數(shù)控仿真系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控仿真系統(tǒng)范文

1 前言

隨著我國(guó)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(huì)對(duì)數(shù)控技術(shù)型人才的需求也大大增加。我國(guó)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(lái)為社會(huì)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(shí)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(shí)踐的需求，運(yùn)用數(shù)控仿真系統(tǒng)能讓學(xué)生模擬真實(shí)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(shí)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(lái)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(shí)的仿真軟件，具有能演示講解數(shù)控操作編程、模擬真實(shí)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(shí)、協(xié)助工程技術(shù)人員預(yù)測(cè)檢驗(yàn)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(guó)現(xiàn)今采用的數(shù)控仿真系統(tǒng)主要來(lái)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(duì)數(shù)控專業(yè)學(xué)生實(shí)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(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的操作水平，實(shí)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(shí)，都具有很強(qiáng)的理論性以及實(shí)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(diǎn)較低，對(duì)知識(shí)的領(lǐng)會(huì)理解能力較差，學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控理論知識(shí)的過(guò)程中容易產(chǎn)生倦怠感，教師與學(xué)生面對(duì)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(guò)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(guò)數(shù)控仿真系統(tǒng)，教師還能時(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生的操作情況，方便教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作的錯(cuò)誤，對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)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(dòng)性和學(xué)生的動(dòng)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(chǎng)地、數(shù)控機(jī)床種類多價(jià)格貴等多種因素的限制，目前大部分中職學(xué)?？晒W(xué)生實(shí)際操作的機(jī)床的型號(hào)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(hào)的機(jī)床，實(shí)際機(jī)床操作的次數(shù)和時(shí)間也相對(duì)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(shí)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(yùn)動(dòng)狀況以及刀具的加工情況等都可以通過(guò)數(shù)控仿真系統(tǒng)直觀地演示出來(lái)。學(xué)生可以通過(guò)數(shù)控仿真系統(tǒng)熟悉各種型號(hào)的數(shù)控機(jī)床對(duì)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(huì)引發(fā)干涉和碰撞等狀況的原因，在機(jī)床實(shí)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(shí)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(yàn)數(shù)控編程代碼是否正確，提示錯(cuò)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(huì)根據(jù)代碼進(jìn)行虛擬的加工，并驗(yàn)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(cuò)誤之處，并提示學(xué)生調(diào)試編程代碼，實(shí)現(xiàn)正確的仿真加工。學(xué)生還可以通過(guò)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(duì)數(shù)控編程相關(guān)知識(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)控教學(xué)的多元化

目前，在我國(guó)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(fèi)等問(wèn)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(duì)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(yùn)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(duì)各類數(shù)控系統(tǒng)的操作能力。

3.5 增強(qiáng)學(xué)生對(duì)參數(shù)的認(rèn)識(shí)

為了提高數(shù)控機(jī)床的使用率，保障學(xué)生在實(shí)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(shí)訓(xùn)中幾乎不懂得如何確定參數(shù)，對(duì)參數(shù)的合理性認(rèn)識(shí)有待加強(qiáng)。數(shù)控仿真系統(tǒng)可以模擬真實(shí)的數(shù)控加工參數(shù)，學(xué)生可以通過(guò)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(cè)工件和刀具破損和變形情況，進(jìn)而領(lǐng)會(huì)不同參數(shù)對(duì)數(shù)控加工質(zhì)量的影響，學(xué)會(huì)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(shí)[3]。

3.6 豐富教學(xué)評(píng)價(jià)內(nèi)容

數(shù)控仿真系統(tǒng)具有自動(dòng)檢測(cè)學(xué)生的數(shù)控程序、指出數(shù)控程序錯(cuò)誤原因以及三維測(cè)量等多項(xiàng)功能，學(xué)生可以通過(guò)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(cè)試，教師可以通過(guò)學(xué)生的操作記錄，對(duì)學(xué)生作出相關(guān)的教學(xué)評(píng)價(jià)，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(duì)教師的教學(xué)效果進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)[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(píng)價(jià)體系增加了一條新的標(biāo)準(zhǔn)，豐富了其教學(xué)評(píng)價(jià)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(wèn)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(shí)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(wèn)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(shí)，數(shù)控仿真系統(tǒng)的某些指令有時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法執(zhí)行的現(xiàn)象，致使學(xué)生對(duì)數(shù)控的相關(guān)理論知識(shí)產(chǎn)生疑惑，在一定程度上阻礙了學(xué)生對(duì)數(shù)控知識(shí)的深入理解和運(yùn)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(shí)際操作的時(shí)間，把仿真操作練習(xí)與實(shí)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(zhǎng)數(shù)控機(jī)床的使用年限和維修成本，沒(méi)有根據(jù)教學(xué)計(jì)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(shí)訓(xùn)的時(shí)間，過(guò)分依賴于數(shù)控仿真系統(tǒng)的操作練習(xí)。過(guò)多模擬仿真操作練習(xí)，容易造成學(xué)生對(duì)實(shí)際操作的忽視，不利于學(xué)生實(shí)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(duì)數(shù)控加工、編程、機(jī)床操作課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)數(shù)控知識(shí)有總體上的認(rèn)識(shí)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(huì)數(shù)控仿真系統(tǒng)使用的各個(gè)步驟和方法，提高學(xué)習(xí)效率。

5 結(jié)語(yǔ)

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(shí)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(shí)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(shí)訓(xùn)操作緊密地結(jié)合在一起，推進(jìn)對(duì)學(xué)生數(shù)控技能的培養(yǎng)，實(shí)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)

