数控编程软件（精选十篇）
数控编程软件 篇1
在这里, 笔者主要针对中等职业学校的数控编程教学课程, 结合中职学生的实际情况及数控仿真软件的教学经验, 简单阐述数控仿真软件及其在数控教学中应用。
1 数控仿真软件基本介绍
数控仿真软件采用的是一种依赖计算机的模拟仿真技术, 具有加工全过程的三维动画展示。所谓仿真技术, 可以分为两种:一种是几何仿真;一种为动力学仿真。前者不考虑刀具的切削参数、切削力等实际因素, 只单纯验证刀具的几何运动;后者是仿真切削运动, 主要研究如何优化切削参数。目前市面上采用的数控仿真软件, 主要采用的是几何仿真技术。然而几何仿真又大致可以分为两钟:一种是由编程程序生成刀具轨迹;另一种是由刀具轨迹来生成编程程序。我国目前采用的数控仿真软件基本都是属于第一种通过计算机编程演示工件的加工全过程。
随着我国工业的不断发展, 机械行业在国内的地位越来越高, 数控仿真软件在企业的使用率也越来越高。目前我国开发比较成功的几款数控仿真软件有北京斐克、广州超软、南京宇航和上海宇龙等。学生在实际操作前通过数控仿真软件对工件预先进行模拟, 具有安全性高、操作简单等特点, 同时通过计算机使教师和学生之间搭建了网络平台, 让课堂具有了更良好的交互空间, 有助于师生之间的交流, 帮助学生提高学习成绩。
2 数控仿真软件学习的必要性
2.1 活跃课堂氛围, 实现“一体化”教学
近年来, 随着高中、高校的不断扩招而导致中职学生的生源质量越来越差。中职学生的基础知识普遍较差, 几乎都存在厌学的情绪, 因此专业理论课是教学工作者面临的一个最大难关。例如数控车床的组成、系统、编程指令等, 利用传统的讲授方法很难达到预期效果, 学生理解困难, 长此以往导致了“学生不愿意学, 老师被动的教”这种课堂局面。然而采用了数控仿真软件进行教学后大大的改善了这种课堂局面。其原因在于以下两点。
1) 设计内容丰富。
数控仿真软件是一种集成化的软件, 它包含了数控车床、铣床、钻床及加工中心等。软件中一般提供了常用的FANUC、西门子、华中、广州数控等数控系统。与传统的教学方法相比, 数控仿真软件比数控书本上的知识信息更丰富, 学生能利用最短的时间认识不同的机床, 了解不同的系统, 从而有效的减小了教师的工作难度, 增加了学生的知识量。
2) 设计形象逼真。数控仿真软件是一种基于虚拟现实的计算机实验平台, 可以进行设计、诊断、报警、调试等, 具备对数控机床操作全过程和加工运行环境仿真的功能。在传统的教学中, 对于初学者往往不能理解的问题比如机床的组成、各个部分的控制关系等, 在数控仿真软件中都可以得到直观的解答及演示, 从而降低了学生对数控机床的认识难度, 提升了学生对数控专业的学习兴趣。
结合数控仿真软件自身的两个特点, 有效的降低了教师的教学难度, 增加了学生的学习兴趣。并且在理论教学中采用了计算机教学, 打破了以往的“书本知识满堂灌”的局面, 从静态的讲述到动态的演示, 使知识更加生动形象, 课堂气氛更加活跃。理论知识与仿真软件相结合的教学方式使学生的学习环境更加轻松, 使学生更容易产生有创意的想法去加以实践, 强化学生理论学习的同时更增强了学生的动手能力。在课堂上, 学生更愿意主动学、主动做, 教师和学生呈现了一种“教中学、学中教”的课堂氛围, 实现了理论课堂的“一体化”教学。
2.2 简化教学难度, 增强编程能力
数控编程语言是一种定义计算程序的形式语言, 具有特定的字符、语法、组成形式等, 然而不同的数控系统采用的编程语言也存在一些差别。因此, 教师在编程理论教学课中通常只选择一种数控编程系统详细讲解, 而对于其它数控系统的编程语言差别之处并不能详细讲解。同时在传统教学中, 由于大部分中职学生的基础比较薄弱, 因此他们不能理解编程语言的基本意义及逻辑关系, 比如编程零点的选择、华中系统输入指令“G00 X100 Z100”后刀具的运动轨迹等, 由于这些原因导致了学生对数控编程课产生排斥、厌学的情绪。在数控编程教学中教师感觉教学难, 学生感觉学习难。然而近几年我校采用了数控仿真软件加入教学中后, 教师在一个模拟真实的环境下进行教学, 可以动态的指出编程时工件的坐标、零点的选择, 详细的讲解每一个指令的意义及输入不同指令后刀具的运动轨迹。并且还可以对每一段指令进行分步演示, 让学生观看刀具运动轨迹, 更清晰的理解每一段指令的意义。利用数控仿真软件进行数控编程教学, 打破了传统教学“纸上谈兵”的模式, 有效的降低了教师的教学难度, 造就了数控编程课“教学易, 学习易”的局面, 增强了学生的编程能力。
2.3 降低资金投入, 全面节能降耗
随着国内工业的飞速发展, 越来越多的学生选择就读数控专业, 然而购买一台数控机床设备要花几万、十几万, 甚至有的设备需要几十万元。因此对于很多购买能力有限的中职学校来说, 它们的教学能力并不能满足学生的学习要求。然而采用了数控仿真软件进行教学以后, 有效的提高了学校的教学能力, 满足了学生的学习要求, 其原因在于以下几点。
1) 降低单位成本, 实现“一人一机”教学模式。数控仿真软件是一种以计算机为平台的模拟软件。随着计算机的普及, 计算机的价格也越来越便宜。利用一台数控机床设备的购买价格可以购买几十台计算机, 有效的降低了设备使用的单位成本。并且数控仿真软件是属于一次性投入的教学设备, 没有类似于数控机床设备的后期维修、保养等费用, 有效的减少了学校教育成本的投入。另外在传统的数控教学方式中由于数控设备有限, 通常是一台数控机床由几名学生一起操作。这种教学方式不利于学生对知识的理解及掌握。采用数控仿真软件教学后, 每一位学生操作一台计算机, 有助于学生独立的思考问题、解决问题, 提高了学生动手、动脑的能力。
2) 降低实习损耗, 有效“节能减排”。数控专业是一门操作性的学科, 要求学生有较强的动手能力, 因此学生在学习的过程中必然消耗大量的实习材料。另外由于学生对知识掌握不牢靠、经验不足等原因, 增加了消耗实习材料的速度同时对机床也造成了一定的磨损, 并且相应的也增加了学生的工作量。然而, 采用数控仿真软件进行教学以后, 学生可以利用软件进行编程、仿真操作。通过计算机在实习操作前预先进行模拟操作, 有效的减小错误、防止失误, 减少实习材料的消耗, 改善了报废品的处理情况, 同时也降低了学生自身的工作量。
2.4 适应社会要求, 打造技能人才
随着数控技术的飞速发展, 数控系统的更新速度也越来越快。在这样飞速发展的时代下, 学校为了培养社会需要的人才必然也要对数控机床进行更换, 这样的做法不利于设备的回收及学校资金的周转。但是采用数控软件进行教学后, 学校只需要对数控仿真软件进行更新就可以让学生学习最新的数控系统。这样有效的增加了数控机床设备的使用年限, 减小了学校的资金压力, 同时也紧跟了社会培养技能型人才模式的步骤。
3 数控仿真软件在数控教学中的优点
1) 集成性。数控仿真软件是一种具有集成化功能的软件。它包含了数控车床、数控铣床、数控加工中心等, 同时还具备了不同的操作系统。采用数控仿真软件进行教学, 有助于学生认识不同的机床, 掌握不同的数控系统操作方法, 丰富学生的学习内容, 拓展学生的知识面。
2) 安全性。数控仿真软件采用计算机为平台进行操作, 因此学生在操作的过程中对刀具、机床、工件没有伤害, 更不会因为学生本人操作失误而对身体造成伤害。另外, 数控仿真软件还具备报警功能, 学生在实习操作前利用仿真软件进行预先模拟, 可以及时提醒及纠正错误。采用数控仿真软件进行教学, 有效的避免了设备的损害及人身健康的危害。
3) 高效性。数控仿真软件是采用仿真技术的模拟软件, 与实际加工过程相比较, 利用仿真软件进行模拟加工不需要做前期的磨刀、装夹等一系列准备工作。在整个仿真加工过程中, 可以轻松的对实习加工过程初始化, 同时对于未完成的项目还可以点选“保存”功能以便下次继续完成。采用数控仿真软件进行教学, 方便学生对工件的操作, 加强了学生对知识的巩固, 提高学生的学习效率。
4) 适用性。数控仿真软件是一款以计算机为媒介而开发的仿真软件, 它适用于任何型号的计算机, 其通用性较强。学生在采用数控仿真软件模拟加工以后, 可以后置生成文本格式的程序。在实际加工过程中, 通过数据线可以将程序导入机床设备进行加工。另外, 在教学的过程中, 教师还可以通过计算机进行修改、评分, 有助于课堂教学管理。
