三维数控仿真教学软件使用说明及实验

三维仿真教学软件 1 第一章 三维数控仿真教学软件

1.1 软件概述 本章介绍的软件（三维数控仿真教学系统）是由浙江天煌科技实业有限公司最新开发的,专门针对数控系统教学与培训的软件。本软件以普通的PC机器为平台,构建逼真的、生动的和专业的数控(铣床)培训环境。 §1.1.1 软件简介 三维数控仿真教学系统是基于虚拟现实的仿真软件，为了满足企业对数控加工的培训和教育部门数控技术教学的需要，该软件主要参考国内最常用的SIEMENS等数控系统，实现对数控铣床加工的全过程仿真，它由以下几部分组成： (1) 熟悉机床模块 (2) 数控编程学习模块 (3) CNC仿真模块 §1.1.2 适用对象 本软件的使用者主要有两类: (1) 各大中专院校及各类职业学校数控专业的老师和同学 (2) 数控机床的培训者 因此,该软件基本上可以用于两种场合:即各大中专和职业学校及企业（机床厂或最终用户）的培训中心。 §1.1.3 操作面板说明 如图所示为三维数控仿真教学系统的操作面板 (图1)及加工仿真面板(图2),其各键使用功能见（表1-1）说明:

图1 三维数控仿真教学系统操作面板图 三维仿真教学软件

2 图2 三维数控仿真教学系统加工仿真面板图 表1-1 三维数控仿真教学系统各按钮功能说明

按扭 功能说明 按扭 功能说明

数字键（上档键转换对应字符） 字母键（上档键转换对应字符） 增量选择键 点动键 加工显示键 手动数据键 回参考点键 快速运行叠加 菜单扩展键 单段运行键 删除退格键 报警应答键 空格键 垂直菜单键 上档键 区域转换键 回车键 数控停止键 主轴停止键 复位键 主轴左转 数控启动键 主轴右转 选择转换键 软键（进入相应的显示界面） 三维仿真教学软件 3 手动方向键 进入仿真界面

光标方向键 返回键

§1.1.4 屏幕划分 其显示屏幕区域划分如图3所示，屏幕中的缩略符号及其含义见（表1.2）所示：

图3 显示屏幕区域划分 表1.2 显示屏幕缩略符号含义说明 图中元素 含义

（1）当前操作区域 显示当前的操作区域（如：加工、参数程序等） （2）程序状态 显示当前是程序停止还是正在运行等状态 （3）运行方式 显示当前的运行方式 （4）状态显示 显示程序状态（在此没有定义） （5）操作信息 没有定义 （6）程序名 显示当前正在运行的程序名称 （7）报警显示 没有定义，在操作和程序运行时报警 （8）工作窗口 工作窗口和NC显示（显示当前刀具等的各参数） （9）返回键 当存在上一级菜单时，按此键不保存数据直接回到上一级菜单 三维仿真教学软件 4 （10）扩展键 回到下一级菜单

（11）软键 无效（在机床中可由用户自己定义） （12）垂直菜单 没有定义

1．2 软件的安装与卸载 §1.2.1系统要求 由于该软件包的运行平台为普通的 PC机，因此，其系统要求应包括硬件和软件两方面： (1) 硬件要求： ● CPU：P-III 800 Mhz 以上 ● 内存：256 MB 及以上 ● 硬盘容量：2G 以上 ● 显示卡：3D支持 (2) 软件要求： ● 操作系统：Windows 98/ME/2000/XP ● 屏幕分辨率：1024*768 §1.2.2 软件安装 软件安装过程如下： 1． 双击安装图标，系统进入安装界面，如下图所示：

2． 点击“下一步”按钮，进入许可协议对话框，如下图所示。只有同意其中的所有条款后方可继续安装和使用本软件。 三维仿真教学软件

5 3． 点击“同意”后进入注册向导对话框，真确填写用户名和公司名称后单击“下一步”按钮，如下图所示：

4． 进入下一步对话框，确定注册正确后再单击“下一步”按钮进入选择安装目录对话框，如下图所示：可以通过单击“浏览”按钮来选择目标目录。

5． 单击“下一步”按钮，进入“选择图表组名称”对话框，请保持此对话框的默认选项，单击“下一步”按钮进入“安装选项”对话框，如下图所示： 三维仿真教学软件

6 6．选择要执行的操作后，单击“下一步”按钮，进入“开始安装”对话框，点击“下一步”后开始安装，如下图所示：

7．单击“完成”按钮完成软件安装。 1.3 软件基本功能及其操作说明 本软件由三大模块组成，现对各模块的基本功能和其操作说明如下： §1.3.1 启动软件 软件安装好后，可以通过桌面上相应的图标来启动本软件，软件启动以后如下（图4）所示：

