数控机床_斯沃仿真实验报告

数控机床_斯沃仿真实验报告（精选4篇）

篇1：数控机床_斯沃仿真实验报告

数控车削仿真实验报告

专业： 机械设计制造及其

班级：

自动化

姓名：

学号：

评分：

指导老师：（签字）

2010年11月

航空制造工程学院机械制造工程系

目 录

实验一： 数控车软件的启动与基本操作 实验二： 数控车削加工对刀方法分析与操作 实验三： 数控车削加多刀车削加工对刀及操作 实验四： 刀具磨损补偿控制原理与方法分析与操作

五、实验心得 1

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实验一：数控车软件的启动与基本操作

1)实验目的：了解斯沃数控车削仿真软件的启动与基本操作方法，通过软键的操作，熟悉数控车削加工的基本操作方法。

2)实验设备：斯沃数控车削仿真软件

3)实验内容：通过软件掌握数控车的启动与基本操作，其中包括数控车面板上的各种按键的作用，主要有方式建、机床操作选择键、功能键、补正键、系统参数键、故障资料键及图形显示键、编辑程序键等构成。

4)实验步骤：

1、启动swanc6.3软件，单击运行。

2、按下系统启动键，系统启动。

3、按下急停按钮，消除警报。

4、在标准工具栏中使用各种图标,熟悉各种图标的作用，了解软件图标的用途。

5、进行机床面板上的各种操作，如回零，绝对坐标、相对坐标、综合坐标的显示操作，手动移动，手摇移动，主轴倍率的调节及MID运行方式等。

6、运用编辑程序键，练习程序的键入。如insert键、alter键、delete键等。（注意：打开保护锁）

7、了解数控机床的四种运行方式：锁住运行、空运行、单段运行、存储器运行。

机床回零的作用：

数控机床在开机之前,通常都要执行回零的操作,归根于机床断电后,就失去了对各坐标位置的记忆,其回零的目的在于让各坐标轴回到机床一固定点上,即机床的零点,也叫机床的参考点(MRP).回参考点操作是数控机床的重要功能之一,该功能是否正常,将直接影响零件的加工质量.数控机床安全规程的作用：

它能提醒我们在操作机床时要注意的东西，而这些东西与我们的人身安全及机床的财产安全密切相关。5)实验小结：

在本次实验中，使用斯沃软件的这种数控仿真形式行进练习，使我对机床的加工过程和机床的操作流程有了更深的理解。在实践中学习到了课本上没有的东西。我相信，通过本次实验，必定会指导我在今后的工作中更加努力的去学习！

实验二：数控车削加工对刀方法分析与操作

1)实验目的：了解数控车加工的三种对刀原理，掌握三种对刀方法与操作。2)实验设备：斯沃数控车削仿真软件

3)实验内容：数控车的对刀有三种方法,即刀具偏置、G50指令及G54~G59指令。

1、刀具偏置的方法是从机械坐标零点看是，通过刀具偏置直接补偿到工件端面和X轴线零点处。使每把刀具与工件零点产生准确值，再把这些值输入到每把刀具对应的刀补号中，以此来确定机床坐标系与工件坐标的正确关系，达到加工之目的。

2、G50是通过其设定了“起刀点”的位置，再把起刀点至机械零点的距离通过对刀移动刀架求的出来，把这一距离之编到程序段中的第一条移动指令中，这样就把机床坐标与工件坐标系联系起来，形成了一个完整的尺寸链关系，从而建立起了一个确定的工件坐标系。

3、G54~G59对刀方法是用MDI功能从CNC G54~G59六个坐标系中任选一个（如：G54），将工件坐标系偏置X值Z值存在其中。加工时只要在G54的工件坐标系即可正确的加工。G54指令的X轴和Z轴的坐标值可用“基准刀”对刀来取得。4)实验步骤：（1）几何偏置对刀