4 数控仿真软件在数控教学中的缺点
数控仿真软件教学是传统教学模式的改革, 对数控编程课程的教学效果造成良好的影响。但是在这里必须要指出数控仿真软件是一个模拟实际操作的软件, 它的工作对象不是实际的工件。因此采用数控仿真软件进行教学对学生也造成了一些不良影响, 其原因在于以下几点。
1) 差异性。数控仿真软件是一款模拟加工的软件。既然是模拟软件, 那么其原理只能是逼真而并不能代替客观现象, 比如:对刀方式、表面粗糙度等。在实际操作中, 主轴转速和刀具进给速度对工件的表面粗糙度都有很大的影响, 而在仿真软件中却毫无影响。诸如此类的差异存在直接导致了教师在理论教学和实习教学的时候不能同步, 学生对工件的实际加工要求过于理想化, 并且不利于学生积累实际加工经验。
2) 误导性。由于数控仿真软件利用的是计算机平台, 因而淡化了学生对机床的安全意识, 例如:对刀错误、程序错误等。这些错误在数控仿真软件里仅仅是软件报警, 而实习操作中有可能是刀具损坏、机床损坏, 甚至是自身受到伤害。
利用数控仿真软件进行教学, 虽然可以模拟实际加工过程、缩短工作时间, 但是其本身具有一定的局限性, 教师在教学的过程中切记一定要教育学生不能脱离实际加工, 应当重点指出仿真教学与实际加工的不同之处, 指导学生利用仿真软件来辅助实际加工操作。
5 怎样在数控编程教学中应用数控仿真软件
1) 合理分配上机操作与理论教学课时。在教学计划实施前根据本课程总课时的计划, 合理分配理论教学与上机操作的课时。由于传统的数控编程教学方式, 让学生感觉枯燥、乏味, 学习难度也比较大, 因此对于一些教学条件较好的学校, 建议上机操作的时间应占大部分课时。我校目前采用的方式是上机操作占总课时的三分之二, 学生普遍反映接受情况良好。
2) 说明仿真软件与机床实际操作的不同之处。在数控编程教学过程中, 教师应当及时指出利用仿真软件操作与实际操作的不同之处, 以免误导学生。比如进给速度F的选择, 对于仿真软件来讲, 无论进给速度如何选取对工件表面精度毫无影响, 而对于实际操作来讲, 进给速度是影响工件表面精度的主要因素之一。
3) 严格按照实际操作要求进行教学。在数控编程教学中, 教师应当严格按照实际操作要求进行教学, 做到“理实统一”的原则, 避免学生进行违规操作造成严重事故。比如利用仿真软件车削工件时, 在刀片厚度准许的情况下可以对工件一刀完成。而在实际操作中, 这样的情况是绝对不准发生也是不可能发生的。因此, 教师在教学中, 切忌不可简化教学, 应当按照实际要求一步一步进行编程教学。
最后, 我校自2010年利用数控仿真软件进行数控编程教学以后, 学生普遍能够较好的掌握编程的理论知识, 同时也提升了学生的实际操作能力。在今后的教学过程中, 随着教学经验的不断积累以及教学条件的逐步改善, 能够使数控仿真软件在数控编程教学中发挥更大的作用。
6 结束语
数控仿真软件是依靠信息网络时代发展而诞生的新技术;是理论与实践相结合的一种教学模式;是对传统教学模式的改革。数控仿真软件有优点, 也有其不足。教师在教学过程中, 应当注意切勿脱离实际教学, 学生在学习的过程中应当注重实践。将数控仿真软件融入到数控教学中, 降低教学成本, 提高了办学质量, 适应了新时代的发展, 增强学校的综合竞争力, 推动职业教学的进步。
参考文献
[1]蒲志新, 熊永超, 李霞, 李赢.数控实验教学仿真软件的开发[J].制造业自动化, 2003 (03) .
[2]熊光愣.计算机仿真及在制造业中的应用[J].机械工业出版社, 1996.
如何学好数控编程 篇2
数控编程是一项繁重工作，编程质量在很大程度上决定了零件的加工质量。影响零件编程质量的主要因素有：加工工艺路线、刀具类型、走刀方式和方向、切削用量、转角清根的处理以及加工精度与过切的检查等。下面我把如何学好数控编程的方法和步骤分析如下。
一、学好数控编程要求掌握的基础知识
对于初学者来说，务必要重视基础知识的学习。比如《机械制图》、《金属切削原理》、《机床加工工艺》等，它是我们研究数控的第一步。在学习的过程中要注重传统知识的学习，万变不离其宗，只要掌握了最基本的原理，再难的问题也会迎刃而解。
1、学好机械制图
机械制图是职业学校机械类专业一门重要的技术基础课，就是研究绘制和阅读机械图样的原理和方法的一门专业基础课。它的目的和任务是：学习正投影的基本理论；掌握阅读和绘制机械图样的基本知识、基本方法和技能；培养对空间想象的能力。只有学好这门课，才能学习其他专业课，才能练好操作技能，它对于我们今后的学习和工作也非常重要，制图课的重点是读图、识图上。
2、了解金属切削知识
要知道刀具材料的特性、发热、过载、转速、每层下刀深度等，要知道这把刀切削这块金属材料应该给什么样的转速，每分种可以跑多少毫米，每层能加工多深。需要掌握的知识有：金属材料，刀具材料和种类，刀具对金属的切削能力力学分析，要有普通铣床或车床实习经验。
3、熟练应用编程软件
这部分是纯软件问题，如何切削，想好了，分析透了，就要软件去控制，产生想要的切削方式。
选择好要加工的曲面或实体后有很多值依次设置好，如深度控制，从Z高加工到多高，每层加工多深，层与层之间如何提起刀具，加工范围控制等。
4、掌握零件加工工艺
所谓工艺，就是如何加工，怎么加工的问题，当熟悉了刀具对材料的切削能力，了解了软件控制，接下来就是怎么样切削才好的问题。比如想加工一个模具（零件）的一个平面或者一个角落，怎么走刀才走的更光，会不会碰到底部的圆角，加工出来漂亮不漂亮，会不会有余量切削不到，等等。真正学好数控核心在工艺分析，加工的工艺路线是影响制造质量的主要因素。加工工艺是否合理完全决定于编程人员的工艺制定，一不小心，常会忽略一些技术细节，如下刀点不正确、抬刀的安全高度不够、走刀方式不理想、没有定义过切检查面等。如果在试加工中复查不严，不及时纠正，轻者会造成打刀、降低制造质量，造成工件返工；重者造成工件报废，甚至发生人身设备事故。
加工工艺的重点是典型零件的加工方法、工艺安排以及切削三要素等方面。
二、数控编程的学习内容和学习过程
第1阶段：基础知识的学习，包括数控加工原理、数控程序、数控加工工艺等方面的基础知识。
第2阶段：数控编程技术的学习，在初步了解手工编程的基础上，重点学习基于CAD/CAM软件的交互式图形编程技术。常用软件有UG、Pro/Engineer、Mastercam、Cimatron和CAXA等，这些软件也都具有设计开发功能。
第3阶段：数控编程与加工练习，包括一定数量的实际产品的数控编程练习和实际加工练习。
三、数控编程的学习方法与技巧
同其他知识和技能的学习一样，掌握正确的学习方法对提高数控编程技术的学习效率和质量起着十分重要的作用。
在数控编程的学习中，理论与实习是两个基本环节。在认真学习理论课的基础上，以一体化的生产实习为主导，理论密切联系实际，有主次的进行学习。实习要由理论知识来指导，把课本上的知识灵活运用，变为自己的技能，练习中要不断总结他人和自己的经验和教训。
下面是几点建议：
1、集中精力打歼灭战，在一个较短的时间内集中完成一个学习目标，并及时加以应用。
2、对数控系统功能进行合理的分类，这样不仅可提高记忆效率，而且有助于从整体上把握数控系统功能的应用。
3、从一开始就注重培养规范的操作习惯，培养严谨、细致的工作作风，这一点往往比单纯学习技术更为重要。
4、将平时所遇到的问题、失误和学习要点记录下来，这种积累的过程就是水平不断提高的过程。
四、利用数控加工仿真软件学习数控机床编程
初学数控编程者需要大量的编程练习，并进行实际调试。用试切法来检验数控加工程序显然不合理，而且也难于实现。如果利用仿真技术，这些问题可以轻松得到解决，从而避免编程时人为出错或工艺不合理造成工件报废。
模拟仿真环境下，在计算机软件上虚构出高速数控机床的加工环境，放上一个预先做好的“毛坯”，让“刀具”进行动态模拟仿真，其情形就像真实加工过程一样，仿真过程可以随时暂停，仿真时间可以自由控制，以便编程设计人员进行检查。模拟仿真结束后，编程设计人员即可根据“刀具”运行的情况和“工件”加工后的效果来调整加工工艺路线。这种虚拟加工技术，既可减轻编程人员的精神负担，又可保证模具的制造质量。
