前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的数控程序编程培训主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
摘要:数控加工技术是机械加工技术专业的一门专业课,以编程为主的理论教学,学生难以理解。把数控专业理论编程教学,变成在计算机上使用的CAD/CAM软件,把枯燥课堂教学变成形象的多媒体教学。不但能够改善数控编程教学的效果,还可以提升学生学习数控编程的兴趣。
关键词:CAD/CAM软件 数控教学
1、引言
数控编程课程是一门实践性很强的课程,离开实践,就谈不上素质,实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果,仅在课堂上实施全方位的教学是不够的,还应具备一个良好的实践教学环境。考虑到前面谈到的企业生产过程很难按照学校教学要求开展数控编程实训与数控设备价格等因素,经过多方调研,我们选择了能在计算机上进行手工编程和自动编程、并能动态模拟加工轨迹、与数控机床有良好数据接口的CAD/CAM软件,如基于PC平台广泛使用的MASTERCAM 、PRO-E或CAXA等应用软件。这类软件既能按照数控编程教学要求开展系统的实际编程训练,实现动态模拟加工轨迹,检验程序的正确性;又能结合目前企业广泛使用这类软件的生产实际需求,为学生毕业后直接进入制造型企业数控技术岗位工作打下扎实的基础。CAD/CAM软件在数控编程教学中的应用。
2、应用CAD/CAM软件对手工编程进行校验
数控编程就是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具的位移量等信息用数控语言记录在程序单上,并经校核的全过程。数控加工程序主要分为手工编程与自动编程两种,手工编制是计算机自动数控编程的基础,应用计算机进行数控加工自动编程最终也还要经过后置处理转换成数控程序代码。作为数控编程人员,不仅是数控技术的应用者,更应该是数控技术的开发者。因此要使学生知其然并知其所以然,手工编程是学生熟悉并掌握数控程序基本原理的一个重要途径。但数控指令枯燥、不易记忆,编写的程序又不能得到实现,学生学习的兴趣不高,也得不到应有的实际动手的训练。同时对同一零件编程,学生编写的程序会有多种,老师批改作业、检查学生掌握情况也十分困难。这一难题在CAD/CAM软件MASTERCAM、PRO-E或CAXA中就迎刃而解了;只要将数控程序代码输入软件,通过加工轨迹校验,数控程序的结果就非常直观地仿真出来了。
3、应用CAD/CAM软件设计数控程序
应用CAD/CAM软件MASTERCAM 、PRO-E或CAXA中具有CAD绘图建模功能,可以绘制生成三维零件模型,或利用这类软件提供的数据接口将在其它CAD系统中做好的零件模型数据导入,然后综合运用所学过的如《机械制造工艺学》、《金属切削机床》等课程的相关知识,选择合适的加工工艺方法,安排零件的加工工序,确定粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路线、主轴转速等参数后,这类软件便自动计算出机加工余量,并动态显示出与粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀位轨迹和机床代码,省去了人为编制数控程序的烦恼。这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来,使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥,在数控编程课程中达到了融会贯通,并在计算机上变得生动、形象起来,巩固了学生的机械加工工艺方面的知识,强化了在数控编程教学中应用CAD/CAM软件的效果。
4、应用CAD/CAM软件对刀具轨迹进行仿真
为确保数控程序的正确性,防止加工过程中刀具发生干涉和碰撞,在实际生产中常采用试切法或轨迹显示法进行检验。但这些方法费工费料,代价昂贵,使生产成本上升,增加了产品加工时间和生产周期。应用CAD/CAM软件MASTERCAM 、PRO-E或CAXA中具有模拟仿真功能,可以替代试切法与轨迹显示法,在计算机上直接进行三维或多维立体效果的动态仿真加工。这种在计算机上仿真加工,可以使每个学生反复进行模拟加工训练,省时间、省材料、省设备投入。在仿真过程中,刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工,学生可以直观地掌握数控加工的整个过程,判断刀具轨迹的连续性、合理性,是否存在刀具干涉、空走刀或撞刀等情况,以及刀位点计算是否正确,加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。通过对照加工结果,学生明白了不同的刀位轨迹,其加工结果实质上有很大的差异,加工刀具轨迹定义的合理与否,与学生对零件加工工艺知识掌握的熟练程度有密切的关系。学生可以通过动态仿真加工,发挥自己的创造性和综合能力,对不满意的加工结果重新进行零件建模或重新定义刀位轨迹,实现仿真设计与加工。
5、应用CAD/CAM软件进行数据传送控制机床
应用CAD/CAM软件MASTERCAM 、PRO-E或CAXA中具有数据传送接口功能,可以把在计算机上学生编制的零件加工程序通过数据接口传至数控机床,控制机床进行实际加工。这种把学生亲自编制的数控程序与实际加工直接联系起来,使学生对数控编程理解不仅仅停留在理论知识和感性认识上,实现数控编程教学改革,达到理论联系实际的应用能力综合训练。因此在条件允许的情况下,让每个学生都有机会把自己编制的加工零件数控程序,通过数据接口传到数控机床进行实际加工与检验程序的正确性,并可以获得满意的加工作品。在这个过程中,数控程序、数控系统、数据接口起了非常重要的作用。作为数控程序开发人才,应该熟练掌握数控编程、数据通讯、接口技术等专业基础知识,并得到相应的动手能力训练,提高数控机床的操作能力及系统的维护能力。
CAD/CAM软件在数控编程教学中应用是多方面的,除了满足教学需要外,还可以进行科研项目研究,提高教师自身的业务水平,同时为生产科研服务,开展对外技术培训和技术服务。促进计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)的教学与科研活动,推动教学改革与课程的建设。
参考文献:
[1]韩旻.《CAD/CAM应用软件:MasterCAM训练教程》[M],高等教育出版社,2006年
关键词:数控教学;数控实训;CAXA软件
CAXA软件在数控教学方面主要应用于《数控加工工艺与设备》、《数控机床编程与操作》、《先进制造技术》、《金属切削原理与刀具》等课程的教学,在实践环节中主要用于数控编程与CAD/CAM实训。本文主要从两个方面论述了CAXA软件的应用。
一、 CAXA软件在数控教学与数控实训中的优越性
在数控教学当中,我们结合CAXA数控车、CAXA制造工程师,学生可以直观地看到刀具的运动轨迹,产生了非常好的教学效果。CAXA软件相比其它软件有很大的优越性。CAXA数控车,它无需画出完整的零件图就可以进行编程、加工,大大提高了编程速度,并且可以动态显示整个加工过程,刀具路径清晰明了对于不合理的参数可以随时修改,非常直观,便于发现不合理的加工工艺;并可以根据不同的数控系统,编制与数控机床相适应的加工程序。CAXA制造工程师,它是一种注重加工的CAD与CAM结合的软件,它的CAD造型方面非常方便与其它的设计软件相比,无论是Pro/E 还是Solid edge等设计软件,它突出的优点就是可以在空间角度进行绘图,进行线面编辑,无论是移动、旋转还是缩放都非常灵活方便,比其它同类加工软件更加灵活. 快捷。从CAM角度讲,他根据不同零件的不同加工部位,设计了多种加工方式,如等高线加工、扫描线加工、等壁厚加工等,可以灵活应对各种加工需求,对刀具路径的编辑轻松自如。
二、 CAXA软件在数控教学中的应用
2.1 CAXA提升了数控教学能力
