前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的數控機床編程與操作主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
數控技術發展迅速,生產數控系統的廠家眾多,而不同廠家生產的數控系統在編程與操作上又有較大的差別。各學校因辦學條件的差異,配置的數控機床及設備也有所不同,所以需要的相關教材也會有所差別。例如常見的數控系統有日本的FANUC系統、德國的SIEMENS系統、國產的華中系統、廣數系統等,這些數控系統在編程與操作上都有所不同。各學校因各種條件限制,不可能把所有的數控系統及各種型號的數控設備都配齊。而現在出版的數控機床編程與操作教材,所講述的數控系統或設備型號和各學校現有的數控設備都會有所差別,教材上有些內容也不太實用,給學校的教學工作帶來很多不便。例如現在出版的很多教材普遍以日本的FANUC和德國的SIEMENS兩大數控系統作為典型案例進行講述,而現在各學校主要配置的國產華中數控系統,在教材上都沒有相應的內容。再如現在各學校普遍采用的投入少、效果顯著的數控仿真系統教學軟件,在很多教材上也很少出現。所以,只有各學校開發校本教材才可以解決以上問題。在編寫校本教材時,可以立足于校情,根據學校現有的數控仿真系統教學軟件及數控設備的配置情況,并結合校企合作企業的生產情況,參考機床廠家的編程與操作說明書,選擇兩大數控系統的編程與操作作為重點,進行全面的講述,對其他數控系統的不同之處也要有所介紹。所以,有針對性地開發具有本校特色,實用性強的數控機床編程與操作校本教材很有必要。
二、《數控機床編程與操作》校本教材開發的基本要求
《數控機床編程與操作》校本教材的開發要以就業為導向,以企業用人標準為依據,以培養學生的操作技能為主。根據本校學生的實際情況,理論知識應以必需、夠用、實用為原則,技能操作要以實踐為主線,對課程內容進行創新整合,充分體現“教、學、做合一”的教學思想,可操作性要強,要讓學生真正能夠在“做中學,學中做”。教材的編寫上要參考相應的國家職業資格標準,理論教學要與實訓教學一體化,實訓教學要與企業生產一體化。例如:在數控編程與操作的例題設計上,就可以根據學校的實際情況,合理設計加工圖紙,靈活選擇材料。原來教材上的一些例題零件圖的加工材料要求就不合理,都是一些金屬材料,如果都用金屬材料進行實訓,效果雖然較好,但是材料及刀具的損耗很大,加工出來的產品又沒有實用價值,浪費很大,并且學生在剛開始操作時很容易發生安全事故。校本教材可要求學生在初期進行數控實訓時,在數控車床上用硬圓木棒或尼龍棒來代替金屬材料進行加工,數控銑床上用石蠟或硬塑料板來代替金屬材料進行加工;實訓的中期,可用鋁或銅材料進行加工;實訓的后期,可按校企合作企業的產品要求進行正規的產品加工。這樣既可以節約材料,提高設備及刀具的使用壽命,也利于保證設備及學生的人身安全,循序漸進地提高學生的技能水平,讓學生到企業工作時能夠快速地從學校學生轉換為企業工人。
三、《數控機床編程與操作》校本教材開發時要注意的事項
校本教材的開發是因為現有的教材編寫不合理,所以,在開發校本教材時,在參考其他的教材及機床廠家的編程與操作說明書時,要避免照搬照套現象的出現,不能盲目跟風、追求數量及眼前功利,為完成任務或個人私利而開發教材。參加編寫校本教材的老師應該是既掌握了扎實的數控專業及相關專業的理論知識,又具有熟練的數控機床編程與操作技能,更要有豐富的教學經驗,能把理論知識與實踐結合起來的“雙師型”教師。在進行校本教材開發前,編寫人員應在校內外進行大量的調查研究工作,明確學校在該專業的培養目標,了解學生將來的就業方向,要深入企業,及時掌握企業生產崗位對人才在知識、技能等方面的要求。要把企業的一些典型零件加工案例、新工藝、新技術納入到教材中。
關鍵詞:數控機床編程課程 教學改革 理論與實踐 教學探索
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)06(a)-0130-02
數控機床編程課程是機械制造專業的基礎性課程,對于學生未來不論是專業課學習還是數控機床的操作實踐以及工作都會產生重要的影響。傳統的教學模式只注重對于知識的灌輸,而不注重對于學生實踐能力以及問題解決能力的思考,這就造成教學質量的每況愈下。該文結合當前的教學改革工作以及社會發展對于技能型人才的要求,對于編程課程這門課程的教學改革工作做了一些探索。
1 傳統教學模式的不適應性
隨著社會的發展,傳統的教學模式已經不再適應社會的發展要求。現代社會的發展對于技能型人才要求既要有一定的理論知識,同時也應該具有很強的動手能力和實踐能力,便于在實際工作當中發現問題解決問題。但傳統的教學模式更側重于對知識的灌輸以及對考試成績的要求,而忽略了對于學生理論知識之外的能力培養。比如分析思考問題的能力、解決問題的能力等。這造成學生完成對于理論的知識學習之后仍然對于數控機床的操作與實踐不熟悉,不具備實踐操作的能力。所以隨著當今社會的發展,對于人才提出了新的標準,這也造成傳統的教學模式已經不再適用于數控機床的編程課程教學模式。在進行的教學改革工作中,應該在向學生教授理論知識的同時,更側重于對學生進行實踐能力和動手操作能力的培養。
2 教學改革工作內容分析
2.1 理論教學改革工作分析
2.1.1 改變傳統的理論教學模式
在編程課程的理論教學改革工作中,應該針對傳統的課堂教學模式進行改革,將理論知識的學習與動手實踐能力融為一體,讓學生在實踐中學習理論知識,而在理論知識的學習中獲得實踐的知識。要在理論教學過程中加強對于學生對知識點的理解,可以通過創建不同教學情境的方式幫助學生提高對于理論知識的掌握和理解。比如在講解到編程知識中的外圓柱零面加工、以及錐面加工、以及螺紋加工時,可以根據不同的零件加工特點給學生講解一些有趣的小故事,從而幫助學生提高對不同零件加工特點的理解和掌握。
另外,為了讓理論知識更加接近數控機床的操作實踐,教學組可以根據多年的教學工作經驗自編教材。傳統的數控機床教材的編纂過于理論性,而且隨著社會技術的發展,很多內容都已經與數控機床技術脫節。自編教材對于教學工作更加具有靈活性,可以隨時根據實際的數控機床編程工作進行更改,更有利于學生的學習以及未來的工作。
2.1.2 借助多媒體教學,豐富教學形式
