今天小编为大家推荐《数控机床论文范文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。摘要：数控技术及装备是发展新兴尖端工业和新兴高新技术产业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为提高综合国力和国家地位的重要途径。
第一篇：数控机床论文范文
数控加工及数控机床的维护
摘 要：随着社会的不断进步，经济的快速发展，我国人们的物质生活水平不断提高，集机械、电力、溶液、气、光为一体的数控机床现代化技术开始迅速发展起来，数控加工也随之发展起来，促进了我国国民经济的快速增长。随着数控加工的日益增多，数控加工的工艺水平越来越受到全社会人们的普遍关注;数控机床是一种高技术产物，如果系统出现故障就会影响生产效率。该文就对数控加工的加工工艺以及数控机床在日常生活中常常出现的故障进行了分析，并且提出了相应的解决措施。
关键词：数控加工 数控机床 维护 现代化技术
数控加工是一种先进的加工技术，同时也是一种高效率、高精度的自动加工方法，其技术的使用有效的解决了复杂、小而精密的零件的加工问题，给社会带来了巨大的经济效益。数控机床作为一种高技术产物，已经成为现代机床技术水平的重要标志，数控机床能够满足产品的高精度、高复杂性的要求，为此，受到人们的广泛关注。要想充分发挥数控机床的作用，就必须做好日常维修与养护工作，从而减少事故的发生，提高工作效率。
1 数控加工
1.1 数控加工的定义
数控加工是机械制造中的一种先进的加工技术，同时也是一种高效率、高精度的自动加工方法，它是伴随数控机床的产生、发展从而逐步完善起来的一种应用技术，也是人们长期从事数控加工实践经验的总结。数控加工能够大大提高对复杂性产品的制造效率，能够充分保障产品的加工质量，它是集传统的机械制造工艺、现代化控制技术、传感技术等技术于一体的，它的广泛使用给机械制造业带来了极大的方便，数控技术的水平已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志。
1.2 数控加工的特点
数控加工技术与传统的机床加工技术相比，其具有以下几个方面的特点：1.加工零件的精度越来越高，能够适应许多品种复杂的小零件。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，不需要人工干预，从而能够消除人为产生的误差。2.数控机床能够随生产对象的变化而发生变化，所以在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的程序后就能自动实现对新的零件的加工;而并不需要改变机械部分和控制部分的硬件，从而为复杂结构零件的生产提供了极大的方便。3.数控机床每一道工序都可以选用最有利的切削用量，这就提高了数控机床的切削效率，节省了时间，数控机床还能够实现多道工序的连续加工，大大提高了生产效率。4.数控机床加工零件一般不需要制作专用夹具，并且还可以实现一机多用，从而能够使生产成本进一步下降，可获得良好的经济效益。5.数控机床可以使用数字信息与标准代码处理、传递信息，从而为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。
2 数控机床
2.1 数控机床的定义
数控机床是集多种技术于一体的现代化技术设备，是一种装有程序控制系统的自动化的数字机床，其控制系统能够自动的处理各种程序指令，从而使得机床工作加工零件。数控机床的系统一旦出现故障，就会使得机床停止运转，从而影响生产效率。数控机床容易出现的故障主要有：机械的磨损与锈蚀、工件表面粗糙度大、电子元器件发化，本身有隐患、灰尘、操作失误等，所以，对数控机床出现的故障及时的进行维修是保障数控机床能够正常运行的前提，对数控机床的快速发展和不断完善也起到了巨大的推动作用。
2.2 数控机床的特点
(1)对加工对象的适应性比较强，能够根据不同加工对象为模具的制造提供合适的加工方法;(2)加工精度高，能够适应各种小而精密的零件的加工，具有比较稳定的加工质量;(3)当加工零件发生改变时，不需要重新进行设置，只需要更改数控的程序就可以，这样就大大节省了生产时间，提高了生产效率;(4)由于采用的是自动化程序控制，所以大大减轻了劳动强度;(5)数控机床对工作人员的素质要求比较高，对维修人员的技术要求更高。
2.3 数控机床的分类
