虚拟数控机床在数控维修教学中的应用

 

摘要：分析和总结了现有数控维修教学和实训中存在的主要问题，针对存在的 问题 ，

 

简单介绍了虚拟数控机床的功能，着重阐述了虚拟数控机床在数控维修 教学不同模块中

 

 

的作用。 关键词：数控维修；虚拟数控机床；教学 根据机床行业调查，数控人才的市场

 

需求已从初期的数控操作、数控编程 转向了技术含量较高的数控机床调试、维护与维修，

 

维修力量不足是影响数控 机床利用率和完好率的主要因素，汽车、模具、航空航天、装备制

 

造企业急需 大量数控机床维修人才。数控设备是典型的机电一体化设备，涉及机械、电气、 
液压、计算机、伺服控制、PLC(可编程控制器)

 

等多个领域，数控维修人才的培 养不仅要求

 

 

掌握上述相关的理论知识，更重要的是要求对其中的各项技能进行 实践和训练。 如何培

 

养出合格的数控设备维修人才是一个紧迫而又系统的工程， 数控虚拟机床的发展为该类

 

人才的培养提供了较好的教学和实训手段。1 

 

现有数控维修教学手段的不足 从实际调查结

 

果看，目前各高校或高职院校数控维修专业或课程配备的实 验室大致有数控机床综合实

 

验室、数控机床装拆实验室、数控机床电气实验室 三大类，大部分学校只配备上述三类实

 

验室的一种或两种。根据多年数控维修 教学体会，目前数控维修实训主要存在以下问题：

 1.1 

 

 

数控系统档次低，类型单一 数控机床综合实验平台绝大多数配置的是 FAUNC， 

SIEMENS 

 

及国产的经济型 和普及型数控系统，高端数控系统涉及少，数控系统类型少。

数控装备制造业经过多年的发展，国内数控机床的使用逐渐从经济型、普及型数控机床发

 

“

”

 

展到 中、高档数控机床，呈现出 数控系统多样化，机床功能复合化 等特点，基 于经济

 

型数控系统的简单车、铣床数控实验台逐渐难以满足数控机床行业蓬勃 发展的需要。

 1.2 

 

数控机床功能部件装拆实训不够 数控机床拆装实验室提供的可供拆装的机床功

 

能部件（如主轴箱、进给传 动系统、刀架、刀库、机械手、液压站）和机床本体的主要来源是

 

生产型数控 机床中淘汰下来的功能落后或有故障的部件，并且数量有限，种类不全。近年 

 

来，随着数控技术向着高速高精、五轴联动、功能复合的方向快速发展，新型 的功能部件

 

不断出现，结构复杂多样，价格不菲。装拆实验室本身损坏率高等 特点都限制了实验室的

 

建设和发展，现有的组建数控装拆实验室的模式不适合 数控机床行业快速发展的需要，
探索新的装拆实验室模式势在必行。

 1.3 

 

缺少数控机床传感检测器的相关实验 数控机床传感检测元器件是机床精度的保

 

证，也是故障的高发源，但目前 几乎没有高校为数控维修课程配备数控机床传感检测实

 

验室，即使有也是在论 证和建设阶段。可供学生接触到的传感检测器件也只能在数控机床

 

 

综合实验平 台上，但因为综合实验平台主要功能集中在数控系统和机床 PLC 的调试，大

 

 

都 采用简化设计的机床结构或不带机床本体，因此在综合实验台的数控机床传感 和检测
环节与实际机床相比大为减弱和简化。

 1.4 

 

机床电气连接实训不够 虽然很多学校都有数控机床电气连接实训环节，但是因

 

为数控机床电气接 线所需的机床低压元器件种类繁多，数控系统和伺服系统的连接电缆

 

不易经常性的插拔，所用导线、端子等耗材消耗严重，所需工具多，教师对学生接线正 确
与否的排查工作量大等原因，使得实际动手率大大下降。

 1.5 

 

实验室受设备多样性、设备台套数、场地和价格等因素的严重制约 无论是数控机

 

床综合实验平台、机床功能部件，还是传感检测器件都具有 种类多，价格高，发展变化快，

 

 

所需场地大等特点，这些硬性条件极大地制约 了实验室的建设。2 虚拟数控机床在数控维

 

修教学中的应用 虚拟数控机床采用虚拟现实技术在计算机上建立逼真的三维互动机床模