今天小编为大家推荐《仿真系统机械工程论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！摘要：随着全球知识经济的发展，数控加工应用技术专业应运而生，数字控制技术与数控机床给机械制造带来了巨大的变化。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就必须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、培养适应性强、企业欢迎的学生势在必行,那么运用数控加工仿真系统辅助教学就是必然的途径。
仿真系统机械工程论文 篇1：
浅谈加工仿真系统在开放教育《数控技术》课程教学中的应用
摘要：在国家大力振兴装备制造业的背景下，电大开放教育机电专业开设数控技术课程，对培养该专业应用型高级专门人才，具有重要作用。本文试阐述在数控设施设备缺乏情况下，开放教育数控课程教学中如何引入数控加工仿真系统。以及应用该软件系统对机电专业人才培养的作用和意义等问题。
关键词：电大；开放教育；数控课程；加工仿真系统；应用
随着科技、经济的飞速发展，机械工程现已跨越机械、电子、计算机、信息控制、管理工程以及技术经济等多个学科，发展成为综合技术应用学科。对现代机械制造业而言，数控工艺装备应用早已成为其核心技术之一。我国电大开放教育开设机电工程专业，其任务是培养该专业适应地方和基层经济社会建设需要的高质量应用型人才。所以，电大开放教育在培养计划中开设数控技术课程就成为必然要求。
当前开放教育数控课程教学中存在的问题
由于数控技术是利用数字信息对机床设备空间运动坐标实现控制，其集机械、电子、自动控制、计算机技术为一体，使得数控技术课程在教学中较为抽象、复杂，从实用和操作的角度看，其教学实施也必然对课程实验(实践)环节提出较高要求，使该课程具有鲜明的实践性特点。
然而，数控机床属于高技术、高附加值产品，其机床本体和控制系统品类繁多，价格高昂，一般数控车或铣床单价约十万到二三十万，加工中心则动辄几十万甚至数百万。如果开放教育数控课程的实验、实训环节完全依赖数控机床，则投入巨大、消耗多、成本贵、实验风险高，学校将无力组织教学。
数控加工仿真系统概述
数控加工仿真系统，是指某一特定的计算机软、硬件系统，实验者可在此计算机系统平台上实现演示、分析数控加工从零件设计图到加工程序调试直至动态切削演示的全过程。
根据数控加工仿真系统特点和面向的用户对象不同，一般将之分为两大类：一类是教学专用系统，代表者有英国Danford系统的国产宇龙数控加工仿真系统、华中数控教学培训系统等。它们的特点是面向数控加工技术初学者，具有强大的数控知识呈现功能，具有用于辅助教学的各种模块设置，如编程模拟模块、考试管理模块、实时教学帮助模块等；另一类是面向制造企业的专业系统(一般是大型CAD/CAM软件自带的仿真模块)，如Pro/Engi-neer，MasterCAM，UG，Cimitron等，它们实际加工能力突出，能提供刀具路径检查校验、切削过程仿真及录像等功能，若应用于教学，则主要适用于中、高级数控加工从业人员深入学习使用。
目前，运用加工仿真系统进行数控课程特别是其实验实践环节教学，是解决前述矛盾问题的重要方法。其初期投资成本和运行耗费相对实体设备投资而言较低廉。通过软件模拟仿真基本上可解决学生熟悉机床控制面板及数控系统操作等问题，是一种耗费比较低的教学手段。
下面以国内教育行业运用最广的宇龙数控加工仿真系统为例，具体介绍软件特点：系统基于虚拟现实技术，能基本实现对数控机床操作全过程和加工运行全环境的仿真，包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试等，甚至具有工件的三维测量功能；该软件能够仿真Fanuc O、Fanue O-Ⅰ、Fanue PowerMate O、Siemens 810D、Siemens802C、Siemens 802D、PA 8000、三菱60、大森数控、华中数控和广州数控等主流系统，提供的机床面板包括数控车床、数控铣床、立式和卧式加工中心等几十种。宇龙数控加工仿真系统在教学方面主要具有互动教学功能和考试功能：互动教学功能使教师可以广播方式在每个学生的计算机终端屏幕上演示数控加工仿真教学内容，也可在学生自主练习时通过教师机终端屏幕监控其操作情况，实时了解教学进展；对远程开放教育而言，该软件可在局域网上实现互动教学，也可基于INTERNET进行双向互动远程教学；具备较完善的考核功能；可完整记录具体操作过程和测试结果，并通过回放供教师察看，另外，学生完成仿真加工后，系统可对工件进行全自动智能化测量，如果事先设定有评分规则，还能实现全自动测试评分，这对远程教育模式下的数控课程实验教学而言是非常适宜的。