(1)按照加工工艺方法进行分类：金属切削类数控机床;特种加工类数控机床;扳材加工类数控机床;(2)按控制运动轨迹进行分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床;
3 数控机床常常出现的故障分析
3.1 数控机床监测技术的特点
随着社会的不断进步，经济的快速发展，数控机床监测技术也得到了迅速的发展，从而更加准确的确保了机床的正常运行。数控机床监测技术主要有以下三个特点：(1)数控机床监测的目的很明确，能够快速的对机床进行故障监测，进而及时的制定出科学、有效的解决方案，从而保障机床的正常运转;(2)数控机床监测技术涉及的范围比较广，主要涉及到物理学、机械动力学等多种学科知识领域;(3)数控机床监测技术能够很好的联系实际，能够把理论知识转化为实践，然后用于实际的操作中，这样就能够很好的提高数控机床的安全运行。
3.2 数控系统故障
3.2.1 位置环
位控环报警：可能是测量回路开路;测量系统损坏，位控单元内部损坏;不发指令就运动，可能是漂移过高，正反馈，位控单元故障;测量元件损坏;测量元件故障，一般表现为无反馈值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲产生报警的可能原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。
3.2.2 电源部分
电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。
3.3 无报警显示的故障
3.3.1 机床失控
由于伺服电动机内检测元件的反馈信号接反或元件故障本身造成的。
3.3.2 机床振动
此时应首先确认振动周期与进给速度是否成比例变化，如果成比例变化，则故障的原因是机床、电动机、检测器不良，或是系统插补精度差，检测增益太高;如果不成比例，且大致固定时，则大都是因为与位置控制有关的系统参数设定错误，速度控制单元上短路棒设定错误或增益电位器调整不好，以及速度控制单元的印刷线路不好。
3.4 数控机床监测人员要掌握方法对机床的监测
数控机床监测人员在检测前要详细了解机床发生故障前有哪些征兆或者是现象，根据这些现象对故障进行分析，这样可以大大提高监测效率;如果不能通过看机床表面判断出机床的故障，这时就必须进行深层次的故障检测，对很有可能发生故障的部位进行监测，从而监测出故障部位。监测人员还一定要熟悉相关机床的维修原理，在每一次监测完机床故障以后，应该详细的记录好监测方法，从而可以方便掌握机床的故障规律，从而提高故障诊断效率。
4 数控加工及数控机床的维护及检修
4.1 数控加工及数控机床维护与检修人员
由于数控机床的特点，所以对维护与检修人员的要求比较高，只有维修人员具有较高的素质和工作技术才能真正确保数控机床维修工作的快速、高效运行。有效的预防与维修的技术手段是确保数控机床能够高效运转的基本条件，所以要建立严格的维护修理制度对机床进行及时的维护、修理，从而来大大降低事故的发生率，每次使用完机床以后要对机床的每一个部件进行检测，对一些有破损的部件进行及时的更换，定期对机床进行检测，一旦发现问题及时的进行解决，另外，还可以对机床进行一定程度的升级或者是改装，从而使的机床的技术水平能够得到大幅度的提升，使得机床能够稳定运行、长时间运转，从而获得更多的经济效益;除此以外，还要对机床的使用寿命与更换频率进行评估，从而真正提高机床的使用寿命。保障数控机床能够正常运转的主体还是维护人员，为此，一定要加强对维护人员的培训力度，让维护人员在掌握基本的知识基础以后，掌握更多、更有效的技术方法，真正成为数控机床专业检测诊断技术的高级操作专家，此外还要提高维护人员的责任心，让维护人员能够利用自己灵活且基础扎实的知识体系，使机床的正常运行获得保证，从而减少事故的发生频率，带来更多的经济效益。
4.2 加强对机床的安全监察力度
只有真正保障机床是在严格的操作流程下进行，才能真正保障人们的生命安全，减少事故的发生，所以，一定要重视事故的发生原因，对事故进行仔细的分析和解决，吸取教训，不断的总结经验，将事故发生的过程记录下来，从而能够避免下次再出现同样的事故，另外，还要加强对机床的安全监察力度，做好安全工作，对于不同种类的机床要采取不同的分析与诊断方法，还要做好定期维修和护理工作，提前对机床可能出现的故障进行预测，然后针对这些故障提前做好预防措施，对于机床的引进购买一定要确保是从正规厂家进行的购买，从而真正从源头上确保机床的质量，再者还要注意确保维护人员的生命安全，要牢记安全第一的原则，提高维护人员的安全意识，从而真正使得维护人员的安全有所保障。