数控技术课程是一门实践性很强的课程,离开实践,就谈不上素质,实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果,仅在课堂上实施全方位的教学是不够的,还应具备一个良好的实践教学的环境。我们通过使用CAXA制造工程师软件,学生在我们的指导下在计算机上完成零件的三维造型设计(CAD),并进行手工和自动数控编程(CAM-NC)训练,确定加工方式、刀具规格切削用量等加工工艺参数,在计算机上迅速生成相应的加工刀具轨迹,并对加工轨迹进行直观的加工仿真检验,或对生成的加工轨迹进行再编辑,轨迹无误后自动生成G代码,也还可以将手工编写的G代码进行反读生成刀具轨迹进行仿真检验,教师也可以方便地对学生编写的G代码进行直观地检查。G代码确认无误后,即可根据数控机床及其所使用的数控操作系统进行机床后置处理和代码传输,最后由学生自己动手装卡毛坯、对刀调基准并操作机床将自己的作业加工完成。
2.2 CAXA丰富教师教学课堂和促进了教学改革
通过引入CAXA制造工程师等CAXA-CAM软件对数控加工,数控编程,机床与通讯,传统课程进行改造,使学生在课堂上掌握计算机产品建模,工艺设计,自动编程,模拟加工,机床设置等现代先进制造的全过程,深入认识计算机辅助制造,并实现数控编程与数控加工的实训。CAXA促进了教学改革,任课老师不再是单调在黑板上板书,学生记录或教师操作,学生观看的情况,而成为教师在计算机机房结合专业讲述CAXA实体设计软件的造型——把学生的造型导入CAXA制造工程师软件中进行编程——讲述加工工艺学和软件的功能——验证后到机床进行实际加工的模式。
三、 CAXA软件在数控实训中的应用
与手工编程相比,CAXA自动编程软件使得一些手工编程困难或无法编出的程序能够实现。如复杂曲面(如自由曲面)的编程。在数控实训中引入CAXA软件首先是弥补了因教学资金短缺引起的数控设备的不足问题,其次是在降低教学成本的同时提高了教学效率,三是提高了学生实习实训的安全性。经笔者调查发现好多学校在数控实训中把重点放在了数控机床简单操作上,而对数控加工工艺(如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等)、模具设计、CAD/CAM与数控自动编程修等专业技术能力训练不够。在数控实训中采用大量的来源于生产一线的例题,源于生产一线,在工艺参数的设置上,以实际的加工为依据,无论是教师还是学生,都会得到不同程度的提高,也强化了学生的就业能力。
3.1 CAXA制造工程师在数控实训中的应用
以2011年华中数控大赛试题为例,可以发现若用手工编程,有些节点左边很难计算,用CAXA制造工程师课轻松完成零件的造型、仿真加工、生成程序。CAXA制造工程师生成轨迹过程,主要分为以下三个步骤:
1):导入三维数模(见图1) 2)生成加工轨迹(见图2)
图1 图2
3)加工实物(见图3):
图3
3.2 CAXA数控车在数控实训中的应用
车床一般加工轴类、轴套类零件,如果加工零件形状复杂,一般需要用宏程序编程。对于复杂零件(如非圆曲线轮廓)的零件加工,CAXA 数控车能通过零件几何造型、加工参数设置、刀具路径与加工轨迹的生成、代码生成与后置处理和加工仿真等完成零件的粗车、螺纹、切槽、打孔等编程。具体操作过程在此省略。
3.3 CAXA软件的应用使数控实训上了新的台阶
通过CAXA软件在数控实训中的有效应用,不仅使学生完整地经历了零件三维设计、数控铣削加工工艺设计、手工/自动加工编程、数控铣床加工操作的现代制造过程的实习训练,同时也极大地激发了学生创新学习的兴趣。学生一方面根据产品图纸要求,完成零部件三维造型与产品装配,并利用CAD/CAM软件、数控车床、数控铣床(或加工中心)和其它辅助工具,完成该产品中指定部件的加工工艺设计、加工程序编制、零件加工和装配等工作。另一方面学生可以自己设定主题,自行完成设计,并且生成数控程序进行加工。在数控实训中鼓励学生的个性化实践发展,鼓励和激发学生的创新理念、创新设计和创新作品的制作。
四、结束语
在数控教学和数控实训中通过软件,可使教学更贴近生产实际,提高了学生和教师的专业素养。CAXA制造工程师等CAXA-CAM软件通过应用于数控车床加工、数控电火花线切割加工、数控铣床加工/数控加工中心加工和特种加工等相应教学和实训后,使每一个学生都能实际动手,学生得到动手能力和基本工程技能的训练,在实际加工或模拟过程中掌握所学知识并培训相应技能。
参考文献
[1]CAXA制造工程师应用技术[M].北京:机械工业出版社,2008.
[关键词]工程训练数控加工仿真系统CAXA
中图分类号:TB4文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120107-01
一、引言
随着我国数控技术的高速发展,数控人才十分短缺,许多大学和专科院校都开设了数控技术专业,为学生提供了理论学习的条件,而工程训练中的数控实习则为学生提供了很好的实践学习空间。
数控机床品种多(操作系统多,如:FANUC、PA、SIEMENS等)、价格高(一般几十万元)。数控机床操作人员的培训若完全在真实的数控机床上进行,投入的成本会很高,也会造成很大的浪费。即使是实力雄厚的培训院校和企业,也难以承受。因此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,培养的学生适应性强、受企业欢迎,势在必行。计算机技术可以说是无孔不入,近些年出现了计算机仿真技术,可以模拟实际环境变化。在数控方面,出现了数控加工仿真系统,用计算机仿真数控机床的加工环境及工作状态。这样就可以用计算机仿真系统对学员进行数控机床的培训,还可以检验程序的正确与否,还可以在计算机上进行仿真模拟加工,让试加工在计算机上进行,使得正式加工安全可靠。
二、数控加工仿真软件简介
让没有数控基础的学生直接进行实操,容易对机床造成伤害,更容易危及到学生的人身安全。利用数控加工仿真系统,就可以避免。数控仿真系统包括FANUC、PA、SIEMENS、华中数控、广州数控、大森数控和MITSUBISH在内的多个数控系统,其中每个系统又分车、铣、卧式加工中心和立式加工中心。学生可以根据具体情况,选择与实际相同的数控系统进行操作练习、仿真加工。
操作过程如有不当,仿真系统会以文字对话框的形式提示操作者错误之处。
三、自动编程软件简介
数控机床一般执行的程序是G代码,这种程序代码可以通过两种方式得到,即手动编程和自动编程。手动编程需要熟知G代码,还要对所加工的工件各个特殊点的坐标值(在工件坐标系下的坐标值)计算精确,这样,手动编程即费力又不精确。北京CAXA公司研发的CAXA制造工程师软件(针对于数控铣床),很好的解决了手动编程所遇到的问题。
CAXA制造工程师软件可以自动生成零件的加工代码,即G代码。生成过程如下:
1.绘图。按照图纸尺寸要求,绘制图形。见图1。
2.生成加工轨迹。生成粗加工/精加工轨迹,用轨迹仿真功能仿真加工。见图2(a,b)。
3.生成加工代码。生成G代码,加入程序头(不同系统程序头有所不同)。见图3。
上文提及CAXA制造工程师可以对铣床零件进行自动编程,对于数控车床有CAXA数控车自动编程软件,而数控电火花线切割机有CAXA数控线切割自动编程软件(自动生成的是3B代码)。
四、仿真系统在工程训练中的应用
数控加工仿真系统在数控实习中已得到应用,通过几年的实际应用得到了较为宝贵的经验,为进一步提高工程训练的质量打下了坚实的基础。
1.讲解数控机床。指导教师讲解数控机床操作步骤及注意事项。2. 熟悉仿真系统。学生按照数控车/铣仿真指导书熟悉数控加工仿真系统。3.学习CAXA。学生在制造工程师指导书指导下学习CAXA制造工程师2006。4.创新加工。学生根据前面学习到的相关知识和软件,进行自主创新设计,并在教师的指导下在机床上加工出具体实物,见图4。
五、缺点与不足
数控加工仿真软件在工程训练数控实习中的应用,虽然在一定程度上解决了如设备不足等问题,但是还要清醒的意识到它所带来的弊端。
1.过于依赖计算机。所有的操作,包括图纸绘制、G代码生成和仿真加工,都可在计算机上完成。
2.忽略加工工艺。仿真系统的仿真加工过程速度一般为5倍(调节范围:1~100),使得操作人员忽略进给速度、刀具转速和加工质量等。
3.无法保证加工质量。由于仿真软件只能仿真加工过程,对于零件的表面粗糙度和尺寸精度等无法保证。
参考文献:
[1]李海涛等,“CAXA制造工程师”在数控加工中的应用[J].潍坊高等职业教育,2006,3.