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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(guó)制造業(yè)裝備的自動(dòng)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(guò)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(shí)際加工之前，都必須進(jìn)行有效的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)數(shù)控程序的方法主要有手工檢驗(yàn)、試切檢驗(yàn)、軌跡顯示和計(jì)算機(jī)仿真等。其中計(jì)算機(jī)仿真是近年來(lái)發(fā)展較快，也足最行之有效的方法。我們?cè)诰C合分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)，對(duì)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(jì)算機(jī)上模擬加工環(huán)境和數(shù)控加工的過(guò)程，完成NC程序的校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)干涉（主要是刀具與工件之間）和過(guò)切現(xiàn)象，修改NC程序，通過(guò)實(shí)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(shí)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(diǎn)在于：（1）系統(tǒng)完全模擬真實(shí)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(duì)代碼的切削狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)操作安全。（3）用戶可看到真實(shí)的三維加工仿真過(guò)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(guò)程，過(guò)程逼真。（4）采用虛擬機(jī)床替代真實(shí)機(jī)床進(jìn)行培訓(xùn)在降低費(fèi)用的同時(shí)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(guò)在電腦上操作該軟件，能在很短時(shí)間內(nèi)就能掌握數(shù)控車、銑及加工中心的操作?？墒謩?dòng)編程和加工，教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，監(jiān)看窗口滾動(dòng)控制，可隨時(shí)獲得學(xué)生信息。在教學(xué)中還具有多媒體教學(xué)的特點(diǎn)。

首先，由于計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)是以計(jì)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(dòng)態(tài)的模擬顯示代替機(jī)床實(shí)際運(yùn)行并且還能夠提示操作信息，如編程錯(cuò)誤信息和操作失誤機(jī)床碰撞報(bào)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(shí)習(xí)消耗、又大大提高了教學(xué)效率。

其次，計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床控制系統(tǒng)依據(jù)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的顯示功能和全中文的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(dòng)力。模擬演示功能更為真實(shí)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(jì)以滿足不同監(jiān)控要求。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，程序段、坐標(biāo)值、出錯(cuò)信息以及工件與刀具的相對(duì)移動(dòng)的切削過(guò)程同時(shí)顯示在同一窗口內(nèi)，使操作者能夠一目了然，隨時(shí)監(jiān)控機(jī)床運(yùn)行的狀態(tài)體驗(yàn)真實(shí)的加工過(guò)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(shí)時(shí)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(cè)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(yǔ)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(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)能及時(shí)提供錯(cuò)誤信息以及刀具相對(duì)移動(dòng)軌跡的顯示以及最終加工的立體效果，再由學(xué)生經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單判斷就能很容易的發(fā)現(xiàn)和修改程序的錯(cuò)誤，從而避免教師直接面對(duì)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(shí)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(shí)際問(wèn)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(huì)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(yàn)和教訓(xùn)。所以說(shuō)它是初學(xué)者理想的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐工具，只要經(jīng)過(guò)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(shí)際操作方法，從而為以后的技能的進(jìn)一步深造打下了堅(jiān)實(shí)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(diǎn)，而且根據(jù)學(xué)校教學(xué)改革的要求，我們盡力把它運(yùn)用到我校無(wú)斷層教學(xué)模式中。比如，我們?cè)跀?shù)控機(jī)床實(shí)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(shí)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(shí)踐有機(jī)的結(jié)合在一起邊講授邊練習(xí)，使講過(guò)的知識(shí)及時(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，不但加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解而且在模擬操作的同時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作方法上也具備了相當(dāng)水平的實(shí)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(dòng)起來(lái)，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(jí)工考試中合格率達(dá)到，學(xué)生成績(jī)相當(dāng)優(yōu)秀，得到相關(guān)老師及校領(lǐng)導(dǎo)一至好評(píng)。

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(shí)的模型來(lái)認(rèn)識(shí)，而只能將其作為認(rèn)識(shí)事物的中介與橋梁，在教學(xué)中必須與實(shí)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(shuō)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(dòng)是影響加工精度的重要因素，滾珠絲杠進(jìn)給傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，利用Solidworks、Ansys、Adams建立機(jī)床整機(jī)的剛?cè)狁詈隙囿w動(dòng)力學(xué)模型，得到機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性曲線。通過(guò)與剛性體模型仿真結(jié)果作對(duì)比，驗(yàn)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(jì)優(yōu)化提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：剛?cè)狁詈?；多體動(dòng)力學(xué)；可行性

中圖分類號(hào)：

TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2013）10018603

0 引言

隨著計(jì)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(lái)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(xiàng)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(gè)研究熱點(diǎn)。多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)由于本身存在大范圍的剛體運(yùn)動(dòng)，又存在彈性變形運(yùn)動(dòng)，因此多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與多剛體系統(tǒng)動(dòng)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(duì)的剛度，即使機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中結(jié)構(gòu)件自身的變形也可以忽略。事實(shí)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(huì)影響到構(gòu)件的動(dòng)態(tài)特性，產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)等。因此柔性體會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)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(dòng)方式在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)絲杠螺母帶動(dòng)工作臺(tái)實(shí)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(dòng)為研究對(duì)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(dòng)的結(jié)構(gòu)圖。由于滾珠絲杠是一種細(xì)長(zhǎng)的低剛度元件，在工作時(shí)由于受到驅(qū)動(dòng)力的作用會(huì)產(chǎn)生較大的軸向變形及扭轉(zhuǎn)變形，另外工作臺(tái)重量相對(duì)于絲杠也比較大，加減速過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的慣性力，這樣就會(huì)影響進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度。然而進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)床的重要組成部分，它的動(dòng)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(shí)際。以提高仿真的精度。