1、启动机床，回零，装好刀具并设置工件直径为30mm。

2、在编辑的状态，将程序导入机床中。

3、利用软件提供的快速定位将刀具移到加工工件边缘，在刀具补正中的一号刀位中输入X30并测量，Z0并测量。

4、回到程序状态，在自动的状态下，按下循环按钮即可。

（2）G50指令对刀 1、1、启动机床，回零，装好刀具并设置工件直径为30mm。

2、在编辑的状态，将程序导入机床中。

3、利用软件提供的快速定位将刀具移到加工工件边缘，在相对坐标系中键入U30及W0.4、将刀具移动到起刀点。

5、回到程序状态，在自动的状态下，按下循环按钮即可。

（3）G54～G59指令对刀

1、启动机床，回零，装好刀具并设置工件直径为30mm。

2、在编辑的状态，将程序导入机床中。

3、利用软件提供的快速定位将刀具移到加工工件边缘，在工件坐标系设定中，设定G54中X30并测量，Z0并测量。

4、回到程序状态，在自动的状态下，按下循环按钮即可。

5)实验小结：

通过本次上机实验，使我明白了数控车床对刀的三种方法，即刀具偏置、G50指令及G54~G59指令。首先，对刀的过程要细心，要精准。对刀的精准程度决定了加工工件的质量的优劣。其次，编程前，心中要有所要加工零件的刀路，即：该怎样去

编程，如何选刀，如何在精准的前提下，进行简单儿又正确的编程。再次，编程看似一个很简单的过程，但是要成功的用它来加工出完美的工件，就必须要求我们要有一颗谨慎的心，粗心大意必定是允许的。最后在积极生产中，安全，作为一个加工的操作人员来说，成天对着机床，安全就很重要！

实验三：数控车削加多刀车削加工对刀及操作

1)实验目的：了解数控车加工多刀对刀的原理与操作方法。了解对多对刀的标准刀与非标准刀的概念，什么场合必须选用标准刀与非标准刀对刀。

2)实验设备：斯沃数控车削仿真软件

3)实验内容：使用G50及G54~G59指令建立工件坐标系时，采用多刀加工时，必须建立一个道具为标准刀，按前面实验那样进行对刀。而其余的刀具为非标准刀，利用刀具几何偏置修正其装刀位置误差。

4)实验步骤：（1）几何偏置对刀

1、第一把刀的对刀方法如上次实验那样。

2、第二把刀如有刀具偏差也同样的对刀。

3、加工即可。（2）G50指令对刀

1、第一把刀的对刀方法如上次实验那样。

2、第二把刀如果有偏差则在刀具几何偏置修正其装刀位置误差。

导入程序

设置相对坐标

将刀具移到起刀点。

2、第二把刀同样对刀（如果有偏差则在刀具几何偏置修正其装刀位置误差，补正方法下述）。

加工后的零件 3、3、对刀完成后，回到程序状态，在自动的状态下，按下循环按钮即可。（3）G54～G59指令对刀

1、对刀过程如上次实验介绍的那样，利用G55将第一刀对刀。

2、第二把刀对刀（如果有偏差则在刀具几何偏置修正其装刀位置误差，补正方法下述）。

3、对刀完成后，回到程序状态，在自动的状态下，按下循环按钮即可。5)实验小结：。

这里所安排的课程非常出色，上机实验也很合理所学很实用，首先从基础开始让我们打下良好的基础，由浅而深，很贴近实际工作需要。老师教课的方法也很出色，不仅把理论知识讲得很彻底，而且结合自己的实战经验，让我们提前对实际加工有所了解，马上即将步入社会，不知道自己能不能胜任工作，有些期待又有些胆怯。但通过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，使我顺利完成了本次试验，让我真的认识到加工一个合格的零件真的很不易，要不断地思考和练习。