将计算机仿真运用于数控人才培训的教学之中，产生了各种数控仿真教學系统。比如：上海宇龙数控仿真软件、南京斯沃数控仿真软件、广州超软数控仿真软件等，这些教学系统既能单机系统独立运行，又能在线运行。独立运行即机床模型方式，其培训设施只需一台微机，数控机床的模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模型三维动画演示，用这种方式进行初步学习是经济有效的；在线运行即机床工作方式，这种方式下教学系统将与实际机床连接，由硬件实现零件切削过程，这时除了操作者是用仿真面板操作外，其它则与实际机床的真实情况一样，仿真平台包括刀具轨迹仿真、切削力仿真，加工精度仿真、三维动画仿真、加工工时统计分析。操作者可以在虚拟的环境中进行机床运动和切削过程等的仿真，从中获得相关的加工数据。如进给轴的位移量、换刀状态、主轴转速、加速度、进给量、加工时间等。通过加工过程的仿真，了解所设计工件的可加工性，验证NC代码的正确性以及评价和优化加工过程，并通过在线修改NC代码来优化NC代码。
需要特别指出的是，实践经验是数控编程技术的重要组成部分，只能通过实际加工获得，这是任何一本数控加工培训教材都不可能替代的。
我国是制造大国。在新一轮国际产业结构中，我国正逐步成为全球制造业的重要基地之一。“以信息化带动工业化，发挥后发优势，推动社会生产力的跨越发展”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。这就要求我们这些新世纪人才具有较高的专业素质和综合素质。成功没有什么捷径可走的，它需要我们知识的不断积累和进步，最终运用于实践。
另外，我希望同学们掌握书本上的知识的同时，也要走出书本去看一看，多想想身边的事物，有什么是我们所学的知识可以运用的，不断思考就会不断进步。
参考文献：
[1]曾小惠，吴明华，潘铁虹．在线数控加工仿真教学系统的实现．1998．
[2]余勤科，岳应娟，刘宏．虚拟数控机床技术及其应用．2000．□
浅谈数控编程软件图形数据的转换 篇3
自从1952年世界上第一台数控铣床诞生起,人们就一直在探索、研究更理想的数控编程技术。随着计算机和数控技术的迅猛发展,数控编程软件(CAM软件)应运而生。这些软件都集中了界面直观友好、功能齐全、操作简便、经济实用等特点。新的数控编程技术——图形交互式编程(CAM编程)也随之产生。由于CAM(Computer-Aided Manufacturing)软件编程具有速度快、精度高、使用方便、便于修改和模拟加工等优点,已成为国内外数控加工普遍采用的编程方法。目前适用于机械制造行业的商品化CAD/CAM软件种类繁多,知名的有美国CNC Software推出的基于PC平台上的Mastercam、法国达索公司的CATIA、德国SIEMENS公司的NX、以色列的Cimatron、PTC公司的Pro-E等等。根据这些软件自身的设计特点和运用范围对比如表1所示。
2、数控编程软件图形数据转换制定的目的
如前所述,世界上知名的数控编程软件有数十种,每一种软件都以自己的小型几何数据库和算法来管理和保存本身的图形文件。例如Mastercam的图形文件后缀名为*.mc9,NX的图形后缀名为*.prt,Cimatron E的图形文件后缀名为*.elt等等.故此这些图形文件不能实现交换和资源共享的目的,例如要用Pro-E做好的三维模型转换到Cimatron进行CAM编程;或者将AutoCAD的平面线架转换到Mastercam等。长期以来,人们对图形数据转换的标准进行研究、开发和制定,从而促进了CAD/CAM技术的发展,扩展了软件的功能,使其具有了开放性。同时,图形数据转换标准的制定也缩短了企业产品设计和制造的周期,方便了产品数据的统一管理。
3、图形数据转换格式说明
为方便人们对CAD/CAM的使用和操作,许多软件开发商在软件中设置了数据接口专用于图形数据的交换,如Mastercam将该功能设在File (文档)→Converters (档案转换),Cimatron E则将该功能设在File (文档)→Import&Export (输入和输出)等。在应用图形数据转换时,必须通过两种软件共同达成的标准协议,即转换格式来实现。随着CAD/CAM软件的图形数据转换技术的发展,其数据转换的格式得到不断地扩充和完善,基本实现了国际标准化。一般的CAD/CAM软件图形格式按交换方式有两种:一为无逢转换型;另一为过渡转换型或通过第三方图形格式转换。无缝转换是指A软件可通过内部设置的B软件专用数据接口直接将B软件的图形数据读入。过度转换则是指图形数据在自身软件用标准格式读出再由目标软件用同一格式读入。前一种方式可以保证软件图形之间的无逢转换,提高了转换的精确性。后一种使用非常广泛,是各种CAD/CAM软件图形数据转换时最常用的方法。关于常用格式及其简要描述如下表1-2所示。
另外,还有STEP、VDA等转换格式。因在实际工作中较少用到,在此不再一一说明。
4、图形数据转换典型范例
CAM软件读入其它格式数据时,首先考虑能否采用无缝转换的方法,即:在打开文件时更改文件类型即可直接读入其它软件图形数据,导出数据时亦然。当一些格式不能无缝转换时则需要采用过度转换。下面采用IGES数据格式将NX7.5文件转换为Mastercam V9.1SP2文件。
4.1 从NX7.5软件系统中,调出图形文件IMPELLER.PRT,如图1所示。
4.2 导出IGES文件。选择文件→另存为,文件名输入IMPELLER,保存类型改为IGES文件,单击OK保存。或选择文件→导出→IGES导出文件。
4.3 打开Mastercam软件,选择File (文件)→Converters (档案转换)→IGES→Read file (读入文档),如图2所示
5、结束语
实践证明,每种数控编程软件(CAD/CAM软件)都有自身的专业特性,如Mastercam的Design模块在实际建模中费时费力,较少采用,而其在2D和3D刀路规划与计算却非常方便快捷。为达到取长补短之目的,CAM编程员必须对图形数据的转换予以掌握,以获取多种软件的强有力支持,取得更理想的工作效果。本文对从事CAD/CAM技术的工作者具有一定的参考和借鉴作用。
参考文献
[1]Mike Mattson.CNC programming Principles and Application Thomson Learning 2002
巧用长度补偿简化数控编程 篇4
关键词:数控;加工;长度补偿
一、引言
通常在数控铣床(加工中心)上加工一个零件要使用多把刀具,由于每把刀具长度不同,所以每次换刀后,刀具Z方向移动时,需要对刀具进行长度补偿,让不同长度的刀具在编程时Z方向坐标统一。
长度补偿只是和Z坐标有关,它不像X、Y平面内的编程零点,因为刀具是由主轴锥孔定位而不改变,对于Z坐标的零点就不一样了。每一把刀的长度都是不同的。
例如,我们要钻一个深为30mm的孔,然后攻丝深为20mm,分别用一把长为150mm的钻头和一把长为250mm的丝锥。先用钻头钻孔深30mm,此时机床已经设定工件零点,当换上丝锥攻丝时,如果两把刀都从设定零点开始加工,丝锥因为比钻头长而攻丝过长,损坏刀具和工件。此时如果设定刀具补偿,把丝锥和钻头的长度进行补偿,此时机床零点设定之后,即使丝锥和钻头长度不同,因补偿的存在,在调用丝锥工作时,零点Z坐标已经自动向Z+(或Z-)补偿了丝锥的长度,保证加工零点的正确。即引入刀具长度补偿的主要目的是为了让不一样长的刀具一样长。也就是说,使用刀具长度补偿指令,在编程时就不必考虑刀具的实际长度及各把刀具不同的长度尺寸。加工时,用MDI方式输入刀具的长度尺寸,即可正确加工。当由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化时,只要修改刀具长度补偿量,而不必调整程序或刀具。
二、刀具长度补偿指令
1.建立刀具长度补偿。
式中:G17～G19─坐标平面选择指令。
G43─正向补偿,即把编程的Z值加上H代码指定的偏值寄存器中预设的数值后作为CNC实际执行的Z坐标移动值。
G44─负向补偿,即将编程的Z值减去H代码指定的偏值寄存器中预设的数值后作为CNC实际执行的Z坐标移动值。
X、Y、Z─建立刀具长度补偿时目标点坐标。
H─刀具长度补偿号。
一般情况下,为避免指令输入或使用时失误,可根据操作者习惯采用两种方式:
(1)只用指令G43,H设正值或负值;