在課堂教學過程中,采用任務驅動的方式驅動學生進行自主學習與操作。同時結合現代化的教學手段,豐富課堂教學內容和形式。數控機床這門課程本身就是實踐性課程,通過實踐提高學生的操作能力以及對于設備原理的理論知識的學習,效果要好于單純地進行理論講解。隨著計算機技術的應用,多媒體教學的形式已經在課堂上得到了比較普遍的應用。所以教師可以在課堂教學活動中通過借助這種教學模式將課堂教學內容以一種更加豐富多彩的方式展示出來。一方面可以提高學生的興趣,讓學生主動性的學習;另一方面通過多媒體技術,課堂內容將會變得更加形象,更容易讓學生進行學習。
比如可以在多媒體教學中應用視頻教學。通過視頻,同時將機床設備的操控過程進行展示。這樣學生在學習課堂理論知識的同時也會對于機床設備的操作進行進一步了解,更利于后期學生的實踐以及工作。可以將常見的、先進的機床設備,比如:多軸聯動數控機床、高速切削數控機床以及多功能復合機床等的加工操作方式讓學生進行觀看和學習。由于條件限制學生可能無法在教學實踐中接觸到這里先進機床,通過觀看視頻可以讓學生對這類機床設備做一些初步的了解,以備不時之需。
所以,通過對理論教學工作進行改革,彌補了傳統的課堂教學的不足和缺陷。尤其是借助計算機技術,通過多媒體教學,借助課件、視頻、圖片、音頻等多種形式以一種更加豐富多彩的形式對課堂內容進行講解,更有助于學生的理解和學習。而且通過自編教材、教案等,上課形式更加靈活多樣,課堂內容也更加與生活實際相聯系,可以有效提高學生的學習效果。
2.2 仿真教學模式的應用分析
2.2.1 仿真教學在理論教學中的應用分析
當前,隨著教學手段的不斷豐富,仿真教學模式正在教學工作中得到普遍的應用。仿真教學是指借助計算機軟件對于數控機床的加工進行零件編程進行模擬教學的一種教學方法。通常在教學工作中主要有兩種軟件可以選用:一種是數控加工的模擬軟件;另一種是專業性更強的CAM軟件。這種軟件的主要功能就是實現對于一些復雜零件的編程。一般對于復雜的零件,通過手工編程的方式很難實現對其操作。所以可以先通過CAM軟件進行建模,CAM會根據建的模型設計數控加工程序,然后就可以通過仿真軟件對零件進行加工。
在數控機床的編程教學工作中,應用模擬教學軟件可以大大提高課堂教學效果。一般教師在講述某一種教學方法的時候,如果學生理解了之后提出一種更為簡便的編程方式,由于無法進行實踐操作不能檢驗這種編程方式的正確性,大家都不知道對不對。通過應用仿真軟件則解決了這一問題,教師與學生可以根據模擬系統對編程程序進行驗證,如果能通過仿真軟件順利的加工出零件則證明這種編程方法是正確的,如果不能加工出來,那么說明在編程過程中肯定出現了一些錯誤。這時可以根據當初的圖紙設計以及編程設計尋找原因,可以與教師和同學一起交流思考,相互討論,找出問題的原因所在。通過這一過程,不僅僅是鍛煉了學生的專業編程能力,同時對于學生解決問題的能力以及他人溝通表達的能力都有非常大的幫助作用,其效果要遠遠超出傳統的課堂教學模式的效果。
2.2.2 仿真教學對實踐教學的幫助
現在的學生在進行專業知識學習之前都沒有接觸過數控機床,所以,如果直接讓他們通過理論學習的編程知識對數控機床進行編程學生難免會有恐懼心理。尤其是當在編程過程中出現某些問題的時候,由于沒有經驗,學生會非常緊張害怕。通過仿真教學這種模式,可以實現學生在平常的課堂學習過程中的編程操作,進而提高學生對于數控機床的操作實踐能力。對于數控機床操作中的基本界面,以及對程序的調用、運行等基本操作進行熟悉。傳統的教學模式只側重于理論知識點的灌輸,學生一個學期可能都不會見到數控機床設備,更不會去動手實踐操作。通過仿真教學的模擬軟件,可以在進行理論知識講解的同時向學生演示操作方法,更具有實踐性。學生也在這一過程中學習到了理論知識和操作方式,而且還可以親自動手進行操作,對于數控機床的一些程序的調用執行進行熟悉,為以后的工作打下良好的基礎。
3 編程教學的實踐教學改革
數控機床的編程課程是一門實踐課程,學生學習的目的最終是為了能夠對數控機床進行操作,走上數控機床的操作崗位進行零件的加工與生產。所以在對學生進行教學的時候應該側重于對學生實踐教學的設計與改革,要讓學生將學習到的知識真正地學以致用,在數控機床的實踐中加深對知識的理解,并融會貫通對知識點進行創新。所以必須要加強學生在學習過程中進行上級操作,同時也要進行零件加工工作,尤其是對于一些切削等技術的鍛煉學習和掌握。通過讓學生進行數控機床崗位實踐的另一個原因是受現在大環境的影響,學生普遍的都沾染了一些不良的習氣,這些習慣對于學生未來的工作非常不利,通過提前讓學生進行崗位實踐鍛煉,可以讓學生提前適應未來的崗位生活,有利于培養學生認真工作的態度以及提高對數控機床的操控能力。
而且為了提高實踐效果,有條件的學校應該在學生的實踐教學過程中與企業進行合作,讓學生進行項目實訓。這樣學生就會以一種更加積極的態度投入到實踐項目中,對于在實踐過程中經常遇到的問題會主動進行探索與學習,直至解決問題。這樣既提高了學生的動手實踐能力,同時也拓展了學生的知識應用能力以及獨立思考解決問題的能力,教學效果會得到極大改善。
4 結語
隨著當今社會的發展,對于數控機床的教學工作提出了更高的要求。所以為了提高教學質量,針對數控機床的編程課程進行教學改革是一種必然趨勢。在教學改革工作中,應該講理論知識與實踐能力相并重,將理論教學、仿真教學和實踐教學這三種教學模式結合起來,既要提高學生對于理論知識的掌握理解,同時也要提高學生的實踐操作能力,培養學生對數控機床的操作技能,讓學生提前體驗數控機床崗位工作,不斷在學習中完善自己,為將來的就業工作打下良好的基礎。
參考文獻
[1] 曾林,鄧海英.現代教育技術在《數控機床編程與操作》課程教學中的應用[J].柳州職業技術學院學報,2014(3):132-135.
[2] 樊雄.關于《數控機床操作與編程》課程改革的調研[J].廣西輕工業,2014(2):121-122.
[3] 崔靜.基于工作過程的行動導向教學在《數控機床編程》課程中的應用初探[J].陜西教育:高教版,2015(4):103-104.
[4] 郭課,劉剛.高等職業院校“數控機床與編程”課程教學改革的探索[J].科技信息,2015(36):263.
[5] 王曉梅,鄧小明.《數控機床編程與操作》課程教學中的應用與研究[J].郴州職業技術學院學報,2015(3):132-135.
[6] 陸冠東,曹仁.《數控機床操作與編程》課程改革的調研與探究[J].云南輕工業學報,2015(2):121-122.