[2]孙克强,浅谈数控机床仿真在实践教学中的应用[J].网络科技时代,2007,10.
[3]闫杰,数控加工仿真系统在专业教学中的应用[J].辽宁经济职业技术学院学报,2007.
[4]张红英,数控仿真系统在数控机床教学实践中的应用[J].交通职业教育,2006.
[5]黄赛茹等,工程训练中心建设与发展探究[J].高校实验室工作研究,2006,12.
[6]万召等,数控车床加工仿真的改进方法[J].制造技术与机床,2007.
[7]傅贵武、刘军,数控技术在金工实习教学中的实践[J].中山大学学报论丛,2007.
关键词:数控车;撞刀;仿真软件;对刀
中图分类号:TG51文献标识码:A
数控机床具有高速、高效、高精度、高自动化和低劳动强度的特点,在机械制造业中得到广泛的应用,社会对数控操作工的需求也逐年增加。因此各个职业学校加大了对数控设备的投入,直接购买生产型数控机床,培养能直接上岗的专业人才,数控机床对操作人员的要求却比较高,操作者一旦操作失误,就会对机床造成损坏,带来较大的经济损失并影响教学的正常进行。
一、数控车撞刀事故的分析
数控车的一般加工过程是:分析图样,确定加工工艺,编程与输入,对刀,加工工件。撞刀往往发生在这些过程中:
1、程序错误1)编写错误,数控加工程序的编制,要求编程者对编程格式和指令的刀具轨迹一清二楚。如G0指令不仅要知道它是快移指令,还要清楚它的移动轨迹,它可以为直线,也可以为折线,否则G0走折线时就可能撞刀。初学者的复合循环指令是最容易出现问题的地方;2)输入有误,学生在输入程序时漏输或错输。如切削工件开始时,刀具以G0速度运行至进刀点,再以G1的速度接近工件并正常切削,此时若漏输了G1,则系统会默认G0的速度切入工件,就会发生撞刀;3)工艺安排不合理,如果程序中的换刀点设置离工件太近,切削用量设定不合理,也会造成撞刀事故。
2、对刀错误
刀补错误主要是因为测量时读错数或对刀的方法、步骤不正确引起。刀补错误表现为某把刀在执行其刀补换刀后,刀尖与基准刀刀尖的重合度偏差较大。而系统在加工零件时却默认换刀后每把刀的刀尖均与基准刀刀尖重合的原则。因此,在这种实际与理论不符的错误前提下,就有可能导致撞刀事故发生。不同数控车床的对刀原理是相同的,即通过对刀操作,计算出机床原点和编程原点的偏置量,输入并存储到数控系统,建立起工件坐标系。那么对刀时容易出现的问题主要有,1)设定错误,现在社会上的数控系统比较多,每种系统的设定方式不尽相同,若对刀过程中设定不正确,不理解车床机械原点和编程原点的关系,不知道工件坐标系和机床坐标系的含义,往往产生此类错误;2)对刀偏差大,测量的数据错误或读错数最终都会导致对刀偏差大,使刀尖运行轨迹严重偏离工件的轮廓(编程轨迹),从而发生撞刀事故。
二、数控车撞刀事故的防范
1、工艺方面确定合理的工艺路线,设置合理的进、退刀点,给定合适的切削用量。
2、编程方面首先要清楚程序中每个指令的确切含义,做到有的放矢,其次书写程序要规范,按照一定的格式编写,如编写程序的开头和结尾可用下面的固定格式式:
N1 (完成某项切削任务的标记号)
G97 G99 (设定车床工作状态 转速r/min和进给量mm/r)
M43(自动换挡车床用)
M3 Sxxx (给定转速)
T0101 F0.2(调用对刀值,给定刀具进给速度)
G0 X100.0 Z100.0 (刀具移动到安全位置)
Xxx.xxZxx.xx(刀具快速移动到进刀点,准备切削)
……(刀具切削的内容)
G0 X100.0(为保证安全,退刀先退X轴)
Z100.0(刀具回到换刀点)
M5(停止主轴的旋转)
M0或M1(暂停程序的运行)
另外利用仿真软件,防止撞刀事故的发生。实习教学中,一般会有配套的仿真软件。仿真软件非常有利于数控技能人才的批量培训,帮助初学者透彻理解编程指令,数控加工程序的编制要求编程者对被指令的刀尖轨迹一清二楚。因此也要求编程者对指令的含义、用法等完全掌握。譬如G00快速移动指令,不光要知道它是快速移动指令,还要更进一步了解它的移动轨迹一通常为一折线而非直线。对指令含义一知半解,起点与终点混淆不清,是数控编程之大忌。在这种情况下编制的程序极易出错造成撞刀。初学者在使用较复杂的复合循环指令时最容易出现这些问题,通过仿真软件进行模拟对刀和模拟加工,非常有利于提高我们的编程能力与编程技巧,同时也可以大大地降低撞刀事故的发生,最后输入程序时,要仔细、认真,做到不漏输、不多输。先要保证输入程序的正确性,,可以通过计算机仿真软件来检验。在程序输入数控机床后,也可以利用机床数控系统的图形模拟,锁定机床,不让刀架运行,从轨迹图形上判断编程的正确性。
3、运行程序方面
1)对刀数据要正确
对刀时,一定要知道程序中的编程原点,把刀尖对准到编程原点。必要的情况下要进行对刀验证,即把所用刀具的刀补值调出,手动移动刀具,使刀尖接近工件,依工件和刀尖点的距离估算刀尖点在工件坐标系中的坐标值,和机床系统显示的工件坐标值比较,差值应在1~2mm以内。
2)调试动作要规范实习教学过程中,为保证安全,首先把快速移动倍率置于较低档,机床处于单段运行状态,然后将一个手指放在循环启动按钮上,另一个手指放在循环保持按钮上,牢记急停按钮的位置,启动程序,时刻观察屏幕上程序坐标的变化,判断其是否和刀尖实际运动轨迹一致,若认为不合适可随时按下循环保持按钮,停止程序的运行,如程序没有问题,可继续按下循环启动按钮。
4、其它方面
现在的数控机床一般都有硬限位和软限位来控制刀架的行程,实训教师也可以通过调整这两个限位来减少撞车机率。
总之,在数控车实习中,要做到工艺安排合理,程序编制正确,调试程序规范,就能减少和杜绝撞刀事故的发生,确保实习过程的安全,保障实习教学的顺利进行。
参考文献
关键词:数控技术;数控机床;教学方法
我国是世界制造大国,这已经成为不争的事实。制造业是我国入世后较有竞争优势的行业之一。当前世界上正在进行着新一轮的产业调整,一些产品的制造逐渐向发展中国家转移,我国已经成为许多跨国公司的首选之地。为此,中央明确提出“以信息化带动工业化,发挥后续优势,推动社会生产力的跨越式发展”是国家发展战略。应用高新技术,特别是信息技术改造传统产业,促进产业结构优化升级,将成为今后一段时间制造业发展的主题之一。“十一五”期间,实施制造业信息化工程,希望达到四个目标:一是要突破重大关键技术,形成一批具有自主知识产权的制造业信息化产品;二是要建立一批制造业信息化示范企业和示范工程,并且通过辐射效应形成整个制造业的竞争力;三是要结合实施制造业信息化工程,培养若干相关的新型软、硬件产业和新型服务;四是培养一批人才,推进和打造一支信息化的基本队伍。