图4 软件启动完成后进入此画面 软件启动后，可以看到有四个按钮，前三个按钮分别为“熟悉机床”，“学习NC代码”，“CNC仿真”点击各按钮进入相应模块。如要退出此系统，点击退出键即可。现就每个模块的基本功能及其操作见以下各模块说明。 §1.3.2 熟悉机床模块介绍 点击“熟悉机床”按钮后将进入熟悉机床模块，其界面如图5所示： 三维仿真教学软件 7 图5 熟悉机床模块主画面 现对各按钮的功能具体说明如下： 其最左端的六个按钮X+„„为方向控制按钮，当单击X或者Z按钮时使其刀柄和主轴分别往相应方向移动一定距离，当单击Y按钮时使其加工平台和夹具等前后移动一定距离，这很好地模拟了机床手轮方式下的运动。当单击刀柄、加工平台、刀具、主轴、夹具、机床坐标系、工件坐标系等按钮时，分别以红线框框住相应的部分，使初学者能很好地熟悉机床上的各部分组件。当单击加工演示键时，机床会自动加工一个零件，使使用者能够熟悉机床的加工过程，在加工的过程当中，机床将放大，使其加工过程更清晰。当单击球刀、螺旋刀和铣刀按钮时，将在刀夹上清晰地出现相应的刀具，使学生能目睹各种刀具的真实形状。通过单击退出出按钮，系统将退出该模块，回到系统启动界面。 当在机床的显示区域内单击鼠标右键，将弹出一菜单，包含移动、旋转、缩放、正视图、俯视图和侧视图等。选择相应的菜单后按住鼠标左键可以实现视图的旋转、缩放和移动等功能，同时也可以选择正视图、俯视图和侧视图来变换相应的视图，使使用者能从各个角度观察到机床。

§1.3.3 学习“NC”代码模块 点击启动界面中的“学习NC代码”按钮后将进入学习NC代码模块，其界面如图6所示： 三维仿真教学软件 8 图6 学习NC代码模块主画面 此模块具体功能说明如下： 启动此模块进入如图所示的界面以后，在其左下脚有两个按钮：“基本代码练习”和“数控编程学习”。点击基本代码练习进入NC代码练习模块，如图7所示：

图7 NC代码练习界面 在此模块中，右上角为图形显示区域，在其左边和下边分别有刻度，方便编写NC指令时能控制所画图形的大小。此时界面中各编辑框不能输入，点击左下角的“新建”按钮后，各编辑框方可使用，其中N编辑框不可用，它是NC代码序号，每载入一行代码时，编辑框中的数三维仿真教学软件 9 字会自动加一，作为下一行代码的序号。注意：未在新建的情况下不能载入代码。单击“新建”按钮后，在编辑框窗口中将出现“载入代码”按钮，在G下拉列表框中选择相关的NC指令后，再在相应的编辑框中输入适当的数字，单击“载入代码”键后在右边的代码窗口中将显示相应的代码，并在图形显示区域中画出图形。当用鼠标选中某行代码后其相应的图形会变成红色，使学生能形象生动地学习NC代码。（注意：编辑框X、Y、Z和R分别为三个方向的坐标值和圆弧的半径，在选择G代码后会隐藏暂时不用的编辑框，如：当选中G1时因为不是画圆弧，所以会隐藏R编辑框）。 在此模块中还可以任意修改程序段，当要对某行代码进行修改时，只要选中此代码行，在相应的编辑框中输入适当的值后单击“修改”按钮即可；当要删除某一代码行时，也只要选中要删除的代码行，然后单击“删除”按钮即可删除；插入也一样，只要选中要插入的代码位置的前一行，然后在编辑框中输入相应的值，单击“插入”按钮后就可实现插入功能。（改变程序段后，其对应的图形也会做相应的改变，对应的NC代码的序号也会随着改变）。 也可以打开硬盘中已经保存的程序，还可通过“保存”按钮保存当前的程序，在此不做叙述。 当点击“数控编程学习”按钮时，进入数控编程学习模块，如图8所示：

图8 数控编程学习界面 在此模块中，不能对NC代码进行编辑，当单击“打开”按钮打开相应的程序后将在左边的代码显示窗口中显示此文件的代码，用鼠标选择某行代码时会使其相应的图形以红色显示，当点击3D视图时，将显示其对应的3D轮廓视图。在其显示区域中单击鼠标右键，将弹出快捷菜单，其中包含旋转、缩放、移动和几个视图选择菜单项，可以选择相应的菜单项使其视图做相应的变换。 三维仿真教学软件 10 当鼠标在显示区域中移动时，将会在其右上角显示当前鼠标的相应坐标。 当单击仿真按钮时将出现如图9所示的仿真窗口，其操作查看本章“数控机床仿真”一节说明，在此不做具体叙述。

图9 数控仿真窗口 §1.3.4 CNC仿真模块及操作说明 当单击“CNC仿真”按钮时进入铣床仿真模块，此模块完美地模拟了西门子数控铣床的加工过程，使学习者有如在实际操作中一样。按部就班地学习后，能掌握数控铣床的操作。具体使用过程介绍如下： （1） 开机和回参考点 打开装有三维数控仿真系统的计算机,运行仿真软件，将出现开机和回参考点界面，如图10所示：

图10 开机和回参考点窗口