軟件包含多種數(shù)控系統(tǒng)。如：發(fā)那科、西門子、華中等數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心等不同機床配備多種數(shù)控系統(tǒng)。學生可以通過此軟件熟悉多種數(shù)控系統(tǒng)的操作，熟悉不同數(shù)控機床操作面板。

2.2 模擬對刀

學生可以通過斯沃數(shù)控仿真軟件，模擬不同數(shù)控系統(tǒng)對刀?？梢詫?shù)控車床上常用刀具如：90o外圓車刀、外切槽刀、外螺紋車刀、內(nèi)孔車刀等進行對刀練習；也可以對數(shù)控鏜銑床及立、臥加工中心上常用刀具如：平面銑刀、立銑刀、球頭銑刀等進行對刀練習。

2.3 具有數(shù)控程序處理功能

能夠通過DNC導入各種CAD/CAM軟件生成的數(shù)控程序，例如Mastercam、Pro/E、UG、CAXA等，手工編制的NC程序也可以被導入，通過操作面板手動數(shù)據(jù)輸入、輸出代碼。

2.4 檢驗程序的正確性

學生將課堂上所學的程序輸入到斯沃數(shù)控仿真軟件里，并進行程序調(diào)試，不僅可以模擬真實的數(shù)控機床進行加工，使學生了解加工過程，還可以檢查程序的正確性。

2.5 全面的記錄操作功能和檢測功能

可以記錄學生操作的整個過程，方便回放查看，去除不必要動作。檢查主軸、刀具和工件三者之間是否發(fā)生碰撞和干涉，也可檢驗由用戶指定的物體之間的干涉，由NC代碼驅(qū)動機械加工，通過程序預檢查功能和加工中的動態(tài)檢查功能，對干涉即將出現(xiàn)的位置做出預警，從而防止了誤操作的發(fā)生。

2.6 具有互動教學功能

教師通過“互動教學”功能演示其教學內(nèi)容，學生可以非常清楚地觀看和練習，能對學生操作情況進行監(jiān)控并指導。利用仿真軟件的“考試功能”對學生進行考試，進一步了解學生的掌握情況，從而對教學進度做出調(diào)整[2]。利用斯沃數(shù)控仿真軟件虛擬教學，使抽象內(nèi)容形象化、直觀化，達到了最佳的教學效果。

3 斯沃數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學中優(yōu)勢

（1）由于數(shù)控機床發(fā)展速度較為迅猛，升級換代周期較短，如果大量購置數(shù)控機床，一段時間之后，主流數(shù)控系統(tǒng)有所更新，無疑也需更換機床，投入非常巨大。斯沃數(shù)控仿真軟件在教學中不僅解決系統(tǒng)更新問題，而且能解決了資金投入大的問題。

（2）作為安全操作的前提培訓。數(shù)控機床操作在一定程度上要比操作普通設備的危險性大，這是因為在加工過程中有一定的不可預知性，一旦按下循環(huán)啟動按鈕，加工過程完全由系統(tǒng)控制，尤其是在對系統(tǒng)不熟悉的情況下，不能準確預讀下一步操作，就可能發(fā)生教學事故[3]。在仿真軟件上進行安全操作培訓可降低在機床上操作事故的發(fā)生率[4]。

（3）進行初步校驗程序。如果讓學生全部在數(shù)控機床上校驗程序，需要花費的時間很長?？梢栽谒刮謹?shù)控仿真軟件中進行校驗，然后到機床設備中進行加工校驗，可大大縮短時間。

（4）可以學習多種數(shù)控系統(tǒng)編程。斯沃數(shù)控仿真系統(tǒng)具有發(fā)那科、西門子、華中世紀星等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能，學生通過上機操作該軟件，掌握不同機床不同數(shù)控系統(tǒng)的編程，同時可手動或CAD/CAM編程和加工。

（5）斯沃數(shù)控仿真軟件中有撞刀、超程、干涉、過切等檢測，一般的數(shù)控機床在實際加工中是不會檢測的，這也讓學生在加工前就能處理危險，對安全文明操作進一步了解，學生還可以利用“一個軟件多種系統(tǒng)”的優(yōu)勢，勤加練習，為今后就業(yè)開拓視野。

（6）豐富了課堂教學，可以作為第二課堂的補充。老師在講解準備功能G指令和輔助功能M指令時，可以使用軟件進行演示走刀過程，從而有效激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果。

4 斯沃仿真軟件在數(shù)控教學中的不足及改進措施

（1）斯沃數(shù)控仿真軟件無法替代學生在機床上加工的真實感受。譬如：在實際加工時學生必須佩戴防護眼鏡，女生必須把頭發(fā)盤到帽子里，加工過程中機床的艙門不允許打開等等，在仿真過程中這些細節(jié)往往被學生忽視，易造成嚴重教學事故。因此，在教學中老師要反復強調(diào)規(guī)范化操作，確保安全第一[5]。如果想讓斯沃仿真軟件發(fā)揮更大作用，必須合理安排仿真教學和實操教學學時分配，在教學中將仿真訓練與實踐操作訓練有機結合。

（2）仿真加工中不能合理選擇數(shù)控機床切削用量三要素及工藝過程參數(shù)。譬如：在仿真加工過程中刀具、切削用量對加工零件影響，產(chǎn)品表面粗糙度及加工環(huán)境等無法感受。因此，在教學中，老師要解釋影響工件加工精度的一些主要因素，合理安排機械加工工藝，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率重要保證，使學生養(yǎng)成一種嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

（3）在仿真過程中毛坯裝夾和對刀過于簡單，不能和實際操作相比[5]。例如我們加工長軸時，必須用頂尖。但在仿真模擬中有沒有尾座和頂尖，不會影響加工結果。毛坯只有圓柱和方形，夾具只有卡盤、壓板和虎鉗，無常用的組合裝夾等，這些和實際相比相差很大，學生在實際中通過反復訓練才能真正提高操作能力。

5 結論

斯沃數(shù)控仿真是借助計算機技術，對數(shù)控加工操作過程進行模擬仿真專業(yè)軟件，它不僅能使學生掌握數(shù)控機床的基本原理，又能掌握數(shù)控機床編程技巧[6]。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、減少培訓成本，把該軟件用于實際生產(chǎn)和教學培訓中意義重大?？傊挥惺炀氄莆账刮謹?shù)控仿真軟件的整套運行過程，才能很好地發(fā)揮其優(yōu)勢。最后通過強化工藝、安全等方面的訓練，才能培養(yǎng)出一名合格的數(shù)控技術人才。斯沃仿真軟件應用在教學中不但能激發(fā)學生學習興趣，還彌補了數(shù)控機床數(shù)量不足等問題，使教學質(zhì)量得到提高。

【參考文獻】

[1]斯沃數(shù)控仿真系統(tǒng)說明書，2006（07）.

[2]仇超.淺析模擬仿真軟件在數(shù)控教學中的應用[J].科技創(chuàng)新及應用，2013（06）.

[3]李芹.基于VNUC數(shù)控仿真軟件下的教學[J].科技風，2009（19）.

[4]蔣永松.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控教學中的應用與思考[J].科學咨詢，2010（1）.

[5]黨玉東.數(shù)控加工仿真軟件的應用及其優(yōu)缺點對照[J].學園（教育科研），2013（05）.

[6]楊柳，劉剛.基于VNUC仿真軟件的數(shù)控教學[J].城市建設理論研究，2013（06）.