为达到上述目的,结合我校的办学特点――“合格+特长”,我校“机械制造及其自动化”专业也制定出培养信息化人才的培养计划。通过系统学习现代机械制造有关课程,进一步学习《先进制造技术》、《数控技术》、《数控加工自动编程》、《CAD/CAM技术》等专业课程;相关的实践教学以数控机床为主线,使学生全面掌握数控加工工艺和加工方法;同时,更多地突出我校的办学特点,注重学生的动手能力培养,使学生系统掌握数控机床的基本原理和加工方法,并具有一定的数控机床及数控系统的维护维修技能,以适应人才的需要。
涉及数控加工技术的相关课程在我们的机械制造及其自动化专业的培养计划中占有很重的比例。为提高教学质量,本文结合《数控技术》课程教学,谈谈实践环节的教学方法。
一、提高教师队伍的素质,选用合适的教材
我校的学生大多是从中学直接考入的,基本没有实际工作经验。在目前社会上急需数控技术应用型人才的大好形式下,学生都希望自己能尽快学习和掌握这门技术,这就给专业教师提出了更高的要求。老师在不断提高自身专业技能的同时,均已取得了数控操作中级工的资格证书,还有些老师已取得了数控操作高级工或技师的资格证书。并且,根据学生的实际水平、常用的机床种类、社会需求和考工范围,老师有针对性的编制了校内培训教材,使教学更直接和有效。
二、加强实践环节,理论联系实际
数控技术作为实施现代先进制造技术主要机械装备的主要技术手段,实践性强,因此,在教学中结合专业特点采用的是理论和实践紧密结合的方法,以典型的数控设备――数控机床为主,围绕数控加工的过程控制开展教学与实践。
(一)理论教学的实践性
在理论教学中,介绍数控机床的基本概念、原理、计算和设计方法,着重阐述计算机数控系统的硬件和软件结构、进给伺服系统、检测装置、数控加工程序的手工编制和计算机辅助数控加工编程等内容。以数控机床为主线,根据加工过程中数控系统内部信息流处理过程(如数控加工工艺、插补、刀补、速度控制等)展开阐述、由浅入深、循序渐进,理论密切联系实际,并注重机电结合和系统理念,反映当今世界机床数控系统技术的发展前沿。对数控技术的几个重要内容、核心技术和最新技术成果作较为系统、深入的叙述。例如,在讲解手工编程和自动编程的教学内容中,着重强调以下几个方面:
1、建立坐标系的概念,它是数控机床自动加工工件的灵魂。机床坐标系、编程坐标系和加工工件坐标系的建立及其相互关系,很容易让初次接触这门课程又没有看到实物的学生产生概念混淆。所以,在讲解这个问题后,带学生到实验室,让他们初步认识数控车、铣等机床,在机床上再一次提出坐标系的概念,学生较容易理解。同时,运行与坐标系有关的不同实例程序控制机床运动,让学生比较机床移动部件与刀具的运动状态和实际位置,进一步加深理解各坐标系及其联系,认识其在自动加工中的灵魂作用。
2、引出编制程序的基本功能指令,它是数控机床自动加工工件的基础。首先,讲授数控机床的五大功能指令(G功能、M功能、F功能、S功能、T功能)的作用;其次,介绍每个指令的含义,要求学生能牢记并能正确理解和应用。例如,在讲授M功能指令中,对容易混淆的M00、M01、M02和M30指令,结合机床的实际操作,讲清区别与联系。使程序停止是这些指令共有的功能,不同的是程序停止后机床的运动状态、工艺条件以及再次运行程序时机床状态。只有掌握了这些指令的区别与联系,才能选用符合加工要求的指令。例如,在加工中途工件尺寸的检验或排屑,合适的指令只能是M00和M01。
3、介绍编制加工程序的格式。目前,常用的数控系统有华中数控系统、FANUC系统和SIEMENS系统,这三种数控系统程序的格式框架基本相同,但也有一些区别。针对我校的实际数控系统,仅要求学生熟练掌握华中数控系统和SIEMENS系统的程序格式。例如对于FANUC系统,每段程序中的坐标值后应标有“.”,每段程序结束应标有“;”,虽是小标点,但如果缺少则会直接影响加工零件的精度。
4、通过大量编制程序的练习,达到熟悉编程的方法和步骤,提高程序编制的准确率。当然,对于其他的理论教学内容,比如插补原理、刀补原理、速度控制原理等,尽可能的注意理论教学的实践性。在进行了理论课程的学习后,如果直接通过实际操作来验证程序的实用性,在学生没有实践经验的前提下,应该说是非常危险的。因为,虽然在实习老师的指导下操作机床,但因缺乏经验,熟练程度欠佳,可能会有不正确的操作,造成刀具和机床损坏。因此,在实习环节之前增加数控加工仿真系统的学习和练习对更好的掌握这门技术非常必要的。
(二)仿真系统的学习和练习
数控加工仿真系统是在90年代源自美国的虚拟现实技术,是一种有价值的工具。我校所配置的数控加工仿真系统是南京宇航软件工程有限公司为数控机床操作课程专门开发的仿真软件,它配有华中数控系统、FANUC系统和SIEMENS系统的数控车床、铣床。通过对数控铣、车等加工全过程的仿真,提高学生的熟练操作程度,减少机床损坏率,保证程序在真实操作状态下的准确性,能更好掌握这门技术。
首先让学生认识仿真系统的控制面板上每一个键的功能和操作方法,使学生能正确使用它们进行程序的验证。在进入数控加工仿真系统后,强调三步重要工作――输入工件坐标系位置数据,设置刀具补偿参数;输入数控程序;自动加工零件。
1、介绍系统面板。SIEMENS系统的界面有操作面板和控制面板两部分,其上有许多英文注释的功能键,只有熟悉它们,才能很好的应用。为帮助学生记忆,可以将这些键的名称和作用汇总出来,并将操作步骤一一列出,有利于学生尽快掌握。