实验四：刀具磨损补偿控制原理与方法分析与操作

1)实验目的：了解FANUC 0i Mate-TC数控系统刀具偏置存储器的构成与使用，掌握如何利用磨损补偿进行工件几何尺寸的微调与控制原理与方法。

2)实验设备：斯沃数控车削仿真软件 3)实验内容：

刀具磨损补偿的原因

在实际加工工件时，使用一把刀具一般不能满足工件的加工要求，通常要使用多把刀具进行加工。作为基准刀的1号刀刀尖点有进给轨迹，而其它刀具的刀尖点相对于基准刀刀尖有偏移量（即刀位偏差）。在程序里使用M06指令使刀架转动，实现换刀，T指令则使非基准刀刀尖点从偏离位置移动到基准刀的刀尖点位置（A点）然后再按编程轨迹进给，刀具在加工过程中出现的磨损也要进行位置补偿。

图1.刀具的磨耗和形状补正版面

4)实验步骤：

1、进行常规的机床操作，并键入程序。

2、将第二刀具长度减少10mm，并用第一把刀对刀。

3、在加工的过程中通过刀具的磨损的补正进行调节，如图3。

图3.对刀具进行补正

4、回到程序状态，在自动的状态下，按下循环按钮即可。图4.加工合格零件

图2.为没有补正的时候加工的不合格的零件。

图2.刀具在没有补正的加工

图4.补正后的加工

5)实验小结：

在本次实验中我发现作为一名即将走向工作岗位的大学毕业生，应当养成一种认真严谨的态度。经过本次试验，让我学到了很多东西，比如：补偿的原则取决于刀尖圆弧中心的动向，它总是与切削表面法向里的半径矢量不重合。因此，补偿的基准点是刀尖中心。通常，刀具长度和刀具半径的补偿是按一个假想的刀刃为基准，因此为测量带来一些困难。而且刀具半径偏置的命令应当在切削进程启动之前完成； 并且能够防止从工件外部起刀带来的过切现象。反之，要在切削进程之后用移动命令来执行偏置的取消过。我相信，这对我以后在工作的必定产生重要的影响！

五、实验心得

经过几次的上机模拟练习让我学到了许多知识，使我有很大收获的。这次实践练习给了我一次全面的、系统的锻炼的机会，巩固了所学的理论知识，增强了我的实际操作能力，我进一步从实践中认识到数控的重要性。同时，使我认识到在工作中光有理论知识是不够的，还要能把理论运用到实践中去才行。

这次把理论知识运用到实际操作中，既是对实际操作能力的培训，又是对理论知识的复习巩固和延伸。首先要完全理解数控车床安全操作规程，然后通过电脑让我们自己熟悉操作面板。在老师的教导下，我们掌握了数控车床的开机与关机；回零的操作以及什么情况下必须回零操作；手动方式主轴正转；编制程序以及如何输入程序；如何对刀和换刀操作，以及使用刀具补偿命令编制程序，尤其是系统在编制程序中使用的G代码等。经过反复的练习，我们基本熟练掌握了这些实际操作必备的技能。

最后，衷心感谢老师的悉心指导！

2010年11月30日

篇2：数控机床_斯沃仿真实验报告

文章题目: 浅谈数控仿真软件在数控教学中的应用

姓 名: 李 小 军 所在省市: 安徽省合肥市 所在单位: 安徽肥西花岗职业高级中学

浅谈数控仿真软件在数控教学中的应用

（南京斯沃数控仿真软件）

摘要：数控加工仿真是利用计算机来模拟实际的加工过程，是验证数控加工程序正确性和切削过程的有力工具。随着数控加在机械制造业中的广泛应用，数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。各职业技术学校紧扣市场需求，大力发展数控加工专业。为了缓解学生多、数控设备少的矛盾．很多职业学校利用仿真加工软件进行数控加工的编程和操作训练．这样不仅可迅速提高操作者的素质，而且安全可靠、费用低。另外应用数控加工模拟仿真软件，可以激发学生学习数控的积极性，来提高教学效果和实训效果，解决了实训中存在的一些问题。使实践教学达到事半功倍的效果。