【關鍵詞】機械加工;機床;精度
數控機床精密度高,生產速度快等眾多優點,受到機械生產行業的青睞,數控機床也在不斷的完善和改革中,其中包括對機床零件和組成部分的改進,數控中心軟件編程的設計等,但是隨著人們對構建精度要求越來越高,數控機床的精度必須不斷的提高,文章就如何提高數控機床精度措施作出分析和探究。
一、數控機床的組成及工作原理
數控機床一般由控制介質、數控系統、伺服系統和機床本體共四部分組成
(一)控制介質。就是人與數控機床之間聯系的中間媒介物質,反映了數控加工時的全部信息,以前是用紙條來輸入各種信息的,不過隨著計算機技術的發展,現在的輸入一般可以由各種終端來完成。
(二)數控系統。數控系統是整個數控機床的核心部分,是機床實現自動加工的中心,也是整個數控機床的靈魂所在。主要有輸入裝置、監視器、主控制系統、可編程控制器、各類輸入、輸出接口等組成。主控制系統主要由CPU、存儲器、控制器等組成。數控系統的主要控制對象是位置、角度、速度等機械量,以及溫度、壓力、流量等物理量,其控制方式又可分為數據運算處理控制和時序邏輯控制兩大類。
(三)伺服系統。伺服系統是數控系統和機床本體之間的電傳動聯系環節,主要由伺服電動機、驅動控制系統和位置檢測與反饋等組成。伺服電動機是系統的執行文件,驅動控制系統則是伺服電動機的動力源。
(四)機床本體。數控機床的本體指其機械結構本體,它與傳統的普通機床相比較,同樣由機械傳動機構、工作臺、床身以及立柱等部分組成,但數控機床的整體布局、外觀造型、傳動機械、工具系統及操作機構等方面都發生了很大變化。
二、機床加工的影響因素及控制措施
實際加工中影響數控加工精度的因素很多,如編程工藝、設備條件、操作者技術水平等。下面從幾個方面進行介紹:
(一)數控編程對加工精度的影響
數控編程對加工精度的影響主要來自編程原點的確定、數據處理、軌跡擬合、加工路線選擇等方面
1、編程原點選擇對加工精度的影響。數控編程首先遇到的問題就是確定編程原點,編程坐標系一般是編程人員根據零件加工特點和零件圖紙確定的。編程原點的選擇直接影響零件的加工精度,確定編程坐標系最根本的原則是編程基準、設計基準、工藝基準統一,這樣可最大限度地減少尺寸公差換算所引起的誤差,
下面是確定編程坐標系的一些具體建議:①編程原點盡可能與圖紙上尺寸基準重合、工件設計時有設計基準,加工時有工藝基準,編程原點應盡可能與上述基準重合。②使數值計算盡可能簡單,盡量避免尺寸鏈換算。③盡量選在精度較高的工件表面上便于加工過程中尺寸測量。
2、編程時數據處理對加工精度的影響
數控編程時的數據處理對輪廓軌跡的加工精度有直接影響,其中比較重要的因素是未知編程節點的計算以及編程尺寸公差帶的換算。
有的數控系統可根據已知輪廓幾何條件自動計算節點坐標,但有的數控系統必須手工計算。手工計算未知節點坐標值時遇到的最大問題是計算精度,經過大量驗證發現,有時手工計算結果與計算機輔助查詢結果會相差0.03mm為提高手工計算精度,這里建議:手工計算的中間數據(包括角度值)應保留4位以上小數;若使用計算器計算,應盡量保留全部小數。編程尺寸圓整要依據數控機床的脈沖當量。脈沖當量是指數控系統發出一個指令脈沖所對應的機床移動部件的移動量,它是數控機床的最小設定單位,也是數控機床的最小控制單位。例如數控機床的脈沖當量為0.001mm,則最終的計算結果應保留3位小數。
(二)加工路線對加工精度的影響
加工路線是編程的重要內容之一,加工路線對加工精度及加工效率影響很大。確定加工路線時主要應考慮以下幾方面:
進、退刀方式對輪廓加工質量影響較大。若刀具在內、外輪廓的連續表面直接下刀或抬刀,會因刀具直徑、機床運動誤差、進給速度突變等原因在加工表面形成小凹痕,所以精加工時下刀或抬刀最好離開加工表面。若必須從加工表面進刀或退刀,則盡可能采用圓弧切入或切出,切入或切出圓弧半徑應大于刀具半徑。另外,對位置精度要求不高的孔系加工可遵循加工路線最短原則。
三、改善數控機床精度措施
數控機床在設計時要充分考慮到其工作性質、運行震動和摩擦狀況和實用壽命等這些基礎因素之外,還要格外的針對數控機床精度問題進行探討,通過改造某些部位或者排除一些影響機床精度的因素等提高其精度。
(一)提高高速主軸的穩定性,減小其震動,使數控機床精度更高
在數控機床工作過程中震動不可避免,但是震動對于其自身的精度來說是有很大影響的,尤其是其內部主要構件運行時震動對精度的影響,高速主軸就是一個非常重要的方面,因為高速主軸是機床運作的主要構件,通常能夠通過提高高速主軸穩定性和平衡性來減小其運行過程中產生的震動,進而減少機床運行的震動。高速主軸的組成部分為軸殼、軸承、轉軸、定子和轉子。軸殼的設計要求有很高的精密度,它的尺寸和大小直接影響著其他幾部分的工作,而且在主軸高速旋轉的過程中會產生一定量的位移,所以軸殼的仿真平衡測試要做到精益求精的地步,通常對高速主軸的改進體現在其設計前期仿真技術的應用,運用模型來模仿真實的過程,以達到對模仿對象現實工作狀態和性質的認識,在模仿過程中能夠對模型的參數和性能進行修改,使模型的性能達到最好,工作效果達到最佳狀態,仿真過程中,理想的模型設計和修正完畢后,再進行真實的構件生產。通常這個仿真過程是在ADAMS仿真軟件(機械系統仿真軟件)基礎之上完成的,在計算機中建立一個相當高固有頻率的柔性桿。然后再添加仿真的環境和條件,在ADAMS中進行真實模擬,通過這個過程對高速主軸的不斷調整和改進,能夠有效提高其工作穩定性和精確度,震動最小,提高數控機床的精確度。
(二)加強數控機床精確度檢測,定期檢修
關鍵詞:數控機床 實踐教學 理念創新 策略分析
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)05(a)-0138-01
縱觀現代制造技術的發展,集成科技對于數控技術的推動作用不容忽視。無論是微電子技術還是自控監測技術都對數控機床的發展產生了積極而深遠的影響,這對國內機械制造業的整體水平提升意義重大。機械制造作為國民經濟的支撐產業,與當前國防建設領域休戚相關,數控技術人才的培養更是從實用性角度提升了人才的市場競爭優勢。由此可見,關于數控機床的實踐教學開設是極為重要且有必要的。學生在數控技術方面實際操作水平的提高依賴于實踐課程的開展,同時實踐教學過程也能夠讓學生更好地接觸到數控機床的實訓內容,為今后的崗位工作打下扎實的實踐基礎。實踐教學同時也需要理論教學作為支撐,這一點也應當引起實踐教學人員的足夠重視。
1 我國數控機床實踐教學的主要內容與實施現狀
實踐教學內容在我國數控教育領域的滲透無疑是對機械控制技術的有效補充,這對今后數控技術的發展影響深遠。伴隨當前數控機床實踐教學課程的深入開展,必將為我國數控技術領域儲備和輸送更多的專業型技術人才,進而推動國內機械制造水平的不斷提升。人才進步與科技創新密切相關,實踐技能的提升必定能夠推動數控產業朝著更加高速發展的方向邁進。實踐教學至關重要,然而當前我國數控機床在實踐教學過程中涌現出的一系列問題也是不容忽視的。
1.1 數控機床實踐教學的主要內容
關于數控機床的實踐教學主要是培養學生基本的調適與應用能力,能夠在基礎操作中理解必要的數控機床管理與維護知識,并且在此基礎之上利用各種調適技術來實現對模擬編程信息的有效分析。一般實踐教學課程由數控機床操作和仿真實驗兩部分組成,其中以實驗課作為實踐教學的核心內容。具體教學內容方面,實踐課程大致涵蓋了三個方面的主要內容:(1)數控機床的基本操作原理與組成結構;(2)數控機床的具體操作步驟;(3)數控機床的編程與實踐操作環節。
1.2 實踐教學中存在的問題分析