1 柔性體動(dòng)力學(xué)方程的建立

多柔體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)描述方式采用相對(duì)坐標(biāo)描述方法，如圖2所示

柔性體上任一點(diǎn)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(shí)踐；教學(xué)效果

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

0 引言

目前在機(jī)械制造行業(yè)中越來(lái)越多的應(yīng)用到了數(shù)控加工，自然對(duì)此類人才的需求也就與日俱增了。但因?yàn)閿?shù)控設(shè)備的價(jià)格很昂貴，很難做到每個(gè)學(xué)生都有足夠的操作數(shù)控機(jī)床的時(shí)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(shí)間，又增大了風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何增加學(xué)生的實(shí)踐操作機(jī)會(huì)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)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(wèn)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(shí)踐操作機(jī)會(huì)的問(wèn)題，因?yàn)樵撓到y(tǒng)可以通過(guò)進(jìn)行數(shù)控加工全過(guò)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(cè)量等，讓學(xué)生了解和掌握到數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)程序指令和基本操作方法，為今后的實(shí)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(shí)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(shí)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(jià)格昂貴，數(shù)量有限。數(shù)控仿真系統(tǒng)通過(guò)計(jì)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(shí)數(shù)控仿真系統(tǒng)不存在安全問(wèn)題，若操作失誤，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)報(bào)警，并不會(huì)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(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，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(shí)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(huì)及時(shí)報(bào)警，幫助學(xué)生改正編程過(guò)程中的錯(cuò)誤。數(shù)控仿真系統(tǒng)自帶的考試功能能夠自動(dòng)記錄學(xué)生操作過(guò)程的失誤，自動(dòng)評(píng)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(shí)訓(xùn)是理論和實(shí)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(shí)際應(yīng)用之間的關(guān)系，學(xué)生會(huì)感覺(jué)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(shí)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(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，教師針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤及時(shí)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(dòng)手操作能力。教師把數(shù)控機(jī)床操作的課程安排在實(shí)訓(xùn)車間來(lái)講授，其一受數(shù)控機(jī)床數(shù)量的限制，學(xué)生自己動(dòng)手操作的時(shí)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(shí)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(dòng)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(shí)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(dòng)手操作機(jī)床來(lái)加深理解。即使操作過(guò)程中有失誤的地方，仿真系統(tǒng)也只是及時(shí)出現(xiàn)報(bào)警提示，而不會(huì)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(dòng)手操作能力。經(jīng)過(guò)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(shí)際操作，就會(huì)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(shí)，如果不利用數(shù)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，很難發(fā)現(xiàn)編程過(guò)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(cuò)誤，如數(shù)字0輸成字母O，坐標(biāo)值掉了小數(shù)點(diǎn)，字母Z輸成數(shù)字2等等，數(shù)控系統(tǒng)都會(huì)及時(shí)報(bào)警，程序無(wú)法運(yùn)行。因此要在數(shù)控仿真系統(tǒng)上正確的運(yùn)行程序，必須保證輸入的程序是正確無(wú)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(méi)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和遠(yuǎn)程培訓(xùn)。隨著社會(huì)對(duì)技能人才的大量需求，職業(yè)院校還應(yīng)擔(dān)負(fù)起社會(huì)勞動(dòng)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(tái)，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(shí)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(xiàng)

2.1 數(shù)控仿真系統(tǒng)只能檢查程序的對(duì)錯(cuò)，無(wú)法檢查程序的好壞。數(shù)控仿真系統(tǒng)對(duì)數(shù)控程序編寫技巧、加工工藝安排無(wú)法檢查。教師應(yīng)在課堂上重點(diǎn)講解這些問(wèn)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(guò)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(duì)加工質(zhì)量的影響無(wú)法體現(xiàn)，實(shí)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(shí)際操作中，刀具磨損、各種加工參數(shù)的設(shè)置都會(huì)影響最終的加工結(jié)果。數(shù)控仿真系統(tǒng)的使用，會(huì)在一定程度上讓學(xué)生放松對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全的認(rèn)識(shí)。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(shí)訓(xùn)教學(xué)前期輔助教學(xué)，不能完全拋開實(shí)際機(jī)床的實(shí)習(xí)內(nèi)容，后期還要安排適當(dāng)?shù)膶?shí)習(xí)時(shí)間，通過(guò)實(shí)際操作來(lái)糾正以上不足。

綜上所述，數(shù)控仿真系統(tǒng)盡管畢竟和實(shí)際機(jī)床還是有很多區(qū)別，無(wú)法真正替代實(shí)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(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，減輕了老師的工作量，對(duì)于學(xué)生動(dòng)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(zhǎng)有.數(shù)控仿真應(yīng)用軟件實(shí)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(hào)】G718.1

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】C

【文章編號(hào)】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(shí)際機(jī)床上進(jìn)行，這樣既增加了教師的教學(xué)時(shí)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(huì)導(dǎo)致昂貴設(shè)備的損壞，特別是對(duì)刀臺(tái)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(gè)問(wèn)題：如何將教學(xué)與實(shí)際安全操作合理集合。