(2)H只设正值,用指令G43或G44。
一般使用第一种,即用G43指令,通过H设正值或负值来达到向Z+或Z-补偿的目的。刀具长度补偿是通过执行含有G43(G44)和H指令来实现的,同时我们给出一个Z坐标值,这样刀具在补偿之后移动到离工件表面距离为Z的地方。
2.取消长度补偿。
指令格式:G49或H00;
G49是取消G43(G44)指令的。在实际加工中可以不使用这个指令,因为每把刀具都有自己的长度补偿,当换刀时,利用G43(G44)H指令赋予了自己的刀长补偿而自动取消了前一把刀具的长度补偿。
H00里的值永远为零,即补偿为零,故达到取消长度补偿的效果。
三、确定刀具长度补偿的三种方式
刀具长度补偿值和G54中的Z值有关。
用刀具的实际长度作为刀长的补偿(推荐使用这种方式)。
使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度,然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中,作为刀长补偿。此时G54中的Z值应为主轴回零后,主轴锥孔底面至工件上表面的距离(工件上表面一般为工件坐标系的Z0面)。
四、指令应用注意事项
1.G43、G44指令是模态指令。
2.刀具长度补偿的偏置轴为垂直于G17、G18或G19指定平面的轴。
3.H00～H99为刀具补偿号,H00意味着取消刀具补偿。刀具补偿值在加工或试运行之前须设定在补偿存储器中。
4.一般情况下,G43、G44指令应该写的位置是在程序里换刀之后的第一句Z向移动,这样会减少由于大意而出现的一些错误。
五、结束语
数控编程软件 篇5
本人经过两年的MasterCAM软件的教学探索, 总结了一些在数控自动编程中的一些教学经验, 根据学生的实际情况, 以及自动编程教学过程, 现归纳如下:
1 熟悉软件功能, 掌握使用方法
在使用MasterCAM软件进行零件数控加工编程之前, 应对该软件的功能及使用方法有一个比较全面的了解。
1.1 了解MasterCAM软件的编程原理
MasterCAM把CAD功能和CAM功能有机地结合在一起。从设计绘制图形到编制道具路径, 通过仿真加工来验证道具轨迹和优化程序;然后通过后处理器将道具轨迹转换为机床数控系统能够识别的数控加工文件 (*.NC) , 然后通过计算机通信将NC程序发送到加工中心等数控机床, 即可完成对工件的加工。其编程速度和编程效率比手工编程更为先进。
1.2 掌握MasterCAM软件的绘图方法
MasterCAM系统是一个典型图形交互式自动编程系统, 首先要熟悉绘图命令, 利用软件的图形编辑功能, 将几何图形绘制到计算机上, 形成图形文件, 然后调用数控编程模块, 采用人机相互“对话” (如输入相应的工艺参数等) 的方式, 即可自动将零件的加工程序编制出来, 并在计算机屏幕上进行动态模拟显示。所以掌握软件的绘图方法是MasterCAM系统进行数控编程的前提。
2 分析加工零件, 选择加工方案
2.1 学会分析加工零件图样
(1) 分析待加工表面。在一次加工中, 只需对加工零件的部分表面加工, 确定待加工表面及其约束面, 并对其几何定义进行分析, 要求所有几何元素的定义具有唯一性。
(2) 确定加工方法。依据零件毛坯形状以及待加工表面及其约束面的几何形态, 并根据现有机床设备条件, 确定零件加工方法及所需的机床设备和工夹量具。
2.2 选择合理的加工方案是关键
合理的加工方案, 在满足加工要求、机床正常运行和一定的刀具寿命前提下具有尽可能高的加工效率。数控加工的效率与质量有赖于加工方案与加工参数的合理选择, 其中刀具、刀轴控制方式、走刀路线和进给速度的自动优化选择与自适应控制是本人两年来重点研究的问题。
3 选择合适刀具, 生成刀具轨迹
对于MasterCAM软件数控编程来说, 可根据加工方法和加工表面及其约束面的几何形态选择合适的刀具类型及刀具尺寸。但对于某些复杂曲面零件, 则需要对加工表面及其约束面的几何形态进行数值计算, 根据计算结果才能确定刀具加工类型和尺寸;并选择一种走刀方式, 根据所选择的刀具和加工参数, 系统将自动生成所需的刀具轨迹。
刀具轨迹的生成是复杂形状零件数控加工中最重要同时也是研究最为广泛深入的内容, 能否生成有效的刀具轨迹直接决定了加工的可能性、质量与效率。主要目标是使所生成的刀具轨迹能满足无干涉、无碰撞、轨迹光滑、切削负荷光滑并满足要求、代码质量高。
4 MasterCAM的后置处理
MasterCAM系统配置的是适应单一类型控制系统的通用后置处理, 该后置处理提供了一种功能数据库模型, 用户根据数控机床和数控系统的具体情况, 可以对其数据库进行修改和编译, 定制出适应某一数控机床的专用后置处理程序。
MasterCAM系统后置处理文件的扩展名为PST, 称为PST文件, 它定义了切削加工参数、NC程序格式、辅助工艺指令、设置了接口功能参数等。
4.1 后置处理的结构组成:
(1) 注解
程序每一列前有“#”符号表示该列为不影响程序执行的文字注解。如:
#mi2-Absolute, or Incremental positioning
0=absolute
1=incremental
表示mi2定义编程时数值给定方式, 若mi=0对绝对值编程, mi=1为增量编程。
(2) 程序纠错
程序中可以插入文字提示来帮助纠错, 并显示在屏幕上。如:
如果展开图形卷成旋转轴时, 轴替换出错, 则在程序中会出现上卖弄引号中的错误提示。
(3) 定义变量的数据类型、使用格式和常量赋值
如规定G代码和M代码是不带小数点的两位证书, 多轴加工中心的旋转轴的地址代码是A、B和C, 圆弧长度允许误差为0.002, 系统女婿误差为0.00005, 进给速度最大值为10m/min等。
(4) 字符串列表
字符串起始字母为S, 可以依照数值选取字符串, 字符串可以由两个或更多的字符来组成。字符串sg17, 表示制定XY加工平面, NC程序中出现的是G17, scc1表示刀具半径左补偿, NC程序中出现的是G41, 字符串sccomp代表刀具半径补偿建立或取消。
(5) 定义问题
可以根据机床加工需要, 插入一个问题后给后置处理程序执行。如定义NC程序的目录, 定义启动和退出后置处理程序时的C-HOOK程序名。
(6) 自定义单节
可以让使用者将一个或多个NC码作有组织的排列。自定义单可以是公式、变量、特殊字符串等。
(7) 预先定义的单节
使用者可按照数控程序的格式将一个或多个NC码作有组织的排列, 编成一条程序段。
(8) 系统问答
后置处理软件提出了五组问题, 供使用者回答, 可按照注解文字、赋值变量、字符串等内容, 根据使用的机床、数控系统进行回答。
4.2 后置处理文件的设置方法
大多数情况都是从MasterCAM自带的后置处理文件中, 找一个与自己机床数控系统相同的文件, 这样后置处理文件中的绝大部分地方不需要做太大的改动, 只需对几个固定地方进行编辑。
如果以MasterCAM9.1SP2安装默认的Mpfan.pst为例子, 将其修改成为针对数控仿真系统加工中心的后置处理文件来说明修改方法。可以用Windows系统自带的记事本打开MasterCAM目录下的Mpfan.pst。但推荐使用UltraEdit-32软件打C:Mcam9MillPostsMpfan.pst, 进行修改。
5 经验源于总结, 感触源于实践
基于MasterCAM软件构建了数控机床加工的仿真环境。在教学中, 利用MasterCAM软件可以实现在现场及时构建加工模型, 通过仿真加工, 并及时发现问题, 通过改变加工方法和道具适时修改道具路径, 生成NC数控加工程序;让学生能够很直观地看到自己的学习成果, 更加提高了学生的学习兴趣和课堂教学的效果。
摘要：传统的加工方式是手动加工, 整个加工过程要靠工人手工操作来完成, 这就造成了劳动强度大, 生产效率低的弊端。由于传统加工方式存在的局限性, 自动加工减小工人劳动强度、提高生产效率的优势就无可争议地凸显出来, 而MasterCAM软件的应用可以实现在数控自动加工中将加工工艺编写到程序里, 大大地提高了生产率, 又能保证质量。
关键词：《MasterCAM》,数控编程,后置处理
参考文献
[1]数控加工中心操作与编程实训教程.主编.何平.国防工业出版社.