2、演示整个操作步骤。(1)确定工件坐标系位置数据,设置刀具补偿参数。通过机床在界面选取机床后进入该系统的界面。如:点击“机床”,在出现的界面中分别选取系统和机床类型,确定后,在屏幕上出现所选的机床,通过选择不同的视图来确定观察方向,以求最佳位置。进行模拟选取毛坯并安装在机床上,定义并安装刀具,确定工件坐标系。如:在工件装卡方式确定后,工件坐标系的X、Y、Z各轴对应于零件的相应方向以及零点位置也就确定了。加工程序中的各运动轴代码控制刀具作相对位移。例如:G90 G00 X100 Z20,是指在绝对尺寸下,刀具相对位移到X=100mm,Z=20mm处。究竟刀具的什么部位相对位移到上述位置呢?这个部位称为控制部位,它选择的是否合理,直接影响加工工件的精度。例如,对于车刀,一般选刀尖作为控制部位。对于立铣刀,选择铣刀端面中心点作为X、Y轴方向的控制部位,铣刀底端面作为Z轴方向控制部位。工件坐标系的零点位置就是控制部位与零点重合的位置,它是用机床坐标系的坐标来表示的。在仿真系统中,铣床和加工中心常用的方法是用一个圆棒作为基准工具测定毛坯的边缘,以确定X、Y的基准,用刀具测定Z方向的基准。车床采用试切削的方法确定X、Z的基准。确定了工件坐标系位置数据,在设置刀具补偿参数界面中输入各参数。通过实验,学生加深了机床坐标系、工件坐标系的理解;对于刀位点、对刀点和换刀点有了更深的认识。(2)输入数控程序。在编制和输入程序时,要求学生对编制程序的一些工艺指令,如以G为首的准备功能指令,以M为首的辅助功能指令和其他的功能指令(如F指令、S指令、T指令等)的功用和格式有明确的了解,并能熟记一些常用指令,这样可以提高编程的速度及准确率。同时注意提醒学生在华中数控系统和SIEMENS系统中的程序格式。
3、自动加工零件。可通过选择轨迹显示或在机床上观察到程序执行情况,并可任意调整加工速度和声音等,以增加加工的直观性和真实性。
在仿真系统中还有一个检测功能,检测程序在加工时的准确性,教会学生使用这一功能,通过分析了解零件加工的准确性。如:在SIEMENS系统中,通过点击“工艺分析”,在“测量”段中可逐段检测加工部位,通过控制面板上反映的各轴数据来判断其准确性。
(三)实际操作训练
有了前两个环节,使学生较好的掌握了编程方法,通过仿真验证了程序的准确性,接下来的实践环节就是让学生在实习教师的指导下加工实物。
1、手工编程及加工。选择合适的零件,根据被加工零件的图纸、技术要求及其工艺要求等切削加工必要的信息,确定适合数控加工的内容,进行数控加工工艺性分析并做出相应的工艺处理和数学处理,按照数控系统所规定的指令和格式编制加工程序。提醒学生注意数控加工工序与普通工序的衔接。考虑到加工安全,要求学生采用仿真系统校验程序的正确性,指导教师还要核查工艺的可靠性,才允许学生在实训老师的指导下进行实物加工。先采用走空刀的方法,检验刀具路径是否有错误,是否碰撞零件、夹具或机床等;通过程序检验,然后采用蜡模为原材料,开机试切;通过对蜡模零件几何尺寸的检验,决定学生是否可以采用铝合金来代替石蜡进行正式加工;最后通过钢件的切削加工,使学生对材料的切削加工性能、合理的刀具和切削用量对加工质量的影响有更深的认识。
2、自动编程及加工。针对已采用手工编程加工的零件,让学生使用计算机为辅助工具,在学习CAD/CAM课程的基础上,采用CAD/CAM软件进行计算机辅助数控编程及加工,并与手工编程及加工相比较,使学生认识手工编程是基础,图形交互式自动编程是复杂零件数控编程的发展必然趋势,也是现在复杂零件普遍使用的数控编程方法。突出其编程速度快、直观性好、使用方便和便于检查等优点。
通过数控实训,强调学生熟悉机床操作,理论联系实际,认真练习,做到胆大心细,学以致用。大多数学生都获得了较好的成绩,如愿拿到了相关的等级资格证书。
三、结束语
高校作为人才培养基地,一要坚持培养目标,二要为实现这一目标不断了解学生的反馈信息,不断完善我们的教学方法,理论联系实际,提高教学质量,以更好地适应国家现代化发展的需要,培养出更多的具有较强的实际动手能力的应用型工程技术人才。
参考文献:
1、廖效果.数字控制机床[M].湖北省科技出版社,2004.
2、汪木兰.数控原理与系统[M].机械工业出版社,2004.
3、何雪明.数控技术[M].华中科技大学出版社,2006.
4、田坤.数控机床与编程[M].华中科技大学出版社,2004.
5、陈吉红.数控机床试验指南[M].华中科技大学出版社,2004.
关键词 数控技能大赛 学生选拔 技能培训 综合能力
中图分类号:G718.3 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2014)06-0010-02
数控技能大赛的举办是职业教育工作深入贯彻落实国务院关于大力发展职业教育的方针,深化改革、加快发展所取得的成果的一次大检阅,是职业院校广大师生奋发向上、锐意进取的精神风貌和熟练技能的一次大展示,对于进一步宣传职业教育,营造关心支持职业教育发展的良好社会氛围,对于全面落实科学发展观,加快发展职业教育,提高办学质量和效益,实现又好又快的发展具有重要意义。于是,各省、市的数控技能竞赛也如火如荼地开展起来。那么,我想通过我这几年分别作为选手和指导教师参加数控技能大赛的情况浅谈一下数控技能大赛。
一、数控技能大赛在不断地进步发展
首先,从几届的数控技能大赛出题命题特点来看:
1. 2004年第一届数控大赛:只有一件简单的零件,主要考察选手的数控加工技能;
2. 2006年第二届数控大赛:两件公母配合件加工,不但考察选手们的基本数控加工技能,还要考察选手们的综合能力;
3. 2008年第三届数控大赛:多件零件加工和自动编程(CAD/CAM软件应用),要求选手们具有高度数控加工工艺积累、精度控制能力和熟练的自动编程能力;
4. 2010年第四届数控大赛:不但会应用传统的数控机床,还要会应用更先进的多轴数控机床;不但是一个选手操作,还要多个选手配合团体操作;不但会传统的加工工艺,还要具备更先进的复合数控技术加工工艺。
5. 2012年第五届数控大赛:比赛试题不但注重创新概念的考核,还关注细节,重视过程;同时还新增设了数控装调与维修的赛项(团队比赛)。
从2004年举办的第一届全国数控技能大赛开始,数控技术大赛经历了从简单到复杂,从单件到多件,从手工编程到电脑自动编程,从单项到多项配合加工不断发展的趋势,也充分体现了数控技术在我国快速应用发展。
其次,从2012年第五届全国数控技能大赛的情况来看:2012年全国职业院校技术技能大赛现代制造技术比赛,于6月26日至28日在天津机电学院新校园区隆重举行,来自全国36个省市(计划单列市)518名优秀选手参加了七个项目的角逐。本届比赛是自2004年以来数控大赛项目最多、参赛选手最多、水平最高、影响最大的一次比赛。技能大赛得到了职业院校各级领导高度关注,同时示范、引领了先进的工艺技术和操作技能。经过赛前训练和比赛锻炼,选手技能水平、指导教师综合素质都有了非常大的提高,受到中职学校的欢迎和认可。
