时间：2023-02-18 12:10:08
1数控加工中心的概念与相关原则
1.1数控加工中心的概念
其实数控加工中心就是从数控铣床慢慢发展变化而来的。随着科技的进步和设计思想的不断更新，越来越多新技术新概念被运用和实现推广，使得一切都在革新和完善，数控加工中心就是其中之一。但数控中心是从数控铣床发展变化而来的自然就会有许多区别和更为完善的功能，可以说与之最大区别点在于数控加工中心是可以具有自动交换加工刀具的能力，这也是它更加完善提高效率的方面。通过在刀库上安装额不同用途的刀具，使用自动换刀装置最终得以实现更多更全面的加工功能。
1.2数控加工中心的相关原则
每一项技术每一个设备都是有其相应的原则的，这样才能有一个规范性，在实施和运用的过程中才能更好的达到预期的标准，让目的得以达成，数控加工中心也是一样，也需要遵守以下几点原则：首先是需要合理的保障工件在加工后的精度和表面粗糙度能够更高的达到标准。毕竟数控加工中心只有更好的达成目标需求才能有助于被市场所接受和推广。还有就是尽可能的减短加工路线，减少空行程时间，简化计算的工作量，以此来达到提高加工效率的最终效果，而数字化自动化的目的就是实现以上的需求。最后及时对于某些重复使用的程序，可以运用子程序来使整体设计变得更为工整更具有条理性，减少程序意外发生。
2仿真系统的结构以及开发要点
2.1仿真系统的结构
而对于整个仿真系统的总体结构主要由包括公共操作界面、用户控制而板、钻床界面、车削界面、铣削界面和程序编辑界几个主要的部分组合而成，通过实现以上几个部分，就能主要达到相应的功能完成。当然除此之外，还有程序检查解释、仿真计算机以及仿真计算机显示等模块的编写实现将能更好的完善仿真系统的功能实现，达到预期效果和作用。一般来讲，数控加工中心仿真系统的用户界面通常都是采用C++语言编写的动态窗口以方便使用者的的数据操作。在用户主界面上还包括了仿真、操作以及预留这三个动态的窗口来达到为使用者提供一些相应帮助的作用。
2.2仿真系统的开发要点
仿真系统在开发中也需要注重相应的开发要点：首先是关于基本流程。在启动仿真系统，载入相应的数控加工中心模型，在系统中能够对机床机构有一个合理的认知，并实现虚拟系统中的相关演示与操作，最终达到仿真的预期功效。系统开发必须最终保证这些基本流程能够完整实现。然后是系统开发方面，主要分为拆装运动仿真模块和任意零部件剖切功能的实现。合理的以这两个方面为关键点为主导就是整个仿真系统的主体功能实现，解决这两个模块功能的技术难题并使之相应功能实现就是整个系统开发的要点。
3关于数控加工中心仿真系统的开发
3.1仿真系统的总体设计方案
对于仿真系统的开发，在当前能使用的平台很多，选择合适的且自身使用操作最为熟悉的才能更好的帮助完成设计开发。随后，在系统功能的设计方面，主要可分为结构观察、运动编辑以及运动操作等主要功能模块进行设计规划，目的就是为了达到在仿真系统中有一个实际操作的功效体现。而在仿真系统的整体架构设计方面，主要就是基本确定一个系统的大致框架，在开发时就需要按照框架来进行实施，使得最终的仿真系统能够达到预期的效果和作用。数控加工模型是整个仿真系统的核心也是操作实施的基础，模型的实用性将更有利于仿真系统达到相应的预期效果。数据层起到组织和管理作用，串联起各个功能模块，应用层的核心观念是“分而治之”，建立起相互独立的子模块，更有利于后期的维护更新。
3.2虚拟数控系统中的相应技术
在程序编译模块可以使用由NC编辑器、NC检查器以及NC翻译器组成。这其中，编辑器的主要作用就是对于数控文件进行读写。检查器其实就是对使用者所使用的代码和语法进行一个系统的检查，毕竟涉及编写的代码量还是非常多的，良好有效的检查就能更快的发现代码中的错，并将其反馈出来。编译器则是将验证通过的代码进行进一步的扫描确认，最终发现没有错误后才能够进行生成系统认知代码的操作。还有就是将仿真系统和网络技术的相互结合。在通信网络模块完全可以使用TCP协议来建立起服务器，通过一个动态加载WinSock技术进行实现数控机组与仿真系统的连接，从而良好的解决了数据共享的问题。
4结束语
【关键词】数控教学 数控加工 仿真系统
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2016）03-0032-02
进入21世纪后，科学技术有了很大的发展，各行各业中广泛使用数控技术。市场上最紧缺的人才包括数控人才，怎样培养出符合社会需求的数控技能人才是从事数控教学的工作者深入研究和探讨的重要问题。
一 数控实习（实验）教学中存在的问题
第一，社会上出现了一种新的机电一体化设备――数控机床，但和普通机床相比价格较高。如果运用数控机床开展相关的数控实训，需要较高的费用。
第二，由于科技发展速度不断加快，数控机床样式繁多，更新换代较快，一般院校很难配备所有的系统，会出现学生工作后操控的设备和在学校所学不一样的情况，要是不能尽快适应，将会对自己的工作造成一定的影响。
第三，数控机床自动运行性较好，学生刚开始学习的时候，由于不熟悉编程或者操作失误会损坏机床或者刀具，严重的会威胁到人身安全。为了切实解决上述问题，笔者建议使用数控加工仿真系统代替数控机床实际操作。
二 数控加工仿真系统的产生
进入信息时代，虚拟现实理论和技术获得很大的突破，出现了一种计算机仿真培训系统，可以对实际设备的加工环境以及工作的实际状态进行准确的模拟。在学习的过程中使用计算机仿真培训系统，不仅会让学习者的素质得到有效的提升，同时比较安全，花费的费用相对较少。国内很多学校在教学中已经引进计算机仿真系统，在培养数控操作人才中也得到了广泛的应用。简而言之，就是借助计算机技术以及其他专门的硬件、软件，模拟真实的场景，在这个仿真的场景下参与者通过交互体验会产生一种真实的感觉，对操作者实际工作能力的培养很有利。
三 数控加工仿真系统的应用方法
1.数控加工仿真系统应用的过程
第一，数控加工仿真系统的选用。当前市场上的数控仿真系统软件有很多种，如北京斐克公司VNUC数控仿真软件、南京宇航数控仿真软件等等。通过多方面的比较，笔者认为北京斐克公司VNUC数控仿真软件具有较好的性能，其在教学辅助中具有较高的价值。该仿真软件可以仿真数控车床、数控铣床和数控加工中心加工零件的全过程。其中主要有定义毛坯、刀具准备、基准测量等多项功能，内存的数控系统也比较多，涵盖FANUC、SIEMENS等多种系统，具有仿真多种机床、多种系统的能力。
第二，定义毛坯及选择刀具。在数控仿真软件的辅助下，和数控机床以及相关工艺知识有效地结合在一起，选择符合学校情况的系统类型以及机床型号；以加工零件的形状对工件毛坯的材料和大小进行定义，选择合适的工件装夹形式，在刀具库中选择合适的刀具。
第三，手工编程及零件加工。零件的尺寸、过程、参数、刀具的位置等是数控机床加工所需的信息，这些信息在编码的操控下执行一系列命令。数控编程对学生的思维以及专业技术要求较高。学生编制的程序通过教师的审批确认是否正确。这种教学方式需要教师逐个查阅学生编写的程序，内容比较烦琐，实际上很多在数控机床上无法通过的程序错误教师难以检查出来。在数控仿真软件中可以很好地解决该难题，在编辑方式下的程序界面上输入数控代码，然后以实际数控机床操作回到参考点，对刀――设定刀具补偿。自动运行编写程序，加工的全过程均可以观看，自主判断程序的正确性。让学生对知识更容易掌握，凸显仿真软件在教学中的优点。
2.恰当运用数控加工仿真系统，充分发挥其在实习教学中的作用
在实习教学中可以使用数控加工仿真系统进行数控编程和操作。教师在实习教学中要重视使用数控仿真系统的方法，在数控教学中初期的感性训练、训练基本程序以及指令代码的编写可以在数控教学仿真软件中完成，而并不是采用仿真软件进行全过程的教学活动。在数控课程中可以使用数控加工仿真系统，作为辅助训练学生实际操作的工具。教师要重视在教学过程中使用数控加工仿真系统的方法，明确在教学过程中数控加工仿真系统的位置，在教学的过程中不能轻视教师的引导作用而过分依赖数控加工仿真系统，也不能不重视学生在教学中的感受，教师在教学的过程中需要有辨别并科学地使用数控加工仿真系统，以便于提升数控教学的质量和水平。同时也应该重视学生的实际加工能力，不仅要充分运用仿真软件，还要有效地提升学生的操作能力和水平，保证数控教学科学、客观地开展并具有较强的实效性。
3.科学安排教学内容，循序渐进地掌握数控编程与操作
进行实习的时候，笔者建议把教学内容划分为三个模块。第一个模块为基础，主要对FANUC数控系统的编程方法和操作技巧进行详细的介绍和讲解。该部分虽然比较基础，却是教学的重点，学生必须熟练掌握，并活学活用。第二个模块为提高，对SIEMENS数控系统的编程与操作进行细致的讲解，让学生在不同的数控系统下均具有较强的应用能力。第三个模块为拓展，主要对华中数控系统的编程与操作方法进行讲解，拓展学生的知识面。这三个模块相互促进、相互影响，让学生的动手能力得到有效的提升，满足社会对综合性人才的需求。
4.活用教学方法
和本科学生相比，高职学生学习基础较差，教师教学很困难，如果还使用传统的教学方式，不仅难以引起学生的兴趣，而且教学质量也难以提升。应使用先进的教学方法、手段来激发学生的学习兴趣。一般而言，从事数控教学的教师教学水平较高，具有较强的数控能力，可以熟练使用多种教学方式。教师在教学的过程中应以学生为主体，教学中促进学生手脑并用，改变学生的学习观念，让其由“要我学习”变为“我要学习”。
