西门子仿真软件在数控教学中的应用

阮智斌 长沙民政职业技术学院

随着我国与世界的联系越来越紧密，各行各业与国际全面接轨，国家经济和科学技术进入了一个蓬勃发展的时期。当产品的要求提高时，生产中对机械制造的要求相应的提升，带来了制造装备业发展的机遇，其中数控机床是高端智能制造的一个重要的组成部分，使得数控机床的发展进入了一个黄金发展时期。大量的数控机床进入国内，对数控操作的技术人员需要也在大量增加。

作为培养高级操作技术人才的高职院校，当然也不能忽视这方面的需求，很多学校都开设了数控方面的课程，可是由于数控机床是高端精密设备，价格比较昂贵，一般学校的数量都比较少，而要想达到比较好的学习效果，又需要较多的练习，如何解决这个矛盾，大家都在进行探索。

一、数控系统和数控仿真软件的概述

（一）数控系统和数控仿真软件的定义

数控系统即数字控制系统（Numerical Control System）的简称，它是根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。通过指令来实现一台或多台机械设备动作控制。

数控仿真软件是利用相关的计算机技术，针对现实运动所开展的模拟演示与声像演示。在仿真过程中，操作人员通过设置相关的参数，将整个运行过程展现出来，能够亲自感受到设备实际运行情况，并通过对设备实施相应的操作，在显示屏上显示进一步的过程，整个过程和实际生产过程基本一致，通过这种仿真，我们基本可以确定设计的方案是否可行，在整个生产过程中是否有问题，进而对问题进行改进，达到预期的目标。

（二）西门子数控系统与仿真系统的简介

西门子数控系统Sinumerik是世界上使用最广泛的数控系统之一，目前在使用的主要有SINUMERIK 802、810、840等几种系列。利用这些数控系统，我们可以进行完成大量的生产加工。由于操作有一定的难度，为了方便大家更好的掌握使用，西门子专门开发了Sinutrain系统，通过使用该软件，能够产生真实性较强的仿真场景，操作人员能借助仿真场景进行交互沟通，充分体验近似于真实操作的感觉。因为Sinutrain的界面与实际Sinumerik系统完全一致，掌握了Sinutrain上的使用，实际系统也基本掌握，Sinutrain中有带有大量西门子机床的模板，我们可以学习它的参数设置。另外还可将实际机床的NC数据导入Sinutrain使之变成特定机床的培训工具，当然这个需要许可证。我们通常使用的免费版本西门子Sinutrain 4.7不支持。

对于初学者来说，直接去操作机床，肯定会出现各种各样的问题，比如学生在事先完成零件加工的编程后，由于不熟悉设备和加工工艺，在加工时经常出现撞刀情况，损坏刀具和工件，影响数控机床的加工精度和使用寿命，甚至极少数学生由于忽视安全操作规程，造成自身或他人的人身伤害的事故也偶尔发生。基于这些问题，大多数学校都会引入数控仿真软件进行教学。在学生有了一定的基础后，再操作实际设备。降低风险。

二、数控仿真软件在教学中的应用

（一）理论教学中的应用

在传统的G代码手工编程教学过程中，教师在课堂授课时将指令教授给学生，把编好的程序给学生分析，可学生并没有直观感受，通过将代码导入Sinutrain仿真软件对项目零件进行加工演示，它可以用动画的方式让学生观测到整个加工过程中走刀轨迹特点及加工效果，并可以随时停下来让学生从各个角度来观察效果，使学生对加工有了更加清楚的认识。而且我们使用的，可以随便安装使用。方便学生自行训练。

（二）实践教学中的应用

在绝大多数学校中数控设备都是较为贵重的设备，数量只有数台，而一个班的学生至少也有20人以上，会出现僧多粥少的问题，而且由于操作数控设备有一定的危险性，如果没有一定的经验，直接上手，很容易出现事故，所以需要实训老师在旁边进行指导，通过西门子Sinutrain仿真软件，可以在计算机上完成整个操作的练习，当真正上手操作时，可以避免很多因为不熟悉设备而产生的问题，减少人身伤害的危险。

（三）在毕业设计和竞赛中的应用

在学生进行毕业设计时，选数控加工方面的内容，可利用数控仿真软件进行模拟，减少对实际设备的需求，在竞赛时，由于需要进行较多的探索，直接进行实际设备的操作，可能会有问题，使用数控仿真系统，可以减少浪费，提高效率。

三、数控仿真软件不足

虽然数控仿真软件有很多的优点，利用仿真软件进行模拟加工操作、离线编程、程序校验、功能展示等，可以提高对数控系统的熟练程度，且无须数控设备和加工材料的损耗。但是它毕竟只是一个数控仿真软件，和真实的数控车床、数控铣床及加工中心系统还是有差异，操作的感觉也不一样，而且仿真软件中无法体现不同切削参数对加工零件表面的加工质量造成的差异。而且学生完全利用仿真数控操作，会养成不好的习惯，编写好代码后不检查，依赖系统检查，因为写错了不会造成实际损失，而到实际设备操作时，数控仿真系统没有，如果不养成良好的习惯，到真实系统中就可能出现问题。

四、结语

综上所述，采用将数控软件仿真与实践操作相结合的模式进行教学将是我们进行数控教学的方向。首先通过西门子的仿真软件使学生快速掌握数控工种相关的理论知识、数控机床的数控编程，参考点设定、对刀、换刀等实际加工操作。在此基础上，让学生进行数控机床实际操作，使学生掌握数控基本加工工艺，完成从零件设计、加工到质量检测等过程的完整训练，提高教学效率及学生学习效果，减少了设备、刀具损坏及材料消耗。构成一个“虚实结合、相互补充”的完整金工实训教学系统。