數控機床實踐教學過程中存在的問題主要表現為四大方面:其一,實踐教學硬件設施不夠到位。數控機床實訓基地的建設需要大量的資金和技術投入,無論是其中的教學設備還是基礎設施建設都與成本密切相關。然而出于經濟目的考慮不少學校在實訓建設領域僅僅依靠一些陳舊的數控設備,自然影響到實踐教學質量的提高。其二,實際操作過程失誤頻頻發生。學生對于實踐教學充滿好奇心,因此在操作過程中并沒有認真聽取教師建議,導致設備事故頻發。其三,安全問題令人揪心。不少學生在實踐教學過程中擅自將身體置于防護欄之外,嚴重忽視了實踐教學中最為重要的安全問題。其四,不夠規范的實踐操作和設備應用。數控機床的操作及編程問題需要嚴格遵守必要的程式化規定,這也是當前實踐教學過程中所缺少的。
2 優化數控機床實踐教學效果的策略探討
從當前數控機床實踐教學過程中存在的諸多問題我們不難分析,提升實踐教學課程的實施效果不僅需要從實訓基地的建設角度出發,更需要在實驗課中積極培養學生的編程操作能力以及數控機床相關的保養維護能力,以此來提升實踐課程的教學效率與實施效果。隨著現代機械制造業的發展傳統手工制造業正逐漸被完全取代,以機電一體化為主要特征的數控技術發展備受關注,這不僅由于它集結了計算機技術、程序編纂技術以及數控網絡技術等多方面內容,同時這些技術本身也象征著社會的進步和科技的發展。針對當前數控機床實踐教學中存在的種種弊端,筆者認為可從以下幾方面加以改善:
第一,注重數控機床實訓基地的建設,加大資金投入,定期對實訓設備進行必要保養與維護。實踐教學的環境建設尤為重要,這不僅是數控機床實踐教學效果的重要保證,同時也是培養學生實踐創新意識的關鍵路徑。
第二,重視理論知識與實踐技能的共同提升,力求最大程度降低實踐教學過程中意外事故的發生概率。數控機床實踐教學其目的旨在讓學生直接接觸到現代機械制造業的發展水平,能夠通過實踐操作過程來提升自身對于數控領域的了解,進而積累必要的數控實訓知識。
第三,重視數控機床實踐教學過程中的安全意識引導。實踐教學應從基本的實驗室規章制度出發,引導學生積極遵守必要的設備操作規范,堅持做到緊跟教學思維,不做與實踐教學無關的事情。此外,堅決不可將身體部位置于機床范圍之內,檢查自我防護眼鏡佩戴情況,重視自我人身安全的保護。
第四,從理念創新角度提升實踐教學的效果。數控機床的實踐教學不應僅僅被約束在學校教學范圍之內,而應讓學生在深入企業實際了解的同時提升自我實踐認知,甚至讓學生在實際崗位操作中加深對實訓內容的理解。值得注意的是,嚴格遵守必要的實踐操作規定是體現實踐教學宗旨的根本前提。
3 結語
在當前生產現代化手段的輔助下,數控技術的發展基本實現了生產過程的自動化,然后目前國內關于數控機床專職管理和控制的人才數量卻遠遠難以滿足市場的實際發展需求,具備實踐創新能力的數控技術人才成為了打開當前市場就業缺口的有效途徑。數控機床實踐教學從學生現有的理論知識出發,注重對學生實際動手能力和合作探究能力的培養,這不僅夯實了學生既有的數控知識結構,從就業發展角度來看也與今后的數控方向人才發展需求相吻合。實踐教學課程以實驗課為主,側重學生操作技能與編程能力的發展,然而由于設備資金消耗過高,因此各級院校在實踐教學成本投入方面還有待加強。此外,還應重視實踐知識的分層灌輸,考慮到學生的實際接受能力,能夠切實讓學生感受到實踐教學的樂趣,達到最佳的實踐教學效果。最后,數控機床實踐教學基地建設也至關重要,它是實踐課程教學質量的重要保障。
參考文獻
[1] 樓錫銀.XKA5032A型數控銑床的編程方法[J].機電一體化,2002(1).
【關鍵詞】數控技術;教學;實驗;方法;考核
一、結合課程教學內容,明確實驗教學目標
數控技術課程內容通常以數控機床為中心進行展開。數控機床作為典型的機電一體化產品,總體包含機械系統、電氣控制系統兩大部分,即分別為被控對象和控制系統兩部分。按照控制理論的基本思想,數控機床控制系統又可以分為輸入系統、控制系統、驅動系統、執行系統和檢測系統等五大部分。數控技術課程內容按照程序編制、插補算法與CNC系統、驅動放大電路、伺服電機、檢測裝置等部分進行設置即采用了這一分類方法。從數控技術課程內容的規劃中可以明確,數控技術實驗教學目標應該包含對數控機床控制思想的總體認識、對數控機床操作的實踐技能培養和對數控技術原理的基本認識,從而通過實踐教學實現對課堂理論教學內容的深化理解。
二、根據實驗條件,確定實驗教學內容及教學方法
目前的數控技術實驗教學中大多只注重數控編程部分的實踐,而數控技術作為一門專業方向課程,可以供學生選擇的方向除了數控加工技術外還應包含數字控制技術。因此,實驗內容的選擇不應只局限于編程,還應注重于機床的數字控制原理,該部分內容幾乎涉及到除數控編程外的所有數控技術課堂教學內容。
數控實驗室現有數控車床、數控銑床、立式加工中心、數控線切割、數控電火花、宇龍仿真軟件及機電一體化實驗臺等設備,每個學校的設備雖然不同,但都屬于典型的機電一體化產品,具有相同的控制思想。因此,在數控編程課堂教學內容開始前,進行的數控機床基本操作實驗中,首先通過各個機床的加工演示和講解,讓學生對機床的結構組成、工作原理、控制思想、操作方法進行初步認識,加深對數控機床原理的理解。然后,以數控機床的基本操作為重點,通過對機床操作面板的使用,讓學生熟悉機床的基本操作方法。最后,通過簡單實例,從零件圖、程序組成結構、程序輸入、調用、材料裝夾、對刀、模擬、加工,介紹數控編程加工的總體實現過程。在數控編程課程結束后進行的數控機床編程加工實驗中,由教師給定題目或學生自擬的方式,根據零件圖紙,學生通過仿真軟件編制程序,最后經教師審核后在機床上加工。
在課堂教學后期進行的數控機床控制原理實驗中,首先通過機電一體化實驗臺,演示對數控機床工作臺的控制,介紹機床控制系統中的PLC、繼電器、接觸器、環形分配器、驅動器等關鍵部件,然后,通過結合機床操作面板、控制程序讓學生觀察電氣控制柜和數控系統軟件界面中的PLC輸入輸出信號的變化,讓學生理解數控機床中信息的傳遞與驅動、反饋控制原理。
三、做好實驗準備,提高實驗效率
數控機床是一種高技術含量、高精度、高性能的設備,設備造價比較高,受客觀因素的影響,實驗設備少,學生人數多,要使學生在短時間的實驗教學課時限制下盡可能多的理解和掌握數控機床編程及其技術原理的眾多知識,實驗前的準備工作極為重要。開學后,實驗教師應與理論課教師充分溝通,協調一致,制定好理論教學與實驗教學的教學計劃;實驗課程開始前,實驗教師應充分了解學生的理論課程進展情況,從而根據學生實際情況,制定實驗教學方案,并事先準備好刀具、材料、程序,并試運行,防止因疏忽造成實驗過程中的時間浪費。數控技術涉及理論廣泛,學生的疑問也較多,因此,實驗教師要不斷提高自身理論知識,充分理解實驗中涉及到的理論原理,明確實驗過程,從而使整個實驗過程系統化,并能及時準確、簡潔明了的解答學生的提問,從而提高實驗效率。
四、注重知識應用,提升綜合素質
單一的數控機床編程操作實驗,簡單的通過加工演示、簡單實例,很難達到對學生綜合實踐能力的鍛煉,因此,應有針對性地開發綜合類的實驗項目。如:利用加工中心,設置刀具長度補償和半徑補償,采用多種刀具完成零件的鉆孔、平面輪廓銑削加工、圓及圓弧等的加工;利用數控車床多刀加工,完成回轉零件的內外圓柱面、端面、切槽、螺紋的加工;通過對操作面板的操作,觀察數控系統PLC狀態圖的變化,結合電氣控制柜中的繼電器、接觸器的動作,繪制機床的電氣控制原理圖;通過機電一體化實驗臺,編制PLC梯形圖,實現對機床工作臺的運動控制;采用自動編程軟件,完成零件的自動編程。與此同時,鼓勵學生在掌握基礎知識的情況下,根據實驗室條件,結合自身興趣和方向、科研經驗,自主設計實驗內容,或在教師指導下參與共同設計新的實驗,從而充分調動學生的積極性和主動性。