5.正确进行教学评价
教学评价主要包括学生的自我评价、学生间的相互评价以及教师评价。在计算机上使用数控加工仿真系统进行课程的学习，笔者建议以教师评价为主，及时登记每次的练习成绩。评价方式多种多样，可以是课堂测试也可以是口头评价，试题测试又分为两部分：课题测试、期末测试。教师口头评价学生的时候应注意选择激励的语言以及措辞，对表现不好的学生不宜直接批评，应该使用激励的语言，对做得好的部分加以鼓励，不好的地方委婉地表述，并给出具体的改进措施。在课堂上进行测试应该具有一定的目的性，题目不应该过难，通过课堂测试教师了解到学生学习中的不足并且提高学生的学习热情和意识。教学评价的本质是促进学生学习，教师应该掌握科学的评价方法，多用鼓励性的评价方式，不断提升学生学习的兴趣和积极性。
6.数控加工仿真系统的应用优点
使用教学仿真软件没有安全上的顾虑。让学生在仿真系统上进行技能训练，训练的费用能极大地降低，如果按照50台计算机和50套仿真训练系统来计算，花费的资金仅仅能购买一台价值30多万元的数控机床，却可以解决50～200位处于初学阶段学生的技能训练问题，学生可以轻松地初始化实习进程，保存未训练完成的项目，在反复的训练中可以有效地提升自身的操作能力，提升教学效果的同时，实习成本也得以有效的降低。
和实际加工相比，机床操作面板的使用与零件的加工几乎一模一样，数控机床加工过程中学生可以从任意角度进行观察，直接观察毛坯――成品的过程，形象的画面可以很好地激发学生学习的积极性和动力，对学生学习和掌握知识极为有利，在课堂上随机检查编程与操作的作业，每次都有合理的结果，可以培养学生浓厚的学习兴趣。
四 结束语
在教学中使用数控加工仿真软件，对学生综合职业素质的全面提升具有很好的促进作用，不仅使学生独立思考以及创新的意识得到培养，更让学生勇于锻炼。作为数控教师，在教学的过程中应该摒弃传统的教育教学理念，充分领悟新课改精神，践行素质教育理念，在思考中产生问题，在思考中解决问题，采用积极的措施，很好地使用仿真软件，有效地提升数控教育教学质量。
参考文献
[1]申宾德.三维仿真互动教学模式在数控教学中的应用[J].产业与科技论坛，2013（8）
关键词： 职业技术学校 数控加工应用技术专业 数控加工仿真系统 应用研究
全球知识经济的发展，使机械工程成为一个跨越机械、电子、计算机、信息、控制、管理和经济等多学科的综合技术应用学科，数控加工应用技术专业应运而生，这对传统意义上的机械加工专业教育提出了新的更高的要求。
一
常规的原理课程的讲解一般分两部分，一部分在教室讲解原理，另一部分在实验室讲解实际操作，这样必然增加了课时，也使教学内容不连续。
计算机辅助控制系统是以计算机为媒体开发的，通用性较强，在屏幕上能够显示和机床操作面板一模一样的界面；以动态的模拟显示代替机床实际运行并且还能够提示操作信息，如编程错误信息和操作失误机床碰撞报警信息等，使数控机床的编程操作易于课堂化教学，从而既减少了机床设备和实习的损耗，又大大提高了教学效率。
数控加工仿真系统功能较为完善，其中语法诊断和模拟示教功能可以使学生进行人机交互式学习，即由学生输入NC程序，在模拟运行过程中，系统能及时提供错误信息，刀具相对移动轨迹，以及最终加工的立体效果，学生经过简单判断就能很容易地发现和修改NC程序的错误，从而大大减轻了教师批改学生NC程序作业时的负担，使教师能够集中精力帮助学生解决实际问题，保证了教学质量，使教学效果得到了显著增强。
数控加工仿真系统是结合机床厂家实际加工制造经验与高校（含职业技术学院、中等专业学校、技工学校和职业学校）教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件，可以满足大批量学生的教学需求。数控加工设备价格昂贵、占地面积大，而数控仿真系统软件可以在微机平台上运行，解决了培训时学员多机床设备少的问题，并为学校节省了大量设备购置经费。它可以对数控装置进行仿真操作，实践课程教学的目的主要是对原理的验证。学生可利用此软件进行仿真操作，同样会收到真实设备的教学效果。
此系统还可以依据不同的客户要求进行设计，尤其适于初学者的入门过程。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，并且安全可靠。通过动态的仿真操作，教学过程易教易学，教学效果显著增强。
其优点在于：（1）系统完全模拟真实CNC机床的控制面板和屏幕显现，可轻松操作。（2）在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验，操作安全。（3）用户可看到真实的三维加工仿真过程，仔细检查加工后的工件，可以更迅速地掌握CNC机床的操作过程，过程逼真。（4）采用虚拟机床替代真实机床进行培训，在降低费用的同时获得更佳的培训效果，使用更经济。
数控加工仿真系统具有FANUC、SIEMENS等众多数控系统功能，学生通过在PC机上操作该软件，能在很短时间内掌握数控车、数控铣及加工中心的操作，可手动或CAD/CAM编程和加工。教师通过网络教学，监看窗口滚动控制，可随时获得学生信息。其具有多媒体教学的特点。
二
如何运用这套软件进行教学呢？我们在教学中主要从以下几个方面进行探索与实践。
1.灵活应用教学方法，变学生被动学习为主动学习。
现在，由于大部分学习基础好的学生选择上大学，职业技术学校教学很困难，传统的教学方式已很难使学生接受，因此，利用先进的教学方法、教学手段提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力，有较强的数控职业能力即数控编程能力、工艺处理能力、实际动手能力、自动编程能力，能较为娴熟地运用行动导向的教学方法，在课堂教学真正体现以学生为主体，突出显示学生动手动脑的活动，变学生被动学习为主动学习。在教学过程中，教师起引导作用，即对学生活动中遇到困难或无法下手的问题进行引导、讲解。在课堂教学中每节课的知识点尽可能集中，深入浅出，便于学生掌握编程方法与技巧。
2.恰当运用数控加工仿真系统，充分发挥其在课堂教学中的作用。
数控加工仿真系统主要应用于数控编程与操作这一理论教学课程，还可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真系统在教学中的应用方法，摆正数控加工仿真系统在教学中的位置，既不能完全依赖数控加工仿真系统放弃教师在教学中的引导作用，又不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用，应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。
3.科学安排教学内容，循序渐进掌握数控编程与操作技巧。
在教学过程中教学内容的安排分为三个模块。其一为基础模块，主要讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、数控加工中心的编程方法、操作及应用，这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握，灵活应用；其二为提高模块，主要讲解与训练SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作，帮助学生进一步增强不同在数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力；模块三为拓展模块，主要讲解国产数控数控系统中的华中数控系统和广州数控系统中的数控车床的编程与操作方法，扩大学生的知识面，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。这三个模块的教学可根据学生不同层次进行安排，中专中技层次难度较低，高技大专层次难度稍大，三个模块课时较多。这样，学生在从业时能够信心十足地面对所操作的数控机床，较快适应所从事的工作。
4.正确进行教学评价，增强学生的学习意识和自觉性。
教学时所进行的教学评价包括学生的自我评价、学生相互之间的评价和教师评价。上机应用数控加工仿真系统进行数控编程与操作练习时以教师评价为主，对每次的练习成绩及时登记。评价方法包括口头评价和试题测评，而试题测评方法包括课题测评及期末测评。教师对学生进行口头评价时应注意方式和语言的选择，对做得不好的学生不采用直接批评的方法，只是指出该学生哪些地方做得好，哪些不太好，应如何改进。课堂测试应有较强的目的性，不是难为学生，而是通过对学生进行测试，增强学生的学习意识，提高学习热情，增强学习的自觉性和自信心，因此，测试题应与课堂教学、上机应用数控加工仿真系统的练习要求相适应。考前的复习应有较强的目的性，不应超出范围，课程的总评成绩不过分注重一次期末考试结果，而是更多地、客观地关注学生在整个学习过程中的学习效果。教师有明确的教学目的，逐个系统、逐种机床进行讲解及安排练习，因人施教，因材施教，恰到好处。