[2]数控编程.主编.韩鸿鸾.孙翰英.山东科学技术出版社.
数控编程软件 篇6
当前比较常用到的模具数控加工软件包括UG、Master CAM、Cimtron等, 对比多种软件, 在实践中应用的最多, 综合性能最好的就是UG, 本文主要涉及与介绍的数控编程软件也是这一款。UG软件已经在航空航天、汽车等领域中得到了较为广泛的应用, 在Windows NT平台中运行时, 它可以从三维实体造型开始进行零件图及装配图的设计, 具有非常高的可视化程度。其三维CAD表现出参数化特征, 当某一零件的尺寸发生变化时, 可以使与之相关的零件也随之发生变化。该软件中的CAM模块能够实现刀具路径的精确重现, 这样就可以让用户根据刀具的运动来对刀具轨迹进行图形化编辑, 该软件中的后处理编译器能够服务于各种机床系统, 并为其提供适合各自系统的后处理文件, 其整个工作过程如下图所示。
2. UG自动编程的数控加工工艺选择
2.1 刀具的选择
刀具选择的正确与否是决定最终产品质量高低的首要前提, 在进行数控加工时, 刀具的选择主要通过模具的曲面、型腔加工等体现出来, 现在已经得到普遍应用的就是国外的仿形铣刀, 这种刀具尽管价格很高, 但是十分耐用, 可以使用很长的时间。根据加工程度的不同, 需要选择不同种类合适的刀具。比如, 粗加工最好选用端铣刀、硬质合金球刀或圆鼻刀, 精加工最好选择单片硬质合金球刀, 清根加工最好用锥度球刀、粗加工刀、精加工刀。在选择使用合金刀片时, 应当依据当时所使用的具体的加工材料、及正处在哪一加工阶段来决定, 用错刀具不仅会降低工作效率, 达不到质量要求, 还会相应的较少刀片的寿命。所以, 刀具的正确选择是十分重要的。
2.2 工序的划分
(1) 粗加工
粗加工的主要目的就是提升生产率, 快速的将毛坯余量去除掉, 并使其更加符合零件形状要求, 进行经济、安全的生产。数控加工程序编制过程中最好连续性的切削毛坯, 避免由于反复用刀具对材料进行切削造成的材料破坏问题, 而且也减轻了操作难度。使用UG软件进行粗加工, 能够以零件范围上的差异为依据, 对毛坯厚度及工艺参数进行相应的设置, 并能够自动对加工层数进行计算, 最终一次完成整个程序。需要强调的是粗加工中容易出现过切的情况, 如果导致过切的原因不是程序问题, 那么一般是由于机床的控制系统与NC程序不统一所造成的, 如FANUC系统, 在G00运行时机床控制系统一般轨迹为折线, 这时候尽管程序是正常的, 但是却出现了过切问题。这个时候用UG软件是无法进行识别的, 只有通过NC程序进行仿真软件检查验证, 再通过模拟加工对机床参数重新进行正确设置才可以识别。
(2) 半精加工、精加工
半精加工通常是在要求零件尺寸具备较高精度时运用, 可以为精加工留有一定的加工余量, 而精加工则是对工件进行的最后切削, 并对工件最终质量起着直接影响。刀路程序上的差异会导致最终精度结果上的差异, 而UG软件可以实现多种加工方式, 比如当面较为陡峭时, 一般会采用等高线加工方式, 如果是为了解决斜率不一样的面上加工残留不均匀的问题, 一般采用的是3D步距方式, 具体需要采用哪种方式, 需要具体问题具体分析。
(3) 清根加工
清根是一种比较常见的加工工序, 其主要任务就是切除前面工序中本应当切掉的余量, 在以下两种情况下一般会用到清根加工。一是使用大刀加工之后, 在准备更换小刀之前进行清根, 主要是为了避免小刀在零件拐角处会因为出现大量的切削而造成切削速度的不稳定, 从而为小刀顺利切削创造一个良好的切削环境;二是在进行精加工时, 为了能够更快的进行加工, 并加工出更能符合质量标准的零件而进行清根。
2.3 后置处理
后置处理就是以不同机床控制系统的不同要求为依据, 将通过CAM模块生成的刀具轨迹转换为G代码格式的数控加工程序, 尤其要强调的就是数控操作系统上的差异也要求与之相应的数控加工程序的格式与代码, UG软件则能够对内部刀轨直接做后处理, 并实现了后处理格式的自定义。
2.4 验证加工程序
在CAM软件的实际应用过程中的关键环节就是进行三维仿真软件模拟加工、验证、分析。其中模拟分析可以实现真实加工过程的直观观察, 预先通过计算机对可能加工出的零件质量进行分析, 同时还可以找出一些设计过程中的不足;验证分析可主要针对产品及零件, 也可主要针对数控加工程序。在NC程序中, 一般选择的是上海宇龙公司的仿真软件, 它是通过数据库对刀具及各种参数进行统一管理, 并拥有各种不同机床通常会使用的操作面板, 能够对加工全过程进行模拟仿真, 能够检测出刀轨路径是否正确、机床是否有碰撞问题等, 还能够处理数控程序, 实现了自动化、智能化、高精度加工, 既提升了加工效率, 有提升了加工质量。
结论
综上所述, 选择正确的自动编程软件进行数控加工, 对于提升加工效率与质量使至关重要的, 本文在对自动编程软件进行分析的基础上, 以UG自动编程软件为例, 从刀具的选择、加工工序的划分、后置处理及加工程序验证四方面分析了其数控加工工艺选择, 望能够为日后的UG自动编程软件在数控加工中的应用提供借鉴。
摘要：数控技术是实现制造业信息化的一种重要技术, 数控加工是进行现代化制造的一种重要方式, 而科学技术的不断发展推动了数控编程走向自动化, 通过计算机来对刀具的运动轨迹进行绘制, 大大提升了编程的准确性, 文章基于此研究自动编程软件, 并以UG软件为例, 分析其在数控编程与加工中的应用。
关键词：UG,数控自动编程软件,应用
参考文献
[1]何晶昌, 申龙, 程虎, 林先良.基于UG自动编程的数控车削加工[J].机械制造与自动化, 2010-08.