在計(jì)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(shí)際設(shè)備加工環(huán)境和工作狀態(tài)的計(jì)算機(jī)仿真數(shù)控操作系統(tǒng)。這樣用計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)來(lái)對(duì)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(shí)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(duì)教師進(jìn)行實(shí)習(xí)實(shí)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(jì)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(dú)立運(yùn)行，也能在線運(yùn)行，其培訓(xùn)設(shè)施只需有數(shù)臺(tái)計(jì)算機(jī)加一臺(tái)主控機(jī)，數(shù)控機(jī)床的模擬操作在計(jì)算機(jī)顯示屏顯示的仿真面板上進(jìn)行，而零件切削過(guò)程由機(jī)床模型三維動(dòng)畫來(lái)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(huì)后再在線運(yùn)行連接到實(shí)際機(jī)床上，由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的切削過(guò)程，這時(shí)除了操作者是用仿真面板操作，外，其它則與實(shí)際機(jī)床的真實(shí)情況一樣，簡(jiǎn)單來(lái)講就是利用計(jì)算機(jī)和其他的專用硬軟件去產(chǎn)生一種真實(shí)場(chǎng)景的仿真操作效果，學(xué)生可以通過(guò)與仿真場(chǎng)景的交流來(lái)體驗(yàn)接近于真實(shí)場(chǎng)景的感覺(jué)。因此能進(jìn)一步培訓(xùn)學(xué)生的實(shí)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(shí)戰(zhàn)打下堅(jiān)實(shí)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(gè)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(guò)程中為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了可制造性的分析，同時(shí)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(shí)零件的切削過(guò)程，能檢驗(yàn)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(shí)質(zhì)上是虛擬的數(shù)控機(jī)床模型。與真實(shí)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(shí)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(shí)機(jī)床的任何功能，同時(shí)不會(huì)因?yàn)椴捎媚承┙铺娲率蛊涔δ艿氖д婊驍?shù)據(jù)的丟失。并且與實(shí)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(jì)算機(jī)連網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)，實(shí)現(xiàn)一堂課。一個(gè)教師，數(shù)名學(xué)生，數(shù)臺(tái)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(shí)的環(huán)境中運(yùn)行虛擬機(jī)床，又能觀察它的各種運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行軌跡，并能與其他CAD／CAM軟件進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

④在虛擬機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)觀察運(yùn)行軌跡來(lái)檢測(cè)其所編程序，及時(shí)進(jìn)行修改，這既不會(huì)產(chǎn)生事故又為學(xué)生提供了大量練習(xí)的機(jī)會(huì)。

二、重要平臺(tái)的構(gòu)建認(rèn)識(shí)

虛擬數(shù)控機(jī)床是怎樣實(shí)現(xiàn)這些功能的呢?在通常情況下都是是通過(guò)以下平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)：

①NC解釋平臺(tái)。NC解釋平臺(tái)包括NC解釋器和NC驗(yàn)證器。任務(wù)分配數(shù)據(jù)庫(kù)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(yùn)動(dòng)的信息，并將其通過(guò)計(jì)算模塊來(lái)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(yàn)正器。能夠驗(yàn)證NC代碼的語(yǔ)法正確性，從而對(duì)模擬操作進(jìn)行判斷。

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

④仿真平臺(tái)。仿真平臺(tái)包括切削力軌跡仿真，刀具仿真，加工精度仿真，三維動(dòng)畫仿真，加工工時(shí)統(tǒng)計(jì)分析等。操作者可以在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行機(jī)床運(yùn)行和切削過(guò)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(shí)間，換刀情況等。通過(guò)加工過(guò)程的仿真，了解設(shè)計(jì)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(yùn)行和監(jiān)控平臺(tái)。在虛擬環(huán)境中完全實(shí)現(xiàn)了真實(shí)機(jī)床的操作，讓學(xué)生感受到真實(shí)機(jī)床的運(yùn)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(jué)。尤其是在數(shù)控教學(xué)和培訓(xùn)過(guò)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(wèn)題就可以輕松得到解決，從而就可以避免編程的時(shí)候出現(xiàn)工藝上的錯(cuò)誤導(dǎo)致的工件報(bào)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(wú)松動(dòng)對(duì)于接口線不得經(jīng)常撥拉，如有異常可用專用工具進(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(shí)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(wèn)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(cè)

一、數(shù)控維修探討的必要性

隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)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(guó)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(lái)很大的效益，逐漸成為主流的工具機(jī)床。但同時(shí)，由于它們的先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn)，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(yùn)行的前提，對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的推動(dòng)作用。所以，掌握和熟練運(yùn)用數(shù)控維修技術(shù)和維修要點(diǎn)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(guó)內(nèi)還是國(guó)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(gè)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(guò)程的工作狀況和加工零件的工藝要求；隨時(shí)做好日檢、月檢和歷史維修記錄；加強(qiáng)對(duì)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(méi)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(jué)器官來(lái)尋找故障原因。同時(shí)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(shí)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(wú)撞擊、接口線有無(wú)脫落、剪斷？有無(wú)保險(xiǎn)絲燒斷、元器件燒焦、煙熏、開裂現(xiàn)象，有無(wú)異物斷路現(xiàn)象，以此判斷板內(nèi)有無(wú)過(guò)流、過(guò)壓、短路等問(wèn)題?？赐习?？

（2）聽，利用人體的聽覺(jué)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(jiàn)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(shí)有時(shí)無(wú)的故障時(shí)，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(diǎn)，板與板之間或模塊與模塊之間又通過(guò)插件或電纜相連。所以，任何一處的虛焊或接觸不良，就會(huì)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(fèi)不少時(shí)間，甚至一時(shí)解決不了。但同時(shí)也要求維修人員具有豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，要有多學(xué)科的較寬知識(shí)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(bào)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(hào)狀態(tài)，找出故障的大致部位，它是故障診斷過(guò)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(guò)程中在CRT上發(fā)生出錯(cuò)報(bào)警，通過(guò)調(diào)用自診斷畫面顯示X超程，但此拖板并沒(méi)有超程。從此出發(fā)找其故障方向原因：原來(lái)由于加工人員沒(méi)有及時(shí)清理鐵屑，堵塞壓住行程開關(guān)所致，通過(guò)診斷方向，很容易地排除故障。同時(shí)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(shí)際處理實(shí)際故障原因。