4.3 做好预防性维护工作
预防性维护工作的目的是为了降低故障的发生率。所以，数控机床维护人员要对数控机床在实际运行的过程中可能出现的故障进行提前的预测，然后根据估测，提前做好防范工作;除此以外，数控机床管理人员还要对每台数控机床都建立起日常的维护保养计划，包括保养内容以及各功能部件和元气件的保养，然后定时定期的对这些数控机床进行维护;如果数控机床长时间闲置不用，当需要使用的时候，第一次使用时最好用较低速度进行运行。
4.4 数控机床的诊断原则
数控机床诊断技术主要是对机床进行故障监测和诊断。如果不能很好的对机床进行监测和诊断，就会使得这些机床在运行的过程中发生故障，导致机床不能继续正常工作，从而给人们的生命安全造成威胁，给企业带来不可估量的经济损失。诊断技术就能够很好的避免这些故障的发生，能够使得机床按照自身的系统正常的运行。对机床进行监测和诊断可以精确的发现机床存在的问题，然后快速的解决这些问题，从而确保机床的正常运行。由于数控机床是集多种技术于一体的现代化设备，所以维修人员在诊断故障时应该采用先由外向内逐一进行排查，尽量避免随意地启封、拆卸，这样会扩大故障范围，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。所以，在诊断时可以采用：先检查外部再检查内部;先在机床断电的静止状态下通过了解、观察测试、分析确认为故障，然后再给机床通电;当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手的情况时，应该先解决容易的问题，然后再解决难度较大的问题。这样，遵循原则进行诊断，既能够快速诊断出故障所在的位置，又能避免对机床的损害，大大提高了工作效率。
4.5 应该为数控机床配备系统编程、操作和维修的专业人员
只有合理的配备出专业的维修人员，才能大大提高机床的维修效率。这些专业人员应该熟悉所用机床的各个部分及使用环境，并且能够按照机床和系统使用说明书的要求正确的使用数控机床。数控机床的使用环境会影响机床的正常运转，所以在安装机床时应该严格按照机床说明书规定进行安装，在经济条件允许的情况下，应该将数控机床与普通的机械加工设备隔离安装，以便对机床进行维修和保养。
4.6 数控机床系统中硬件控制部分的维修与保养
数控机床系统硬件控制部分是数控机床的核心，所以一定要重视对其的维修与保养工作，每年应该让有经验的维修人员检查一次，检测有关参考电压是否在规定的范围内，检查系统内各器件连接是否有松动的现象，如果有及时进行维修。还要，检查各功能模块使用风扇运转是否正常并且是否清除灰尘，这样，可以延长数控机床的使用寿命。
4.7 制订数控系统日常维护的规章制度
要根据各种数控机床的特点，确定各自保养条例，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，否则不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门;应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，检查工作环境状况，如果发现过滤网上灰尘积聚过多，一定要及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度过高，造成过热报警或数控系统工作不可靠;还要经常监视数控系统用的电网电压;定期更换存储器用电池。
5 结语
综上所述，该文通过对数控加工以及数控机床的维护进行了分析，得出了：数控加工和数控机床都是集多种技术于一体的现代化设备，它们的使用能够大大解放劳动力，提高生产效率，但是，它们在使用的过程中也会出现各种各样的故障，所以，一定要重视对数控机床的维护与保养工作，要不断的发现专业人才，找到合适的诊断技术对故障进行监测，提前做好预防工作，从而真正保障数控机床能够安全、平稳的运行，真正提高生产效率。
参考文献
[1] 任建平.现代数控机床故障诊断及维修[M].北京：国防工业出版社，2005.
[2] 杨文明.数控加工及数控机床的维护[J].科技创新与应用，2013(31)：92.
[3] 刘永久.数控机床故障诊断与维修技术(FANU系统)[M].北京：机械工业出版社，2011.