另外,本届大赛在组织工作方面做了很多创新。在各赛区选拔赛期间,组委会组织专家到赛区做技术培训;在全国开展全国决赛试题及方案征集活动。在各赛区选拔赛结束后,组委会针对各赛区参赛选手,组织了免费的“数控多轴加工技术及工艺”培训班、“数控多轴加工软件应用”培训班;将实操试题提前公布,以便参赛选手学习及训练;在实操赛场安装视频监控系统,便于场外领队、教练、选手观摩学习;在实操现场组织配套展览,加强宣传及交流工作等。除了以上这些创新工作外,组委会还组织了数控技术发展及数控技能人才培养论坛;还将继续开展多种形式的技术点评活动等。
从几届的数控技能大赛出题命题特点以及2012年第五届全国数控技能大赛的情况看,数控技能大赛不管是在技术要求,还是在选手的综合能力、人数以及大赛的组织方面都有了很大的突破与发展。因此,这就需要我们作为职业教育者要不断地努力,为数控技能大赛做更高要求的准备。
二、数控技能大赛选手的选拔与培训
选手的选拔和培训是数控技能比赛前期两个至关重要的环节,它们直接影响到比赛成绩。我根据自身参赛和培训竞赛选手的体会,对职业学校数控技能比赛学生的选拔和培训做了以下探讨。
(一)选拔学生是基础
俗话说“强扭的瓜果不甜”,挑选的时候应该体现一种自愿原则,在自愿报名的前提下再对其进行筛选。有些老师可能把听话、学习认真的同学当作首选,这种做法似乎过于片面。我们在挑选时首先需要参照的应该是学生的专业理论成绩,包括机械制图、机械基础、切削原理等,这些专业知识将直接影响到他们以后对数控培训接受能力的好坏。其次需要考虑的应该是学生的心理素质,这点往往容易被忽视掉。最后关注学生的动手能力,比如实训中对各种工量具的使用。动手能力差的学生在短时间内想要提高是很难的。
确切地说,选拔是一个促进与提高的过程。培训期间老师可根据日常表现及考核采取淘汰制,做到优胜劣汰。起初挑选的人数可以是正式比赛的3至4倍,随后逐轮淘汰,这样一来学生有了竞争意识,学习的劲头将会大大提高。当然,有些技能不错的学生在培训期间会觉得培训过于枯燥,出现严重失误后会产生后怕心理,打退堂鼓,这就少不了指导老师的正确引导。
(二)技能培训是关键
1.操作技能的培训
技能培训是一个系统化工程,指导老师应准备详细的进程安排,方能做到有条不紊。初步筛选的学生可能已学过数控方面的知识,但对编程和操作掌握的还不够全面,在培训过程中应遵循循序渐进原则,由浅入深再对每个指令进行系统的讲解、分析和演示,打下良好的基础,有利于以后培训的安排。有些指导老师或许存在着这样的心态,怕自己在演示中出错,我认为没这种必要,老师跟学生应该以探讨交流的形式进行培训,万一出错可以和学生一起解决问题,这样比纸上谈兵效果更好,学生接受新知识的时候也更直观。
数控技能比赛培训不同于一般的技能培训,培训的内容不能面面俱到。一般比赛都会使用指定的机床设备,教师可以根据比赛难度和比赛所用的机床来大概确定题目的类型。比如数控车床比赛,高级工难度,选用的机床大多是FANUC、GSK980TD或者华中系统等等,再根据比赛刀具清单,我们就可以大概确定是外圆台阶、凹凸圆弧、内/外螺纹、车槽、内孔等。这样培训的内容更具有针对性,与比赛内容更接近。
2.三个“度”的把握
数控比赛讲究三个“度”――速度、精度、粗糙度。在日常培训中,指导老师应时刻检查学生的工艺编排、程序编辑、切削用量选择及操作规范性等,因为每一个细节都会影响到三个“度”。怎样更好地保证这三个“度”呢?首先,一定要提高学生手工编程的能力,确保万无一失。在正式比赛中由于心理等因素,程序出错再去修改往往很难找到错误的地方,既浪费时间、加剧紧张又影响到速度。其次,对工艺的分析,有些学生一拿到图纸就盲目加工,对工艺细节考虑不够周到,加工到一半时发现工艺出错,不能继续加工,前功尽弃。在培训时一定要使学生养成习惯,宁可花十分钟认真分析工艺而不为图一时之快乱了大局。最后,切削用量的选择,加工不同材料,使用不同刀具都有不同的切削用量。有些学生为了抓紧时间而不断提高切削用量,这样精度难以保证而且会引起严重后果。当然切削用量也不是一成不变的,也要根据实际情况让学生学会及时调整。机床主轴的电机功率往往会被一些老师忽视掉,不同的主轴电机功率所选用的切削用量也是不一样的,选择不当会出现崩刀,甚至断刀等现象,在正式比赛前指导老师一定要及时提醒。
3.综合能力的培养
在实际操作竞赛中,由于选手对场地和机床性能的不熟悉,加上心理紧张和疏忽大意等因素,往往会出现程序编好后不能运行,加工中切削用量选择不当刀具突然断裂等现象。所以日常培训中不能一味追求技能的提高而忽略了应变能力及心理素质的培养。竞赛的题目都有一定的难度,里面都有一些难点的设置,用常规的编程模式或许加工不出来,培训中不能限制学生一定要按照老师的思路去编程,可以尝试不同的编程方法来加工同一个工序。有些老师忌讳学生在平时训练时断刀或发生刀具干涉等现象,我认为这些情况的发生不一定就意味着学生差,反而可以锻炼学生的随机应变能力和心理素质。当出现问题后,指导老师不要忙于解决,一定要让学生弄清楚问题出现的原由。不过一定要在保证学生和机床安全的前提下。
(三)培训时注意事项
1.劳逸结合:不要为了出成绩而搞得学生身心疲惫,合理的时间安排更有利于达到事半功倍的效果。
2.培训内容尽量少而精:有些老师采取“题海战术”,但里面很多内容都是大同小异的,更应注重培训质量而不是题目的多少,学生的技能不是老师“教”进去的,而是学生“学”进去的,也就是说学生必须愿意学,能够将学到的东西进行内化才是最主要的。
3.安全问题:必须时刻提醒学生做到胆大心细,程序里一个数字的错误或者操作失误都会酿成大祸,轻者零件报废,重者造成机床受损或人生伤害。
4.及时总结、提高:不但指导老师要及时总结,选手也要及时总结。只有这样才能从学习过程中发现问题,解决问题,积累更多的经验,快速的提高。
总之,通过数控技能大赛,数控技术向着高速、高精、高效、高复合的方向发展,这就要求作为数控技术职业教育者的我们具备更高、更强的综合能力,为我国的工业化建设作出更大的贡献而努力奋斗!
参考文献:
关键词:数控专业 仿真软件 计算机辅助 教改
众所周知,由于数控机床是一种新型工艺装备,故数控技术工人的培养和数控机床的教学还处在发展阶段。相对于普通加工机床来说,数控机床属于高科技产品,品种多价格高。就算是经济型机床,一台数控车床或数控铣床一般也需要一二十万,一台数控加工中心也是少则几十万多则上百万。数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实作训练,投入大、消耗多、成本高,即使是实力雄厚的培训学校和企业也无力承担起此种消耗与投入。
而高职数控技术专业的定位恰恰是立足装备制造业,面向整个工作领域,坚持以生产、管理、服务第一线技能型专门人才为培养目标,以就业为导向,培育技能型实用人才。因此数控专业学生职业技能的养成,对任何一个高职院校来说都是不小的投入和负担。作为数控专业的专业课教师,我深深的感到:在数控技术等相关专业课程的教学中,提高仿真教学模块的比例,探索新的教学手段和方法是使学生获得数控技术应用专业职业技能,适应社会需要的重要途径。
因此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、培养的学生适应性强、企业欢迎的教学模式势在必行。这种教学模式应当既区别于传统的机械加工培养模式又与一般的机电专业有不同。现在很多高职院校已经开始运用数控加工仿真系统教学,来寻求解决这一问题的途径。
数控加工仿真系统是结合机床厂家实际加工制造经验与高职院校教学训练一体所开发的一种机床控制虚拟仿真系统软件,可以满足大批量学生教学需求。数控加工设备价格昂贵、占地大,而数控仿真系统软件可以在微机平台上运行,解决了培训时学员多机床设备少的问题、并为学校节省了大量设备购置经费。它可以对数控装置进行仿真操作,实践课程教学的目的主要是对原理的验证。学生可利用此软件进行仿真操作,同样会起到了真实设备的教学效果。常规的原理课程的讲解一般分两部分,一部分在教室讲解原理,另一部分在实验室讲解实际操作,这样必然增加了课时,也使教学内容不连续。用软件教学可以将两部分内容有机结合,也为学生的课前预习提供了条件。此系统还可以依据不同的客户要求进行设计,尤其适于初学者的入门过程。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的,并且安全可靠。通过动态的仿真操作使教学过程易教易学、教学效果显著提高。
其优点在于:①系统完全模拟真实CNC机床的控制面板和屏幕显现,可轻松操作。②在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验, 操作安全。③用户可看到真实的三维加工仿真过程,仔细检查加工后的工件, 可以更迅速的掌握CNC机床的操作过程,过程逼真。④采用虚拟机床替代真实机床进行培训, 在降低费用的同时获得更佳的培训效果,使用更经济。
数控加工仿真系统具有FANUC、SIEMENS等众多数控系统功能,学生通过在PC机上操作该软件,能在很短时间内就能掌握数控车、数控铣及加工中心的操作。可手动或CAD/CAM编程和加工,教师通过网络教学,监看窗口滚动控制,可随时获得学生信息。在教学中还具有多媒体教学的特点。
首先,由于计算机辅助控制系统是以计算机为媒体开发的,所以它的通用性较强,它能够在48 以上的任何型号的计算机上直接使用。在屏幕上能够显示和机床操作面板一模一样的界面;以动态的模拟显示代替机床实际运行并且还能够提示操作信息,如编程错误信息和操作失误机床碰撞报警信息等。使数控机床的编程操作易于课堂化教学,从而即节省了机床设备和实习消耗、又大大提高了教学效率。以某公司出品的数控加工仿真系统为例:在数控机床教学应用时,由于计算机内部各种软、硬件资源的支持使得系统在编程、操作时的效率大大提高。如在手工编辑NC程序时可利用各种文本编辑软件EDIT或Windows下的记事本及写字板等,可以快速编辑程序并以NC为扩展名存入磁盘。其主要特点是存储容量大,能够储存更多数量的和更长的NC程序文件。并且在NC程序输入、修改、拷贝方面都显得非常简单,乃至程序的转送也很方便,还可利用软盘考贝或联网来实现这一过程。编辑过程中能将汉字注释信息一起编入NC加工程序而不影响系统的调用和运行,这就使操作者很容易的在繁多的NC文件中找到想要使用的NC文件及其相关的详细信息,而不必在一大堆字符中花费长时间进行查寻、分析这些程序的功用而大伤脑筋了。调用时也非常方便,进入机床控制系统后,只要是以NC为扩名的NC程序文件都可以直接调用。
其次,计算机辅助机床控制系统依据计算机强大的显示功能和全中文的结构设计,并配以丰富多彩、自然友好界面显示,使学生一进入本系统就被深深的吸引,从而能够激发学生学习兴趣和动力。模拟演示功能更为真实可靠,图形大小、颜色、观察视角以及刀具的形状等都可由操作者自行设计以满足不同监控要求。当程序执行时,程序段、坐标值、出错信息以及工件与刀具的相对移动的切削过程同时显示在同一窗口内,使操作者能够一目了然,随时监控机床运行的状态体验真实的加工过程。该系统具有机床规格大小设置,可定义刀具形状、切削用量,如数控铣床上钻头、镗刀、球头刀、圆角刀,数控车床上的外圆刀、镗刀、切刀、螺纹刀,可以实时监控刀具加工轨迹及图形缩放控制。机床外形也可显示并具有关门保护、零件加工后的测量和保存视窗作业的功能。
数控加工仿真系统功能较为完善、适于教学的使用。其中语法诊断和模拟示教功能可以使学生进行人机交互式学习。即由学生输入NC程序,在模拟运行过程中,系统能及时提供错误信息以及刀具相对移动轨迹的显示以及最终加工的立体效果,再由学生经过简单判断就能很容易的发现和修改NC程序的错误,从而避免教师直接面对学生的指责伤害学生的自尊,也大大减轻了教师批改学生NC程序作业时的繁重负担。使教师能够集中精力以帮助学生解决实际问题,保证了教学质量使教学效果得到显著提高。
1 机械数控加工的影响因素
经过不断的发展,我国机械数控加工规模不断扩大,但是依然有诸多问题存在于加工效率及加工水平中。具体来讲,包括这些方面的内容:
1.1 人为因素
我国机械数控加工的数字化及机械化水平不断提升,操作人员数量得到了控制,且没有较强依赖操作人员。但是,依然对机械数控加工操作人员提出了较高的要求,除了专业知识足够丰富之外,实践操作能力也需要进一步提升。调查研究发现,部分操作人员不具备较高的技术水平,容易有失误出现于操作中,对机械数控加工的顺利开展造成阻碍作用,且没有科学的检修及养护机械数控加工机床,工作效率也受到较大的影响。
1.2 硬件因素
研究发现,机械加工过程中使用到的机床刀具也会对机械加工效率及效果产生影响。在具体实践中,很容易使用到有问题的机床刀具,进而影响到加工精度。机械数控加工过程中,加工对象类型的不同,对机床刀具也有差异化的要求,因此,需要对机床道具合理选择,促使加工效率与加工精度得到保障。部分企业在加工过程中,刀具选择没有重视,为了获取成本优势,将廉价的刀具运用过来,增加了机械数控加工的难度。
1.3 软件因素
如果将不合理的程序运用到机械数控加工过程中,也会影响到机械数控加工过程。因此,在机械数控加工中,需要充分重视程序的编写,其也是非常核心和关键的内容。如果有问题出现于程序编写过程中,就无法有序的开展加工,进而对加工效率造成影响。
2 机械数控加工效率的提升措施
2.1 完善管理制度体系
管理是机械数控加工中非常重要的一方面内容,通过实施科学有效的管理,可以促使加工有序性得到提升,促使加工效率得到保证;而只有构建了完善的管理制度体系,方可以提高管理水平。结合现阶段机械加工中管理方面存在的问题,需要及时采取相应的对策措施;首先对管理具体的加工路线进行优化,结合实际情况,对加工流程合理制定,将先进的计算机技术运用过来,开展集中管理,促使管理效率得到提升。在这个过程中,需要科学管理人员和物资。要对机械数控加工机床的保养与检修管理产生足够重视,促使机械加工水平得到提升。要促使机械数控加工机床的最佳状态得到保持,避免出现故障,进而实现工件整体加工效率得到提升的目的。同时,结合实际情况,对效率激励机制科学构建,贯彻多劳多得的原则,且对工时合理调控。
2.2 科学规划与调度
在本方面,需要从三个角度来进行思考;首先是科学规划空间,统筹规划新建厂区,对数控机床的位置合理安排,如面对面布置两台机床,或者依据品字形布置三台机床,以便保证这些机床都能够作人员所看到和管理,工作效率得到了提升,人员成本也可以有效降低;其次,要合理调度,紧密结合企业的计划进度,对生产任务合理安排,促使均衡生产的目标得到实现;此外,还需要做好时间规划工作,贯彻两班制或者三班制等制度,科学规划时间,提升时间资源利用效率。
2.3 对机床刀具合理选择
上文已经提到,机械数控加工效率会受到机床刀具的影响,因此,为了促使机械数控机床加工效率得到提升,就需要对切削刀具合理选择。研究我国机械数控加工机床刀具发展状况可以得知,开始运用越来越多的新产品,其应用水平不断提升,各类机械数控加工要求得到了满足。但是,加工方式的不同,对机床刀具也有差异化的要求。因此,在具体实践中,要贯彻具体问题具体分析的原则,结合加工对象的差异,对机床刀具合理选择。通常情况下,如果加工对象对精度具有较高的要求,在加工作业中选择的机床刀具材料,应该是硬质合金钢。而为了促使刀具使用寿命得到延长,则可以将比较廉价或者二次刃磨的刀具运用到粗加工中。
2.4 大力培训和指导操作人员
机械数控加工会受到人员的影响,因此,就需要科学培训操作人员。结合人员职能的差异,可以从这些方面开展:在机械数控加工操作人员方面,需要大力培训其实践操作能力,实现操作水平得到提升的目的;而在机械数控加工编程人员方面,则需要通过培训教育等措施的运用,帮助其更加深入的了解机械数控加工,促使其编程能力与水平不断提升,提升编程有效性。而对于管理人员来讲,则需要培养其认真细致的态度和一丝不苟的作风,能够严格依据相关规定和要求,科学管理,对整个机械数控加工过程有机把控。
2.5 严格遵循数控加工规范要求
在数控编程实施中,严格依据数控加工要求开展尺寸标注,以编程原点为基础确定所有点、线、面的尺寸位置。自动编程实施中,技术人员需要定义零件轮廓的所有几何元素,而手工编程过程中,则需要对每一个节点的坐标准确计算。在机床通电之前,技术人员需要对电压、气压以及油压等进行检验,保证与相关标准要求所符合。
关键词:数控加工 理论教学 数控仿真软件
中图分类号:TG547 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(b)-0161-01
作为《数控车床编程与操作》、《数控加工工艺学》二者合二为一的专业理论课教师,在教学过程中不断研究与探索,随着现代科技的不断发展,发现数控仿真软件运用到数控教学中来,解决了一系列相关迫切的问题,在使用中学生学中做、做中学,既满足了教学中的不同需求。下面我结合在教学实践中的体会浅谈一下数控仿真软件在数控教学中的使用感触。
1 数控仿真软件在数控教学使用中的优越性
1.1 利用仿真软件可以弥补教学设备不足,降低学校成本
由于数控加工机床设备价格比较昂贵,数控机床类型繁多,常用的有数控车床、车削中心、数控铣床,加工中心、数控刨床、数控磨床等,一台普通数控车床或者数控铣床至少也要7、8万,还有20万左右的。一般一台加工中心30万左右,更多则达百万甚至到上千万不等,学校不仅受投资和办学场地的限制,无法购置大量数控机床设备来提供学生实习实训使用。则数控仿真系统可以弥补这方面的不足,使大部分的实习实训操作在数控仿真软件中实现,从而解决学校在数控机床设备上不足和场地不够的现状,使数控技术的教学达到投入少、类型多、见效快、培养的初学者学生动手能力强目的。数控仿真软件使学生增加了有效上机时间,学习效果大幅提高,降低学校成本。
1.2 利用仿真软件的直观性提高教学效果、方便教师授课
数控编程与操作因是一门单纯的纯理论教学,在没有使用仿真软件之前和其它课程一样,直接在黑板上书写,而在黑板上讲按键的作用与程序编写、操作,易使学生感到枯燥无味,也不容易理解和检验程序的对错,只有通过老师作业的批改,而数控仿真软件的引入使用学生可以直观的看到机床操作面板各个按键的表示符号、作用及功能,也可以通过模拟演示功能看到真实图形大小、尺寸的多少、观察机床及工件的不同视角以及刀具的形状以及刀具的走刀轨迹是否合理,是否为最佳合理刀具走刀轨迹。等这些都可由操作者自己进行设计以满足不同零件的加工需求。学生通过仿真软件对所编写程序进行加工与验证同时,还可提高学生对数控技术的学习兴趣和编程能力,更好的去理解数控技术这块内容,所以数控仿真软件是一种既经济实惠、实用、功能多样又安全可靠的数控技术教学辅助工具。从而提高纯理论教学效果,提高学生学习编程能力的提高,同时也为下面学习实际操作奠定了基础。
2 数控仿真软件在教学使用中存在的弊端及解决措施
2.1 只注重仿真训练,易忽视实训操作
数控加工仿真软件只是模拟加工过程并非真实加工过程,所以无法代替学生在真实切削加工的实际感受,数控机床加工全过程的仿真包括机床的选择、毛坯的选择与装夹、刀具以及夹具的选择与定义;切削用量、进给量的选择,数控程序输入、编辑、刀具参数的设置等,由于是虚拟的操作,即使出现是不是人为的操作与编程的失误,也不会伤害到人身与机床设备的安全。学生则可以大胆的操作,可以在比较短的时间里尽可能多得熟练不同机床,不同系统的操作方法,从而能激发学生学习兴趣和动力。实际加工零件时,由于切削量、进给量的选择,以及对安全的疏忽都可能会出现打刀现象或着影响零件实际的加工质量、降低生产效率等问题。因此对教师应引起足够的重视,在仿真教学中即时提醒学生在真正数控机床加工时,二者的区别和注意问题。例如利用车刀在数控仿真系统上加工工件时,只要背吃刀量不大于刀刃长度就可以直接切削,而在实际数控机床上加工,则会因受到机床、刀具、夹具和材料等各方面性能的影响。不可能选取太大背吃刀量;还有切断刀在实际加工中只可以用来切槽和切断加工。而在仿真系统中即使用来车削外圆,也不会有报警显示来提醒等这些问题就需要我们在教学过程中一直反复强调避免将来学生在实际操作时,因一直使用仿真,而忽略实际操作。造成不必要的人、机、伤亡事故。
2.2 长期使用仿真,易使学生依赖于计算机
因部分学生自控能力差,长期使用仿真软件教学,会使学生产生惰性而依赖于计算机,而懒于机床操作。有些学生还会趁机上网和玩游戏,如应对于技校学生,本身基础差、自控能力差,教师在讲课时,可以运用远程来进行控制学生电脑,让学生可以更清楚去理解所学内容,学生自动练习时,可以关闭学生网络信号,使学生无法上网以免长期使用电脑来操作仿真软件,依赖于计算机,应合理安排仿真软件与实际操作上课的时间和顺序。这就要求老师加强责任心、提高管理、适当改进教学方法,减少数控仿真软件在教学中的负效应。
3 结语
数控仿真软件有机的将数控编程和实践操作结合在一起,通过学中做、做中学,使学生把学到的知识灵活的应用到真正的实践中去,它不仅提高了学生的学习兴趣和数控技术的教学效果,而且减少了学校因数控设备少的现状,同时也提高了数控技术人才的培训效率。数控仿真软件存在这些优点的同时也存在一定的缺点,教师应灵活掌握运用,则可以更大的发挥数控仿真软件在教学中的使用。
参考文献