（三）程序測(cè)試法

功能程序測(cè)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(gè)試驗(yàn)程序，并穿成紙帶或存儲(chǔ)在硬盤、電子盤、軟盤上。在故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序，可快速判定哪個(gè)功能不良或喪失。功能程序測(cè)試法常應(yīng)用于以下場(chǎng)合：

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

（2）數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障，一時(shí)難以區(qū)別是外來(lái)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(cè)試程序來(lái)診斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

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

（四）交換法

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設(shè)計(jì)，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(lái)越大，技術(shù)也越來(lái)越復(fù)雜，按照常規(guī)的方法，很難把故障定位在一個(gè)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(shí)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(lái)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(méi)有備用電路板或組件，可把故障區(qū)與無(wú)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(shí)踐

[中圖法分類號(hào)]G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為基本工具，對(duì)控制系統(tǒng)及工程中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真的課程，是自動(dòng)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(guò)MATLAB等仿真工具對(duì)于經(jīng)典或現(xiàn)代控制理論下控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)從控制理論到實(shí)踐應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)過(guò)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(wèn)題的能力[2]。

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

一、理論學(xué)習(xí)與實(shí)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(shí)現(xiàn)，基于Matlab的控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)等實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容。而實(shí)驗(yàn)講授一般滯后理論學(xué)習(xí)，導(dǎo)致理論與實(shí)踐的脫節(jié)，不利于學(xué)生深入理解所學(xué)知識(shí)。

二、實(shí)踐性環(huán)節(jié)較少，缺乏綜合性、針對(duì)性

原課程實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，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(shí)踐相關(guān)的針對(duì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。不利于學(xué)生正確認(rèn)識(shí)實(shí)際工程和理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力的提高。

三、不能及時(shí)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(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的授課模式使師生間缺乏有效的交流互動(dòng)。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(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)其自我分析、解決問(wèn)題的能力，成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。與此同時(shí)，以Internet推動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)課程是另一新興趨勢(shì)，其包括：按一定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略組織起來(lái)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(wèn)題：

在設(shè)計(jì)開發(fā)方面，首先，現(xiàn)有平臺(tái)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(yè)技術(shù)導(dǎo)致學(xué)習(xí)中缺少交互，不能在線提問(wèn)，問(wèn)題和觀點(diǎn)不能及時(shí)提出，得到幫助和反饋;無(wú)法及時(shí)協(xié)商和對(duì)話。其次，缺乏便捷導(dǎo)航，熟悉總體架構(gòu)需要大量時(shí)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(wú)序，甚至導(dǎo)航混亂。評(píng)價(jià)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(jì)劃及時(shí)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(wèn)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(jì)的三個(gè)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(jì)三個(gè)角度對(duì)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(lái)實(shí)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(tái)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(diǎn)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)涿枋觯煜ず驼莆掌渲饕獢?shù)值積分法，如歐拉法、梯形法和四階龍格―庫(kù)塔法等;

④熟悉Simulink動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境，并掌握控制系統(tǒng)的時(shí)域（含基于狀態(tài)空間的）和頻域計(jì)算機(jī)輔助分析方法，從而對(duì)一般的控制系統(tǒng)具有綜合設(shè)計(jì)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(duì)使用對(duì)象為大三學(xué)生，已先修過(guò)《自動(dòng)控制原理》等課程，在教學(xué)設(shè)計(jì)中通過(guò)設(shè)計(jì)適合學(xué)生個(gè)性的情景問(wèn)題、增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)資源庫(kù)，如重點(diǎn)難點(diǎn)、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(diǎn)難點(diǎn)等，來(lái)強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系與區(qū)別，刺激學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。并根據(jù)不同知識(shí)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(shí)可以通過(guò)學(xué)習(xí)資源的方式提供，而策略性的知識(shí)，則可通過(guò)設(shè)計(jì)自主學(xué)習(xí)活動(dòng)來(lái)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(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境―Simulink;

第5章：控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析及設(shè)計(jì)。

3.學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)

（1） 超鏈接知識(shí)單元網(wǎng)絡(luò)

如圖1所示，將學(xué)習(xí)任務(wù)以知識(shí)點(diǎn)形式展開、超文本方式組織，最終形成了樹狀知識(shí)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(duì)反饋信息，對(duì)學(xué)生因材施教，講授重點(diǎn)，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(dòng)畫演示等。安全性方面，避免使用來(lái)歷不明的軟件和文檔;定期查殺病毒，更新病毒庫(kù);盡量使用綠色軟件;重要的資源及時(shí)備份;為不同類型用戶設(shè)置不同用戶操作類型和訪問(wèn)權(quán)限，設(shè)定訪問(wèn)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(shí)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(shí)時(shí)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(duì)成員充分調(diào)研、探討與改進(jìn)新的教學(xué)內(nèi)容;與實(shí)驗(yàn)教師充分溝通，在實(shí)驗(yàn)教材中突出與當(dāng)前新技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)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(jì)等手段的綜合運(yùn)用，必會(huì)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(shí)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)]

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[3]潘峰，薛定宇，陳大力，MATLAB語(yǔ)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(bào)，2009（31）：57-59.