数控操作工按国家职业技能鉴定标准分成两大内容：理论考核和技能考核。其中技能考核分成五个模块：数控机床操作（利用手工编程加工实际零件）、工艺编制、CAD计算机绘图、数控机床现场排故分析与讲解、CAM自动编程模块。数控机床三、四级操作工技能考核仅考核其中第一模块，即手工编程加工零件的数控机床操作模块。如果按常规考核将技能操作考核模块全部安排在数控机床上进行，一般需占用数控机床4—6小时。我们采用数控加工仿真系统软件辅试，考生拿到所考核的零件图纸后，先在数控加工仿真系统的数控车（或铣）床上手工编程，检验合格后将程序通过数据传输送入数控机床进行加工，这样减少了在机床上手工编程、输入程序、校验程序、仿真加工的时间，占用数控机床仅约2小时，使占机时间至少缩短50%，鉴定效率大为提高，同时也大大提高了鉴定时的安全性。为了减少刀具和材料的消耗、进一步缩短上数控机床操作时间，也可将操作题目分成两个零件，将难度大的零件用手工编程在数控加工仿真系统上模拟加工，而将难度较小、用材较少的零件模拟仿真后再在数控机床上加工。
对数控加工仿真软件在教学和鉴定中的应用研究尚处于研究探索阶段，只要积极思考其在应用中产生的问题，主动采取应对措施，正确发挥其在教学和鉴定中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。
参考文献：
关键词：数控仿真；职业教育；实践教学；评教结合
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0174-02
数控加工技术产生于20世纪中期，该技术最早可追溯到1952年的美国麻省理工学院，直到20世纪60年代早期，数控技术应用到产品制造领域[1]。真正的繁荣时代是在1972年前后随着CNC技术的产生到来的。随着数控加工技术的发展、实训室开放等活动的开展，开放设施，自主训练[2]，数控实训教学就显得尤为重要。数控实训教学过程基本按照三个部分来完成，即工艺程序部分、机床操作部分和零件检测完成部分，其过程图如下图所示。
显然，数控机床操作是数控实训教学的中心环节。然而，数控机床操作实训，受到很多方面的制约。这其中影响最大的是数控系统种类和数控设备的台套数。设备数量与学生规模之间的反差，严重影响数控实训、培训效果[3]，从而导致学生不能正确和熟练地操作数控机床。这不仅存在着严重的安全隐患，还影响了学校毕业生质量与学生的培养质量。在传统的职业教育中，常规的数控实训教学模式是通过指导老师直接在生产性的数控机床上进行教学。但随着国家对数控人才的需求，数控专业的学生和参加数控技能操作培训人数大幅度增加，这样暴露出来的问题越来越多，有限的数控设备无法保证教学培训质量。高价的数控设备使得教学投入成本很高。另一方面，由于生产性数控设备面向的是熟练操作人员，对于非熟练操作学习者存在着一定的危险性，极易对数控机床进行损坏，这种方式始终存在着一定的教学风险。因此，传统的数控技术培训教学质量低下，教师工作量大，教学费用太高，不能满足数控技术教学的发展。数控仿真技术可以仿真数控加工技术，模拟数控加工环境及其加工过程。数控仿真软件是采用虚拟仿真技术于数控加工技术的仿真软件。传统的数控仿真软件是将数控机床操作和数控加工都以仿真形式出现，这种仿真方式与真实的机床差距很大，学生通过这样的方式仿真练习后并不能在真实的机床上进行操作。
一、数控仿真系统的应用
数控仿真系统在数控编程教学中的应用。数控编程指令比较抽象，通常在课堂中，学生不易理解，编写的程序不知道对错，需要老师的检查，无法自我查证。在课堂中采用数控仿真系统可以让课堂教学变得形象有趣，易于理解。当然，如果要进行数控编程的校验，需要进行数控机床的操作，学习好数控机床的操作是进行数控编程的编写和校验的基础，这也为后期的数控加工实训打下了很好的基础。同时，学生可以根据有趣的零件进行编程操作和加工，仿真出真实结果。因此，采用数控仿真系统可以使得枯燥的理论知识变得生动形象，能够提高理论课程的教学质量。
数控仿真系统在实习教学中的应用。数控加工实习的内容是进行数控机床的操作，然后进行对刀操作建立工件坐标系，通过数控程序的编写进行零件的加工，完成零件的制造。这些内容本来是在真实的机床上进行的，学生需要进行独立操作。由于是切削真实的零件，很容易损坏设备、刀具和工件。仿真机床的操作安全性高，初学者不会因为误操作而产生人身伤害，也不会有材料、刀具的损耗，同时也解决了机床设备不足的问题。数控仿真系统与真实机床结合实习，可以提高实习效率。初学者首先在仿真机床上实习，达到熟练和正确操作之后再在真实机床上进行实习，提高了实习的效果和质量。在仿真机床上学生可以反复操作，不用担心安全、危险等问题。而且仿真机床多机型多系统可以通过选择，进行不同机床的实习，学到更多的数控机床操作方法，为创新教学方法、拓展教学内容提供了基础。
二、当前仿真机床的现状
数控仿真机床的操作教学与真实机床一样，需要老师在课堂上，认真仔细的教学，学生不能课前进行预习。而且对于不同的机型和系统的机床其操作方法不一样，都需要进行分别的讲解与示范，如果进行讲解与示范，需要花较多的时间，同时学生学习的过程也需要更多的时间。这样，数控仿真机床在学生的学习过程中并没有提供一些简便的方式，学生学习时间较长难度较大。数控仿真系统过于理想化，数控仿真的过程是软件在考虑理想切削状态的过程。在这个过程中，机床的性能、材料、刀具等都处在理想状态中，这与真实切削环境有着较大的落差。数控仿真的过程中是一个假定的状态，并没有考虑刀具在切削过程中材料的变化、切削温度的变化、冷却液的使用等情况，因此数控仿真的切削用量的选择，并没有在真实机床上加工那么严格。切削用量的数值偏离较大时，在仿真机床上可能不会有问题，但置于真实机床上就可能直接损坏刀具或机床设备。仿真过程并不能反映出实际的数控机床切削过程。安全操作意识淡化。由于数控仿真机床的操作不会产生危险，因此，会使学生养成对数控机床操作的随意性、不规范不认真的习惯，而这些习惯可能影响在真实机床的操作过程中。这些就会在真实实习的过程中产生危险，而且形成习惯以后，很难改进，只能慢慢的在实践中进行纠正。学习者在学习完成后对数控仿真机床的操作正确与错误，学生自己不能进行评价，还是需要老师人为进行检查和指导。仿真完成的零件轮廓尺寸也需要人工的点击测量，数控仿真中不能提供自动评分，学生自我不能对自己的操作和仿真的结果进行打分。传统的仿真系统，其评价体系还不够完善，不能很好的促进学生的自我学习。
三、虚与实结合仿真系统的研究实践
数控加工技术学习过程中首先通过认知实践课程的学习让学生对数控加工技术有个基本的了解，通过一些案例激发学习兴趣。通过仿真系统的学习与数控编程课程内容的结合，培养学生理实一体化的能力。在数控仿真系统学习中进行教程导入、虚实结合、自我评价三个方面的创新实践。真实操作面板与仿真加工过程相结合，严格规范操作。传统的数控仿真软件以纯软件的方式进行，其虚拟程度太高，真实性差。而且由于其涉及的数控系统和机型过多，给学生学习造成了一定的困难。学生需要在一种机型上学好学精，然后再拓宽到其他机型。所以真实的操作面板与实际机床上的面板相同，操作方法相同，结合虚拟的加工过程，以突出仿真性的优点。通过这种虚实结合的数控仿真系统学习，学生很容易在真实的机床上上手，没有陌生感，增加了亲切性。数控机床操作教程的引入，进行学习评价体系建设。在数控培训仿真机床上，加载测评和学习两个模块。用户需要登录才能进入测评和学习模块，登录时需要输入姓名、班级和密码。登录有两个方式，一个是直接登录，另一个是继续操作。直接登录就是重要开始，继续操作是继续前面中断的操作。在测评菜单下，加载数控编程、机床操作、尺寸测量、结果提交四个模块，每个操作模块具体实现一种数控机床的操作功能，这几个操作模块涵盖了数控机床操作的所有功能。在数控编程中加载了工艺设计、编程、语法检查。在机床操作中加载了机床回零、自动加工、主轴启动、试切法对刀。从工艺设计、第一次编程的正确率、加工效率、数控加工时的机床关键操作、仿真后的尺寸、程序中的切削用量、仿真完成时间等方面进行。通过尺寸测量对数控仿真的零件尺寸进行检测，测量出仿真零件的实际尺寸。将所记录的仿真数控机床的操作步骤与规范的操作步骤进行比对，判断学生对仿真机床操作的正确与否。将所测量出的实际尺寸与零件图的要求尺寸进行比较，得出结果比对。其中工艺设计通过菜单【测验/数控编程/工艺设计】实现，主要输入工艺规划的切削用量和刀具的圆角半径。语法检查，对编写的数控程序进行检查，具体包括程序的规范化、非法字符检查、词法检查、逻辑检查。在学习菜单下，加载数控编程方法、仿真机床操作方法两个模块，每个操作模块具体实现一种数控机床的操作功能，且都有正确操作方法的视频讲解。在数控编程方法中加载了工艺设计方法、编程方法。在机床操作方法中加载了机床回零方法、自动加工方法、主轴启动方法、试切法对刀方法。
本文从教学实际出发，详细的阐述了虚与实相结合的数控仿真系统的设计应用研究，真实的操作面板与虚拟的仿真加工相结合，给数控加工技术的学习带来了重大的影响。通过这一措施可以减少训练实习成本，提高教学质量。并且将数控仿真系统分模块视频教程、自动评分系统，两者与数控仿真系统相结合，实现了学生的自学、自评，为提高数控加工技术的教学质量提供了很大的保障。在实际过程中，通过两届学生的试用实施，效果较好。
参考文献：
[1]来建良.数控加工实训[M].杭州：浙江大学出版社，2004.
【关键词】仿真模拟软件；数控教学；教学评价；负面影响
随着全球知识经济的发展，机械工程渐渐成为一个跨域机械、电子、计算机、信息、数制、管理以及经济等多学科的综合技术应用学科，数控加工应用技术专业应运而生，这对传统意义上的机械加工专业教育提出了新的更高的要求。我校抓住机遇，锐意改革，自2002年期开设数控加工专业，并积极进行数控加工技术教学模式的探索，及时的引进了数控加工仿真系统，取得了良好的教学和鉴定效果，受到了学生、家长及社会的欢迎，是数控专业成为我校的拳头专业之一。在此，我结合自己的教学谈几点体会。
一、数控加工仿真系统及其在教学中的意义：
仿真模拟技术是指使用仪器设备、模型、计算机虚拟技术，以及以利用场地、环境的布置，模拟出真实的工作程序、工作环境、技术指标、动作要求，进行科学研究、工业设计，模拟生产、教学训练和考核鉴定等的一项综合技术。该技术正在得到教育培训领域广泛的重视和应用，数控加工仿真系统就是其中之一，其意义有以下两方面：
1、提高学生学习兴趣，变被动接受为主动学习
引入数控加工仿真系统进行教学以后，学生所编程序可以直接在计算机数控加工仿真系统的模拟加工演示，对程序编写和书写的错误能直接看出，机床操作面板的使用与零件的加工过程也和实际加工情况十分相似，学生可以从任意角度观察数控机床加工过程，毛坯加工为成品的过程历历在目，直观形象，便于学习与掌握；编程与操作的作业可以直接在计算机上检查，每次有检查，次次有结果，使学生对这门课程有了浓厚的学习兴趣，常常是刚上完这一堂课又急切地盼望着下一堂课的到来，甚至提出增加课时，学生的学习主动性与积极性大为提高。
2、技能训练与鉴定应用数控加工仿真系统可以降低训练成本提高训练效率和安全性
数控机床是一种较为昂贵的机电一体化的新型设备，如果初学时就让学生直接在数控机床上操作，可能出现撞坏车刀、损坏工件于机床、浪费材料等现象，甚至因操作失误对学生造成人身危害。引入数控加工仿真系统进行技能操作与鉴定，可以大大降低训练与鉴定的消耗，约50个机位的计算机包括50个结点的正版数控加工仿真软件，所需费相当于一台三十万元的数控机床，却能解决50―150个学生的初阶段的技能训练问题，学生可以轻松对实习过程进行初始化，对未能完成的实习实行状态存贮，对已完成的实习课题进行调入回顾，而后在进行几次实际操作就能达到事半功倍的效果，大大提高了实习效率降低了实习成本；鉴定中应用数控架空仿真系统可以减少考生占用数控机床的时间约50%，考生可以将编程与程序校验时间放在计算机上完成，然后通过数据传输将所编程序输入数控机床，对零件进行加工，安全性和鉴定效率均大为提高。
二、应用仿真模拟教学应注意的问题
1、编程理论与仿真模拟相结合
数控加工仿真系统主要应用于编程与操作这一理论教学课程，还可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真系统的在教学中的应用方法，摆正数控加工仿真系统在教学中的位置，既不能完全依赖数控加工仿真系统，放弃教师在教学中的引导作用，也不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而无视数控加工仿真系统在教学中的作用。
2、科学安排教学内容，循序渐进掌握数控编程与操作技巧
在教学过程中教学内容的安排分为三个模块。其一为基础模块，主要讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、数控加工中心的编程方法、操作及应用，这一模块是教学重点，必须使学生熟练掌握，灵活应用：其二为提高模块，主要讲解与训练SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作，以帮助学生进一步加强在不同数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力：模块三为扩展模块，主要讲解国产数控系统中的华中数控系统和广州数控系统中数控车床的编程与操作方法，扩大学生的知识面，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。这样，学生在从业时能够信心十足的面对所操作的数控机床，较快适应所从事的工作。
3、正确进行教学评价，提高学生的学习意识和自觉性
教学时所进行的教学评价包括学生的自我评价、学生互相之
间的评价和教师评价。上机应用数控加工仿真系统进行数控编程与操作练习时以教师评价为主，对每次的练习成绩及时登记。评价方法包括口头评价和试题测评，而试题测评方法包括课题测评及期末测评。教师对学生进行口头评价时应注意方式和语言的选择，对做得不好的学生不采用直接批评的方法，只是指出该学生哪些地方做得好，哪些不太好，应如何改进。课堂测试应有较强的目的性，不是难为学生，而是通过对学生进行测试，来提高学生的学习意识、学习热情，学习的自觉性和自信心，因此，测试题应与课堂教学、上机应用数控加工仿真系统的练习要求相适应。考前的复习应有较强的目的性，不应超出范围，课程的总评成绩不过分注重一次期末考试结果，而是更多地、客观地关注学生在整个学习过程中的学习效果。教师在教学中有明确的教学目的，逐个系统、逐种机床进行讲解及安排练习，因人施教，因材施教，恰到好处。
4.反馈完善数控加工仿真系统，克服其负面效应
数控加工仿真系统是一种模拟教学应用软件，它不能也不可能全盘代替教学，尤其是技能训练。如果教师一味地依赖数控加工仿真系统而将学生放任自流，必将会引起一些负面效应。我们应加以总结，使其更好地为教学服务。
关键词：数控加工；数控仿真软件
数控仿真软件是一款在计算机设备内完成数控操作加工仿真的现代化专业性软件，能同时展开刀具轨迹与机床运动的仿真。数控仿真软件通过三维显示与虚拟现实技术，使数控加工整个流程的模拟达到相当逼真的程度，进而检验加工环节里可能存在的不足。利用微型计算机的数控加工实验教学系统，可为学生知识的学习提供更真实的数控机床操作编程加工环境，可降低实际上机操作时因误操作而带来的机床与工件毁坏几率，进而提升课堂教学质量与学生实际工作能力。
一、数控仿真软件在数控加工技术教学中的作用
第一，通过数控仿真软件能够弥补设备与师资缺乏，增强学生动手实践能力，对学生技能操作熟练程度的提升更有利。利用仿真软件展开模拟操作，可为学生提供更多的实习机会，缩短新授知识转变为技能的周期。如一个班级中约有30个人，3台机床，平均每台机床约10个人，每次实习时间约3小时，而每个人的实际操作时间仅有18分钟，在如此短暂时间内，很难达到预期的效果。若我们利用每所学校均有的微机室，将3小时换作与实际机床基本相同的仿真操作的话，可保证所有学生均有足够时间来动手，提升操作熟练程度，为下一步实际操作做足准备。第二，提供了多类机床与多类系统。现今数控机床的种类与系统厂家相当多，教学时可结合需要选择对应机床与系统完成对学生的授课，增强了学生对不同数控系统与不同数控机床的适应能力。第三，通过数控仿真软件可更好结合理论学习，实现同步教学。若通过仿真软件一边演示一边教学，借助车刀与工件运动来显示指令轨迹，学生更易理解，还可亲手操作以加深认识，理论与实践相互融合，增强了教学质量。
二、数控加工技术课程的数控仿真软件教学要点
1.引导学生正确选用数控加工仿真系统，提高教学质量
数控仿真软件可通过计算机把所编制程序，在二维图或三维图的基础上通过动态方式把整个数控加工过程更生动地展现出来。现今有影响力、有代表性的数控仿真软件包括上海宇龙、斯沃仿真、南京宇航等。但具体选择哪种仿真软件，还应综合分析仿真系统里操作面与实训教学机床的匹配性，保证仿真系统里所用到的数控系统应与教材教学选择的数控系统或机床相符，并考虑数控仿真系统功能是否满足教学要求与仿真软件及CAD/CAM软件配套性，如通过CAD/CAM软件后置处理所生成的程序可否调入仿真系统进件虚拟加工，在仿真软件运行验证符合要求的程序可否在真实机床里加工等。笔者学校在实际操作中选用了上海宇龙数控仿真软件，软件基本可兼容目前国内已有的大部分数控系统，如FANUC、SIEMENS、广州数控等。仿真软件完全模拟真实的数控机床操作，能清晰仿真整个数控加工环节。学生在学习过程中能够更快速地了解数控机床编程与操作技能。
2.科学应用仿真软件，增强学生学习兴趣
过去在黑板上讲授不同按键名称、作用与操作方法，实质上是一件费力不讨好的事，学习者感觉枯燥，教师也乏味。但若将数控仿真软件用于数控加工技术课程中，学生所编程序能够直接在计算机数控加工仿真软件中进行模拟加工演示。由于机床操作面板的使用及零件加工过程均与实际加工情况类似，学生可从任意角度了解、掌握数控机床加工过程，毛坯加工变作成品的过程真实形象，更利于知识点的掌握。利用数控仿真软件，基于学生学习中遇到的各种困难及问题给予讲解、引导、示范操作，可以克服所有的学习困难，解决问题，增强学生学习兴趣。此外，数控仿真软件再先进，终究不是真实的，数控系统种类多，统一数控系统应用于不同厂家生产的数控机床上，实际操作中也存在诸多差异，研发人员无法全面掌握这些具体细节，仿真软件产品会出现一些与真实机床不同的感觉。教师还应为学生清楚讲述软件与实际机床不符之处，并结合机床真实情况为学生展开针对性教学，以免让学生出现误解，不利于将来机床编程与实操。
3.合理安排教学内容，循序渐进掌握数控知识
数控加工技术课程教学中应合理安排教学内容，在教学前将知识点给予有效安排，大致分作三个模块，即基础模式、提高模块与拓展模块。首先，基础模块重点讲述训练中常用到的FANUC数控系统相关数控车床、数控加工中心编程方法、操作及应用知识，该模块属于教学基础，也属于教学的重点，要求学生务必熟练掌握，并能做到知识的灵活运用；其次，提高模块重点讲述并训练SIEMENS数控系统相关三种机床编程与操作，增强学生在不同数控系统下进行不同数控机床编程的操作能力与理解能力；最后，拓展模块重点讲述国产数控系统里的华中数控系统与广州数控系统里的数控车床编程及操作技巧，拓宽学生知识面，增强学生对不同操作系统、不同操作面板的编程及实践操作能力。唯有如此，学生方可更牢固地掌握各种数控加工知识，步入社会后能尽快适应岗位工作要求，提高工作能力。
4.仿真软件学习与机床实际操作训练同时进行
数控仿真软件不仅可用于数控加工技术课程教学中，还可作为数控操作技能训练辅助工具。教师应摆正数控仿真系统在教学中的位置，不可让学生养成一味依赖数控仿真软件的习惯，而忽视了机床实际操作练习的重要性。教师需结合课程总共的学习时间，科学分配仿真软件学习与机床实际操作训练二者的时间比例，充分认识到数控仿真软件的应用优势主要体现在入门基础训练上，而学生实践操作技能的提升关键还是要通过大量的机床实际操作训练。学校需合理制订教学计划，在数控仿真软件课程学习前，就先组织学生到附近工厂实习，让学生对各类加工方法有更深的感性认识。同时，数控机床课程与数控加工工艺课程也应安排在数控仿真软件学习训练前，让学生掌握更多机床操作方法、加工方法与切削用量选择方法，更利于学生理解与掌握数控仿真各环节要点，进而让数控仿真软件真正在数控加工技术课程中发挥作用，达到“砍柴不误磨刀功”之效。总之，数控仿真软件将逐渐变成我国数控教学中的主要手段，不但能够解决占用过多实验设备时间的问题，还可提升学生对数控加工的认识，还可为学生提供检验自行编写程序正确性的有效手段。不过，把数控仿真软件应用于数控加工教学里也有诸多不足，在应用过程中还应不断改进与完善，使其更好为数控教学服务，提高教学质量，为社会培育出一批批实践能力强的新型数控人才。
参考文献：
[1]丛娟,丛树林.基于数控仿真软件的数控加工工艺与编程课程改革[J].辽宁高职学报,2011(3).
[2]王芊.有效提高学生实践能力的途径——仿真软件在数控技术专业教学中的应用[J].包头职业技术学院学报,2009(1).
关键词：数控仿真软件；数控实习；计算机
教育部、信息产业部、国防科工委等日前联合数控技术应用等专业领域的人才需求状况。我国蓝领、灰领数控人才需求明显增加。蓝领层数控技术人才是指在生产岗位上承担数控机床具体操作的技术工人，在企业数控技术岗位中占70.2%，是目前需求量最大的数控技术工人。中职学校作为生产一线技术工人的培养基地，学生的学习全应该是全在机床上进行的，但是由于有众多的数控专业学生，有限的机床数量难以保证每个学生有足够的上机时间，同时由于是初学者，经常会导致机床和刀具设备的损坏，甚至出现安全事故，但数控技术又是一门实践性很强的课程，要想达到理想的教学和实践效果，我们学校采用了数控仿真软件进行辅助教学，数控仿真软件是通过计算机这个平台来学习的，现在的学生对计算机都有或多或少的了解，数控仿真软件的辅助教学大大提高了学生的学习兴趣和主动性。
数控仿真软件是虚拟现实技术和理念的发展，可以模拟数控机床加工环境及其工作状态的计算机仿真软件。我们学校采用的是上海宇龙数控仿真加工软件，虽然软件中的数控机床是虚拟的，但是软件中机床的外形和操作面板及操作按钮是依照真实的数控机床进行设计的，软件里的机床操作也和真实的机床基本相同，本软件可以实现对数控车、铣、加工中心加工全过程的仿真，其中包括毛坯定义与夹具，刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，加工仿真以及各种错误加检测功能。拥有FANUC、SIEMENS、华中数控、广州数控等多种数控系统，具有系统多、类型多的加工仿真模拟功能。
数控仿真软件在实习教学中可以弥补数控机床的不足，数控实习不比钳工或车工的实习，数控机床是一种新型的机电一体化设备，它的设备投入是很大的，价格较之普通机床要昂贵得多，一台中档数控车床或数控铣床一般需二、三十万，而数控加工中心更是高达几十万甚至上百万。数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实作训练，投入大、消耗多、成本高，即使是实力雄厚的培训院校和企业也无力承担起这种消耗与投入。因此运用数控加工仿真系统教学是解决这一问题的重要途径。把仿真系统引入到教学中，这样既可避免因初学者误操作而造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员感受仿真数控机床操作过程中产生现场感和真实感，我们学校数控专业有3、4千学生，如果要使每个学生有充足的实习时间的话，可能投入要上千万，对于我们现在刚起步的高职院校而言显然难以承受。现在我们学校采用上海宇龙数控仿真软件进行辅助教学，数控仿真教学一般安排在学生在理论课上学习过数控编程和在普通车床、铣床等设备学习完后，学生具备一定的程序编辑和机械加工能力，然后学生进行仿真实习，把在理论上学到的编程和普车上学到的机械基础进行融合贯通。这对数控操作工初学是非常有实用的。一、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，；二、不需要原材料，投入资金少，占地小，不会造成资源的浪费；三、利用网络可以搭建交流的平台，为师生的交互提供了方便等。
数控仿真软件拥有FANUC、SIEMENS、华中数控、广州数控等多种主流数控系统，学生在学校期间能够掌握多种数控系统的程序编辑和加工能力。各个企业里面的数控系统和数控机床是不一样的，这样学生毕业后到企业里面能够直接融入到生产当中，不再需要进行大量的培训，为企业提高了效率，为学生的美好前途提供了保障。
数控加工仿真软件功能较为完善。其中语法诊断和模拟示教功能可以使学生进行人机交互式学习。即由学生输入NC程序，在模拟运行过程中，系统能及时提供错误信息以及刀具相对移动轨迹的显示以及最终加工的立体效果，再由学生经过简单判断就能很容易的发现和修改NC程序的错误，从而避免教师直接面对学生的指责伤害学生的自尊，也大大减轻了教师批改学生NC程序作业时的繁重负担。使教师能够集中精力以帮助学生解决实际问题，另外数控仿真软件还有自动评分功能，只要在教师机上面设置好评分标准，学生一交卷就能够出成绩，既避免了在改卷中人为的因素，又大大提高了工作效率，数控仿真软件保证了教学质量，使教学效果得到显著提高。
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现场示范的，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。
数控加工仿真软件的辅助教学为我们节约了大量的资金，而且还提高了我们的工作效率，具有强大功能的它逐渐被各类职业院校和培训院校引入，甚至被一些企业也囊入其中。甚至现在数控加工仿真是我们数控专业学生的一门必修课。更重要的，是软件很容易普及，只要有电脑学生就可以在家里自学，一定程度上培养了他们的刻苦钻研和创新精神。
虽然数控加工仿真软件具有强大的功能，但是它必究还是虚拟的，无法真正代替实际机床。首先，我们教师在授课时，一定要严格按实际操作的要求进行。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。在这里我要说明；仿真软件还没有做到尽善尽美，与实际机床由一些不符之处。例如华中系统里面的G71指令在上海宇龙仿真软件上面没有凹槽循环，但是机床上有这个功能，所以我们要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。
综上所述，我们对仿真软件已经有了一个概括的了解，但实际教学中，我们发现仿真软件的使用，会在一定程度上使学生放松对产品质量和生产安全的认识。因此我们要分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例，仿真软件的使用只能作为从一定程度上熟悉掌握数控的编程加工和基本操作步骤的一种辅助手段，因此有效缩短了实习时间，提高了实习效率，但我们应看到不能完全抛开实际机床的实习内容，必须适当的安排实习时间，通过实际操作来真正实现学生对技能的掌握。
参考文献
[1] 黄筱调，赵松年。《机电一体化技术基础及应用》机械工业出版社1994.
[2] 曾小惠，吴明华，潘铁虹。数控加工仿真教学系统的实现，1998
关键词：单水箱，液位，流量，控制系统，高度，Simulink。
中图分类号：TU822文献标识码： A
Abstract：In daily life and industrial control often need to involve level and flow control problem，Residents roof tank of liquid water, beverage processing, chemical factory in storage box of dye mixing and so on were related to water tank level control problem，To ensure the appropriate height, liquid need to design appropriate level control system，Establish water level control system of digital simulation model，Use of MATLAB simulink the model simulation。
Key words: Single tank，level，flow，Control system ，height ，Simulink。
引言
水箱液位控制系统的提出
在过程控制中，被控制量通过有以下四种：液位、压力、流量、温度，而液位不仅是工业过程中常见的参数，而且便于直接观察，也容易测量，过程时间常数一般比较小，以液位过程构成实验系统，可灵活的进行组态，液位控制装置也是过程控制最常用的实验装置。
一、单水箱液位控制系统原理。
如图（1）所示：
图（1）“水箱系统”液位控制原理
如图所示中,它有一个水箱，一个液位调节器，一个入水阀门，一个出水阀门，入口处的阀门调节器控制水流量和水位,出口处阀门由外部操纵,可将其看成一个扰动量，由外部起干扰作用。
符号说明：
水箱输入量: Qin
水箱流出量: Qout
水箱截面积: S
进水阀开度: u
水箱液位高度: h
水箱液位给定高度: hr
单水箱液位控制系统，无论通过Qout的输出量怎样发生变化，都能维持储存槽液面在h值附近，不超过允许的偏差值，浮子的位置就是测量出来的液位实际高度，它与调节器相连，调节器与入水阀相连，当液面高度恰好为h时，调节器输出电压u经过放大后，作用于调节阀门上，改变阀门开启量，从而调节输入流量，使储槽液面恢复到h值附近，液面就能维持在h值附近而不超过允许误差范围。
二、单水箱液位控制系统建模。
对上图系统可抽象成图（2）所示的数学模型：
图（2）“水箱系统”的数字模型
通过水箱系统的数学模型，我们可以初步建立系统的仿真模型，它有一个阶越信号，一个比例和比例积分环节的调节器，比例环节K1和K2，一个积分环节还有一个扰动环节组成。
三、单水箱液位控制系统实验设计。
（1）对上图水箱系统的数学模型利用simulink进行仿真实验，simulink是运行MATLAB环境下用于建模,仿真和分析动态系统,它包括一个庞大的结构方块图模型,用户可以既快又方便地对系统进行建模,并且simulink可以在屏幕上显示数据以及输出数据和图形,simulink本身就是一种用来实现计算机仿真的软件工具,它是MATLAB的一个附加组件,用来提供一个系统的建模与动态仿真工具平台,用模块组合的方法使用户能够快速,准确地创建动态系统计算机模型,由于simulink是一个动态统统建模、仿真和综合分析的集成软件包，它可以处理线性、非线性系统，离散、连续及混合系统，simulink把图形窗口扩展成为可以用来编程的图形界面，在simulink提供的图形用户界面上，只要进行鼠标的简单拖拉操作就可以构造出复杂的仿真模型，simulink以方块图形式，采用分层结构建立仿真模型。
（2）MATLAB/Simulink建立液位控制系统,采用PID调节器,其控制规律为比例、积分、微分控制,它以其结构简单,稳定性好工作可靠,调整方便而成为工业控制的主要技术之一,当被控对象的结构和参数不能完全掌握或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必需依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便,PID控制器就是根据系统误差,利用比例,积分,微分环节计算出控制量进行控制的。其中比例(P)控制是一种最简单的控制方式,其控制器的输出与输入误差信号成比例关系,当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。而比例积分（PI）控制是具有比例加积分控制规律的控制，PI控制器可以使系统在进行稳态后而无稳态误差，比例积分控制器与被控对象串联连接的，相当于在系统中增加了一个位于圆点的开环极点，同时也增加了一个位于S左半平面的开环零点，位于圆点的极点也可以提高系统型别，以消除式减小系统稳态误差，改善系统稳态性能，而增加的负实部零点则可以减小系统的阻尼比，缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态过程中产生的不利影响，在实际工程中，PI控制器通常用来改善系统稳态性能.
（3）建立系统模型。
创建系统的模型需要多个模块，各模块的各名称以及参数设置如表（1）所示：
子模块库 模块 模块名 参数名 参数值 备注
Sources Step Step Step time 0 ,0 ,2 ,0 阶跃信号
Step1 Step Step time 100, 0, 0.05 0 阶跃信号
Step2 Step Step time 0 ,0 ,0.01 ,0 阶跃信号
Step3 Step Step time 100 ,0 ,0.01 0 阶跃信号
Math operation
Sum Sum1 List of signs +- 符号
Sum2 List of signs ++ 符号
Sum3 List of signs +- 符号
Sum4 List of signs +- 符号
Gain Kp Gain 1 增益
Ki Gain 0.1 增益
Continuous Integrator I 积分
Sink Scope Scope 示波器
Scope1 Scope 示波器
表（1）模块的名称以及参数设置表
（4）将模块添加到模型窗口，并使用信号连接起来，创建模型结构如图（3）所示：
图（3）“水箱系统”仿真框图
（5）数字仿真实验
①.调节器采用PID算法，当采用P调节规律时，比例环节为1，比例积分环节为0，其中外部干扰信号在t=100s时，由0.01增加到0.05时，如图所示水箱系统液位控制仿真框图(4)所示：
图（4）仿真框图
通过simulink仿真可以得出水箱系统液位控制仿真结果图（5）、（6）：
图（5）仿真结果图
图（6）仿真结果图
②.当调节器采用PI调节规律时，比例环节为3，比例积分环节为0.1，其中外部干扰信号在t=100s时，由0.01增加到0.05时，如图所示水箱系统液位控制仿真框图（7）所示：
图（7）仿真框图
通过simulink仿真可以得出水箱系统液位控制仿真结果图（8）、（9）：
图(8)仿真结果
图（9）仿真结果
四、结果分析
由上图所示的的仿真结果可见：当采用比例调节规律时，系统液位控制存在稳态误差且其随干扰量的增加而增大，而采用比例积分调节规律可有效地消除稳态误差，所以该系统以采用PI调节器为好。
总结
单水箱液位控制系统simulink仿真实验具有广泛的应用背景,依据其不同的实际背景设计水箱液位控制系统，并对这些系统建模，进行数字仿真，是很有实际意义的。本文利用系统建模法，分别建立被控对象的数学模型，利用simulink进行仿真实验，通过利用PID调节器建模仿真，通过对P调节器和PI调节器进行对比，我们可以很清楚的从图形上了解到PI调节规律比P调节规律更有效的消除稳态误差，改善系统的稳定性。
参考文献
[1]王正林编.MATLAB/Simulink与控制系统仿真.北京:电子工业出版社.2008.7.
[2]黄忠霖,黄京编著.控制系统的MATLAB计算机仿真.北京:国防工业出版社.2009.1.
[3]王海英,袁丽英编著.控制系统的MATLAB仿真设计.北京:高等教育出版社.2009.2.
关键词 数控车床 数控仿真
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A
1 数控加工仿真系统的产生
随着计算机技术的发展，尤其是虚拟现实技术和理念的发展，目前在国内已经有很多学校将计算机仿真初步运用于数控操作人才培训的教学之中，也产生了各种仿真教学系统。简单来讲就是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，参与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。因此能进一步培训操作者的实际工作技能。
2 数控加工仿真系统的应用效果
2.1 理论教学应用数控加工仿真系统可以极大地提高学员的学习兴趣
在引入数控加工仿真系统应用软件之前，数控编程与操作课程教学模式主要是课堂教学，学员对自己所编的程序正确与否是通过教员审查来知晓的。教员检查程序需逐个程序段进行查阅，内容多而十分麻烦，一些书写错误也不易查出，而这些问题在实际数控编程中是十分重要的。至于数控操作问题，在黑板上讲解各个按键的作用、名称与使用更是一件费力不讨好的事，习者枯燥，教者乏味。
引入仿真系统进行教学以后，学员所编程序可以直接在数控加工仿真系统的模拟加工演示，对程序编写和书写的错误能直接看出，机床操作面板的使用与零件的加工过程也和实际加工情况十分相似，学员可以从任意角度观察数控机床加工过程，毛坯加工为成品的过程历历在目，直观形象，便于学习与掌握，编程与操作的作业可以直接在计算机上检查，每次有检查，次次有结果，使学员对这门课程有了浓厚的学习兴趣。
2.2 技能训练应用数控加工仿真系统可降低训练成本提高训练效率和安全性
数控机床是一种较为昂贵的机电一体化的新型设备，如果初学时就让学员直接在数控机床上操作，可能出现撞坏刀具等现象，甚至因操作失误对学员造成人身危害。引入数控加工仿真系统进行技能操作，可以大大降低实训的消耗，约30个机位的计算机包括30个结点的正版数控加工仿真系统软件，所需费用相当于一台三十万元的数控机床，却能解决30-90个学员的初阶段的技能训练问题，学员可以对未能完成的实习实行项目保存，对已完成的实习课题进行调入回顾，而后再进行几次实际操作就能达到事半功倍的效果，大大提高了实习效率降低了实习成本。学员可以将编程与程序校验放在计算机上完成，然后将所编程序输入数控机床，对零件进行加工，安全性及效率均大为提高。
3 仿真软件在数控技术专业教学中的不足及弥补措施
3.1 仿真加工缺乏真实感，学员安全意识淡薄
实际加工中操作人员必须严格按照安全操作规程进行加工，并要求其具备相应的“听辨能力”，能根据机床不同状态下发出的声音及时调整参数，减少机床发生故障和停机的概率。而在仿真中，便无法学习到真正的“听辨能力”，并且一些严格的操作规程也无法得以实施。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。如果学员的不良习惯一旦养成，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员要不断强调安全操作，严格要求，并给学员讲解仿真与实操的差别。
3.2 工艺参数设置随意，无法保证产品质量
利用仿真系统进行编程与操作练习时，往往容易忽视切削用量、刀具的选用，零件的装夹等问题。同时仿真软件也无法判断工件的表面粗糙度、矫正尺寸精度等。如果学员在仿真时忽略了这些内容，在实际机床上加工时也会不自觉的忽略这些对数控加工十分重要的部分，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，教员一定要求学员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，让学员在学习的初期就养成正确的习惯。
3.3 仿真加工与实际机床有一定差异，易使学员产生错觉，影响教学质量
介绍了完全基于DCS自带的虚拟DPU根据实验室硬件自主设计DCS仿真教学系统的方法，设计的虚拟DCS仿真教学系统可在每台计算机上实现，大大增加了学生的动手机会，并节约大量建设经费。
【关键词】DCS 虚拟DPU 仿真 教学系统
1 引言
DCS在电厂中得到广泛的应用，在为数众多的工业企业中也得到大量的应用，是目前极为重要的控制方式，因此相关院校都很重视DCS教学。目前大多数院校采用的是购置真实DCS硬件系统的方式开展教学，少数院校采用购置DCS仿真教学系统开展教学。但是无论是购置DCS硬件系统还是购置DCS仿真教学系统费用都较高，各院校一般只配备少数几套。在教学中，由于设备少，学生只能一组、一组的练习，大大影响了教学效果，不利于教学工作的开展。
在本文中，提出了基于虚拟DPU根据实验室硬件自主设计DCS仿真教学系统的方法，设计的虚拟DCS系统可在每台计算机上实现，大大增加了学生的动手机会，并节约大量建设经费。
2 常见DCS仿真教学系统的实现
目前，DCS仿真教学系统主要有两种：全激励式仿真系统和基于虚拟DCS的激励式仿真系统。
1.1 全激励式仿真系统
如图1所示，全激励式仿真系统保留分散控制系统的软硬件，对象用仿真模型实现，仿真支撑系统模型运行在模型计算机上。在全激励式仿真系统中，DCS部分与现场完全一样，学生可在全激励仿真系统上进行逻辑的组态、逻辑的修改，系统的运行、系统的调试等，学生可以得到在现场工作一样的真实训练效果。但该方案DCS硬件费用较高，因此采用的学校较少。
1.2 基于虚拟DCS的激励式仿真系统
基于虚拟DCS的激励式仿真系统采用虚拟DPU取代真实DPU硬件设备，虚拟DPU在非DCS的计算机上实现，实际分散控制单元中的DPU 功能移植到虚拟 DPU 软件上。这样整个虚拟 DCS 系统就可以脱离数据采集及数据运算硬件设备而工作，节省大量硬件投资。图2是实际DCS系统与基于虚拟DCS的激励式仿真机系统的比^。
在基于虚拟DCS的激励式仿真系统上，可以完成除硬件维护外的所有逻辑组态、系统的运行、系统调试等教学工作。
基于虚拟DCS的激励式仿真系统需要专门的仿真支撑系统平台运行仿真对象模型，并完成和虚拟DPU通信与数据交换。因此，基于虚拟DCS的激励式仿真系统一般价格也较贵，实训室一般只购买几套，学生动手机会还是相对比较少。
3 完全基于虚拟DPU的DCS仿真教学系统的开发
完全基于虚拟DPU的DCS仿真教学系统可采用如图3所示方式进行开发。在此方式中采用多个虚拟DPU，部分虚拟DPU仿真DPU运算站；部分虚拟DPU作为仿真对象运行平台，支撑仿真对象的运行计算。
在学校的DCS实训室中一般建设有真实DCS硬件控制系统和真实的过程对象（例包含水箱、加热器等的过程对象），但一般只建设少数几套，学生难以得到充分训练。在虚拟DPU中运行的仿真对象数学模型需用DCS软件组态，用其组态大型火力发电厂对象比较困难，但用其组态搭建实验室对象数学模型则不是很困难的事，而且教师一般也有能力完成实验室对象数学模型的建立和组态。通过建立如图3所示的仿真系统，则学生可以完成除硬件维护以外的所有DCS组态、下装、运行、调试等。建立的仿真系统可以安装到每一台计算机上，大大提高学生动手练习的机会。
4 新华DCS完全基于虚拟DPU的DCS仿真教学系统的实现方法
4.1 总体设计
新华DCS自带虚拟DPU功能，借助其虚拟DPU功能，建立二个虚拟DPU。用一个虚拟DPU仿真取代真实DPU控制柜硬件设备。在另一个虚拟DPU中运行过程控制对象仿真数学模型。仿真对象和虚拟DPU柜通过通信联系。
4.2 建立虚拟网络环境
通过操作系统添加硬件向导，添加虚拟网卡Microsoft Loopback Adapter建立虚拟网络通信环境。或制作自环网头插在计算机网口，实现虚拟网络通信。
设置两个虚拟DPU的Vdpu.cfg文件，将节点号NODE设为不同值（例1和2），虚拟DPU1仿真真实DPU，虚拟DPU2运行仿真对象数学模型。xnet.ini文件的设置与真实DCS一致。
4.3 输入输出卡件的仿真
模拟量输入卡件采用模拟量下网功能块XNETAI功能块仿真、模拟量输出卡件采用模拟量上网功能块XNETAO功能块仿真、开关量输入卡件采用开关量下网功能块XNETDI功能块仿真、开关量输出卡件采用开关量上网功能块XNETDO功能块仿真等，并设置相关参数。例XNETAO模块参数设置如图4所示。
4.4 过程对象的仿真
通过对象特性试验测试实验室过程对象特性，研究其数学模型。将过程对象数学模型采用DCS功能块组态，并下装到模型运算虚拟DPU2中。
4.5 控制设计组态
控制系统数据库组态、逻辑组态、画面组态、动画连接等除输入输出采用仿真输入输出外，其余完全与真实DCS组态一致。
控制逻辑组态下装到仿真真实DPU的虚拟DPU1中。
4.6 DPU运算站与仿真对象运算站之间的通信
DPU运算站与仿真对象运算站之间的通信通过上网功能块和下网功能块通信。
5 我校新华DCS仿真教学的实践
我院自动化专业DCS实训室建设了一套含有新华DCS控制柜和高级过程控制对象的真实DCS硬件系统，高级过程对象包含水箱、加热锅炉、恒压泵、变频泵等。我们按照图3所示方法基于新华DCS的虚拟DPU设计了和实验室真实硬件对象特性基本相同的仿真对象和虚拟DPU控制柜，并将仿真系统安装在每一台计算机上。教学中，学生首先在虚拟DCS仿真系统上进行数据库、画面、控制逻辑等等的组态，组态可下载到操作员站和虚拟DPU中，并可在虚拟DCS仿真系统中进行系统的运行、调试和投参数等。在虚拟DCS仿真系统上完成控制系统的设计、调试后，只需将组态中的输入、输出接口根据实验室中真实DCS硬件的接口做相应修改（其余组态均不需改变），将组态下载到真实DCS中，即可实现对实验室真实DCS硬件过程控制系统的控制。此种方式，学生可在虚拟DCS仿真系统上得到充分训练，经过多年实践取得了较好的教学效果。同时基于此系统我们还设计了水箱液位串级控制、锅炉内胆水温与循环水流量串级控制等22项实验，供过程控制系统课进行实验教学。