作者：张敬
第二篇：数控机床的发展
摘要：数控技术及装备是发展新兴尖端工业和新兴高新技术产业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为提高综合国力和国家地位的重要途径。
关键词：数控技术及装备 自动控制技术 可编程控制器
1 数控机床的概要
1.1 数控机床的产生
随着社会生产和科学技术的不断进步，各类工业新产品层出不穷，机械制造业作为国民工业的基础，其产品更是日趋精密复杂，特别是在航天、航海、军事等领域，所需的机械零件精度要求更高、形状也更为复杂、多品种，并且往往批量较小，加工这类产品需要经常改装或调整设备，普通机床或专业化精度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时随着市场竞争的日益加剧，企业生产也迫切需要进一步提高其生产效率、提高产品质量及降低生产成本。一种新的生产设备——数控机床就诞生了。
1.2 数控机床的发展
1952年美国麻省理工学院成功地研制出一套三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的试验性数控系统，并把它装在一台立式铣床上，当时用的电子元件是电子管，这就是第一代世界上的第一台数控机床。
我国是从1958年开始研究数控技术，一直到60年代中期处于研制、开发时期，一些高等院校、科研院所研制出试验样机，开发也是从电子管开始的，1965年国内开始研制晶体管数控系统。从70年代开始，数控技术在车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工等领域全面展开。数控加工中心在北京研制成功。在这一时期，数控线切割机床由于结构简单、使用方便、价格低廉，在模具加工中得到了推广。
到20世纪80年代，总体发展趋势是：
数控系统的可靠性不断提高;增强通信功能;采用新型的自动编程系统;驱动装置向交流、数字化方向发展;为便于裁剪、扩展和功能升级，满足不同类型数控机床的需求，提高系统的集成度、缩小体积，采用模块化结构;广泛采用32位CPU组成多微处理器系统;数控装置由NC向CNC发展。总之，数控机床技术不断发展，性能价格比也越来越高，可靠性越来越高，功能越来越完善，使用越来越方便。
1.3 数控机床的组成及工作原理
数控机床一般由机床本体、辅助装置、伺服驱动系统、计算机数控装置、控制介质等部分组成。
1.3.1 控制介质
要对数控机床进行控制，就必须在人与数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物就是控制介质，又称为信息载体。在使用数控机床之前，先要根据零件图上规定的尺寸、形状和技术条件，编出工件的加工程序，将加工工件时刀具相对于工件的位置和机床的全部动作顺序，按照规定的格式和代码记录在信息载体上。需要在数控机床上加工该工件时，把信息即工件加工程序输入计算机控制装置。常用的控制介质有穿孔带、穿孔卡、磁盘和磁带等。
1.3.2 伺服驱动系统
为使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的工件，把来自数控装置的运动指令转变成机床移动部件的运动，需要进行伺服驱动。
伺服系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电机组成，常用的伺服电机有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产效率的因素之一。
1.3.3 计算机数控装置
数控装置是数控机床的中枢。其作用是：从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，输出几种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，经过数控装置的逻辑电路或软件进行编译运算处理后，使其进行规定的有序运动。
1.3.4 辅助控制装置
辅助控制装置的作用是把计算机送来的辅助控制指令经机床接口电路转换成强电信号，用来控制主轴电机的起动、停止，主轴转速调整，冷却及润滑泵起停，转位换刀，工件和机床部件的松开和夹紧，分度工作台的转位分度等开关辅助动作。当今数控机床已广泛采用可编程控制器作为辅助控制装置。
1.3.5 机床本体
数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床，它与传统的普通机床似，但数控机床在整体布局、外观造型、传动机构及操作机构等方面都发生了很大的变化。数控机床应具有更好的抗振性和刚度，要求相对运动面的摩擦系数要小，进给传动部分之间的间隙要小。所以其设计要求比通用机床更严格，加工制造要求精密，并采用加强刚性、减小热变形、提高精度的设计措施。
1.4 数控机床的特点
数控机床有以下的特点：
1.4.1 适应性强，适合加工单件或小批量复杂工件
在数控机床上改变加工工件时，只需要重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。数控机床加工工件时，只需要简单的夹具，所以改变加工工件后，也不需要制作特别的工装夹具，更不需要重新调整机床。因此数控机床特别适合单件、小批量及试制新产品的工件加工。
1.4.2 加工精度高
数控机床的脉冲当量普遍可达0.001mm/脉冲，传动系统和机床结构都具有很高的刚度和热稳性，工件加工精度高，进给系统采用消除间隙措施，并对反向间隙与丝杠螺距误差等由计算机实现自动补偿，所以加工精度高。由于数控机床是自动进行加工的，所以同一批工件的尺寸一致性好，加工质量十分稳定。
1.4.3 生产率高
工件加工所需时间包括机动时间和辅助时间。数控机床能有效地减少这两部分时间。
数控机床刚性好，快速移动和停止采用了加速、减速措施，因此既能提高空行程运动速度，又能保证定位精度，有效地降低了加工时间。
数控机床更换工件时，不需要调整机床，同一批工件加工质量稳定，无需停机检验，故辅助时间大大缩短，生产效率有了更明显的提高。
1.4.4 减轻劳动强度、改善劳动条件
数控机床加工是自动进行的，工件加工过程不需要人的干预，加工完毕后自动停车，这就使工人的劳动条件大为改善。
1.4.5 良好的经济效益
虽然数控机床很贵，分摊到每个工件上的设备费用较大，但是使用数控机床可节省许多其它费用。特别是不要设计专用工装夹具，加工精度稳定，减少了调度环节等，所以总体成本下降，可获得良好的经济效益。
2 国产数控机床的发展现状及发展趋势
2.1 国产数控机床与国际先进水平差距逐渐减小
数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历了由成长期进入了成熟期，可提供市场各种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品可与日、美、德、意等国齐驾齐驱。
2.2 国内数控机床的发展趋势
2.2.1 智能、高速、高精度化
新一代数控机床为提高生产率，向超高速方向发展，精密度已达微米级。
2.2.2 设计、制造绿色化
在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，对环境的负面影响最小，资源利用率最高。
2.2.3 复合化与系统化
由于产品开发周期越来越短，对制造速度的要求也相应提高，机床也朝高效能发展。
3 CNC装置的工作原理
CNC装置在其硬件环境支持下，按照系统监控软件的控制逻辑，对输入、译码、刀具补偿、速度规划、插补运算、位置控制、I/O接口处理、显示和诊断等方面进行控制。
CNC装置的主要工作包括以下内容：
3.1 输入
输入CNC装置的有零件程序、控制参数和补偿量等数据。
3.2 译码
在译码的过程中还完成对程序段的语法检查。
3.3 插补
插补的任务是在一条给定起点和终点的曲线上进行“数据点的密化”。
3.4 进给速度处理
编程所给的刀具移动速度，是在各坐标的合成方向上的速度。
3.5 刀具补偿
刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。
3.6 位置控制
位置控制处在伺服回路的位置环上。
3.7 显示
CNC装置的显示主要是为操作者提供方便。
3.8 I，O处理
主要处理CNC装置面板开关信号、机床电气信号的输入、输出和控制。
3.9 诊断
现代CNC装置都具有联机和脱机诊断的能力，对CNC装置进行诊断、故障定位和修复。
4 结束语
为提高在市场的适应能力和竞争能力，现在各国制造业大都采用数控技术来提高制造能力和水平。另外世界各发达国家还将数控技术和装备列为国家的战略物资，所以用尽措施来发展自己的数控技术及产业。目前，当前研究的核心是数控系统功能软件开发、开放式数控系统结构及配置。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术，为我国数控技术和产业走向世界的前列，使我国经济保持强劲的发展势头而共同努力奋斗!
参考文献：
[1]张振国.数控机床的结构与应用.机械工业出版社，1990.
[2]邓奕.现代数控机床与应用.国防工业出版社，2010.
[3]陈富安.数控技术原理与编程.西安电子科技大学出版社，2004.
作者：金利
第三篇：数控机床仿真在数控教学中的引用
摘 要：本文结合当今数控机床仿真软件的出现和我单位数控加工教学和培训的职能，及数控机床操作培训事故率多、对机床损坏大等特点论述对于初次接触数控机床的学生和学员结合数控机床仿真软件来进行基本操作培训。
关键词：虚拟数控机床 数控教学与培训 虚拟现实 仿真
0 引言
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。株洲技术学院抓住机遇，锐意改革，积极探索数控加工专业技术人才的培养新模式，着力培养中级、高级各层次的宽厚型、复合型、开放型和技能型的数控加工应用技术人才，为国家经济建设输送一大批应用型技能型人才。
随着数控加工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。在传统的操作培训中，数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行，这既占用了设备加工时间，又具有风险，培训中的误操作经常会导致昂贵设备的损坏。
随着计算技术的发展，尤其是虚拟现实技术和理念的发展，产生了可以模拟实际设备加工环境及其工作状态的计算机仿真培训系统。它用计算机仿真培训系统进行培训，不仅可迅速提高操作者的素质，而且安全可靠、费用低。
与科学幻想相似，想象力和技术的相互结合造就了虚拟现实。培根在13世纪写的没有马的轿车和配备动力的机械的科幻故事就是这类结合的早期见证，凡尔纳在19世纪写了火箭和潜水艇的预言性科幻小说，特别是一些科幻作家们已做出的各种利用虚拟现实的基本概念的设想正在逐步变成了具体化。上世纪内所建树的几个技术性里程碑使得虚拟现实成为可能，电话、无线电、电视、半导体三极管和集成电路(微处理器芯片)和液晶显示器。尤其是计算机技术的飞速发展。一些早期的仿真尝试(例如第一台飞行模拟器、立体电影、电视游戏等)都已成为当今虚拟现实仿真的先驱。当然虚拟现实技术的发展历程与电子学以及计算机产业的蓬勃发展是分不开的。
目前在国内已经有少数高等院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。这些教学系统既能单机系统独立运行，又能在线运行。独立运行即机床模型方式，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三维动画演示，用这种方式进行初步培训是经济有效的;在线运行即机床工作方式，这种方式下教学系统将与实际机床连接，由硬件实现零件切削过程，这时除了操作者是用仿真面板操作外，其它则与实际机床的真实情况一样，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。
数控仿真系统的核心是虚拟数控机床，而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个执行单元，它不仅在数控加工过程中为产品设计提供了可制造性的分析，而且在数控系统的学习和培训中，为各类学校和企业技术人员提供了完善的学习和培训。该类系统完全模拟零件的切削过程，能检验数控指令正确与否，提供一套功能齐全的调试、编辑、修改和跟踪执行等功能。
1 虚拟数控系统功能
虚拟数控机床实际上是虚拟环境中数控机床的模型。与真实机床相比，虚拟数控机床应具有以下功能：
·虚拟数控机床应具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失.并应与真实机床有完全相同的界面风格，为技术人员的学习和培训提供保证。
·虚拟数控机床强大的网络功能，为远程教育提供可能。
·完善的图形和标准数据接口。用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种远行参数，并能与其他CAD/CAM软件接口。
2 平台的购建
虚拟数控机床是如何实现这些功能的呢?它一般是通过以下的构建平台来实现。
①Nc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。
②NC验证器，能够验证NC代码的语法正确性。
③刀具库 刀具库应包括一台数控机床所需的刀具，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。
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代码来优化NC代码。
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。如果利用仿真技术，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。
3 总结
鉴于虚拟数控机床具备的功能，针对目前我单位数控教学课程和参加数控实习学生人数的增多，及数控设备较为精密、昂贵的特点。把数控加工仿真软件引入教学之中，用于数控机床操作与编程培训，这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生临场感和真实感。而且能够让同学们更快地熟悉和了解数控加工的工作过程，并且掌握每种数控机床的基本操作。更大的好处是在实现了同样效果的情况下将加工出错及事故发生率降低到了最小程度。
我单位目前的硬件设施基本具备，包括微机房、局域网和各类数控机床等。不久的将来在校园网接通之后，这种教学方式确实很有可能成为现实。尤其是在北航工程训练中心开设远程教育课程之后，相信这种教学方式必将成为一种必要的教学手段。
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
2.余勤科，岳应娟，刘宏.虚拟数控机床技术及其应用，2000
3.王晓楠，王仲海.虚拟现实技术及其应用，2002
作者简介：闫晓城，男，1982.8出生，大学毕业，中共党员，多年从事数控专业一体化教学工作。
联系地址：河北省 张家口市高新区朝阳西大街23号(张家口机械工业学校) ，机械工程系 闫晓城(收) 电话：13831350966 邮编075000
作者：闫晓城