开放教育数控课程教学中如何应用加工仿真系统
1.集中面授辅导环节适当运用数控加工仿真系统，充分发挥其演示作用，使学生获得良好的教学效果
数控技术课程是理论性、实践性均很强的课程，如果教师在集中面授辅导教学中仅采用常规的单向灌输式教学模式，不结合适当的演示手段，其课堂教学效果往往事倍而功半。若在面授教学中运用大屏幕投影设备运行数控加工仿真系统，适时向学生演示理论教学中涉及的机床控制面板、数控系统NC程序、加工运动轨迹等，可使学生加深对数控理论知识的理解，并更好地加以掌握，从而最终获得良好的理论教学效果。
2.科学安排数控加工仿真系统远程实训，提高学生实际操作能力
利用数控加工仿真系统基于因特网的交互式双向教学功能，可在开放教育办学系统内构建数控课程远程实训实验教学平台，加强学生实际操作能力锻炼。在远程实训教学安排中，可将教学内容分为三个板块：一是基础部分，主要训练学生运用最常用的FANUC系统数控车床、数控铣床、数控加工中心进行编程、加工操作等。通过这板块实训教学，使学生打下坚实的数控操作基础；二是提高部分，主要训练学生运用SIEMENS数控系统三大机床进行编程与操作，提高对不同数控系统编程、操作方法的理解与应用能力；三是拓展部分，主要训练学生运用国产华中数控系统和广州数控系统进行车床编程与操作，扩大知识覆盖面，提高学生对不同系统、不同面板的适应能力。
3.利用数控加工仿真系统实施形成性考核
在开放教育教学模式中，形成性考核对于提高教学效果和质量具有重要作用。开放教育机电专业数控课程教学，可充分利用数控加工仿真系统考试功能方便地实现对学生的形成性考核。由教师根据教学计划进程，适当安排阶段性课题作业，学生通过远程实训平台完成仿真操作后，将操作记录文件传送给服务器，教师作出检查评价即可。
综上，应用数控加工仿真系统替代大部分真实数控设备，是开放教育数控课程教学的有效手段，能合理利用有限的教学资金投入，大大提高开放教育机电专业办学效益和教学质量。
参考文献：
[1]白凤光，王阳合等，数控技术应用专业实践教学环节的教学目标与实现，成都航空职业技术学院学报，2005年6月第2期
[2]刘清，朱容忆，仿真系统在数控人才培养中的应用，长沙大学学报[J]2006年3月第20卷第2期
作者：黄俊
仿真系统机械工程论文 篇2：
浅谈上海宇龙数控加工仿真系统在高职教学中的应用
摘 要：随着全球知识经济的发展，数控加工应用技术专业应运而生，数字控制技术与数控机床给机械制造带来了巨大的变化。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就必须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、培养适应性强、企业欢迎的学生势在必行,那么运用数控加工仿真系统辅助教学就是必然的途径。
关键词：数控教学 数控加工仿真软件 鉴定
随着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，数字控制技术与数控机床给机械制造带来了巨大的变化。数控机床加工在机械制造业中已经得到广泛应用,并且数控机床操作者的需求也变得越来越大。因此，大批数控机床操作编程人员的培训成为迫切而又难以解决的问题。然而在传统的操作培训中,数控机床的编程和操作是在实际数控机床上进行,这既需要大量的机床,又具有一定的风险性,培训中学员的失误操作经常会导致昂贵设备的损坏，甚至出现安全事故，所以数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实际操作训练,投入大,消耗多,成本高, 效率低，并且由于学员人数的不断增加，有限的机床数量也难以保证每个学员有足够的上机时间和足够的实训指导老师与之相匹配。