关键词：数控技术；数控编程操作；仿真软件； 数控实训 引言

随着现代技术的飞速发展，数控技术已经成为衡量制造业发展水平的重要标志之一，也是衡量一个国家综合国力的重要标志，是现代机械制造业的核心技术。由于数控技术在机械制造业中的重要性，国内一些高、中职院校陆续在机械专业开设了数控课程。但由于教学条件的限制，许多学校只能传授理论知识，而不能将理论付诸于实践。既不能培养学生的实际应用能力如数控编程能力、数控机床的操作能力及系统的维护能力，也不能培养学生数控技术的开发能力。这样培养出来的学生毕业后走上工作岗位不能很快地在数控技术的应用与开发方面独当一面。

数控机床科技含量高，品种繁多、价格较高，一台数控车床通常需十来万，数控铣床则一般需二三十万，而一台数控加工中心价格更高，少则几十万多则几百万。作为中职学校，就一个班五十人来说，则至少需投入同种机床10几台，才能展开正常的实训教学工作，所以投入至少上百万，同时数控机床的实训消耗多，成本高，比如刀具、工件材料的消耗，每生少则也需好几十元。所以数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实作训练，即使是实力雄厚的培训院校和企业既无必要也无力承担起此种消耗与投入。因此探索一种新的数控加工技术教学模式来达到投入少、见效快、培养的学生适应性强，学校企业欢迎的教学模式势在必行。经调研，了解并试用了国内几家较好的数控加工仿真教学系统，我们最终选择了南京斯沃数控仿真软件，此软件能在计算机上进行三维动态仿真，操作方法及功能使用同真实机床基本一致，并能进行手工编程和C A M编程练习，与国内各大机床厂生产的各类数控系统有较好的兼容性。使用数控仿真系统能大大节省学校有限资源，弥补师资的不足，并在学习中能达到一人一机，激发学生学习兴趣，还可以提高学生对不同系统的适应能力。即使操作失误也不会损坏机床、危及人身安全，同样会起到真实设备的教学效果。

一、斯沃数控仿真软件简介

数控仿真软件是通过计算机的编程和建模，将加工过程用三维图形或二维图形以动态形式演示出来的软件。目前比较常见的有上海宇龙、南京斯沃、北京斐克等数控仿真软件，例如我校使用的南京斯沃有以下几个优点：能全面的仿真数控加工的过程，包括机床设定(支持多种数控系统)、定义毛坯、刀具准备、基准测量、G代码处理、面板操作等；配置要求低，只需仿真软件和要求不是很高的微机。并能与多种计算机操作系统兼容；操作的安全性很高，不会因为学生的错误操作而造成人身伤害，更不会损坏机床；不需要原材料，投入资金少，占地小。不会造成资源的浪费；利用网络可以搭建交流平台，为师生提供良好的交互空间等。

1、定义毛坯及选择刀具

利用数控仿真软件的操作模块，结合实际数控机床及相关工艺知识，选择合适的机床型号及系统类型，如图1；根据所加工零件形状定义工件毛坯的大小和材料，确定工件装夹方式；在所提供的刀具库中正确选择刀具。

2、进行手工编程，然后校验该程序

数控机床加工时所需的全部信息，即零件的图样尺寸、工艺过程、工艺参数、刀具位移量与方向以及其他辅助动作的总和，将这些信息再按规定的代码及格式编制成数控程序，然后将程序内容记录在控制介质上，输入到数控装置，从而控制机床加工。数控程序的编制对学生科学思维和专业技术要求很强，单纯的理论教学易使初学者感到抽象、难学；加上现在大多中职学生专业基础知识较为薄弱；数控指令本身枯燥、不易记忆，编写的程序又得不到实现。学生编写同一零件的加工程序会有多种，批改作业十分困难，这一难题在数控仿真软件中得以解决，将数控代码输入编辑方式下的程序界面上，如图2。然后按照实际数控机床的操作步骤进行回参考点、对刀、设定刀具补偿，在自动运行方式下执行程序，可以直观看到加工过程，判断所编程序是否合理，如图3。这样使抽象、枯燥的学习变得形象、生动，更容易掌握，突现了数控加工仿真软件在教学中的优点。

