數控仿真系統在數控機床教學(xué)實(shí)踐中的應用
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數控仿真系統在數控機床教學(xué)實(shí)踐中的應用【1】
[摘 要]隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)和機械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數控加工已經(jīng)成為機械加工領(lǐng)域使用最為廣泛的技術(shù)形式。
數控機床的使用需要一定的專(zhuān)業(yè)知識背景和操作編程經(jīng)驗，相關(guān)操作技術(shù)人員已經(jīng)成為當前機械加工市場(chǎng)的稀缺人才。
本文概述了數控加工仿真系統在數控機床教學(xué)領(lǐng)域的應用現狀，并就完善數控仿真軟件的教學(xué)價(jià)值提供了新的思路。
[關(guān)鍵詞]數控仿真軟件;數控機床;教學(xué)實(shí)踐
主要內容：
工業(yè)化和自動(dòng)化已經(jīng)成為制造生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展主題，隨著(zhù)智能加工理念和自動(dòng)化加工需求的不斷深化，以數控機床為代表的新一代自動(dòng)加工設備開(kāi)始在制造業(yè)中普及開(kāi)來(lái)。
我們可以看到數控機床在集成了柔性加工、多維加工、曲面加工和多軸聯(lián)動(dòng)等最新加工技術(shù)的同時(shí)，還兼容了數字編程和輔助設計等功能，這使得每一個(gè)數控機床都能成為一個(gè)不同規模的加工中心，滿(mǎn)足不同的加工需求。
但是正是由于數控機床的功能多樣性，使得數控機床的操作要求十分嚴格，操作者不僅需要具備扎實(shí)的機械加工基礎知識和操作技能，還需要對數控編程技巧、數控加工技術(shù)原理和加工工藝制定等具備一定的知識儲備，這就對當前的數控機床操作人才的培訓模式提出了很高的要求，如何進(jìn)一步強化數控機床操作人才培訓的有效性和成材率，這將是本文要集中探討的話(huà)題。
一、數控仿真軟件概述
從技術(shù)層面來(lái)看，數控仿真軟件集成了虛擬現實(shí)技術(shù)和計算機圖形學(xué)技術(shù)，并且能夠實(shí)現虛擬現實(shí)的數控機床操作試練。
虛擬現實(shí)技術(shù)通過(guò)量化實(shí)際系統的系統參數、系統環(huán)境、聲光電等現象，能夠真實(shí)的還原系統操作環(huán)境，給與操作者以極高的真實(shí)體驗;可以對設備進(jìn)行操縱，可以查看生產(chǎn)過(guò)程、實(shí)驗過(guò)程、施工圖過(guò)程、供應過(guò)程等活動(dòng)的各種技術(shù)參數的動(dòng)態(tài)值，從而確認現實(shí)系統是否有能力完成預定的任務(wù)和如何去完成，也可從中發(fā)現運動(dòng)過(guò)程的缺陷和問(wèn)題，予以改進(jìn)。
目前來(lái)看，數控仿真軟件主要包括了兩種，一種是模擬數控機床加工環(huán)境和加工過(guò)程的虛擬數控機床仿真軟件，另一種就是以零件設計和加工程序為主線(xiàn)的CAD/CAM一體化軟件。
數控機床仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉數控機床的結構組成、工作流程和操作要領(lǐng)，通過(guò)外接數據庫，能夠對當前主要的數控機床進(jìn)行針對性培訓，效果十分突出;零件加工仿真軟件則將重心主要集中在零部件設計、零部件加工工藝設置、數控加工程序編制等環(huán)節上，目前常見(jiàn)的零部件仿真軟件主要有solid edge、Pro/engineer、MasterCAM、Solidworks、CAXA等，這些仿真軟件能夠讓操作者快速熟悉機械加工過(guò)程，培養機械專(zhuān)業(yè)技能。
二、數控仿真系統在數控機床教學(xué)實(shí)踐中的應用
在目前的數控機床操作人才培訓中，主要也是針對上述兩種仿真軟件形式，進(jìn)行針對性極強的教學(xué)實(shí)踐培訓，詳細應用內容如下所述：
1)數控機床仿真軟件在數控機床實(shí)踐教學(xué)中的應用