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就必须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、培养适应性强、企业欢迎的学生势在必行,那么运用数控加工仿真系统辅助教学就是必然的途径，它解决了培训人员多，培训工作量大、效率低，初学者易出错等等一系列的问题。目前国内已经出现了各种数控加工仿真教学系统，我们学院选用了上海宇龙数控加工仿真系统，在此本人对上海宇龙数控加工仿真系统在高职教学的应用，谈谈几点思考：
一、提高效率，节约成本
数控机床属于高科技产品，品种多、价格高，所以数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行，投入大、消耗多、成本高。大多数高职学院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。上海宇龙数控加工仿真系统可以具备对各种数控机床操作全过程和加工运行全环境仿真的功能，其中包括：毛坯定义、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，拥有FANUC数控系统、SIEMENS数控系统、华中数控系统、广州数控系统等多种数控系统，具有多系统、多机床、多零件的加工仿真模拟功能；把该仿真系统引入到教学中这样既可避免因初学者误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员感受仿真数控机床操作过程中产生现场感和真实感。随着人数的增多，只需要增加计算机终端，就可以彻底解决了数控机床数量不足的难题，也可以大大减少工件材料和能源的消耗，从而可以降低培训成本。并且使每位学员有足够的实践机会。因此能够让学生很快的熟悉和了解数控加工的工作过程，掌握各种数控机床的操作方法。
另外，仿真软件不存在安全问题，若操作失误，系统会有所提示，给仿真者以警示，这使得操作变得生动、形象起来，巩固了学生的操作能力，达到了实训效果。这样学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。
所以它是数控实习教学的前期教学的好的辅助教学，提高了培训效率，节约了成本。
二、提高教学质量
1、在教学中
传统的编程教学是枯燥的指令讲解，空对空的编程教学，在应用了数控仿真系统教学以后，教学变得更加生动、具体、形象，提高了学生的学习兴趣。在课堂上真正体现学生为主体突出显示学生动手动脑的能力，变学生被动学习为主动学习。掌握分析问题，解决问题的能力。通过情景教学，大大提高了学生的学习兴趣和主动性。从而提高了教学质量。
2、在考核中
在考核过程中，程序的批阅更是让数控教师头昏眼花，因为每个人的编程会有所差别，所以改卷的工作量非常大而且又非常繁琐，考核就不一定每个课题都进行。使用数控仿真系统可以通过观察刀具轨迹查看他的工艺和中间编程是否存在问题，并可以通过仿真软件可以直观看到最终工件的形状，并能自我检测加工零件的几何形状精度。工件精确测量是一件非常繁复的工作，对数控学生人数众多的学校，即使在仿真软件上进行一次考试或者练习都可能是非常困难的。上海宇龙数控加工仿真系统具有工件的自动测量功能。该功能能够对仿真软件上加工完成后的工件进行完全自动的、智能化的测量。如果事先设定了评分规则，就可以进行全自动的评分。这样我们就可以每个课题进行一次考核，真正达到了又直观、又具体、又生动、又准确的考核效果，提高了教学质量。
3、在复习中
本软件不仅在局域网上具有双向互动的教学功能，还具有基于互联网进行双向互动的远程教学功能，数据传送可以采用卫星、宽带（ADSL,ISDN,有线CABLE等）或窄带互联网（56K Modem）等方式进行，这使得远程教学成为名副其实。这样学生就可以在课余时间通过网络与教师进行交流，从而提高了教学质量。
三、提高职业资格技能鉴定考试的通过率