五、完善實驗考核方式
數控技術課程作為一門專業方向課,相比于大多數課程,實踐應用能力更為重要,因此,應加大實驗內容所占比重。考核形式采用基本理論、軟件仿真、基本操作、綜合實踐四個方面進行考核。其中基本理論涉及機床結構、控制原理、程序代碼等;軟件仿真涉及材料、刀具、工藝及程序等;基本操作包括圖紙、編程、對刀、加工等實踐操作;綜合實踐由教師擬定綜合實例,由學生選題或自主選擇工程科研實際問題,擬定加工工藝完成操作加工。
六、結語
實踐是創新的源泉,學生通過動手實踐,加深對理論的理解,從而更好的實現知識的應用,進而實現對知識的綜合和創新思維的產生。數控技術課程實驗是學生通過實踐理解和深化認識數控技術理論的關鍵,同時也是對知識綜合應用能力培養的關鍵。數控技術實驗課程的特點,要求教師要在教學過程中不斷總結和完善,豐富教學手段和教學方法,優化教學內容,提升自身理論與實踐能力,從而確保教學效果。
參考文獻:
[1]孫曉燕. 數控技術應用專業教學方法改革初探[J]. 吉林省教育學院學報(上旬),2014,02:100-101.
[2]葛云立. 關于數控技術應用專業一體化教學改革的思考[J]. 職業,2014,03:46.
[3]賈穎. 關于提高數控技術教學質量的幾點建議[J]. 職業教育(中旬刊),2013,06:66-68.
關鍵詞:數控加工;工藝設計;編程
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.031
1 數控機床概述
1.1 數控機床工作原理
在利用數控機床進行工件加工時,首先利用編程軟件將工件的輪廓尺寸以及加工步驟、順序用編程語言描述出來,然后通過程序輸入界面將程序語言輸入到數控裝置,數控裝置將程序語言轉換成數控機床能夠識別的加工信息,然后按照加工信息驅動各坐標軸運動,并且在控制中進行實時反饋,使得數控機床的刀具能夠嚴格按照預定程序運動,準確地加工出工件的外部輪廓形狀。在數控機床工作中,刀具按照控制程序運動,其相對于各坐標軸的運動單位是通過脈沖當量計算的。當刀具走刀路線為圓弧或者曲線時,數控裝置是通過識別加工起點與加工終點的位置,然后在兩點之間進行數據點密化處理,將圓弧或者曲線用一段段小直線代替。在加工過程中判斷走刀點位于加工曲面內側還是外側,進而調整數控機床刀具的運動方向,從而保證被加工工件表面輪廓尺寸的精度。由于數控機床刀具走刀不可能完全沿著曲線表面運行,通過“數據點的密化”對加工段進行插補,在保證工件精度要求的前提下,盡可能實現走刀路線與曲面外形的擬合。
1.2 數控機床的特點
現代數控機床集高效率、高精度、高柔性于一身,具有許多普通機床無法實現的特殊功能,它具有如下特點。
通用性強。在數控機床上加工工件時,一般不需要復雜的工藝裝備,生產準備簡單。當工件改變時,只需更換控制介質或手工輸入加工程序。因此解決了機械加工單件、小批生產的柔性自動化問題,可顯著縮短生產周期,提高勞動生產率。
加工精度高、質量穩定。數控機床上綜合應用了保證加工精度、提高質量穩定性的各種技術措施。因此控制精度高;機床零部件及整體結構的剛度高,抗振性能好;自動化加工,很少需要人工干預,消除了操作者的人為誤差和技術水平高低的影響;在自動換刀數控機床上可以實現一次裝夾、多面和多工序加工,可以減小安裝誤差等。
生產效率高。數控機床結構剛性良好,可進行強力切削,有效地節省機動時間,還具有自動變速、自動換刀、自動交換工件和其他輔助操作自動化等功能,使輔助時間縮短,而且無需工序間的檢測和測量。生產效率比一般普通機床高得多。
自動化程度高。除裝卸零件、安裝穿孔帶或操作鍵盤、觀察機床運行之外,其他的機床動作直至加工完畢,都是自動連續完成。可大大減輕操作者的勞動強度和緊張程度,改善勞動條件,減少操作人員的人數。
經濟效益好。數控機床的加工精度穩定,減少了廢品率,使生產成本進一步下降。
2 數控數控加工工藝設計
2.1 劃分數控加工工序
在數控機床設備條件允許的情況下盡可能選擇集中工序加工,這樣不僅可以有效降低工件的裝夾次數,提高加工效率。但是考慮到工序過于集中會增加設備的負擔,同時加工工序過長,加工出錯率也會增加,因此需要根據實際情況酌情確定加工工序的集中與分散程度。同時將粗、精工件加工分開,對較易產生變形的工件粗加工后進行修正以及殘余應力的消除,以保證精加工質量。
2.2 合理安排工序的先后順序
①先安排加工精度低的工件,在安排加工精度高的工件;②考慮加工中工件會發生形變,應該將加工后形變大的工件安排在后面的工序;③要求各工序加工之間能夠互不干涉,即要求上道工序不能夠影響下道工序的加工以及夾具的安裝定位;④盡可能較少加工工序的數量、夾具的裝夾次數以及刀具的更換,盡可能采用一次工序、一次工裝、一把刀具完成最多的加工流程,從而有效提升數控機床的加工效率,降低無用加工工序;⑤對于有特殊要求的工件要進行單獨工序安排,如經過滲氮處理、熱處理的工件;⑥加工順序的安排應根據零件的結構和毛坯狀況,以及定位安裝與夾緊的重要性來考慮,重點在于工件的剛性不被破壞,以保證整體零件的加工精度。
3 數控加工的工序設計
對于數控加工工序設計來說,其主要任務是進一步細化各道工序的加工內容、刀具的運動軌跡、工件的裝夾與固定方式以及工件的切削量等內容,進而為編制加工程序做好準備。
3.1 確定走刀路線和安排工步順序
數控機床的走刀路線是工件加工過程中,刀具按照預定的編程程序運動的空間軌跡。走刀路線不僅反映了工步的內容,也反映出工步順序,因此走刀路線對于數控加工工藝設計來說具有重要的意義。為了保證設計的走刀路線與實際走刀路線的契合度,在確定走刀路線時應該作出工序簡圖,將走刀的進刀及退刀方向、距離進行清晰的標注。在確定刀具的走刀路線時應該考慮以下幾點:①在保證工件能夠加工完成的基礎上,盡可能選擇最短的走刀路線,以降低刀具的走刀時間,從而在最短時間內加工出最多的工件;②在選擇走刀路線時,盡可能選擇對于工件形變影響較小的路線,從而有效降低加工中工件的形變程度;③在刀具起刀、抬刀時應該避免在工件輪廓表面上直接進行,應該避開工件的輪廓面,從而有效降低刀具對工件表面造成的劃傷;
3.2 夾具的確定
在進行工件夾具確定時應該堅持以下原則:①力求夾具設計、工藝與編程計算的基準統一,提高工藝方案的執行效率;②盡可能做到一次裝夾進行相關工序的加工,盡可能保證最少的裝夾完成工件輪廓表面的加工。盡可能將相同工裝的盡量減少裝夾次數,盡可能一次裝夾加工出全部待加工表面,對于相同工裝的夾具應該安排在一起進行;③保證夾具的坐標方向與機床坐標方向相對固定,能協調零件與機床坐標系的尺寸,避免加工過程中因夾具坐標方向與機床坐標方向變化而造成的尺寸誤差;④夾具要開敞,不能夠與刀具的運動軌跡相干涉;⑤當零件加工批量小時,盡量采用組合夾具、可調式夾具及其它通用夾具,盡量避免采用專用夾具;⑥當工件需要進行中批或大批生產需要時,才考慮采用專用夾具,為了降低夾具成本,應該盡可能采用結構簡單的夾具。⑦當工件批量較大,有條件時,應采用氣動、液壓夾具及多工位等高效夾具,以提升機床的加工效率。
3.3 刀具的選擇
①刀具的類型應與加工的表面相適應,數控機床、刀具、輔具(刀柄、刀套、夾頭)要配套;②刀具的幾何參數應力求合理,要有較高而且較為一致的刀具耐用度,以及足夠的剛性。刀具規格、專用刀具代號和該刀具所要加工的內
容應列表記錄下來,供編程時使用.