[4]戴先中，自動(dòng)化學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)與知識(shí)體系淺析[J].中國(guó)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】高速鐵路 鐵道信號(hào) 列車運(yùn)行控制系統(tǒng) 教學(xué)改革 模擬仿真技術(shù)

【中圖分類號(hào)】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2014）08C-0188-03

高等職業(yè)教育是我國(guó)高等教育不可或缺的組成部分，主要培養(yǎng)社會(huì)生產(chǎn)、維修維護(hù)、管理、服務(wù)等一線的高技能型人才。鐵路高職院校的鐵道通信信號(hào)專業(yè)是主要面向鐵路現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試、維護(hù)、管理等崗位開設(shè)的專業(yè)，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的鐵道信號(hào)設(shè)備安裝、調(diào)試、日常養(yǎng)護(hù)、設(shè)備故障處理及檢維修等崗位技術(shù)能力，符合鐵路信號(hào)一線崗位要求的高素質(zhì)技能型人才，而列車運(yùn)行控制系統(tǒng)維護(hù)是鐵道通信信號(hào)專業(yè)的核心課程。列車運(yùn)行控制系統(tǒng)維護(hù)課程的教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到本專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量，是鐵路運(yùn)輸、特別是高速鐵路的安全與可靠的根本保障。模擬仿真技術(shù)是利用簡(jiǎn)單的設(shè)備或方法實(shí)現(xiàn)與真實(shí)設(shè)備功能一致的一種技術(shù)。結(jié)合鐵路現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，利用模擬仿真技術(shù)來(lái)演示、操作，使抽象的概念、原理變得直觀、清晰，打破理論教學(xué)的弊端。

一、課程介紹

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)維護(hù)課程是一門發(fā)展迅速、技術(shù)含量高，具有網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、數(shù)字化、智能化的現(xiàn)代系統(tǒng)的技術(shù)課程。對(duì)學(xué)生未來(lái)從事鐵道通信信號(hào)設(shè)備維修、施工、設(shè)備器材檢修和制造等崗位工作具有重要意義。

課程主要講授機(jī)車信號(hào)、LKJ監(jiān)控記錄裝置車載設(shè)備與地面設(shè)備、車站電碼化、CTCS-2級(jí)與CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)設(shè)備等內(nèi)容。學(xué)完本課程，學(xué)生應(yīng)具備機(jī)車信號(hào)、LKJ監(jiān)控記錄裝置、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)列控中心及車載設(shè)備的養(yǎng)護(hù)與維修、應(yīng)答器及軌旁電子單元的日常養(yǎng)護(hù)與維修、專用儀器設(shè)備使用、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)設(shè)別施工及安裝調(diào)試等基本的崗位技能，提高廣大信號(hào)工作人員的技術(shù)水平，以充分發(fā)揮現(xiàn)代化信號(hào)系統(tǒng)的作用。要達(dá)到良好的教與學(xué)的雙贏效果，對(duì)于鐵路專職任課教師來(lái)說(shuō)，除了明確該專業(yè)與課程的培養(yǎng)目標(biāo)及該課程的教學(xué)目的外，還要采用適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，進(jìn)行理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。

二、模擬仿真的應(yīng)用

（一）機(jī)車信號(hào)演示平臺(tái)的應(yīng)用

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)維護(hù)是專業(yè)性、理論性很強(qiáng)的一門課程，在了解鐵路列控設(shè)備基本構(gòu)成的基礎(chǔ)上，才能夠深入理解其工作原理與工作過(guò)程。在講授機(jī)車信號(hào)的結(jié)構(gòu)及工作原理時(shí)，如果只講理論，或是講完理論后到現(xiàn)場(chǎng)參觀，學(xué)習(xí)的效果是不理想的。筆者采用理論實(shí)踐一體進(jìn)行講授，即邊講邊做，利用由自治區(qū)教學(xué)團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)和研制的機(jī)車信號(hào)演示平臺(tái)達(dá)到理實(shí)講授目的。

機(jī)車信號(hào)演示平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖1所示，該平全模擬鐵路現(xiàn)場(chǎng)機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)，主要分兩個(gè)部分，第一部分為操作盤面，圖1的上半部分主要進(jìn)行移頻發(fā)碼控制，故障設(shè)置等，另一部分為機(jī)車信號(hào)主機(jī)及電源系統(tǒng)，圖1的下半部分，主要是接收移頻后控制機(jī)車信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈。因此該平臺(tái)可以進(jìn)行機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單原理、工作狀態(tài)、正常顯示的講授與操作，還可以設(shè)置故障、根據(jù)故障現(xiàn)象檢修故障原因，做到機(jī)車信號(hào)的日常養(yǎng)護(hù)和定期維修內(nèi)容、操作規(guī)程及作業(yè)程序講解與訓(xùn)練等。