我学院要求所有毕业学生均通过省、市职业技能鉴定中心认定的国家职业资格技能鉴定考试，并获得职业资格等级证书。数控操作工职业技能鉴定标准分成三大部分内容：理论知识考核、仿真加工考核和实际操作技能考核。其中仿真加工考核就是运用上海宇龙数控加工仿真系统进行考核（辽宁省劳动和社会保障厅职业技能鉴定中心于2006年3月决定采用上海宇龙公司的《数控技能考核软件》作为全省数控操作工统一考核的鉴定系统），那么如果在教学中就能使用上海宇龙数控加工仿真系统，并使学生在学习中熟练掌握该仿真系统就可以提高职业资格技能鉴定考试的通过率。
四、提高学生竞赛能力
辽宁省在第二届数控技能大赛中选用上海宇龙公司《数控加工仿真系统》作为比赛中唯一使用的数控仿真软件。如果在教学中就能使用上海宇龙数控加工仿真系统，并使学生在学习中熟练掌握该仿真系统，就可以让学生数控仿真软件这部分具有一定优势，从而获得更好的成绩。
五、数控加工仿真系统在应用中存在的问题
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，为了将这些负面效应的影响减少到最低程度，我们应拿出切实可行的应对的方法。
首先，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，它无法代替学生在真实切削加工的实际感受，尤其是加工工艺的选择，它无法进行控制，因此在教学中教师一定要对学生加强加工工艺方面相关知识的培养。
其次，我国的数控加工仿真系统软件的设计与应用尚处在刚刚起步的阶段，仍有不少亟待完善之处，有些指令无法执行，使学生对编程理论产生疑惑而无所适从，这就对它的使用范围有所限制，任课教师应该熟悉这一差别，及时加以说明，并积极与数控加工仿真系统软件设计方进行联系以便及时予以改进。
其三，在利用数控加工仿真系统软件进行技能训练时容易使学生对计算机产生依赖心理，沉迷于仿真加工，而疏于上数控机床操作。
另外，个别学生甚至趁老师不注意上网或玩电游。这就要求数控实训教师提高管理能力和教学水平，合理分组科学安排应用数控加工仿真系统软件进行技能训练的时间，仿真训练与操作训练在后阶段应穿插进行，科学管理就可将这一负面效应减少到最低程度。
总之，数控加工仿真软件在教学和鉴定中的应用尚在起步与研究探索阶段，只要积极思考在应用中产生的问题，主动采取应对措施，我们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。
作者：王旭华
仿真系统机械工程论文 篇3：
基于机构运动方案仿真系统的研究
DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720164
摘要：在我國信息化建设力度的不断加大之下，在各行各业以及各领域当中均已经普及使用了计算机，尤其是在近些年来虚拟现实技术的进一步发展下，仿真系统的开发与使用也得到了极大的发展。在工业设计制造当中运用计算机仿真能够有效帮助其优化调整设计制造方案，提升产品开发生产的质量与效率。因此本文将在此背景之下，从机构运动方案的角度出发，着重围绕基于机构运动方案仿真系统进行探究。
关键词：机构运动；仿真系统；剑杆织机
自从计算机运动仿真技术出现以来，其通过与虚拟现实技术等当前最为先进的科学技术进行有机整合，使得产品设计师和制造人员可以在计算机当中模拟出高仿真的现实环境，以及在这一环境下的系统受力情况、运动特点等等，从而在此基础之上对设计制造方案进行优化调整，这对于产品的生产开发有着极为重要的帮助作用。基于此，本文将简要分析研究基于机构运动方案仿真系统。
一、建立基于机构运动方案的仿真系统
（一）前期工作
在建立其基于机构运动方案的仿真系统过程当中，本文将结合当前使用比较广泛的Solid Works分析软件，因其采用的是Windows界面，并且运用了OLE技术以及大量的API函数，因此用户通过对函数进行调用即可有效控制Solid Works。而运用其完成三纬零件的实体造型，能够使得原本分散的各个零件被统一规划整理至一个零件库当中[1]。另外，工作人员在制定机构运动设计方案的过程当中，其可以将当前的设计要求和相关信息与以往的设计方案进行比照，若存在相似之处即可直接使用以前的设计方案作为模板，并在此基础之上结合实际情况进行相应修改的调整。通过此种方式不仅能够有效提升建立机构运动方案的仿真系统的效率，同时也可以确保仿真系统能够与标准要求完全吻合。
（二）虚拟装配