[2]蒋幸幸, 黄峰.自动编程软件在数控加工中的应用[J].中国水运 (理论版) , 2006-02.
数控编程软件 篇7
随着当前数控技术的快速发展,多轴加工已占据越来越重要的位置,但由于多轴加工零件形状复杂多变及加工环境的复杂性,以及多轴加工机床昂贵的价格等因素都对加工程序的准确性和安全性要求更高。为保证多轴数控加工程序的准确性和安全性,笔者在多年工作中探索出了使用UG软件编程和Vericut软件仿真加工的方法,很好的解决了多轴加工零件编程和加工安全等问题,效果良好。
1 基于UG软件的多轴加工编程
UG NX(国内简称UG,原名:Unigraphics)是一个由西门子UGS PLM软件开发,集CAD/CAE/CAM于一体的产品生命周期管理软件。由于其强大的数控编程功能,使其在国内数控编程软件中占据主导地位。其CAM模块中的Planar Milling、Cavity Milling、Fixed Axis Milling、Variable Axis Milling、Sequential Milling和Point to Point等加工操作为数控铣削加工编程提供了良好的解决方案。特别其灵活、方便的刀路驱动方法和刀轴控制方法使得多轴加工编程变得容易。
本文通过Cavity Milling和Variable Axis Milling加工操作,完成了风力驱动器-叶轮轴零件的叶轮部分多轴加工编程。其中半精、精加工采用了Variable Axis Milling加工操作,使用“Surface Area”驱动方法,通过“4-Axis Relative to Drive”方式来控制刀轴。刀路如图1所示。
2 基于Vericut软件的虚拟机床的创建
Vericut软件是美国CGTech公司开发的基于Windows及UNIX系统平台的先进的专用数控加工仿真软件,可以同时进行刀具轨迹和机床仿真。它有强大的功能模块,不仅能够真实地模拟出在加工过程中刀具的切削、加丁零件、夹具、工作台及机床各轴的运动情况,而且.能够对NC程序进行仿真、验证、分析及优化[1]。本文以宝鸡机床厂生产的VMC850B机床为例来介绍Vericut软件的虚拟机床的创建方法。
2.1 3D模型的创建
根据实际使用机床结构,对各主要运动模块进行分解、抽象并简化,以此绘制出各组成部分的3D模型,其次根据机床各部分间的依附关系,在Vericut软件中完成机床数字模型的整体构建。
创建机床数字化3D模型可通过两种方法实现。方法一:通过Vericut软件的建模功能,可运用“Block”、“Cone”、“Cylinder”“Create Revolve”和“Create Sweep”创建几何体。此种方法简单易行,但构建模型相对简单,不能满足机床的装配要求或者影响机床的视觉效果,可在要求不高时使用。方法二:利用常用的CAD软件来完成3D建模,如NX、CATIA、Solidworks等通用软件,通过数据转换方式导入到Vericut环境中进行组装。此种方式不受软件限制,可建立任意复杂的机床模型,但要求在CAD软件建模时设置好坐标系。
2.2 Vericut软件中拟机床装配
2.2.1 新建用户文件
在Vericut环境中,选择File>New Project>Millimeter菜单命令,新建用户文件。
2.2.2 建立机床组件树
在Machine Component Tree窗口中,依次定义机床的组成部分,添加顺序为Base>Z>Spindle>Tool,Base>Y>X>A>Fixture>Stock。就得到机床组件树如图1所示。创建过程中根据机床的最大切削速度和快速移动速度分别设置X、Y和Z轴的的Max Feed Velocity(units/min)和Rapid Rate选项值。
2.2.3 添加机床几何模型
分别选择对应该组件中的Models节点,在Add Model选项中选择Model File,依次添加机床模型文件。完成效果如图2所示。
2.3 机床参数设定
机床模型设置完后,还要对机床进行参数设置,选择Configuration>Machine Setings菜单命令,依次设置机床的Collision Detect、Traval Limits选项,在Locations标签下设置机床的初始位置、、床零点、换刀位置等参数。除以上设置外,还需要对A轴旋转运动进行设定,选择Configuration>Control Setings菜单命令,设置Rotary标签下设置A轴旋转台型为“linear”,绝对旋转式方向为“Positive->CCW”。
2.4 数控操作系统设定
根据机床配置,选用Vericut 7.0机床库中自带华中系统“huazhong_hnc.ctl”文件为机床控制文件。但此控制文件缺少A轴夹紧/松开辅助指令M61/M60,需要编辑控制文件,增加此辅助指令。实现方式为增加一个变量并通过A轴运动前判断A轴的夹紧状态。
3 零件仿真加工
3.1 Vericut软件与UG软件的链接
接口的配置分为两种:一种是直接利用Vericut软件提供的批处理文件(.bat),运行UG软件;另一种是使用NX open api二次开发配置原理,配置环境变量,打开UG时,接口会加入到UG菜单中。由于第一种方式操作简单,且无须配置环境变量。本文使用此方法实现Vericut与UG的链接,直接运行Vericut安装目录“…cgtech70windowscommands”下的“nx6.bat”文件即可。
3.2 仿真加工参数设定
启动UG软件后,在加工模块中选择工具栏的V e r i c u t图标按钮即可启动仿真加工参数设定窗口,如图4所示。
3.3 零件仿真加工
设置完成各项参数后即可启动Vericut实现仿真加工,风力驱动器-叶轮轴叶轮仿真加工效果如图5所示,实际加工效果如图6所示。
4 结论
本文通过利用UG软件完成风力驱动器-叶轮轴零件的叶轮部分多轴加工编程,利用Vericut系统完成了VMC850B四轴加工中心的仿真系统开发,并实现了风力驱动器-叶轮轴零件的加工仿真,经与实际机床加工结果对比,验证了本系统的正确性和有效性。使用该方法可以缩减程序编制与调试的时间,降低生产成本,还可以节省加工设备和现实资源的消耗,对相企业有很好的借鉴意义。
摘要：介绍了UG和Vericut软件的作用、功能及优点。并通过具体实例阐述了利用UG和Vericut软件进行多轴数控加工编程与仿真加工的一般步骤,阐明UG和Vericut软件在多轴数控加工编程与仿真加工中的实用性与优越性。
关键词：UG,Vericut,多轴加工,仿真加工
参考文献
[1]李建刚,俞春华,王琳,等.基于VERICUT非圆齿轮磨齿虚拟加工研究[J].机械传动,2010,34(2).
[2]冯松涛,吴玉厚,张丽秀,等.基于VERICUT的异型石材罗马柱数控加工仿真[J].机床与液压,2011,39(1).