3.4 確定對刀點與換刀點
對刀點就是刀具相對工件運動的起點,常常把對刀點稱為程序原點,其選擇原則如下:①找正容易;②編程方便;③對刀誤差小;④加工時檢查方便、可靠。為防止換刀時碰傷零件或夾具,換刀點常常設置在被加工零件的外面,并要有一定的安全量。
3.5 確定切削用量
切削用量的合理選擇對提高生產效率和加工質量有直接影響,應根據數控機床使用說明書和切削用量選擇原則,結合實際加工經驗來確定。最好能作出切削用量表,以方便編程。
4 數控加工工藝編程的內容和步驟
4.1 設計出正確的加工方案
工藝編程人員要認真分析待加工工件圖紙,綜合考慮待加工工件的輪廓尺寸、精度要求、材料性質、原材料的熱處理要求等工藝要求,從而確定出最佳的工藝加工方案。同時在加工方案確定過程中,要結合數控機床的加工精度、尺寸范圍、刀具硬度、夾具工裝等要求,以保障加工方案能夠實現。
4.2 工藝處理
在進行工藝處理時,要準確找出刀具的對刀點、起刀點,并且根據工件的加工路線和待加工工件的進刀量,以保障數控機床能夠快速高效完成加工任務。在綜合考慮現有工藝技術要求的基礎上,進行工藝編程。
4.3 數學處理
主要任務是根據圖紙數據求出編程所需的數據,一般多采用專門的編程軟件進行數據編程,或者是將二維或者三維數據通過軟件轉化為加工程序。
4.4 編寫程序清單
數控機床編程人員要結合數控機床的編程形式,不同的數控機床其編程指令編寫以及程序格式不相同,如德國西門子系統的數控機床與日本三菱機床其編程方式就不相同。編程人員根據被加工工件的加工要求進行編程語言的編寫,并且在程序語言編寫完成后認真檢查程序指令、格式是否存在錯誤,及時檢查出錯誤并進行修改,避免因為編程問題對于數控機床加工造成的不利影響。
5 結語
數控機床自動化程度高,但其適應能力較差,在數控編程完成并且輸入較難進行調整,因此其沒有通用機床的靈活度與自由度高。因此為了保證數控機床的正常工作,就需要從工件加工的每一個環節入手,真正將工藝方案做精做細,從而使得數控機床能夠按照預定的程序工作,進而提升工件的加工質量與效率。
參考文獻:
[1]孫福勛,孫守田.CAM數控加工工藝淺析[J].山東煤炭科技,2009(01):20-21.
近年來,隨著計算機技術的發展,數字控制技術(既數控技術)已經廣泛應用于工業控制的各個領域,尤其是機械制造業中,普通機械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數控機械所代替,范文之調查報告:數控專業社會調查報告。 目前國外機械設備的數控化率已達到85%以上,而我國的機械設備的數控化率不足20%,隨著我國機制行業新技術的應用,我國世界制造業加工中心地位形成, 數控機床的使用、維修、維護人員在全國各工業城市都非常緊缺,再加上數控技術人員從業面非常廣,可在現代制造業的模具、鐘表業、五金行業、中小制造業、從事相應公司企業的電腦繪圖、數控編程設計、加工中心操作、模具設計與制造、電火花及線切割工作,所以目前現有的數控技術人才無法滿足制造業的需求,而且人才市場上的這類人才儲備并不大,企業要在人才市場上尋覓合適的人才顯得比較困難,以至于導致模具設計、CAD/CAM工程師、數控編程、數控加工等已成為我國各人才市場招聘頻率最高的職位之一。數控專業就業前景看好!二、數控專業調查內容:
(一)數控技術人才的需求分析
裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度,當今世界各國制造業廣泛采用數控等現代制造技術,以提高制造能力和水平,提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。改革、開放的中國正逐漸成為世界制造業中心,重慶市在十中也明確規劃:將把重慶市建成國際制造業基地,走新型工業化道路,這些新形勢對技術技能型、知識技能型、復合技能型等新型的數控類人才在數量與質量上提出了新的要求。同時,勞動力市場也呈現出數控類人才的大量短缺現象。
(二)數控人才的知識結構
現在處于生產一線的各種數控人才主要有二個來源:一是大學、高職和中職的機電一體化或數控技術應用等專業的畢業生,他們都很年輕,具有不同程度的英語、計算機應用、機械和電氣基礎理論知識和一定的動手能力,容易接受新工作崗位的挑戰。他們最大的缺陷就是學校難以提供的工藝經驗,同時,由于學校教育的專業課程分工過窄,仍然難以滿足某些企業對加工和維修一體化的復合型人才的要求。
另一個來源就是從企業現有員工中挑選人員參加不同層次的數控技術中、短期培訓,以適應企業對數控人才的急需。這些人員一般具有企業所需的工藝背景、比較豐富的實踐經驗,但是他們大部分是傳統的機類或電類專業的各級畢業生,知識面較窄,特別是對計算機應用技術和計算機數控系統不太了解。
對于數控人才,有以下三個需求層次,所需掌握的知識結構也各不同:
1.藍領層
數控操作技工:精通機械加工和數控加工工藝知識,熟練掌握數控機床的操作和手工編程,了解自動編程和數控機床的簡單維護維修。適合中職學校組織培養。此類人員市場需求量大,適合作為車間的數控機床操作技工。但由于其知識較單一,其工資待遇不會大高。
2.灰領層
(1)數控編程員:掌握數控加工工藝知識和數控機床的操作,掌握復雜模具的設計和制造專業知識,熟練掌握三維CAD/CAM軟件,如uc、ProE等;熟練掌握數控手工和自動編程技術;適合高職、本科學校組織培養。適合作為工廠設計處和工藝處的數控編程員。此類人員需求量大,尤其在模具行業非常受歡迎;待遇也較高。
(2)數控機床維護、維修人員:掌握數控機床的機械結構和機電聯調,掌握數控機床的操作與編程,熟悉各種數控系統的特點、軟硬件結構、PLC和參數 設置。精通數控機床的機械和電氣的調試和維修。適合高職學校組織培養。適合作為工廠設備處工程技術人員。此類人員需求量相對少一些,但培養此類人員非常不易,知識結構要求很廣,適應與數控相關的工作能力強,需要大量實際經驗的積累,目前非常缺乏,其待遇也較高。
3.金領層
[關鍵詞]數控機床編程 理論教學 仿真教學 實踐教學 教學改革
[作者簡介]孫芹(1979- ),女,山東威海人,山東英才學院機械學院,講師,碩士,研究方向為機械制造及其自動化、數控技術。(山東 濟南 250104)
[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2013)18-0127-01