3、CAM编程加工

利用C A M类软件如C A X A、P r o/e、UG、Master CAM中的前处理功能即绘图功能对零件进行三维实体建模，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、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、主轴转速等参数后，CAXA系统便自动计算加工余量，并动态显示出和粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具轨迹和NC代码，然后将零件的NC程序传入到数控仿真软件中进行模拟加工仿真，省去了手工编制程序的烦恼。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，在数控技术课程中达到了融会贯通，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，强化了数控教学的效果。

二、数控仿真软件在数控实习教学中的作用

1、利用数控仿真软件可以弥补设备的不足。

由于大部分中职学校数控设备种类不齐全、数量不足，那么学生实训可以在仿真系统中实现。使用仿真软件，也大大减少工件、刀具、材料和能源的消耗，从而可以降低培训成本。

2、提供了多种机床和多种系统。

当前数控机床的种类和系统厂家众多，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，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，使学生到了工厂后能在最短的时间内融入到生产当中。

3、安全性高，便于学生学习。

由于数控加工仿真系统不存在安全问题，不会因为学生的错误操作而损坏机床，更不会造人身伤害，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。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。

4、方便了教师授课。

实习教学中，如果教师仅仅在课堂上讲解，学生会难以理解，所以较多的授课内容是需要教师进行示范的，教师在机床上对学生进行示范时，很难保证所有的学生能够听清、看清，教学效果往往不太理想。而数控加工仿真软件的互动教学功能使得教师可以以广播的方式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。

5、可在计算机上完成所编程序的检验，减少实际操作出错的概率。

在实际操作时，我们一般利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性，每个学生占用机床时间较长，同时，由于图形模拟也只能观看零件的大致轮廓，对于程序中的一些细小处的错误判断不出。所以在实际操作前，学生可以在数控仿真软件上输入程序，将校验的步骤放在计算机上完成，观察零件的加工情况，最后将正确的程序通过键盘或数据传输方式输入到数控机床中，这样既可节省时间，又提高了加工中的安全性。

三、数控加工仿真软件存在的常见问题及解决办法

首先，和真实的数控机床相比，数控仿真软件中的各类机床只能做到基本相同，而其中一部分指令，一部分操作方法还是存在一些不同之处，有不少功能在仿真软件上还体现不出来。如fanuc系统的直接图纸编程功能，siemens系统的蓝图编程功能，华中系统的G71凹槽粗车循环等，很容易使学生认为实际机床不具备这些功能。

其次，数控加工仿真系统只是加工过程的模拟并非真实加工过程，它无法代替真实切削加工。因此，学生在利用数控加工仿真系统进行编程与操作练习时，往往容易忽视切削用量的选择、刀具的选用、零件的装夹等方面，一旦到了实际生产中便可能出现打刀现象或影响实际零件的加工质量、降低生产效率等问题。

另外，由于数控加工仿真系统不会出现任何事故，使学生容易放松对安全生产的要求，而对于在练习时出现的撞刀等现象也毫不在意，习惯一旦养成，会在实际生产中造成重大损失。

因此，我们在使用数控仿真软件教学时，应注意以下事项：

1、合理安排数控加工仿真软件学习的阶段。

我校的数控加工专业的学生，数控仿真教学一般安排在普通车床、铣床等设备学习完后，数控操作的初学阶段，这样学生具备一定的加工基础，学习起来较容易，而且教师利用仿真软件进行初期培训的效果比较好，同时也可避免初学者易出现的事故。

2、严格按实际操作的要求进行。

虽然是在计算机上进行仿真加工，但教师一定要要求学生按照实际操作加工中的要求来做，如正确装夹零件，合理选用刀具及切削用量；对刀的步骤和动作也要规范，让学生在学习的初期就养成正确的习惯。另外，应尽量避免使用计算机的键盘而采用鼠标点击仿真软件上的系统面板，使学生尽快熟悉面板上各键的位置，等到实际操作时就能很快适应。