《数控编程》教改初探 篇8
数控技术是一门新兴的学科，它有别于传统学科，非常注重注重知识的运用，在具体学习过程中比较难于把握，所以，针对以上问题，我们做出了如下建议：
1 改变教学方法，改善课堂氛围
数控技术相对来说，是一门比较枯燥的学科，因为它的理论化比较强，需要学生在课堂上接受大量的理论知识，传统的教学方式已经无法完全满足学生门的需求，在课堂教学中，我们可以引进一些新的教学方法，这样做不仅改变传统的枯燥的教学模式，还能使学生在愉悦的范围内更加容易接受新鲜的事物，更具有学习上的主动性。
对一些容易引起争议的问题可运用提问技巧进行提问，让学生进行讨论，比如讲NC代码的规范定义中，提出如果数控系统功能增多了，超过100种，该如何定义？字地址、功能字的含义能否改变？不同的数控系统是否能完全统一？现有代码有无不足？能否用新的代码来取代？在讲解刀具半径补偿时，提出能否用相同的程序完成零件的粗精加工等。在讲课时，如果能较好地运用提问法，就能加强与学生的双向交流，活跃课堂气氛。因此，在备课时，应设计一些具有思考性、启发性的问题，在课堂上通过点名提问或自由抢答的形式和学生进行互动。
2 现代教学方法的引用
在授课时发现教材上的一些内容很具体，但缺乏新意，有些内容很容易讲述，但是初学者很难理解。学生对于对刀、走刀轨迹、设置刀具偏置等问题的理解仅停留在表面上，好像知道了，但是应用时往往出问题，对于这样的问题在教学中如果只采用讲述是达不到很好的效果的。
在授课时可应用多媒体课件和数控编程模拟软件，经过多媒体动画演示后，学生不但清楚了了对刀的过程，走刀路线，也理解了这项工作的本质和意义及其重要性。在教学活动中引入多媒体技术使课堂的气氛也活跃了起来，而这从静态的讲述到动态的演示、从书本上的文字到屏幕上的动画，这一变提高了学生的理解能力，也让枯燥的讲述过程变成了互相的交流。
3 理论实践一体化
实现理论实践的一体化，包含两个方面的内容：
3.1 教师教学的理论实践一体化
在以往的教学中，理论课教师主要以教材为依据，传授专业理论知识，而实习指导老师主要依靠经验指导实习，出现理论教学与实践教学侧重点各有不同，甚至相互脱节的现象，使学生难以形成一个完整的专业概念。为从根本上提高整体教学质量，可以对教师进行系统的培训，使得专业教师能够上机床，实习老师能够上讲台，并逐渐实现由各科专业老师结合本学科的教学重点组织实践内容，安排具体实践时间，实习老师辅助教学，专业老师全程负责的实践教学模式，这样使得所学理论能够及时在实践中得到应用，使学生更好的体会到理论在实践中的作用，而在实践中发现了问题，教师可以立即进行纠正讲解，使实践更加规范正确，从而取得较好的教学效果。
3.2 学生学习的理论实践一体化
在理论教学中应加强与实践的紧密结合，教师在理论的讲解中尽量多的应用实物教具或带领学生到操作现场进行观察，并在学习中注重理论与实践的相互渗透，例如在编程学习中，教师对学生作业的批改不仅是体现在纸上，而是要进一步指导学生对模拟加工出的零件进行分析，指出程序中不合理的地方，对学生加以指导。
教师的主要职责，古语有云“传道、授业、解惑”，如何理解这句话的真正含义呢，在机器制造业日益发展的今天，教师的职责不仅仅停留在传授文化知识方面，而是要进一步培养学生们的动手能力和实践能力，指出学生们学习上的不足之处。在此同时，教师也应积极提升自身的素质，只有在不断提高自己，才能保证教学质量的提高，提高教学水平。
摘要：列举了在《数控编程》教学中出现的一些问题,针对这些问题从改变讲述知识的方法、引用现代教学方法及教师提高自身素质实现理论实践一体化等方面介绍了提高教学质量的方法。
关键词：数控,教学教改,模拟
参考文献
[1]米国发.数控加工实训指导书[M].河南理工大学工程训练中心,2004.
基于特征编码的数控自动编程研究 篇9
关键词：CAD/CAM；加工特征；NC编程
中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）26-0083-02
1 特征造型技术
特征造型是近二十多年来发展起来的一种新的造型方法，它是CAD第三次技术（参数化技术）革命的里程碑。特征造型技术的发展可以分为三个阶段，第一阶段：以点和线表示实体的二维造型方法。第二阶段：传统三维几何造型方法，即以线框造型、曲面造型、实体造型等几何元素来表达实体。这种描述方法没有明显的结构、功能及工程含义，计算机很难识别和统一管理。第三阶段：将特征作为基础的三维造型方法，这种方法将大量工程信息包含到设计过程中，较好地改善了前两阶段的局限性。特征造型技术目前广泛地用于计算机辅助设计系统。
与传统三维几何造型相比，特征造型具有以下三方面的特点
{1}以特征造型为基础的零件模型易于理解和修改。在基于特征造型技术的建模过程中计算机辅助设计系统会自动生成模型树，可以将建模过程直观的反映出来。
{2}基于特征造型技术的计算机辅助设计系统是交互式的设计系统，能够让设计人员充分发挥设计的创造性，可以提高设计效率.
{3}特征造型的操作目标不是初期的线条和体素，而是层次较高的功能要素，如定位孔、螺纹孔、键槽等，零件的几何结构通过特征组合来定义。
2 特征识别和提取
在产品数字化设计与制造中，零件的特征识别是一项非常关键的技术。目前已开发出了各种CAD/CAM软件，如UG、SolidWorks、Pro/E、Catia等，这些软件都是以特征造型为基础，而特征造型为产品的数字化设计与制造过程中的特征识别创造了良好的条件。特征识别可以分为交互特征定义和自动特征识别两类。
2.1 交互特征定义
交互特征定义是在计算机显示器屏幕上对显示的零件三维实体模型操作，在操作界面的引导下，设计人员在模型上选取构成特征的一些几何实体（如几个平面），CAD/CAM软件系统就可将这些几何实体组织起来，定义为某个特征，例如选取三个相邻的正交平面，CAD/CAM软件系统就可以将其定义为槽。初步定义的特征还缺少表面粗糙度、公差等技术要求这些非几何信息，必须补充上去，这样才能完成特征建模。交互特征定义由设计人员直接对实体模型进行操作，比较直观，具有较大的灵活性，但操作繁琐，效率低。所以通常是在应用自动特征识别方法不能完全识别特征的情况下作为一种补充处理手段来使用。
2.2 特征自动识别
特征自动识别是通过计算机智能技术来取代交互特征定义中设计人员的干预。零件实体模型中的所有特征信息都具有特定的工程意义和加工工艺，特征自动识别技术可以将所有的特征信息自动提取出来。特征自动识别原理是通过特征识别器实现。特征识别器是在软件程序中设计特定的算法，该算法实际上先将零件几何模型中的所有数据遍历，然后将几何模型与一组预先定义的特征进行比较，预先定义的这组特征包含了特征造型中涉及到的所有特征，通过比较，最后就可以找到与预先定义的特征组中相匹配的模型特征，实现特征自动识别。
基于特征造型的CAD/CAM软件对于主要特征一般分为基准特征、实体特征、曲面特征、修饰特征和集合特征。基准特征包括基准的位置与坐标等信息；实体特征用于实现实体造型；曲面特征用于实现曲面造型；修饰特征不能独立存在，它只能附加在实体特征上；集合特征包括组和阵列特征。CAM所需要的是零件的加工特征，包括以下几个方面的内容：零件管理信息、形状特征信息和精度特征信息。零件管理信息由特征代码、特征名以及材料信息构成；形状特征信息描述了零件的几何形状；精度特征信息用于描述特征的几何尺寸与形状的允许变化范围。加工特征分为五大类，包括平面、曲面、孔、槽和辅助特征，其中每一大类又可以细分为若干小类。加工特征的描述要用到四类要素：特征代码、特征名、特征几何形状和特征工艺信息。其中特征几何形状表示孔的深度、半径等；特征工艺信息表示零件表面粗糙度、加工精度、材料等。
3 基于特征模型的零件柔性编码
基于特征模型的零件柔性编码系统是以数据模型原理为基础，与刚性编码系统相比，其框架结构是不固定的，零件的有效特征信息可以根据不同的零件而采用多层来详尽地描述。其描述方法为层层深入法，采用这种描述方法可以满足不同生产条件、不同场合的要求。常用零件柔性编码系统的结构有三种，即树式结构、链式结构和混合结构。基于特征模型的零件柔性编码系统是在零件实体模型的基础上，对模型特征进行识别并提取，然后采用柔性编码技术对提取出来的零件特征进行编码，在三种柔性编码系统结构中这属于混合结构编码。
混合结构编码具有以下特点：
①既有柔性码位，也有固定码位。柔性码位主要为零件的特征信息码位；固定码位用来表示零件的功能信息和总体信息，包括零件类型、尺寸、材料、热处理方法等信息；
第一层：总体特征码。总体特征码具有固定的代码长度，主要用于描述和反映零件的功能和形状特征，能够在总体上对零件进行分类，通过总体特征码可以确定零件族别。
第二层：加工面特征码。加工面特征码主要详细描述除主特征之外的零件工艺特征，这些工艺特征用于描述零件的加工面特征以及主要工艺信息。加工面的形状用加工面特征码的第一个码位表示，如平面、螺旋面、球面、齿面、孔、螺纹、槽、导轨等。在代码中零件的每一个特征信息用两个字符表示，零件的所有特征信息表现为一字符串，与传统编码系统相比，可以避免各种信息排列方式的限制，同时也克服了高项掩盖低项的缺点，使代码的含义清楚，并且可以将不具备这方面特征略去。对于添加的特征，可以用（）加以区别。零件的典型工艺可以根据加工面特征码加以确定。
第三层：非加工表面特征码。这层代码用于补充描述零件加工面特征，或者补充描述加工面特征之间的位置信息，如平行度、垂直度、倾斜度、同心度。这层代码的码位数不固定，零件加工表面特征之间的相互关系数量决定码位字符数。这层可以根据需要取舍。
4 NC代码自动生成
数控自动编程是根据零件当前加工部位的基本特征，按照一定的加工工艺，生成相应的加工指令代码及转速、进给速度、刀具指令代码，依据对加工部位的几何形状的描述，生成节点坐标指令。零件的加工方式和零件柔性编码中的特征信息决定了基本加工特征。根据零件柔性编码描述的零件基本几何信息，数控程序自动生成模块能够进行相关的数据处理，其处理方法是将外圆、端面或内孔相关参数的数据传递给刀具程序模块，例如模型基点与端面之间的相对位置关系，模型基点与厚度之间的相对位置关系，端面外圆的直径等。
完整的数控加工程序包含三大部分：数控加工准备程序段、加工程序段和结束程序段。其中数控加工准备程序段和结束程序段在数控加工程序中是必不可少的。准备程序段主要包括设置工件坐标系、设置换刀点、设定转速单位、设置最大转速、开启冷却液、启动主轴和设置旋转方向；加工程序段是根据零件的加工工艺，编写刀具轨迹，设定切削用量；数控加工程序结束段主要包括、关闭冷却液、刀具快速回退到程序起点、取消刀具补偿、主轴停转和程序结束。完整数控加工程序的准备程序段和结束程序段的格式基本相同，不同之处在于不同加工零件的相应工艺参数，因此在实际编程中，可以将相同结构的程序段写在一起。在应用程序时，通过内部调用并结合参数输入，就能自动生成所需要的代码段。
参考文献：
[1] 张英杰.面向自动数控编程的零件加工特征建模技术[J].西安交通大学学报,2008,(3).