圖1 機(jī)車信號(hào)演示平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

如進(jìn)行側(cè)線接車時(shí)，此時(shí)模擬列車從0G至3G，機(jī)車信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈情況變化為，在0G區(qū)段，接收到11.4Hz調(diào)制信號(hào)，機(jī)車信號(hào)機(jī)點(diǎn)一個(gè)綠燈；在1G區(qū)段接收到13.6Hz調(diào)制信號(hào)，機(jī)車信號(hào)機(jī)點(diǎn)一個(gè)半綠半黃的燈；在2G區(qū)段接收到14.7Hz調(diào)制信號(hào)，機(jī)車信號(hào)機(jī)點(diǎn)一個(gè)帶2的黃燈；在3G區(qū)段接收到18Hz調(diào)制信號(hào)，機(jī)車信號(hào)機(jī)點(diǎn)一個(gè)雙半黃燈。再如，通過(guò)手動(dòng)調(diào)低1區(qū)段移頻信號(hào)，正線接車時(shí)，1區(qū)段內(nèi)的移頻信號(hào)為13.6Hz所調(diào)制，模擬機(jī)車到達(dá)1G區(qū)段后，機(jī)車信號(hào)主機(jī)接收移頻信號(hào)應(yīng)使機(jī)車信號(hào)機(jī)點(diǎn)半綠半黃的燈光，但由于調(diào)低了1G區(qū)段的移頻信息，機(jī)車信號(hào)主機(jī)無(wú)法可靠地接收該信息，此時(shí)機(jī)車信號(hào)機(jī)點(diǎn)白燈或者是半綠半黃與白燈交替點(diǎn)亮，從而對(duì)機(jī)車信號(hào)靈敏度有了更深的理解。

由此可見(jiàn)，通過(guò)平臺(tái)演示、分析、操作及模擬鐵路現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)內(nèi)容等，一方面讓學(xué)生真正理解了機(jī)車信號(hào)的工作過(guò)程與顯示意義，另一方面通過(guò)故障現(xiàn)象分析故障原因，更有利于學(xué)生掌握機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)。

（二）多媒體動(dòng)畫仿真的應(yīng)用

多媒體具有圖、文、聲并茂且有視頻播放的特點(diǎn)，對(duì)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)維護(hù)課程的教學(xué)過(guò)程來(lái)說(shuō)是特別寶貴的特性與功能。利用多媒體動(dòng)畫仿真教學(xué)不但能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以形象地表示出相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的原理與工作過(guò)程，有利于學(xué)生理解和掌握。

例如，在對(duì)CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)中地-車通信時(shí)，原理是：兩根鋼軌上有移頻信息，由于列車輪對(duì)短路，流過(guò)鋼軌的電流較大，裝在車頭下方、鋼軌上方的接收線圈通過(guò)電磁感應(yīng)原理從鋼軌上感應(yīng)到移頻信號(hào)，供列車使用；同時(shí)，兩根鋼軌中間裝有應(yīng)答器，這些應(yīng)答器平時(shí)處于休眠狀態(tài)，只有當(dāng)機(jī)車底部的天線經(jīng)過(guò)應(yīng)答器上方時(shí)才工作。由此可見(jiàn)，地-車通信的原理或者說(shuō)工作過(guò)程完全可以制作相應(yīng)用動(dòng)畫來(lái)體現(xiàn)，如圖2所示。

圖2 多媒體動(dòng)畫仿真地-車通信

隨著高速鐵路的迅速發(fā)展，CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，充分理解CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)CTCS-3級(jí)列控設(shè)備維護(hù)有重要意義。CTCS-3列控系統(tǒng)是一種基于無(wú)線通信的列控系統(tǒng)，地-車通信為雙向通信，如何實(shí)現(xiàn)地-車雙向通信呢？這時(shí)采用flas來(lái)呈現(xiàn)CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)地-車雙向通信的原理，如圖3所示。這樣，學(xué)生就非常直觀地掌握了CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)地-車通信原理，同時(shí)也提高了學(xué)習(xí)積極性。

圖3 CTCS-3列控系統(tǒng)地-車通信動(dòng)畫

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)維護(hù)課程引用多媒體動(dòng)畫仿真技術(shù)，有利于教師整合教學(xué)資源，提高了教學(xué)效益。

（三）高鐵列控沙盤的應(yīng)用

高鐵列控沙盤模擬設(shè)計(jì)了鐵路現(xiàn)場(chǎng)移頻發(fā)送器、接收器及電氣絕緣節(jié)等關(guān)鍵技術(shù)，并且保證了關(guān)鍵參數(shù)與鐵路現(xiàn)場(chǎng)一致；模擬了高速列車運(yùn)行自動(dòng)控制，即可以根據(jù)軌面移頻信息調(diào)整機(jī)車自身速度，實(shí)現(xiàn)了多列車追蹤運(yùn)行等，高鐵列控沙盤如圖4。

圖4 高鐵列控沙盤

在講解高鐵列控地面設(shè)備與車載設(shè)備配合工作時(shí)可借助自主研發(fā)的列控沙盤系統(tǒng)，使學(xué)生具備感性認(rèn)識(shí)，提升課堂教學(xué)效果。例如，CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)列車的速度是如何自動(dòng)控制的，從理論上知道，機(jī)車從地面軌道電路上接收連續(xù)的移頻信息，從應(yīng)答器上接收點(diǎn)式的信息，從而經(jīng)過(guò)車載安全計(jì)算機(jī)邏輯運(yùn)算后生成速度控制曲線，列車安全按照該曲線行車。此時(shí)，利用沙盤人為控制某一區(qū)段發(fā)送HU碼，當(dāng)列車運(yùn)行至該區(qū)段時(shí)接收HU碼，觀察列車運(yùn)行速度的變化，同時(shí)可以讓學(xué)生利用移頻表對(duì)各區(qū)段進(jìn)行測(cè)試，與鐵路現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)對(duì)照，這樣既增加了學(xué)生對(duì)理論的理解，又提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性。

再如，鐵路車站載頻配置情況，從理論教學(xué)可以知道，下行正線股道采用1700-2型配置，下行側(cè)線股道采用1700-1型與2300-1型交替配置，但與正線股道相臨的側(cè)線股道必為2300-1型配置。通過(guò)沙盤車站股道講解與測(cè)量，理實(shí)一體，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有很大的推動(dòng)。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，全國(guó)鐵路進(jìn)入到高鐵時(shí)代，鐵道通信信號(hào)設(shè)備更趨于自動(dòng)化、智能化，鐵路企業(yè)對(duì)信號(hào)設(shè)備維護(hù)和管理的技術(shù)人才在數(shù)量和質(zhì)量上提出了更新、更高的要求。在列車運(yùn)行控制系統(tǒng)維護(hù)的教學(xué)中融入模擬仿真技術(shù)，不僅充分發(fā)揮了教師的積極性、創(chuàng)造性，而且還極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生探索的積極性、創(chuàng)造性，在課堂教學(xué)中取得了較好的效果。

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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(jì)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(shí)展開刀具軌跡與機(jī)床運(yùn)動(dòng)的仿真。數(shù)控仿真軟件通過(guò)三維顯示與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使數(shù)控加工整個(gè)流程的模擬達(dá)到相當(dāng)逼真的程度，進(jìn)而檢驗(yàn)加工環(huán)節(jié)里可能存在的不足。利用微型計(jì)算機(jī)的數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，可為學(xué)生知識(shí)的學(xué)習(xí)提供更真實(shí)的數(shù)控機(jī)床操作編程加工環(huán)境，可降低實(shí)際上機(jī)操作時(shí)因誤操作而帶來(lái)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(shí)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(guò)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(dòng)手實(shí)踐能力，對(duì)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(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，縮短新授知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄艿闹芷?。如一個(gè)班級(jí)中約有30個(gè)人，3臺(tái)機(jī)床，平均每臺(tái)機(jī)床約10個(gè)人，每次實(shí)習(xí)時(shí)間約3小時(shí)，而每個(gè)人的實(shí)際操作時(shí)間僅有18分鐘，在如此短暫時(shí)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(shí)換作與實(shí)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(shí)間來(lái)動(dòng)手，提升操作熟練程度，為下一步實(shí)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(shí)可結(jié)合需要選擇對(duì)應(yīng)機(jī)床與系統(tǒng)完成對(duì)學(xué)生的授課，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)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(guò)數(shù)控仿真軟件可更好結(jié)合理論學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)同步教學(xué)。若通過(guò)仿真軟件一邊演示一邊教學(xué)，借助車刀與工件運(yùn)動(dòng)來(lái)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(shí)，理論與實(shí)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(diǎn)

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(guò)計(jì)算機(jī)把所編制程序，在二維圖或三維圖的基礎(chǔ)上通過(guò)動(dòng)態(tài)方式把整個(gè)數(shù)控加工過(guò)程更生動(dòng)地展現(xiàn)出來(lái)?，F(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(shí)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(guò)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(yùn)行驗(yàn)證符合要求的程序可否在真實(shí)機(jī)床里加工等。筆者學(xué)校在實(shí)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(guó)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(shí)的數(shù)控機(jī)床操作，能清晰仿真整個(gè)數(shù)控加工環(huán)節(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)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(guò)去在黑板上講授不同按鍵名稱、作用與操作方法，實(shí)質(zhì)上是一件費(fèi)力不討好的事，學(xué)習(xí)者感覺(jué)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(jì)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(guò)程均與實(shí)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(guò)程，毛坯加工變作成品的過(guò)程真實(shí)形象，更利于知識(shí)點(diǎn)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(wèn)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(wèn)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(shí)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(shí)際操作中也存在諸多差異，研發(fā)人員無(wú)法全面掌握這些具體細(xì)節(jié)，仿真軟件產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)一些與真實(shí)機(jī)床不同的感覺(jué)。教師還應(yīng)為學(xué)生清楚講述軟件與實(shí)際機(jī)床不符之處，并結(jié)合機(jī)床真實(shí)情況為學(xué)生展開針對(duì)性教學(xué)，以免讓學(xué)生出現(xiàn)誤解，不利于將來(lái)機(jī)床編程與實(shí)操。

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

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(shí)點(diǎn)給予有效安排，大致分作三個(gè)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(diǎn)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(shí)，該模塊屬于教學(xué)基礎(chǔ)，也屬于教學(xué)的重點(diǎn)，要求學(xué)生務(wù)必熟練掌握，并能做到知識(shí)的靈活運(yùn)用;其次，提高模塊重點(diǎn)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(diǎn)講述國(guó)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(shí)面，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)不同操作系統(tǒng)、不同操作面板的編程及實(shí)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(shí)，步入社會(huì)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(shí)際操作訓(xùn)練同時(shí)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(shí)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(shí)間，科學(xué)分配仿真軟件學(xué)習(xí)與機(jī)床實(shí)際操作訓(xùn)練二者的時(shí)間比例，充分認(rèn)識(shí)到數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在入門基礎(chǔ)訓(xùn)練上，而學(xué)生實(shí)踐操作技能的提升關(guān)鍵還是要通過(guò)大量的機(jī)床實(shí)際操作訓(xùn)練。學(xué)校需合理制訂教學(xué)計(jì)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(shí)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)各類加工方法有更深的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，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(diǎn)，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(guó)數(shù)控教學(xué)中的主要手段，不但能夠解決占用過(guò)多實(shí)驗(yàn)設(shè)備時(shí)間的問(wèn)題，還可提升學(xué)生對(duì)數(shù)控加工的認(rèn)識(shí)，還可為學(xué)生提供檢驗(yàn)自行編寫程序正確性的有效手段。不過(guò)，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(guò)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(huì)培育出一批批實(shí)踐能力強(qiáng)的新型數(shù)控人才。

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