在正式进行虚拟装配前工作人员需要在磁盘上新建一个专门用来存储已选零件以及最终装配体的文件夹。此后将确定好的零件插入重新打开的装配体文件当中，并为零件之间附上与之相对应的装配配合关系。在转动副的情况下，需要将端面贴合及同轴心关系加至相邻零件之间的连接位置处。而如果是在移动副的情况之下，则需要将平面贴合关系加在相邻零件的接触位置处。对于固定构件，譬如说机架、导轨等等，则需要直接点击Solid Works的特征管理树，选择与零件相对应的实体名，并在菜单当中选择固定即可。
（三）参数调整
利用Solid Works本身带有的自检功能，在形成最终的装配体后，工作人员可以直接对整个装配体进行观察，并通过拖拽其中某一构件，从而对其实际运动状态等进行观察分析。如果零件存在重叠，运动出现干涉的情况，则需要重新为装配体机构进行建模，并运用Solid Works当中大量的API函数调整零件的尺寸参数。
（四）仿真分析
在完成机构运动方案的仿真系统建立之后，工作人员只需要在相关约束的要求之下，在指定位置处依次摆放好各构件即可。根据实际情况也可以自行调整机架位置坐标，外部机构分析程序则能够根据构件的具体运动情况，随时提供相应的数据信息，因此最终其将生成大量不同的运动数据分析结果。而受此影响，机构的运动也将变得更加自由。
二、实例分析
（一）机构造型
为有效检验基于机构运动方案的仿真系统确实具有较高的应用价值，笔者选择将这一仿真系统应用在剑杆织机上。本文选择的剑杆织机，其运动机构主要是由引纬和打纬凸轮机构以及四杆机构等组合而成。此外，在剑杆织机当中还拥有打纬架、主传动轴等其他相关构件。在使用仿真系统的过程当中，系统会给出不同的对话框，根据各机构对于位置以及尺寸等方面提出的相关要求，依次在对话框当中调整参数后便完成了剑杆织机机构造型的基本建立[2]。
（二）运动关系
笔者在观察仿真界面时发现，界面被均等分为三个部分，中间界面为对话框的显示位置，主要用于对整个仿真界面进行有效控制，并分析同步曲线规律运动等。而在左界面位置处则运用动态化的显示方式，实时展现机构的运动情况。界面的右边则负责显示选取机构的位置、角度、速度等数据和相应的曲线图。通过结合仿真界面显示出的剑杆织机的曲线规律分析图，我们可以直接观察了解到剑杆织机各个机构的具体位置以及速度等，包括交接纬情况下，剑杆织机的实际速度以及其送纬位置、接纬位置、二者的实际配合情况等等。在此基础上我们便可以对各机构配合关系进行有效分析。
（三）仿真分析
在运用以机构运动方案为基础的仿真系统对剑杆织机的运动机构进行仿真分析的过程当中，首先对机构运动是否存在干涉进行分析。仿真系统在对凸轮和连杆机构、齿轮机构等运动空间进行逐一分析的过程中发现在连杆机构以及打纬凸轮的左边位置处均存在空间干涉的问题。而笔者在对仿真系统给出的分析结果进行深入分析时，还发现连杆曲柄以及凸轮摆杆在第175步时也同样出现了干涉的情况[3]。此时在仿真系统的界面当中自动显示出了指示实际干涉位置的对话框，与此同时在界面的左边位置处也采用了可视化的动画将连杆机构等具体的运动干涉情况清晰无误地显示出来。而笔者通过在仿真系统界面显示出的对话框当中，根据连杆机构的正确情况将其位置参数等一一进行调整，再次进行仿真分析后发现运动干涉的情况彻底消失。
三、结语
总而言之，本文通过对建立基于机构运动方案的仿真系统进行分析，提出可以通过在建立数据库和优化设计方案的基础之上，进行虚拟装配，并结合实际情况调整机构运动的参数，即可进入到仿真分析的环节。此后以剑杆织机为例，明确其机构造型和运动关系之余，验证了基于机构运动方案的仿真系统确实能够真实地模拟出机构运动情况，对于设计人员优化和评估产品方案等具有极为重要的帮助意义。
参考文献：
[1]王菲菲，陈延伟.自动机机构运动可靠性仿真试验系统应用研究[J].兵工自动化，2017，36（06）：7579.
[2]文清平.典型运动机构的虚拟仿真系统开发[J].技术与市场，2014，21（05）：4041.
[3]王慧，喻天翔，雷鸣敏，宋笔锋.运动机构可靠性仿真试验系统体系结构研究[J].机械工程学报，2011，47（22）：191198.
作者简介：梁小冬（1988），男，江苏东台人，硕士，助理工程师，研究方向：机械设计。
作者：梁小冬