[2] 黄利江，许建新，田锡天.基于特征模型的零件柔性编码研究[J].机床与液压，2007,(11).
自动数控编程教学探讨 篇10
大学是引领社会发展的灯塔, 它应该站在时代科技发展的前沿。对于数控这个专业来说, 教师在教学中仅仅只是依照书本引导学生对数控专业进行编程的教学或者教会学生对G, M, S, T, F的各功能指令的应用, 而对于切削三要素的各项功能不去引导学生加以掌握, 对零件的各种加工工艺不去熟悉, 哪也只是编程上的专精, 还不足成为一个真正的得到社会认可的自动数控编程工程师。要想成为一个真正的自动数控编程工程师就需要具备综合实力即我们所说的“博通”。学习方法的先进与否其衡量标准就是否可以达到事半功倍的效果。掌握好的学习方法可以用最短的时间达到最好的效果, 而目前教师所采用的基于工作过程的教学是一种寓做于学的方式。在掌握理论的基础上再趁热打铁经过实践教学的摸爬滚打, 从中体会理论上的真正含义, 提升理论学习的理解能力。以求达到动作记忆的目的。
2数控教学中应专精的问题
数控教学过程中, 专精编程是前提, 在这个前提下, 要想真正成为一个好的数控工程师还必须对加工工艺了解, 因为数控加工过程不仅仅是要个编程的过程, 而是包含了设计和制造的全部工艺流程。要想达到预期的加工效果, 制造工艺是非常关键的一个因素。在制造工艺当中, 软件参数设置、切削要素、工艺过程是应该好好琢磨的。
2.1 切削三要素
主轴转速S、进给速度F、以及背吃刀量X是零件切削加工中的三个关键要素, 当然刀具对材料的特性、发热、过载、转速、每次切削下刀深度等需要掌握, 另外金属材料, 刀具材料和种类, 刀具对金属的切削能力以及受力分析, 诸如这把刀切削这块金属材料应该给什么样的转速?每分种可以加工多少毫米?每次背吃刀量多深等等均需一一掌握。对刀具要多参考刀具材料的书。合金刀具, 高速钢刀具, 进口的, 国产的, 各种刀具的切削能力, 多收集一些。多看普通车、铣床的加工。数控车、铣床和普通车、铣床基本一样, 只是X、Y、Z三轴能同时联动, 切削方法上有所不同。
2.2 软件参数设置部分
软件是在自动编程中经常使用的, 在教学中我们要求学生掌握几种程序的应用如Master CAM、Pro/Engineer、UG等, 至于如何切削, 则需要学生在掌握以上知识前提下迁移到这儿再用软件去控制, 输入自己考虑好切削方式。针对不同的实体材料, 应该对软件做不同的参数设置, 针对深度控制, 从Z轴零点到加工位, 每次进刀加工多深, 层与层之间如何提起刀具, 加工范围如何控制, 换刀指令如何编排等这些问题需要做详细的分解, 一步错, 步步错, 要谨而慎之。软件参数设置部分即包含的一个工程师对软件的熟悉程度, 也能体现对整个数控加工过程的整体把握, 是一个数控技术员智慧与经验的完美结合。
2.3 加工工艺部分
工艺即切削加工的艺术。对于一个产品的加工用什么样的方式切削, 以怎样的基准面装夹, 使更换工装的次数最少, 加工的时间最短, 而且要保证加工出来的产品精度和产品粗糙度Ra满足图纸的要求。通俗的说就是如何加工, 怎么加工的问题, 当熟悉了刀具对材料的切削能力, 了解了软件的控制方法, 接下来就是如何切削才是最好的问题。比如想切削一个模具的一个平面或者一个角落, 怎么走刀才能使切削的粗糙度更高?会不会碰到底部的圆角?加工出来的零件漂亮不漂亮?会不会有余量切削不到?切削不到的地方应该怎么做铜极模, 再通过电火花放电去完成等等。加工工艺确定了最后加工出来的产品是否合格, 这个部分相当重要, 在这里出错, 前面都会前功尽弃, 而对这种分析要有具备实际加工经验的师傅, 凭工作经验对各个形状各异的零件逐个分析再确定加工方法。
3数控专业学科间的博通
众所周知, 数控技术是制造业的重要基础而装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度, 数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别, 不在于生产什么, 而在于怎样生产, 用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料, 而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。因此, 机械制造的竞争, 其实质是数控技术的竞争。而掌握数控技术不能只满足数控加工技术上的专精。由于装备工业与数控设备息息相关, 因此掌握数控设备的构造与维修技术的重要性又日益凸现出来。
作为职业院校既然是坚持以就业为导向, 以高技能人才培养为目标, 注重职业道德和服务生产一线的思想定位教育, 职校教育就需要面向市场把握机遇, 本着这一想法, 在教学中不仅要求学生专精数控加工技术, 又要对学生提出掌握数控维修技术, 并且应该向学生讲述了社会上数控维修人才急剧短缺的情景, 激发他们的学习动机, 培养他们的学习兴趣和需要;又通过数控机床的故障维修, 让他们在自己排除故障中体验成功感和自我价值感。当然要想掌握数控维修技术就需要博通其它与之相关联的知识。
一个合格的数控维修人才, 他们必须博通许多专业知识如强、弱电、模拟与数字电路、单片机的储存与控制、PLC编程、计算机的工作原理以及机械运动原理等等。这就需要各种学科的交叉学习。通过交叉学习逐步引导学生弄懂各种数控机床的构造以及与之相关的控制方法。使学生对数控机床了解更清晰, 充分发挥了学生的主动性, 达到了培养他们多方面的素质和创新能力的目的。
目前以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资, 不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业, 而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
4结语
中国不缺人才, 缺的是高技术人才, 所以学校培养出专精人才以及博通的有综合素质的人才以适应国民经济发展和国家重点建设工程的具体需求, 将来“高、精、尖”重大数控装备还要大家共同创造, 一举打破国外封锁, 掌握数控装备关键技术, 创出中国数控机床品牌。
摘要：本文提出了职校教学及数控教学过程中, 如何平衡数控技术学习的专精与博通, 老师要帮助学生不仅在自动数控编程上掌握切削三要素、在软件、工艺上的专精, 并且全面深度了解数控机床维修与其它学科之间的深入联系, 这样才能培养出受企业欢迎的数控博通人才, 老师更好的教学, 学生有针对性的学习, 对教与学都有着很大益处。