數控機床編程課程是機械制造類專業的主干專業課程,是學生畢業后從事數控加工崗位必須掌握的專業知識。按照傳統的教學模式進行授課,很多學生覺得枯燥無味而且很難掌握。為使學生更好地學習現代數控技術,以適應社會對機械制造類專業人才的需求,數控機床編程課程教學方式的改革勢在必行。
一、傳統教學方法存在的弊端
傳統的數控機床編程教學模式一般是先進行理論的講解,沿用“以教師為中心”的注入式教學模式,學生“被動”學習數控機床的各種編程指令、編程方法;然后集中進行實踐性環節教學。
傳統教學方法使學生在理論知識學習時,由于沒有感性認識,理解較困難,學習進度緩慢,而在集中實訓時,又忘記了上課學習的指令和編程方法,實訓老師還需要花時間再次講解已經學過的理論知識,這樣不僅占用了實訓學時,造成學生實際機床操作練習時間減少,事倍功半,同時,也很難達到預期的教學效果。
因此,我們進行了改革與探索,一是改善實踐教學條件;二是對傳統教學模式進行改革。
二、教學模式的改革
(一)理論教學
1.采用任務驅動法項目化教學。改革傳統教學模式,采用教學做一體化教學模式,以“任務”的形式帶著學生真實地進入到學習情境,如在講解數控車床編程時,按照外圓柱面零件加工、錐面零件加工、帶螺紋零件加工、綜合軸類零件加工等不同項目進行授課。授課過程中,注重工作過程的完整,并有針對性地進行講解,大大提高了學生的學習興趣,學生在“學中做、做中學”中完成“任務”,教學效果有了明顯的提高。
2.自編教材。目前可以選擇教材多數都是按照章節順序編寫,沒有體現企業真實產品的生產過程,從而無法滿足任務驅動法項目化教學方法的需求。不同學校對于數控人才培養目標的定位有所側重,并且具體的教學條件、實訓設施也不盡相同。因此,我們對數控機床編程課程的教材進行了重新編寫,以數控機床加工過程的不同項目將內容進行了重新組合,編寫出符合任務驅動法項目化教學方法需要的“數控機床編程”教材。
3.采用現代化教學手段。數控機床編程課程的實踐性較強,可在教學過程中加入結合生產實際的例子,通過多媒體把生產加工過程展示給學生,培養學生解決實際問題的能力。
同時,我們通過視頻,向同學們展示先進數控機床和它們的加工過程,安排學生觀看多軸聯動數控機床、高速切削數控機床、多功能復合機床和各種新型機床,擴大學生的視野。
為了彌補理論教學學時的不足,充分發揮網絡視頻教學的作用,將上課課件、教案、自制視頻、課后自測題答案、試題庫、互動郵箱、數控網站集錦等放在學校網站上,學生可以充分利用網絡資源,根據個人的興趣和需求自主學習,達到因材施教。
(二)仿真教學
所謂仿真教學是指采用仿真軟件在計算機上進行數控加工零件編程與模擬運行加工的教學方法。數控機床編程仿真軟件的主要作用分兩種,第一種是數控加工仿真軟件,主要實現手工編程程序的運行;第二種是對學生要求更高的CAM軟件,主要是用來加工形狀復雜的零件,手工編程難以實現,通過CAM軟件首先進行建模,然后生成數控加工程序,可以在數控加工仿真軟件或機床上實現零件的加工。
1.仿真軟件在理論教學中的作用。老師在理論教學的過程中,一般只能講一種主要的編程方法,學生們若是有其他的編程思路,編完程序也不知道對不對,但是如果有仿真軟件,就可以把自己編寫的程序在軟件上進行模擬加工。若是能加工出想要的零件,那程序肯定沒有問題,若是不能運行,或程序能夠運行,但所加工出的零件不是圖紙要求的零件,同學們可以自己分析錯誤的原因,學會自主思考,學生之間可以相互討論,實在無法解決的問題,再詢問老師。這樣,課堂教學真的是學生為主導,不再是老師講,學生被動地去聽,被動地去接受各種指令,學生的學習積極性大大提高。
2.對實踐教學的幫助。學生都是首次接觸數控機床編程課程,如果編完程序直接在機床上加工零件,肯定會有一種恐懼心理,機床操作沒遇到問題還好,一旦遇到問題,很多學生就不愿意主動去練習,輕則影響該課程的學習,重則影響將來的就業。
因此,在學生首次接觸編程課時,通過仿真教學,使學生掌握對機床的操作界面、對刀、調用程序、運行程序等操作,這樣可以大大節省上實訓課時老師的講授時間,無形中增加了實踐教學的課時。而且仿真軟件操作沒有危險性,不存在實際機床上撞刀等危險操作,因此同學們可以“大膽隨意”地操作仿真機床,把課堂上所學的知識盡情充分地發揮,課堂氣氛活躍,學生學習熱情高漲,教學效果良好。
(三)實踐教學
機械制造類專業的學生最終要走上工作崗位,從事真實的生產加工工作,因此要讓學生真正掌握數控加工技術,不能僅通過仿真軟件進行模擬加工,必須進行真實的機床操作,進行零件的切削加工,否則很難勝任數控機床加工崗位(群)工作,而且會把模擬仿真當中的一些毛病帶入工作當中去。因此,必須進行實際機床實訓鍛煉,提高學生的機床操作能力,使其在實踐中總結經驗,把理論知識和實際操作有機地結合起來。
為了提高學生的崗位適應能力,工作后能盡快融入企業環境中,部分實訓內容來自企業的真實項目,同學們上課要完成的實訓內容,就是工作以后可能要完成的零件,因此,通過實踐課的鍛煉,大部分同學能掌握從圖紙到合格零件加工的全過程內容,教學效果明顯。
理論教學、仿真教學和實踐教學三個方面不是獨立的,而是理論、仿真、實訓并行并重。每周學生既有理論課,也有仿真和實訓課,理論課的內容可以通過仿真課進一步理解,而通過實訓課又知道如何在真實的機床上實現零件的加工,仿真和實訓課都是以學生主導,整個過程都是學生自己完成,在仿真和實訓課遇到的問題,又會在理論課上找到答案,這樣學生在聽課時,會帶著問題聽課。
三、編程課程與職業資格證書、各種大賽相結合
目前,我國機床的數控率仍然較低,數控機床操作工緊缺。因此,為了提高學生的就業競爭力,除上述理論、仿真、實訓教學外,該課程后續還有5周的集中實訓。該集中實訓環節仍然是強化數控機床操作,集中實訓的主要內容:數控機床手工編程與加工;NX6.0三維軟件自動編程;數控機床自動編程與加工。但最終學生必須考取數控機床(車床或銑床)職業資格證書。
三維軟件操作熟練的同學,鼓勵參加3D大賽,學生的建模水平將得到進一步的提高。集中實訓過程中成績優異的學生,可以再進行強化訓練,參加山東省數控技術大賽,參加大賽的學生進入工作崗位后,簡單培訓后就可以勝任工作,很受企業歡迎,很快成為企業的骨干力量。
四、結束語
數控機床編程課程的教學是適應未來先進制造業發展的教育實踐,課程改革后注重理論、仿真、實訓的有機結合,并把職業資格證書的取得作為該課程必須完成的內容,學生的機床操作能力明顯提高,學生的綜合素質和就業競爭力顯著提高,踏入社會后能夠盡快融入社會,適應未來社會發展的需求。
[參考文獻]
[1]王林龍.淺談數控編程課程的改革[J].西南科技大學高教研究,2009(2).