6 结束语
完全基于虚拟DPU设计仿真系统，由于不需购买专门的仿真支撑系统平台，可大大节省建设经费。该仿真系统设计方法特别适合于建设与实验室控制对象和控制系统完全一致的小型仿真系统，设计的仿真系统可安装到每一台计算机上，使学生得到充分的训练。
参考文献
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作者简介
许红兵（1968-），男，河北省易县人。现为保定电力职业技术学院自动化教研室主任、教授，主要从事单片机、复杂系统建模与仿真、分散控制系统与现场总线控制系统研究。
摘要：本文旨在通过数控仿真软件教学与传统的实操教学方式的对比，以及使用数控仿真软件的心得，探讨中职学校数控专业实施数控仿真软件教学的重要性，为中职学校数控专业科学规划实验实训室提供借鉴。
关键词 ：教学方式 仿真软件 开出率
随着社会的发展，以前的机械专业逐渐分离出很多细微的专业方向，像数控专业就是其中的一类。现阶段各中职学校普遍开设了数控专业，但在这一专业领域里怎样规划合理且又适用的实训室成了众多学校头痛的大事。笔者认为可以通过配备数控仿真实验室与数控加工车间相结合的一体化实训室，来达到数控专业实训课教学的需要。
一、传统的实操教学方式
自从数控专业开设以来，都是采用理论加实践的教学方式。首先由老师在课堂里讲授理论知识，教给同学们编程知识，使他们掌握编程的方法和技巧，然后再到实训车间里进行数控加工。通过这种教学方式，学生们基本上能够掌握学校存在的数控系统的操作方法。这种方法的缺点就是，理论课程与实操课程相隔一段时间，使之在上完理论课之后，经过一定的时间，可能出现对所学知识有个遗忘的过程，导致对所学知识出现不熟悉的现象，又需要复习以前所学的知识，才能顺利地完成实操课程的教学任务，这给我们的教学带来很大的麻烦。
二、数控仿真软件教学方式
在数控专业，如采用数控仿真软件教学方式，只需要配备一个仿真课室（大约能满足一个班的教学需要，当然可以放在数控车间的旁边），根据学生人数配备一定数量的电脑，通过局域网连接起来，然后再装上仿真软件，就可以完成理论与实操教学。这样，我们在教学计划的编写中，可以将编程、仿真教学及数控加工实习安排在同一时段，完成编程的教学之后立即在电脑上完成实操教学。当学生们在仿真软件上能够熟练地操作时，教师根据教学计划的要求，再适当地安排一定时间进行强化训练。这不仅可以使学生们掌握必要的编程知识，同样通过理论联系实际，还可以完成实操的教学。
三、配备数控仿真软件实验室的重要性
1.减少设备投入，合理利用设备
大家都知道，数控专业如想学生们在毕业时能够熟练地操作数控机床，必须通过理论联系实际，既要掌握编程的方法及技巧，又能熟练地操作数控机床，适当地懂得一些数控机床维修的知识，才能算一个合格的毕业生。可要真正地掌握数控机床的操作，针对不同的数控系统，掌握他们的性能，并不是一件容易的事情。
因为随着机床行业的发展，新的数控系统的不断开发，导致现阶段市面上流行并存在很多不同类型的数控系统，像FANUC、PA、SIEMENS、华中数控、广州数控、大森数控、MITSUBISH等，且他们的控制面板及操作方法完全不一样（主要是对刀方法不一样）。学校很难做出如此大的投入，配备各种系统的数控机床（因为数控机床的价格是昂贵的）。如果选择数控仿真软件教学的话，只要选择合适的数控仿真软件（而且很多数控仿真软件已经做得很成熟，且能完成很多种类数控系统的教学），就可以完成多种系统的教学需要。
现阶段市面上比较常用的上海宇龙数控仿真软件系统，在上面就可以完成FANUC、PA、SIEMENS、华中数控、广州数控、大森数控、MITSUBISH等系统的数控车、铣、加工中心的实操教学（见下页图）。然后根据学校的实际情况，在数控车间合理配备数控机床，这样就可以为学校节约很多设备投入费用。
2.学生知识面拓宽且安全
前面所论述的，如果采用传统的教学，依靠老师在黑板上给同学们讲授编程知识，再到数控车间进行实操教学，针对各个学校对数控专业设备的投入情况不同，学生也只能掌握学校里仅有设备的操作方法，很难去操作其他的数控设备，这对学生的就业带来了很大的影响。如我们采用数控仿真软件教学，可以在上面完成很多不同类型的系统的数控车、铣、加工中心的教学，使学生能够在相同的时间里掌握更多的知识，掌握多种数控系统的操作方法，为他们的就业带来便利的条件。
因为数控操作是一门实践性很强的科目，安全系数较低。一台机床最多容纳3～4人操作，这使得数控车间能提供的工位相对较少。如在数控仿真软件上教学，可以让学生们对自己所编程序进行验证，发现错误及时编辑修改。不会出现像在数控机床上实习，如程序错误，就有可能出现撞刀甚至更为严重的事故。在师资紧缺的情况下，学生直接操作数控机床，很难保证学生的安全，但在数控仿真软件上可以得到很好的控制，且相对提供较多的工位。
3.理论与实践可以联系更紧密
如果学生自己所编写的程序能在数控机床上运行，并加工出符合要求的零件，对于学生本人来讲是一件令人兴奋的事情。但由于实习的数控设备数量有限，学生不可能一上完理论课，马上就操作数控机床。为解决这一矛盾，应让学生在电脑上利用仿真模拟软件对自己所编程序进行仿真模拟，显示整个切削加工过程，以及当前坐标位置、切削速度、快进、快退速度，当前所用刀具等。如果学生所编写的程序有错误，电脑就会显示出错号，程序暂停运行，让编写者做出正确修改后，程序才继续运行，模拟切削加工可一直显示到加工完毕。学生通过这个仿真系统在老师指导下进行编辑修改，检验自己所编写的程序是否正确，这对提高学生学习兴趣和编程水平都有很大帮助。
四、小结
论文摘要：根据职业院校在数控专业人才培养中遇到的问题提出了数控仿真软件引入数控教学的重要性，进一步分析了仿真软件在数控教学中的优缺点，并提出相应的弥补措施。
1仿真软件在数控技术专业教学中的优势
（1）减少高额的设备投入，解决实习设备与学生人数不成比例的问题。
由于数控设备属于集机电、通讯、传感于一身的智能化产品，它具备“高速、高效、高精度”的加工特点，这就决定了其高额的成本。因此，数控专业的的实训教学若单单依靠购买数控机床则投入过大，若采用数控仿真进行实习教学可以很好的解决这一难题。
（2）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，目前市场上的数控设备型号多样，并且数控系统更新较快，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。而数控仿真系统则具备“一个软件多种系统”的优势。如上海宇龙仿真软件就拥有FANUC、PA、SlEMENS、华中数控、广州数控、大森数控等多种数控系统，可以实现对车、铣、加工中心等多种型号机床操作过程的仿真，弥补了实习设备型号单一，学生的知识面狭窄等问题。
（3）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。
（4）安全性高，便于初学者学习。
由于数控加工仿真系统是一种虚拟加工技术，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。
（5）可对程序校验、模拟加工，减少占机调试时间，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。
2仿真软件在数控技术专业教学中的不足及弥补措施
（1）仿真加工缺乏真实感．学生安全意识淡薄。
实际加工中操作人员必须严格按照安全操作规程进行加工，并要求其具备相应的“听辨能力”，能根据机床不同状态下发出的声音及时调整参数，减少机床发生故障和停机的概率。而在仿真中，便无法学习到真正的“听辨能力”，并且一些严格的操作规程也无法得以实施。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。如果学生的不良习惯一旦养成，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要不断强调安全操作，严格要求，并给学生讲解仿真与实操的差别。
（2）工艺参数设置随意，无法保证产品质量。
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、刀具的选用，零件的装夹等问题。同时仿真软件也无法判断工件的表面粗糙度、矫正尺寸精度等。如果学生在仿真时忽略了这些内容，在实际机床上加工时也会不自觉的忽略这些对数控加工十分重要的部分，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。
（3）仿真加工与实际机床有一定差异，易使学生产生错觉，影响教学质量。
由于虚拟加工技术起步较晚，现在的仿真软件与实际机床还存在一定差异。如利用车刀在数控仿真系统上加工工件时，只要背吃刀量不大于刀刃长度就可以直接切削。而在实际数控机床上加工，则会因为受到机床、刀具和材科等性能的影响，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。又如实际加工中，G00无法完成工件的切削加工，而在仿真时即使错误的使用G00切削工件，照样可以完成切削而不会报警。这些问题就需要我们在教学的过程中反复强调，避免误导学生。同时要合理安排仿真软件与实际操作的时间和顺序。
综上所述，数控仿真软件在数控技术专业教学中的合理应用，既可以提高数控人才的培养质量和效率，还可以缓解学校的经济压力，但其缺点也不容忽视。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