數控機床仿真軟件是基于虛擬現實(shí)系統平臺而搭建起來(lái)的操作系統，它可以在虛擬現實(shí)數控機床數據庫的支持下，完美的再現當前主要數控機床的結構組成和工作環(huán)境，在數控機床的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，首要科目是要熟悉數控機床的結構組成，受到經(jīng)濟條件的限制，多數數控機床加工學(xué)校很難對當前的各種類(lèi)型的數控機床進(jìn)行現場(chǎng)拆裝，數控機床仿真軟件中的模塊分解過(guò)程能夠實(shí)現全息裝配過(guò)程，仿照真實(shí)數控機床零部件尺寸，進(jìn)行的實(shí)際工業(yè)化裝配流程的演練，能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對于數控機床的進(jìn)給系統、多軸聯(lián)動(dòng)系統、曲面加工系統的空間形象的理解。
其次是典型加工工藝的教學(xué)實(shí)踐，數控機床仿真軟件能夠對工件毛胚定位、工件裝夾、夾具工作原理、壓板安裝流程、加工基準對刀原則、刀具安裝和選用規范、機床手動(dòng)操作和自動(dòng)操作指令條碼等，進(jìn)行逐一的繁復講解。
而且允許學(xué)生在課后進(jìn)行溫習和嘗試;再者是完善的圖形數據和加工標準數據庫資料，使得學(xué)生可以在仿真軟件自帶的典型數控機床編程程序的指導下，進(jìn)行實(shí)際編程，并且在虛擬加工平臺上，對自定義的工件進(jìn)行工藝設定，并且檢查加工工件的尺寸誤差和質(zhì)量達標情況;該仿真軟件系統結合自動(dòng)化考核系統，能夠實(shí)現教學(xué)、實(shí)踐和考核一體化的培訓模式。
2)零部件加工仿真軟件的教學(xué)實(shí)踐應用
熟知零部件的造型原理和加工工藝流程是保證數控機床操作者能夠進(jìn)行復雜加工過(guò)程的技術(shù)基礎，零部件加工仿真軟件為學(xué)習者提供了一個(gè)高仿真度的零部件數模設計，包括了曲面造型設計和參數化設計這兩種主要的形式，對于簡(jiǎn)單曲面造型和復雜曲面的造型原理都能有一個(gè)清晰的理解過(guò)程;其次是對零部件加工工藝的熟悉過(guò)程，工件加工的第一道工序是要進(jìn)行基準對刀，不同的零件對刀的原則和位置選擇都大相徑庭，比如軸對稱(chēng)零部件、桿件、板件、螺旋件以及內內孔加工等等。
這都需要學(xué)生們在平時(shí)的學(xué)習過(guò)程中熟練的分析不同類(lèi)型零部件的加工工藝選擇準則;再者是對數控加工刀具的走刀過(guò)程和走刀程序進(jìn)行針對性的講解。
這種直觀(guān)的培訓模式有助于學(xué)生養成數控加工思維，結合實(shí)踐性極強的零部件金工實(shí)習，使得學(xué)生們在自己動(dòng)手加工典型零部件時(shí)，對于零部件造型保持的關(guān)鍵性因素、令不加加工失效的主要原因以及加工過(guò)程的重點(diǎn)注意事項都能有一個(gè)直觀(guān)而且親身經(jīng)歷的過(guò)程，經(jīng)過(guò)這種培訓模式所培養出來(lái)的數控機床操作人才將兼具專(zhuān)業(yè)知識背景和機床操作技能，能夠適應快節奏、高技術(shù)含量的操作需求。
總結：
隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)和機械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數控加工已經(jīng)成為機械加工領(lǐng)域使用最為廣泛的技術(shù)形式。
數控機床的使用需要一定的專(zhuān)業(yè)知識背景和操作編程經(jīng)驗，相關(guān)操作技術(shù)人員已經(jīng)成為當前機械加工市場(chǎng)的稀缺人才。
本文概述了數控加工仿真系統在數控機床教學(xué)領(lǐng)域的應用現狀，并就完善數控仿真軟件的教學(xué)價(jià)值提供了新的思路。
參考文獻
[1] 白燕，淺談數控仿真系統在數控實(shí)習教學(xué)中的應用[J]，科技信息，2012(19)
[2] 鄭艷琴，數控仿真系統在數控教學(xué)中的應用[J]，吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2011(5)
數控程序改革在數控教學(xué)中的可行性【2】
摘 要：數控技術(shù)的應用不但給傳統制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著(zhù)數控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大，對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車(chē)、輕工、醫療等)的發(fā)展起著(zhù)越來(lái)越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數字化已是現代發(fā)展的大趨勢。
在這個(gè)大工業(yè)背景下的數控技能競賽越來(lái)越體現了操作技術(shù)的“高精尖”，為此，結合近幾年的數控比賽，覺(jué)得對現有數控加工技術(shù)的改進(jìn)是具有重要意義的。
關(guān)鍵詞：數控技術(shù);改革;數控教學(xué);加工時(shí)間
一、數控技術(shù)發(fā)展及改革意義
裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現代化程度決定著(zhù)整個(gè)國民經(jīng)濟的水平和現代化程度，數控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。
馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“各種經(jīng)濟時(shí)代的區別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)。”制造技術(shù)和裝備就是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數控技術(shù)又是當今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。
當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應能力和競爭能力。
此外，世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數控技術(shù)及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。
總之，大力發(fā)展以數控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
為什么要改進(jìn)?可能是絕大部分人的共同疑問(wèn)。
隨著(zhù)數控加工技術(shù)的不斷成熟提高，數控技能競賽也越來(lái)越難。
在這樣的背景下，結合我們這近幾年的數控比賽，我覺(jué)得對我們技術(shù)的改進(jìn)是具有很重要的意義的。
二、分析現狀和未來(lái)展望
1.我們的加工時(shí)間可以分成三塊
(1)輔助時(shí)間：指我們?yōu)榧庸ち慵龅囊恍┹o助動(dòng)作所用的時(shí)間總和。
(2)編程時(shí)間：指我們?yōu)榧庸ち慵迷诰帉?xiě)零件加工程序的時(shí)間總和。
(3)程序加工時(shí)間：指我們?yōu)榧庸ち慵迷谶\行零件加工程序加工零件的時(shí)間總和。
2.展望未來(lái)，我們的加工將是“有效加工”
就是在正確的時(shí)間里，操作者和機床在每一秒鐘里都在做有效的工作。
可想而知這樣的競爭力和我們以前擁有的競爭力的差距，肯定是有效加工>傳統加工。
三、程序改進(jìn)前后對比分析
輔助時(shí)間和編程時(shí)間是可以通過(guò)不斷的練習來(lái)快速有效地提高的，但程序加工時(shí)間在相同機床和相同參數下是相差無(wú)幾的，我們現在可以通過(guò)改進(jìn)程序格式，改變數控加工的路徑，達到數控加工的有效度的增加。
下面以華中和FANUC兩種數控系統程序改進(jìn)前后的對比來(lái)說(shuō)明(見(jiàn)上頁(yè)表)。
競賽促進(jìn)教學(xué)。
這些年來(lái)參加的技能比賽都是全身心投入到比賽中了，為了適應比賽，很多內容都有了相應的改變。
包括這次改革的內容，是把技能競賽中的內容應用到了普通教學(xué)中。
這些知識是由數控競賽方面訓練轉變而來(lái)，這也正是現在數控的各類(lèi)競賽真正要達到的效果，就是由競賽促進(jìn)教學(xué)。
改進(jìn)后所產(chǎn)生的效果也是很明顯的，在同系統、同條件加工下，改進(jìn)的數控加工程序能為每個(gè)零件節省5～7分鐘的時(shí)間。
可想而知，如果在工廠(chǎng)里大批量地加工，那可以節省多少資源。
在資源嚴重不足的當代是具有非常大的意義的。
參考文獻：
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