3、及时说明软件与机床不符之处。

对于软件中和机床的不同之处，教师应及时给学生说明，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。

4、分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例。根据总的实习时间，合理分配好软件练习和机床操作的时间，特别是当实习条件较好时，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。

多年来我校在教学上的应用已经体现了斯沃数控仿真软件的种种优点，我们相信在不断的尝试和研究下，能够进一步地减少它的负面效应，使数控仿真软件在数控实习教学中发挥出更大的作用。

四、结论

综上所述，我校通过数控仿真软件的使用，使学生在学习数控编程理论时，课堂教学变得更加生动、具体．提高了学生的学习兴趣，教学效果明显提高。对学生机床操作能力的培养也起到了极大的提高和加强作用。同时该系统还减轻了教师的下作强度，减少了工件材料和能源的消耗，节约了实践环节的培训成本。但是两者之问始终还有差距存在，二者不能混为一谈相互替代，只有在教学中科学、合理、有效的利用仿真软件才能为教学服务，并在教学过程中积极思考其在应用中可能产生的问题，主动采取应对措施，并将仿真训练与实践操作训练有机结合，就一定能收到事半功倍的效果。

参考文献：

[1]胡如祥．数控加工编程与操作[M].大连理工大学出版社，2006．

[2]万国银．在字龙数控仿真软件中实现程序快速输入的方法[J].数控机床市场．2008(5): [3]孔笤．数控仿真软件在教学中的思考[J]．广西轻工业，2009(10)．

[4]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，2008(2)．

[5]数控加工仿真系统使用手册．南京宇航软件工程有限 公司． [6]数控加工编程与操作．中国劳动社会保障出版社．

篇3：浅谈斯沃数控仿真软件的应用

1 虚拟现实技术

虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界, 提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟, 让使用者如同身历其境一般, 可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。随着虚拟现实技术及计算机技术的发展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, 可靠性好, 培训费用低。

2 数控加工仿真系统

目前在国内已经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, 南京斯沃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。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。实践证明采取这种方法能进一步提高操作者的实际操作技能。

南京斯沃仿真系统可以实现网络下载, 并支持个人试用, 有效期为20天。下载后的压缩包为67.2MB。而上海宇龙的产品不能下载, 但网站提供使用说明书。北京斐克提供网络下载, 但必须是正版用户。毫无疑问, 在仿真软件的普及上, 南京斯沃领有先机。

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。

4 南京斯沃数控仿真系统功能及在教学中的应用

1) 友好的界面;南京斯沃则显得很新颖, 画面视觉上呈淡蓝色, 三维立体感较强, CRT显示面板、操控功能面版皆可随鼠标做拖动, 可随时进行隐藏、显示移动。机床操作界面也可实现全屏幕及最小化缩放。另外, 值得一提的是该软件在FANUC0I系统上集成了18款各数控车机床制造厂商的操控面板。

2) 斯沃设计的刀库有自定义功能;你可以自己的需要定义刀杆长度, 刀片厚度, 刀片类型, 甚至刀片边长。需要说明的是, 斯沃在参数设置里增加了刀架的前、后位置变化, 刀位数也可选四工位或八工位。这个功能在这款软件中它是唯一独有的。

3) 对刀与建立工件坐标系;对刀与建立工件坐标系的易操作性和准确性是软件优劣的一个重要功能。使用表明, 斯沃的失误率是最低的, 几乎达到100%。这里需要说明的是, 斯沃不需要点击鼠标, 只要鼠标移动到切削层, 数值就自动显示出来。斯沃软件还有一个对刀的快捷方法, 就是“快速对刀”功能, 点击一下“快速对刀”按键, 当前刀具即可快速移动到工件的大径或中心, 各种刀具均可使用此功能, 十分方便。另外, 经过实际试验斯沃向机床输入刀具位置补偿时主轴也不需要停车。

4) 南京斯沃数控仿真系统网络教学功能;用户管理:通过服务器注册用户名和密码, 学生可以在局域网内任何一台PC登陆南京斯沃数控仿真系统网络版, 达到统一管理与监控。习题管理:服务器可以增加, 编辑习题, 教师发送习题图片, 学生答题, 通过互发解答方便与学生的交流。网络监控:可根据注册信息, 记录学生操作过程, 服务器远程控制和查询学生的登陆和退出以及加工操作, 同时教师机可以以对多的屏幕广播。

可视化数控代码调试工具:推出软件附带工具 (SGD) 网络版提供远程协助功能。

考试考务系统:包括题库管理, 试卷管理, 考试过程管理数据管理, 准考证管理, 考试成绩管理以及试卷自动评分真技术, 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。

5 结语

从我校引入南京斯沃数控仿真系统效果看, 我认为斯沃软件在整体上占有一定优势。这个软件界面细腻, 三维造型做得形象、新颖。无论是程序调用、操作、对刀、运行都很贴近实际机床功能。仿真范围也比较宽泛。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。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, 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.

篇4：数控机床_斯沃仿真实验报告

关键词：数控加工；自动编程；仿真实验系统；建立模型；绘制模式；模型重构 文献标识码：A

中图分类号：TG659 文章编号：1009-2374（2015）21-0023-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.012

所谓数控加工，主要指的是一个零件按照图纸的要求进行加工的整个过程，在这个加工过程中，需要根据图纸上零件的所有数字化的定义来制定相应的指令，而且能够有效的保障零件在加工中具有较高的精度，对于最终加工成的零件来说，在对这一零件进行检验时，能够更加方便地对零件的整体形状与尺寸进行控制，提高整体的精度。就实际情况来看，当需要进行加工的零件复杂程度与精度要求都十分高时，数控加工便能够更好地发挥出其特点与优势。在实际的操作过程中，无论数控程序编写的多么精细，仍然会有着较多的问题，而且传统的手动编写程序不仅容易出错，而且需要消耗较多的时间。由此可以看出，将自动编程技术引入到数控加工程度中具有较高的意义，能够有效的提高整体数控系统的精度与效率，再加上仿真性的实验，便可以根据不同零件的要求进行模拟加工，具有十分高的实用性。

1 数控加工自动编程系统的构建

1.1 数控加工中自动编程的要求

在数控系统中应用自动编程技术，主要便是将数控技术与计算机技术进行有效结合，通过计算机的思想将数控加工中的各个环节都紧密地结合在一起，所以，在实际应用中一定要将所有的计算机辅助加工软件都联系在一起，比如CAD、CAM等。在数控加工编程中，首先需要做的便是能够有效地识别图纸，对于图纸识别的软件目前应用最广泛的便是AUTOCAD软件，通过使用这一软件来为整体系统进行服务是十分合适的。之后，需要通过这一软件将零件所有的特征进行总结，与数控机床进行结合，所以在加工过程中需要对数制机床有一定的认识与了解，能够熟练地使用数控机床，特别是对于G代码应当有相当清楚的理解。

1.2 数控加工自动编程技术不同模块的功能

在自动编程技术中，需要对整体系统细分成不同的模块，通过这些模块的共同工作来完成整体的工作。

第一，对图形进行分析。这一部分主要指的是通过使用计算机软件对需要加工的零件进行分析，总结出这一零件所具有的特征，将所有的特征进行分类，在加工的时候便可以根据这些特征编写相应的加工工序。

第二，对数据进行相应的处理。在完成对零件特征与信息的收集与整理之后，便需要建成的数据库对这些特征进行分析处理，通过相应的算法生成刀具的运动

轨迹。

第三，将需要的工艺进行输入与分析。对于不同零件的加工来说所需要的工艺也有着一定的差别，所以，需要根据加工工艺的不同将所需要的工艺输入到自动编程的程度当中，以此来确定在加工过程中切削的用量等必需的参数。而且这些参数都需要是临时的，因为每次加工的条件不同所对应的加工参数也不同。

第四，整体自动编程数据库的建立。在自动编程过程中，需要对零件所具有的信息进行处理，而处理的时候便需要从数据库当中得到相应的信息，将这些信息进行重新的组合便能够生成加工零件所对应的加工程序，才能够进行整体的数控加工。

2 数控加工仿真实验系统的构建

在数控加工技术中，通过使用NC来进行切削的仿真主要可以分成两个部分，分别是几何方面的与力学方面的。对于前者切削技术来说，主要是需要考虑一些物理量，这些物理量主要指的便是切削参数与切削力，这两个参数对于走刀来说是十分重要的，可以有效地验证NC程序所具有的正性。对于整个切削技术来说，其需要物理仿真的一种，它的工作过程可以被看作是通过使用动态力学来完成对刀具的预测，以此来完成对各个参数的控制作用，最终完成整体加工过程的优化处理，提高整体加工的精度。

而所谓的几何仿真，则主要是通过使用几何建模的方面来进行的，这种方法最重要的便是利用几何方面的空间与离散的方法来进行计算的，最终达到提高加工精度的效果。

通过对这两个加工技术的比较，通过使用几何的技术能够有效地将零件进行模拟化，并且将模拟化生成的零件的模型输入到整体加工系统当中去，这样一来就能够有效地提高整体加工的效果，使得最终得到的仿真结果与实际要求仅具有较小的差别。本次研究工作便是通过使用这种技术，在原有的CNC的基础上进行了二次开发，从而为工作人员提供一套具有较高操作性与可视性的软件，并且通过相应的算法与模型的建立以提高整体数控加工的精度。另外，本次二次开发所得到的程度具有较高的美观，能够给使用者提供一定的真实感，下文便对这一系统进行介绍。

数控加工仿真模型的建立有以下三个方面：

2.1 建立模型

在计算机图形学中，一般常用三角形网络模型来描述物体。随着零件加工精度要求的提高和加工设备的完善化，三角形网络模型就需要上万个，甚至几十万个三角形面片构成，为了进一步简化数控加工零件模型的动态仿真计算过程、节省大量的存储空间、更好地实现仿真绘制，本文选取零件表面规则三角片化的方法，这样一来，每一个三角片所占的内存空间大大减少，平均每个仅占一个内存空间。

2.2 绘制模型

采用零件表面规则三角片化方法将零件模型建立好以后，利用OpenGL图形函数将所有的三角片进行绘制，加工零件的外观就显现出来了。三角形的顶点就是网络的节点，各节点高度值就是高度缓冲区存储的数值，因此这种建模方法具有方便遍历到每个网络节点的优点，能够快速将所有的三角片绘制完成，能节约一定的实验时间。

2.3 动态仿真的模型重构算法

车削过程就是模型的重构。在车削的系统动态仿真进行车削过程时，先将车削模型转化为铣削模型，就是钢板（宽为2πR、厚为R）冲压成钢柱（半径为R）的一个逆过程，如此就完成车削模型与铣削模型的转化了。要注意，在转化的过程中，也要将车刀的运动轨迹作相同的转换。车削模型与铣削模型统一在一起后，其算法也就是由具体变为一般，代码也得到简化，更易于

实现。

3 结语

在基于通用计算机辅助机械设计软件的平台上，开发面向加工设备的数控自动编程系统，使设计CAD直接面向加工CAM，同时面向加工设备的思想使CAM有了与CAPP、CAE联系的桥梁，使得CAD、CAM、CAPP、CAE能很好地统一起来，有利于计算机集成制造系统的实现。数控加工仿真系统的实现不仅可以用作数控编程人员的培训，让受训人员可以进行实践操作，增强他们的实践能力，减少昂贵的设备投入，还可以在制造企业内部使用，实现快速、精确的数控加工程序仿真，应用价值非常高。

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作者简介：左薇（1984-），女（仡佬族），贵州遵义人，岳阳职业技术学院助教，研究方向：机械及其自动化。