[2]顏國霖.淺談任務驅動教學法在數控編程與操作教學中的應用[J].哈爾濱職業技術學院學報,2010(6).
關鍵詞:數控機床;加工制造;加工程序
中圖分類號:TP202 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 09-0000-01
Technology Analysis of the Machines
Producing Process
Lv Zeng1,Chang Rui2
(1.Shenyang Machine Tool Group Sheetmetal and Wielding Branch,Shenyang110142,China;2.Shenyang Machine Tool Set Equipment Co.ltd,Shenyang110142,China)
Abstract:The paper pus emphasis on the cause the producing logic of machine tool and explains some high tech and producing programmes and its development.
Keywords:CNC Machine tool;Producing;Programmes
數控機床是數字控制機床的簡稱,是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,并將其譯碼,從而使機床動作并加工零件。數控機床的控制單元,數控機床的操作和監控全部在這個數控單元中完成,它是數控機床的大腦。與普通機床相比,數控機床有如下特點:加工精度高,具有穩定的加工質量;可進行多坐標的聯動,能加工形狀復雜的零件;加工零件改變時,一般只需要更改數控程序,可節省生產準備時間;機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量,生產率高(一般為普通機床的3~5倍);機床自動化程度高,可以減輕勞動強度;對操作人員的素質要求較高,對維修人員的技術要求更高。
一、數控車床加工過程
(一)編制加工程序。編制數控機床的程序過程主要包括分析零件圖樣、制定加工工藝、數值計算、編制加工程序及程序較驗等。分析零件圖樣并制定加工工藝。根據圖樣對零件的幾何形狀尺寸、技術要求進行分析,明確加工的內容及要求,決定加工方案確定加工順序,設計夾具,選擇刀具,確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。正確選擇對刀點、切入方式,盡量減少諸如換刀、轉位等輔助時間。數值計算。編程前,根據零件的幾何特征,先建立一個工件坐標系,根據零件圖樣的要求,制定加工路線,計算出刀具運動時的各節點坐標。如直線和圓弧組成的零件,要計算出各幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標值。編制加工程序。加工路線和工藝參數確定以后,根據數控系統規定的程序段格式,編寫零件加工程序。程序輸入及校驗。將編制好的加工程序輸入到數控車床中后,要通過數控車床的作圖功能對加工程序進行校正。
(二)零件的加工。熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝,特別適合為比較復雜的階梯軸類制坯,它不僅精度較高、后序加工余量小而且生產效率高。正火工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為最終熱處理做組織準備,以有效地減少熱處理變形。一般的正火由于受人員、設備和環境的影響比較大,使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制,造成硬度散差大,金相組織不均勻,直接影響機加工和最終熱處理;使得熱變形大而無規律,零件質量無法控制。為此,采用等溫正火工藝。實踐證明,采用這種等溫正火有效地改變了一般正火的弊端,產品質量穩定可靠。車加工是為了滿足高精度齒輪加工的定位要求,齒坯的加工全部采用數控車床,使用機械夾固不重磨車刀,實現了在一次裝夾下孔徑、端面及外徑加工同步完成,既保證了內孔與端面的垂直度要求,又保證了大批量齒坯生產的尺寸離散小。從而提高了齒坯精度,確保了后序齒輪的加工質量。另外,數控車床加工的高效率還大大減少了設備數量,經濟性好。
二、數控車床編程方法
數控車床編程根據問題復雜程度的不同,數控加工程序可以分為手工編程和自動編程。手工編程是指從零件圖樣的分析、工藝處理、數值計算、編制程序和程序檢驗等都是由人工來完成,它要求編程人員不僅要熟悉數控機床的性能、數控指令及編程規則,而且要具備數控車床加工工藝和一定的計算能力。目前,在數控車床加工中手工編程是一種普遍的編程方法,它廣泛用于零件輪廓不太復雜、工作量不是很大的場合。自動編程解決了手工編程難以解決的復雜零件的編程問題,減輕了編程人員的勞動強度又提高了效率和準確性,在數控加工中應用日益廣泛。自動編程輔助軟件如Mastercam、UG、Pro/E、CAXA等,這些軟件對零件造型后,設置各項參數,通過軟件后置處理生成數控加工程序,傳輸到數控車床后就可加工零件了。
三、數控加工技術的發展
數控機床非常適合那些形狀復雜、精密和批量小的零件加工,而一般的普通機床根本無法滿足這個要求,就連仿形機床和組合機床也解決不了高精度與小批量這個矛盾。零件加工面臨的一個主要問題是產品的高精度、多樣性和批量小的矛盾。這就要求從機床到數控都需要柔性,數控系統采用軟件控制,具有了很大的柔性。數控機床突出的優點是可以進行高精度加工和多樣化加工。由于數控機床是按照預定的程序自動加工,加工過程不需要人工干預,加工精度還可以通過軟件進行校正及補償,因此可以提高零件的加工精度,穩定產品的質量。
另外,采用數控機床可以提高生產率,一般可以提高生產效率2-3倍,對于某些復雜零件的加工精度,生產率可提高1O倍,甚至更高。一些數控機床,具有多工序、自動換刀裝置,因此可以實現一機多用,不但提高了生產效率,也能節省廠房面積。數控機床的指標中最重要的是可靠性,一般用平均無故障時間(MTBF,單位為小時)和故障率(單位為次/月•臺)來描述。數控機床的無故障時間一般為500h,這就要求數控系統的無故障時間大于它。現在國內數控系統的無故障時間可以達到5000~10000h,甚至更高,國外為10000h以上。日益增多的復雜形狀零件和高精、高效的加工對數控編程技術提出了越來越高的要求。CAM技術的發展在數控加工中得到了廣泛的應用,對于制造業,尤其是對于模具加工業來說,就是要在保證模具加工精度的前提下,充分利用數控機床的性能,提高加工效率,縮短加工時間,保證產品及時上市。在現代社會生產領域中,計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助分析(CAE)、計算機輔助質量管理(CAQ)以及將它們有機集成起來的計算機集成制造系統(ClMS)已經成為企業科技進步和實現現代化的標志。
參考文獻: