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关键词: 数控仿真系统;数控机床编程与操作;理论及实践;教学效果

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)05-0270-02

引言

目前在机械制造行业中越来越多的应用到了数控加工,自然对此类人才的需求也就与日俱增了。但因为数控设备的价格很昂贵,很难做到每个学生都有足够的操作数控机床的时间,并且如果学生操作失误,很容易造成数控设备的损坏,既占用了设备加工时间,又增大了风险。因此,如何增加学生的实践操作机会,提高学生的实践动手能力,培养出更多的相关专业人才,就成为摆在广大职业院校的一道难题。各高职院校必须重视这一问题,探索出一套适合自己现状的教学方法和教学模式。数控仿真系统的应用可以有效的解决学生缺乏实践操作机会的问题,因为该系统可以通过进行数控加工全过程的演示,比如数控加工程序的编制、虚拟仿真数控机床的操作、工件加工和测量等,让学生了解和掌握到数控机床的各项程序指令和基本操作方法,为今后的实际操作打下良好的基础。

分析数控仿真系统在数控机床编程与操作实训教学中的应用可以发现,它作为前期的辅助教学手段已经成为了一种最安全有效的教学方法和教学途径。

1 数控仿真系统在数控机床编程与操作实训教学中的应用

1.1 利用数控仿真系统,可以提高教学效率、节约成本。数控设备价格昂贵,数量有限。数控仿真系统通过计算机大量配置终端,彻底解决了数控机床数量不足的难题。同时数控仿真系统不存在安全问题,若操作失误,系统会及时报警,并不会出现安全事故。不仅巩固了学生的操作能力,让学生有更多的实践学习机会,也在很大程度上节约了教学成本。

1.2 利用数控仿真系统,可以减少教师的工作量,提高教学质量。传统教学中,数控程序批阅的工作量非常大而且繁琐。应用数控仿真系统后,学生程序出现小的失误时系统会及时报警并帮助学生改正编程过程中的错误。而自带的考试功能则能够自动记录学生操作过程的失误并自动评分。这样一来极大地减少了教师工作量、提高了教学质量。

以下是数控仿真系统应用中的注意事项:

1. 由于真实的数控机床和数控仿真软件中的各类机床只能做到基本相同,而其中一部分指令、一部分操作方法还是存在一些不同,因此在进行数控加工仿真软件教学时,应注意合理安排数控加工仿真软件学习的阶段。

2. 在进行数控机床实际操作之前,应先利用数控仿真系统,增强学生的动手操作能力 。

3. 在使用数控仿真软件进行教学时,应注意保证输入的程序是正确无误,这就培养了学生严谨的工作作风。数控程序没有60分、90分,只有0分和100分。

4. 随着社会对技能人才的大量需求,职业院校还应担负起社会劳动力的培训任务,利用数控仿真系统和网络搭建的平台,进行远程教育将成为一种新的教育教学模式。它打破了地域和时间的限制,扩大培训人员的数量,缩短了培训的周期。

数控仿真系统在数控车床编程与操作实训教学中的应用及其不足

2.1 数控仿真系统的应用

尽管数控仿真系统与实际机床存在一定差距,无法完全替代实际机床,但它在数控车床编程与操作实训教学中具有一定的优势。首先,数控仿真系统可以减少资金投入,充分利用有限资源,提高学生的学习兴趣和积极性。其次,数控仿真系统可以帮助学生熟悉数控程序编写技巧和加工工艺安排,为实际操作打下基础。最后,数控仿真系统可以在一定程度上减轻老师的工作量,提高教学质量。

2.2 数控仿真系统的不足

然而,数控仿真系统在实训教学中也存在一些不足之处。首先,数控仿真系统只能检查程序的对错,无法检查程序的好坏和加工质量。教师应在课堂上重点讲解这些问题,学生应结合所掌握的加工方法进行加工工艺安排,然后在数控仿真系统上进行模拟练习。其次,数控仿真系统不能检查切削速度、进给量、吃刀量等对加工质量的影响,也无法体现实际加工中的刀具磨损。因此,在使用数控仿真系统时,学生可能会放松对产品质量和生产安全的认识。最后,数控仿真系统的使用可能使学生过度依赖模拟练习,忽视实际操作的重要性。

综上所述,数控仿真系统在数控车床编程与操作实训教学中具有一定的优势,但也存在一些不足。为了充分发挥其优点并弥补不足,教育工作者应在教学过程中合理利用数控仿真系统,并结合实际机床实习内容,提高学生的动手操作能力。

参考文献:

[1] 吴长有. 数控仿真应用软件实训 [M]. 北京:机械工业出版社, 2008.

通过实施任务驱动教学,以任务技能训练为主线,强化专业理论的指导作用,突出学生实际操作能力的培训,强化学生的社会能力、方法能力和专业能力的提高。经过一学期的理实一体化教学,从实践效果来看,激发了学生的学习兴趣、充分调动了学生的学习积极性,培养学生的核心能力,特别是独立工作能力、创新能力,从而提高他们解决实际问题的综合能力。下面以教材中项目三“螺杆轴零件加工”的教学为例,尝试构建任务驱动教学模式。

1 传统教学模式

螺杆轴零件加工,传统教学中要求学生掌握:读图、数控加工工艺分析、零件编程等相关理论知识,通过实训课加工零件。这就需要学生学习机械制图、数控编程技术、数控加工工艺、普通车工技术等课程理论。而这些理论课程分别开设在不同学期,数控车工实训又安排在第三~第四学期,中间间隔时间过长,理论课与实训课由不同教师承担,相互间交流较少,实训老师必须对新旧知识重新讲解分析、梳理。从课堂的评价来看,仍以笔试成绩或操作考核成绩为主要形式,很难正确判断学生的职业能力、专业能力、创新能力。

2 任务驱动教学模式

2.1 教学设计思路

通过每个专业模块下任务驱动教学模式,将基础课程、数控理论与实训课相互融合,把教学内容巧妙地设计隐含在单个的任务中,实行理实一体化教学。让学生以分组完成任务的方式领会学习的核心内容,在学生完成任务的同时培养学生的创新意识和创新能力以及自主学习的习惯。

2.2 创设情景

根据班级实训人数进行小组学习分组。分组的情况,会直接影响学生的学习效果。一般分组根据为:学习成绩、性格特点、学习能力、性别等,采用互补搭配。分组数目结合车间设备的情况,每组确定一名组长,全面负责小组的学习任务,小组采用协作学习的方式,在组长的支持下进行分工,各司其职。本例,将学生分成9个工作小组,每组3位学生,并对小组成员进行分工,确定质量管理记录员、操作员、展示员,这样有利于培养学生间团队协作精神,又有助于顺利完成任务。

2.3 确定任务

本任务要完成的零件加工要求见图1。

(1)能够根据数控加工工艺文件选择、安装和调整数控车床常用刀具,能够刃磨常用车削刀具;

(2)熟练操作数控车床、并能加工出中等复杂程度的零件,达到数控车中级工水平;

(3)培养学生安全与质量意识,加强职业素养、创新意识,增强团队合作精神。

(4)分析螺杆轴零件图,试编写其数控车加工程序并进行加工。

.4 自主学习,制定实施计划(1)根据任务要求学习本任务中所涉及的理论知识。

(2)制定任务实施计划。通过学生小组讨论、教师指导的方式,分析螺杆轴加工过程的操作步骤,并根据任务的内容和教学时间,每个学习小组从以下几个环节:分析零件图样、填写数控加工工艺卡片、零件加工、零件检测、评价展示、填写实验报告制定合理的任务计划。

2.5 任务实施。各个学习小组团队按制定好的计划,确定具体的实施步骤,并按计划严格实施。在任务实施过程中,教师加强巡回辅导,解决学生活动中的疑问。

(1)零件图样分析。从主要工作面尺寸精度、表面粗糙度进行分析。

(2)零件加工工艺分析。包括:确定装夹方案、确定加工顺序及走刀路线、刀具选择、切削用量的选择。

(3)填写相关工艺卡片。将前面分析的各项内容填入到数控加工工艺卡片中;

(4)编制加工程序。根据螺纹轴图样的要求,编制数控加工程序单;

(5)零件加工。请在教师指导下在数控车床上进行加工。

2.6 检测与评价

对任务的检测与评价是教学中活动中的一个重要环节,本例借鉴德国双元制评价方式,采用多元性整体结果的评价。由传统的教师主体评价向教师、学生、企业和社会等多元主体的共同评价转变。特点是让学生在参与评价的过程中充分发挥评价主体的作用,大大激发学生的主体意识,激励学生学习热情,提高学生学习的内驱力和自觉性,促进学生学习能力的养成。在教学中实施的评价主体有学生自评、互评、教师评价、学生间相互评价等主体评价的形式。充分考核学生在学习过程中表现出来的收集处理信息的能力、获取新知识的能力、知识积累能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力以及团结协作和社会活动的能力。本任务检查方法采用学生自评、互评、教师评相结合进行,详见表整体评价表1。

2.7 教师总结评价

同时教师要对学生完成案例的过程和结果进行归纳、总结和评价,对知识点进行总结和查漏补缺,对部分难点要进行示范,注重学习方法和学习过程的评价,实行鼓励性评价,同时注意鼓励学生的创新思维,激励学生的成就感。结合评价给出学生案例完成成绩,作为该任务总评成绩的一部分。

表1 整体评价表

3 任务驱动教学法运用效果分析

3.1 教师层面的能力提升

通过任务驱动教学法的运用,教师在教学过程中可以更好地引导学生探索问题、解决问题的方法,提高自身的教学能力和专业素养。同时,教师可以根据学生的实际需求调整教学内容和方法,使教学更加贴近实际,提高学生的学习兴趣和积极性。此外,教师还可以通过对学生的评价和反馈,及时了解学生的学习情况,为进一步的教学改进提供依据。

经过一段时间的实践,任务驱动教学法在数控机床手动编程和自动编程课程中的实施效果显著。教师在任务驱动教学法的理念指导下,对传统的以知识传授为目标的教学模式、教学方法、评价方式进行了改革与实践。在这一过程中,能讲能做的“双师”型教师脱颖而出,教师对所教知识的教学目标和知识结构的认知能力得到了加深。

首先,在学生层面,任务驱动教学法有助于提升学生的能力。通过创设符合学生特点的教学任务,教师能够将数控教学理论知识形象化,不断地创设问题情境,激发学生潜在的求知欲,使之自觉地去思考。同时,任务驱动教学法强调将技能实践融入课堂教学,变被动学习为主动参与。这种教学方法有助于提高学生的综合问题解决能力、方法能力和社会能力的发展,符合中职教育的规律。

其次,在实践环节,任务驱动教学法有助于提高学生的学习效果。研究表明,教师在合理有序安排学生实习任务的基础上,能够培养学生的节约意识,使学生在掌握一定理论知识后得到快速验证。这不仅提高了课堂学习的有效性,还使学生技能鉴定一次通过率达到了95%以上。此外,任务驱动教学法还能帮助学生避免资源的重复浪费,有效提高数控设备的利用率,培养学生爱护设备的良好职业道德。

然而,任务驱动教学法对教师的教学能力、专业知识、技能水平、教学场所等方面提出了较高的要求。对于实践性不强的课程,采用任务驱动教学法的效果可能会较差。因此,在今后的教学实践中,我们需要进一步研究如何更好地运用任务驱动教学法来提高课程的教学质量。

参考文献:

[1]刘红.任务驱动教学法[J].才智,2010(32).

[2]牛利平.任务驱动教学法初探[J].安徽教育学院学报,2003(06).

[3]周杏芳.职业技术教育中“模块式”教学法的探索与实践[J].襄樊职业技术学院学报,2003(02).

在市场经济环境下,社会各个方面都飞速发展,多样化的生活环境使得产品更新换代加速。数控机床在企业生产中显得更为重要,提高其工作效率成为企业努力的方向之一。为了实现这一目标,企业需要具备优质的硬件设备,如刀具、夹具和机床精准度等;同时,软件建设也同样重要。随着科技的不断进步,企业的软件建设必须跟上形势发展,制定并执行科学合理的编程方法。本文将对数控机床的两种编程方法进行分析,指出它们具有科学可实用性的特点,并在数控企业发挥了巨大的推动作用。

1. 数控机床编程简介

数控机床编程是通过编制一系列指令来完成数控机床的规定任务的过程。这需要专门的编程者来完成,以满足零件图样与工艺要求为原则。编程完成后,还需要进行程序检验合格后才算完成整个过程,编程方法可分为手工和自动编程。

2. 手工编程方法研究

(1)加工方法的确定、加工计划的制定

要确定适合某零件的加工方法及在哪类或哪台机床上进行加工,以及确定加工路线图、刀具类型及数量、装夹具选择及装卡位方法、换刀时机和冷却液等问题。此外,还需确定切削参数,如切削宽度、深度和主轴转速等。这些工作的完成需要对零件图样及工艺要求进行具体的分析。

(2)坐标数据的计算

编程时所需的坐标数据需要根据零件图样几何尺寸计算出来,或者计算刀具运行轨迹数据。

(3)加工程序单的编写

编程者需要根据确定的加工方法和获得的数据,运用自身的丰富工艺知识,编写出合理、实用的加工程序。

(4)控制介质的制作及输入程序信息

在加工程序完成后,编程者将程序信息输入计算机数控系统程序的存储器中;也可以通过介质将信息导入计算机数控系统程序的存储器中。

(5)程序运行检查

在编号程序后,需要先进行检查才能用于生产加工;或者可以进行零件试加工检查。如果结果不理想,就需要进行调整或修改。这个过程往往需要反复实验才能达到满意结果。

以下是重构后的内容:

一、手工编程方法

手工编程是一种普遍应用于许多机械制造行业的编程方法。在这些行业中,需要加工大量简单的直线和圆弧形状的零件,数据计算和程序检查相对简单,因此广泛采用手工编程。此外,手工编程使用的设备简单易操作,操作者可以是具有不同文化程度的人。

二、自动编程方法

自动编程是计算机在编程过程中,除了手工编程的部分外,其余部分全部由计算机自动完成的。与手工编程相比,自动编程有效避免了错误问题,提高了程序的工作效率,解决了手工编程无法解决的复杂零件编程困难。自动编程根据特定的编程语言,自动计算出零件所需的数据,自动绘制出零件图形和刀具运动轨迹,并自动进行检查修改,自身制定出正确的加工程序。在这一系列过程中,自动编程的速度要比手工编程快几十倍甚至更多,大大节省了加工时间和提高了准确率。

三、数控自动编程类型及常用的几个指令编程技巧

1. 数控自动编程类型

使用最为广泛的自动编程方式是图形数控自动编程;用数控语言代表加工零件的几何尺寸、工艺要求的切削参数等,输入计算机后进行处理得出的数控加工程序是语言数控自动编程;采用语音识别器将编程者发出的加工声音指令转变成加工程序,是语音数控自动编程。

2. 常用的几个指令编程技巧

(1)刀具补偿参数D、H的功能相似,通常可以互换,但是为了防止错误出现,一般定H为刀具长度的补偿地址,D为刀具半径补偿地址。H的补偿号为1~20号,D是从21开始。

(2)M02和M30。二者功能也相似,不同在于执行到M02时,程序光标停在程序末尾,执行到M30时,光标返回程序头位置,不管是否还有其他程序段。

四、安全操作加工注意事项

为了避免在加工过程中机床发生碰撞,应注意以下几点:

(1)充分利用计算机仿真系统。

(2)注意机床自带模拟显示功能。

(3)检查好机床的空运行功能,确保走刀轨迹正确。

(4)利用好锁定功能,数控机床进入输入程序后,锁定z轴,通过判断z轴坐标值来判断机床是否会发生碰撞。

(5)确保刀具长度补偿及坐标系设置准确。机床启动时坐标系和编程时保持一致,否则铣刀和工件可能会相碰。

数控机床的编程方法对数控机床的现代化发展起着决定性的作用,目前的数控机床编程方法还不尽完善,为了提高数控机床的工作效率,必须合理使用数控机床的编程方法,并且要在现有的基础上进行创新与发展,使我国数控机床未来的发展有所保障,让现代化信息技术融入到数控机床的编程方法中去,提高数控机床的工作效率,为国家的经济建设贡献一份力量,为人类造福。

参考文献:

- 篇4

- 关键词:数控加工技术应用

- 中图分类号:TG659

- 文献标识码:A

- 文章编号:1007-9416(2012)06-0243-01

数控加工技术分为机床加工技术和编程技术两钟:其中数控机床加工是数控加工技术的基础部分有着相当重要的作用,而对于零件加工进行编程则是数控加工的重要环节,对于零件编程的好坏也同样直接影响到了产品的质量好坏。

数控加工程序是用数字代码来描述被加工零件的零件尺寸、工艺参数和工艺过程,将数字代码编制的程序输入数控机床的NC系统以控制机床的运动与辅助动作,最终完成对零件的加工过程。

数控编程方法包括:对零件图样分析、对零件的数学处理、工艺处理进而编写程序单、输入数控程序及进行程序检验。要想做好数控编程首先要根据所加工的零件的特点进行详尽的进行工艺分析;其次要合理的选择经济节能的加工方案,确定零件的加工路线、顺序以及装夹方式、刀具及切削参数等关键数据;充分利用数控机床所具备的各项指令功能,发挥其机床效能;并正确选择对刀、换刀点,尽量减少换刀次数。

CAD/CAM集成系统数控编程,是以待加工零件的CAD模型为基础的集加工工艺规划及数控编程为一体的自动编程方法。归纳起来分为五步:零件图样及加工工艺分析、几何造型、刀位轨迹的计算及生成、后置处理和程序输出。

数控加工程序的编制方式包括手工编程和自动编程两种。手工编程是指整体数控编程的过程都是由人工来操作完成的。例如,对阶梯轴的车削加工的编程,由于其不需要冗长的坐标计算,因此由相关的技术人员根据工序图纸标注的数据,直接编写数控加工程序。但是对于轮廓形状复杂的零件,尤其是空间复杂曲面零件,如手机外壳、各种塑料模具、汽车外壳及零部件等,数值计算则非常复杂,任务量大,也因此容易出现计算错误,且一旦出现错误之后校对工作就变得相当困难。因此,对于这种操作必须使用自动编程,使用CAD/CAM系统进行自动编程。编程人员首先利用计算机辅助设计CAD或自动编程软件的零件造型功能,构造出零件的几何形状,再对零件图样进行分析,确定好加工方案。之后还需要利用软件的计算机CAM功能,完成工艺方案的制定,自动计算并生成刀位轨迹文件——零件的加工程序。

3、数控机床的特点及相关应用

数控机床不仅制作零件的精准度高,而且制作效率也是相当惊人的。它同时能适应部分零件的小批量生产,对于品种相对较为复杂的零件也游刃有余。正是因此数控机床技术在机械加工领域中迅速推广开来并得到了广泛的应用。总结而言,数控机床的优点主要有以下几点:

(1)精准度高、质量较稳定。数控机床是以数字形式形成相关指令来对零件进行加工的,因此一般情况下工作过程中不需人为进行干涉,这也在一定程度上减少了误差。除此之外,数控机床的机床结构以及其传动系统稳定性相对较高。在工作工程中运用补偿技术能使加工精度始终保持在高水平上。提高了产品的合格率和稳定加工质量。

(2)适应力强。数控机床适应力是指其生产对象发生变化时自身进行合理调整、跟进变化的能力。在数控机床对零件进行加工时如果操作人员重新编制新的加工程序并输入新程序后就能马上实现对新零件的加工;并且整个过程不用对机械硬件部分做任何改动,数控机床能够顺利完成整个加工过程。

(3)生产效率高。数控机床的零件加工一般为机动时间和辅助时间两个部分时间之和。而数控机床主轴转速和进给量变化范围比普通机床大,因此数控机床在进行任意工序时都能选择最有利的切削用量 .

随着数控加工在机械制造业中的广泛应用,数控操作者的大量培训便成为迫切的问题。在传统的操作培训中,数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行,这既占用了设备加工时间,又具有风险,培训中的误操作经常会导致昂贵设备的损坏。

随着计算技术的发展,尤其是虚拟现实技术和理念的发展,产生了可以模拟实际设备加工环境及其工作状态的计算机仿真培训系统。它用计算机仿真培训系统进行培训,不仅可迅速提高操作者的素质,而且安全可靠、费用低。

与科学幻想相似,想象力和技术的相互结合造就了虚拟现实。培根在13世纪写的没有马的轿车和配备动力的机械的科幻故事就是这类结合的早期见证,凡尔纳在19世纪写了火箭和潜水艇的预言性科幻小说,特别是一些科幻作家们已做出的各种利用虚拟现实的基本概念的设想正在逐步变成了具体化。上世纪内所建树的几个技术性里程碑使得虚拟现实成为可能,电话、无线电、电视、半导体三极管和集成电路(微处理器芯片)和液晶显示器。尤其是计算机技术的飞速发展。一些早期的仿真尝试(例如第一台飞行模拟器、立体电影、电视游戏等)都已成为当今虚拟现实仿真的先驱。当然虚拟现实技术的发展历程与电子学以及计算机产业的蓬勃发展是分不开的。

参考文献:

[^1] [^2]

目前,国内已经有少数高等院校将计算机仿真初步运用于数控操作人才培训的教学之中,也产生了各种仿真教学系统。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培训是经济有效的;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。简单来讲就是利用计算机和其他的专用硬件软件去产生一种真实场景的仿真,参与者可以通过与仿真场景的交互来体验一种接近于真实的场景的感觉。因此能进一步培训操作者的实际工作技能。

数控仿真系统的核心是虚拟数控机床,而虚拟数控机床又是虚拟制造技术中的一个执行单元。它不仅在数控加工过程中为产品设计提供了可制造性的分析,而且在数控系统的学习和培训中,为各类学校和企业技术人员提供了完善的学习和培训。该类系统完全模拟零件的切削过程,能检验数控指令正确与否,提供一套功能齐全的调试、编辑、修改和跟踪执行等功能。

一、虚拟数控系统功能

虚拟数控机床实际上是虚拟环境中数控机床的模型。与真实机床相比,虚拟数控机床应具有以下功能:

1. 与真实机床完全相同结构和界面风格;

2. 强大的网络功能;

3. 完善的图形和标准数据接口。

二、平台购建

虚拟数控机床一般是通过以下构建平台来实现其各项功能:

1. Nc解释平台:包括NC解释器和NC验证器;

2. NC验证器:能够验证NC代码的语法正确性;

3. 刀具库:应包括一台数控机床所需刀具,并能自由配置刀具号。

一、虚拟数控机床概述

虚拟数控机床是一种基于计算机图形学、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)和计算机网络技术的综合应用系统。它通过仿真平台、计算平台、设计开发平台、操作运行平台和监控平台等模块,实现对真实机床的模拟和控制。虚拟数控机床的核心技术包括刀具轨迹仿真、切削力仿真、加工精度仿真、三维动画仿真、加工工时统计分析等。

二、虚拟数控机床的功能

1. 仿真平台:包括刀具轨迹仿真、切削力仿真、加工精度仿真、三维动画仿真和加工工时统计分析等。操作者可以在虚拟环境中进行机床运动和切削过程的仿真,获取相关加工数据,验证NC代码的正确性,评价和优化加工过程,并在线修改NC代码以优化程序。

2. 计算平台:用于完成虚拟数控机床中的各种计算,如根据NC代码计算加工零件新的几何形状,根据刀具材料、运行时间、零件材料性质和介质性质计算刀具补偿量和热补偿量等。这些计算结果是评估虚拟制造过程中的加工方案和可制造性分析所必需的。

3. 设计开发平台:提供面向对象的数控软件库及其开发环境,通过对数控软件的标准化、规范化研究和其它CAD/CAM软件的数据交换,实现对典型零件的封装,设计成具有稳定、通用接口的可重用的软件。

4. 操作运行平台和监控平台:在虚拟环境中完全实现真实机床的操作,让使用者感受到真实机床的运行特性。同时,监控硬件和软件可以用于控制简易机床,增加虚拟数控机床的真实感。此外,还可以进行典型零件的实验性试切加工,让使用者有一种身临其境的感觉。尤其在数控教学和培训过程中,初学数控编程者需要大量编程练习和实际调试,利用仿真技术可以轻松解决这些问题,避免编程时人为出错或工艺不合理造成工件报废。

三、总结

针对目前我单位数控教学课程和参加数控实习学生人数的增多,以及数控设备较为精密、昂贵的特点,将数控加工仿真软件引入教学之中,用于数控机床操作与编程培训。这样既可以避免因误操作造成价格昂贵的数控机床损坏,又可以使操作人员在对仿真数控机床操作过程中产生临场感和真实感。同时能够让同学们更快地熟悉和了解数控加工的工作过程,掌握每种数控机床的基本操作。最大的好处是在实现了同样效果的情况下将加工出错及事故发生率降低到了最小程度。目前学校的硬件设施基本具备,包括微机房、局域网和各类数控机床等。在校园网接通之后,这种教学方式很有可能成为现实,相信这种教学方式必将成为一种必要的教学手段。

在机械制造业中,单件中小批量生产的零件约占机械加工总量的百分之八十以上。尤其是造船、航天、航空、机床、重型机械及国防部门,其生产特点是加工批量小,改型频繁,零件形状复杂和精度要求高。对于这些零件产品,需要经常改装或调整设备。采用数控加工手段,可以解决机械加工制造业中常规加工技术难以解决,甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂型面的零件加工问题。

数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果,具有高柔性、高精度与高度自动化的特点。因此,应用数控技术是机械加工业的一次技术革命,使机械制造业的发展进入了一个新的阶段,提高了机械制造业的制造水平,为社会提供高质量、多品种及高可靠性的机械产品。

目前,我国数控技术工程人员缺口达80多万人。一些企业开出月薪8000元都找不到高级数控机床技术人员。具有全面数控知识的技工年薪更是高达20余万元。因此,数控技术人才就业前景良好。

数控技术专业就业前景很好。教育部、劳动保障部、国防科工委、信息产业部、交通部、卫生部等六部委决定实施“职业院校制造业技能型紧缺人才培养培训工程”,力争实现五年培养30万以上制造业技能型紧缺人才的目标,以缓解我国劳动力市场技能型人才的紧缺状况。

数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础;是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的技术手段;数控技术是国防现代化的重要战略物质;是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。

您好,数控加工仿真系统在教学中的应用主要有以下几个方面:

1. 选用数控加工仿真系统的软件,采纳激发引导型教学方法。在数控仿真教学中,激发学生技能操作的积极性变被动为主动。首先抓住新生第一次实训,结合学科特点,介绍数控编程知识的实用价值,有意识地让学生了解数控编程与今后工作的密切关系,了解所学专业知识主要和数控编程及操作有着紧密的联系。

2. 采用数控加工仿真系统进行教学实验。通过实验可以让学生更好地掌握数控编程知识和操作技能。

3. 利用数控加工仿真系统进行课程设计。在课程设计中,可以根据不同的要求和任务,选择不同的仿真软件进行模拟实验。

数控加工仿真系统的软件形式多种多样,包括数控机床自带的仿真系统。然而,这类数控机床的仿真系统在教学过程中存在局限性,不适合教师进行教学和学生进行训练。此外,还有一些先构图后自动编程的仿真软件,也不适应手工编程教学的要求。国内还有其他几种数控加工仿真软件,但都存在一些不尽如人意的地方。而上海宇龙公司的数控加工仿真系统的教学软件则是一种有价值的教学辅助工具,可以实现对数控铣床、数控加工中心和数控车床加工零件全过程的仿真。

该软件包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用、零件基准测量和设置以及数控程序输入、编辑和调试等功能,具有多系统、多机床、多零件的加工仿真模拟功能。

二、数控加工仿真系统的应用方法:

1.灵活运用教学方法,将学生从被动学习转变为主动学习。传统的教学方式已难以引起学生的关注,因此采用先进的教学方法和手段提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业的教师应具备高水平的教学能力和技能,具备较强的数控职业能力,如数控编程能力、工艺处理能力、实际操作能力和自动编程能力等。教师应熟练运用行动导向的教学方法,在教学中真正体现以学生为主体的原则,突出展示学生动手动脑的活动,将学生从被动学习转变为主动学习。在教学过程中,教师扮演引导者的角色,对学生在活动中遇到的困难或无法解决的问题进行引导和讲解。教学中的知识点应尽量集中、深入浅出,便于学生掌握编程方法和技巧。

2.恰当地利用数控加工仿真系统,充分发挥其在教学中的作用。数控加工仿真系统主要用于数控编程与操作这一理论课程的教学,同时也可以作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应高度重视数控加工仿真系统在教学中的应用方法,正确处理数控加工仿真系统在教学中的位置。既不能完全依赖数控加工仿真系统放弃教师在教学中的引导作用,也不能在教学中忽视数控加工仿真系统的应用,而应科学地、充分地发挥其在教学中的作用。

在数控编程与操作的教学中,教师应重点解决编程方法问题,并进一步强调在编程过程中的工艺问题处理。学生上机练习时可利用数控加工仿真系统解决程序校验以及不同系统不同机床的操作问题。每次上机前,教师应利用数控加工仿真系统的示教模式或教学投影仪进行操作演示,并在学生上机过程中进行巡回指导。学生通过在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作,既能更快更好地掌握数控专业技能,又能培养自学能力和解决实际问题的能力。

您好!根据提供的内容,我可以为您提供以下重构建议:

1. 科学安排教学内容,循序渐近掌握数控编程与操作技巧。教学过程中教学内容的安排分为三种不同的情况。其一为基础班,可以讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、数控加工中心的编程方法、操作及应用,这一模块是教学重点,必须使学生熟练掌握,灵活应用;其二为高级班,可以讲解与训练SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作,以帮助学生进一步加强不同在数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力;三为技师班,可以讲解国产数控系统中的华中数控系统和广州数控系统中的数控车床的编程与操作方法,扩大学生的知识面,提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。这三个模块的教学可根据学生不同层次进行安排,经过这种训练后上岗,学生所看到的数控操作面板都已熟悉,能够信心十足地面对所操作的数控机床,较快适应所从事的工作。

2. 三、数控仿真软件在数控实习教学中的作用。(一)利用数控仿真软件可以弥补设备的不足。由于大部分的实训活动可以在仿真系统中实现,使用仿真软件将大大减少在数控机床设备上的资金投入,同时使学生的实际上机时间大大增加,从而可以加快对学生的培训速度。由于使用仿真软件,也大大减少工件材料和能源的消耗,从而可以降低培训成本。(二)提供了多种机床和多种系统。当前数控机床的种类和系统厂家众多,数控仿真软件提供了基本涵盖当今我国数控加工中常见的数控机床和主流的数控系统,教学时可根据需要选择相应的机床和系统对学生进行授课,提高学生对不同数控系统及不同数控机床的适应能力,使学生在以后的教学中做到理论与生产实际相结合。(三)安全性高,便于学生学习。由于数控加工仿真系统不存在安全问题,不会因为学生的错误操作而损坏机床,更不会造成人身伤害,学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。软件中不仅具有对学生编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能,还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。这些功能使得学生可以进行自我学习、自我检测加工零件几何形状的精度 。

在实习教学中,教师仅靠讲解理论往往难以让学生理解。为了提高教学效果,很多授课内容需要教师进行示范。然而,在机床上对学生进行示范时,很难保证所有学生都能听清、看清,导致教学效果不佳。数控加工仿真软件的互动教学功能使得教师可以以广播的方式在每个学生的屏幕上演示教学内容,使所有学生都能清楚地观看并进行模仿。同时,教师也可以在自己屏幕上实时了解每个学生的操作情况,并对学生进行指导。

此外,数控仿真软件还可以让学生在计算机上完成所编程序的检验,减少实际操作出错的概率。在实际操作时,我们通常利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性。但由于图形模拟只能观看零件的大致轮廓,对于程序中的一些细小错误无法判断出来。因此,在实际操作前,学生可以在数控仿真软件上输入程序,将校验步骤放在计算机上完成,观察零件的加工情况。最后将正确的程序通过键盘或数据传输方式输入到数控机床中,这样既节省时间,又提高了加工过程中的安全性。

在使用数控仿真软件教学时,需要注意以下几点:

1. 合理安排数控加工仿真软件学习阶段。数控仿真教学一般安排在数控操作的初学阶段,这样学生具备一定的加工基础,学习起来较容易。对于水平较高的学生,可以根据工厂里的机床及系统类型安排强化训练。

2. 严格按实际操作要求进行。虽然是在计算机上进行仿真加工,但教师一定要要求学生按照实际操作加工中的要求来做,如正确装夹零件、合理选用刀具及切削用量等。另外,应尽量避免使用计算机的键盘而采用鼠标点击仿真软件上的系统面板,使学生尽快熟悉面板上各键的位置,等到实际操作时就能很快适应。

3. 及时说明软件与机床不符之处。对于软件中和机床的不同之处,教师应及时给学生说明,并根据机床的实际情况对学生详细讲解,以免使学生产生误解,影响到将来在机床上的编程与操作。

4. 分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例。

数控仿真系统是一种计算机仿真技术,可以在计算机上模拟实际的数控机床加工过程,从而提高学生的操作技能和安全意识。目前市场上有很多数控仿真系统的品牌,如西门子、法兰克、三菱、华中、广数、广泰等。这些系统的优缺点各不相同,但是它们都具有以下特点:

- 可以让学生在虚拟环境中学习和实践数控加工技术。

- 能够模拟真实的加工过程,使用户能够在虚拟环境中学习和实践数控加工技术。

- 与实际机床有完全相同的界面特色,为学生的学习和培训提供保证。

- 可以检验指令正确与否,为数控教学提供了一套功能齐全的编辑、调试、修改和跟踪执行的功能。

一、虚拟数控机床的实现与功能

虚拟数控机床这一软件系统可以利用计算机连网进行教学,实现一堂课。一个教师,数名学生,数台数控机床,同步教学的目的。它具有完善的图形和标准数据接口,用户既能在真实的环境中运行虚拟机床,又能观察它的各种运行参数和运行轨迹,并能与其他CAD/CAM软件进行对接,实现数据传输。在虚拟机车运行过程中通过观察运行轨迹来检测其所编程序,及时进行修改,这既不会产生事故又为学生提供了大量练习的机会。

二、重要平台的构建认识

虚拟数控机床是怎样实现这些功能的呢?在通常情况下都是是通过以下平台来实现:

1NC解释平台。NC解释平台包括NC解释器和NC验证器。任务分配数据库从任务调度中接受数控代码并将其翻译为虚拟机床的部件、刀具等运动的信息,并将其通过计算模块来模拟机床的响应。NC解释器能够被自由地配置从而能够模拟任何一种数控机床的CNC控制器。

2NC验正器。能够验证NC代码的语法正确性,从而对模拟操作进行判断。

3刀具库。刀具库应包括一台数控机床所需的刀具(刀台和刀库),并能自由配置刀具库中的刀号,满足模拟加工的换刀要求。

4仿真平台。仿真平台包括切削力轨迹仿真,刀具仿真,加工精度仿真,三维动画仿真,加工工时统计分析等。操作者可以在虚拟的环境中进行机床运行和切削过程的仿真,从中得到加工数据,如进给量,主轴转速,加工时间,换刀情况等。通过加工过程的仿真,了解设计工件的加工性能,为下一步上机床操作提供理论编程依据。

5操作运行和监控平台。在虚拟环境中完全实现了真实机床的操作,让学生感受到真实机床的运行特征。并且可以进行典型零件的模拟加工,让学生有一种身临其尽的感觉。尤其是在数控教学和培训过程中,初学数控编程的学生需要大量的模拟操作练习。如果直接上机床进行切削加工这显然增加了教学难度,但我们利用仿真技术,这些问题就可以轻松得到解决,从而就可以避免编程的时候出现工艺上的错误导致的工件报废和机床损坏。

三、维修技巧的掌握

1数据接口要加防尘罩保持干净,无松动对于接口线不得经常拨拉,如有异常可用专用工具进行修复。

2当发现配电柜里有异常声音需立刻停车。从继电器开始检查,主要是继电器的触头容易损坏,发现便更换即可。

8主轴轴承。在工作一段时间后要调整间隙(0.002______0.005)之间为易。拖板间隙一样调整适度掌握间隙。

您好,数控机床加工质量的影响因素有很多,以下是一些常见的影响因素 :

1. 数控机床应用水平不高

2. 操刀次数及位置不合理

3. 编程技巧不强

一、优化编程质量以提高数控机床工作效率

程序的效率直接影响着机床的工作效率,因此优化编程质量是提高数控机床工作效率的关键方法。首先,要熟悉机床的指令,充分挖掘机床的内部功能,寻找高效的编程和加工方法。其次,大力推广计算机编程,加强计算机切削模拟,提高程序的可靠性,从而减少或取消在数控铣床上调试程序的时间。再次,合理编程,尽量减少机床走空刀的情况。

二、提高数控机床加工技术的方法

1、培养优秀的数控技术人才

尽管数控机床智能化程度提高,但人的作用仍然至关重要。没有技术精湛的编程人员,数控机床的效率就无法得到有效提高;没有好的机床操作者,也无法达到最佳加工方式,产品的废品率会上升,同时也会大大降低数控机床的使用效率和缩短机床的使用寿命。因此,要提高数控加工的效率,就必须培养出优秀的数控技术人员。

2、对数控机床实施科学管理

数控机床与普通机床不同,不能把管理普通机床的方法照搬到数控机床上。一些使用数控机床较早的用户多年的管理实践证明,凡是数控机床较多的单位,以相对集中管理的方式较好,即“专业管理,集中使用”的办法。工艺技术准备由工厂工艺技术部门负责,生产管理由工厂下达任务统一平衡。有条件的可以采用计算机集成管理的生产方式。由计算机把数控机床生产所需的各种作业和加工信息管理起来,实行信息共享,以减少生产准备时间,优化物流路线,可有效地提高生产率。

3、合理选择切削刀具

刀具的选择是保证加工质量和提高加工效率的重要环节。为了提高生产率,国内外数控机床尤其是加工中心正向着高速、高刚性和大功率方向发展。这就要求刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能,且性能要稳定。在选用刀具材料时,凡加工情况允许选硬质合金刀具时,就不应选用高速钢刀具。有条件的应选用性能更好、更耐磨的刀具,如涂层刀具、立方氮化刀具、陶瓷刀片等。这里特别强调一下球头刀具的使用,在进行自由曲加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因此为保加工精度,切削行距一般取得很密,故加工效率很低。平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头具。因此,只要保证不过切,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平头刀。

您好,数控加工仿真软件是一种模拟真实加工环境的工具,可以让学生在计算机上模拟加工过程,从而减少实际操作中的误差和风险。目前国内常用的数控仿真软件有斯沃数控仿真软件、华中世纪星HNC、FANUC、SIEMENS(SINUMERIK)、MITSUBISHI、FAGOR、美国哈斯HAAS、PA、广州数控GSK、北京凯恩帝KND、大连大森DASEN、南京华兴WA、江苏仁和RENHE、南京四开、天津三英和成都广泰GREAT等多种数控系统的编程和加工功能。

这些软件支持的门类及指令较为齐全,具有网络监控功能和实时操作评分功能,学生可通过在PC机上操作该软件,完全模拟了真实设备的操作过程,可快速掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的编程及操作;教师通过多媒体教学网络,可随时获得学生当前操作信息。

. 常用的数控机床有数控车床、数控铣床、数控加工中心,这些在仿真软件中都有相应的选择。然而,这也导致了教学内容的划分可能过于单一,没有充分利用这些工具的优势进行更深入的教学设计。

2. 在教学过程中,任务驱动模式虽然能够激发学生的学习热情,但如果没有合理的任务设计和评估体系,可能会导致学生过于关注完成任务而忽视了对知识的理解和掌握。

3. 情景式教学方式强调情境的选择,但在实际操作中,如何选取合适的情境以及如何处理可能出现的突发情况仍然是教师需要面临的挑战。

4. 此外,尽管数控加工仿真系统具有强大的显示功能和全中文的结构设计,但在实际教学过程中,如何充分利用这些功能提高教学质量仍然是一个值得探讨的问题。

总的来说,虽然数控编程仿真教学具有一定的优势,但在实际应用中还存在一些不足之处。为了更好地利用这些工具进行教学,教师需要不断探索和改进教学方法,以提高教学质量。

数控加工仿真软件在职业技术教育中的应用

尽管数控加工仿真软件在职业技术教育中具有一定的优势,但它并不能完全替代学生在实际数控机床上切削加工的实际感受。以下是一些主要原因:

1. 模拟加工过程:数控加工仿真软件只能实现数控编程与加工过程的模拟,而不能替代学生在实际数控机床上进行切削加工的实际操作。在选择定义毛坯、刀具、夹具、量具时,学生无法充分考虑现场的生产条件。此外,在仿真加工过程中,学生无法直观地感受到编写在程序中的切削参数及工件材料对加工过程和加工质量的影响,也无法进行有效控制。因此,在使用数控加工仿真软件进行编程与操作训练时,学生容易忽视这些因素。

2. 系统与机床多样性:数控加工仿真软件包含的数控系统及机床门类繁多,功能各异。有些数控系统拥有的指令或功能,在仿真软件上不能完全获得支持,可能导致学生对编程理论产生疑虑。此外,软件占用了较大的内存空间,有时候容易产生滞后现象,甚至出现软件故障,因此需要不断保存当前的工作。

尽管如此,在以操作技能为核心的职业技术教育中,数控编程操作的仿真教学仍然具有重要意义。以下是一些主要理由:

1. 提高学生素质和综合职业能力:数控编程操作的仿真教学不仅有利于全面提高学生素质和综合职业能力,还能激发学生独立思考的兴趣和创新意识,对培养学生自主学习精神和勇于实践的能力可收到良好的效果。

2. 应对应用中的问题:只要主动采取应对措施,扬长避短,就能使数控加工仿真软件在培养数控编程技术人才方面发挥其重要的作用。例如,可以针对仿真软件在实际操作中的不足之处进行改进,或者结合其他教学方法,如实地操作、现场实训等,以提高学生的实践能力。

总之,虽然数控加工仿真软件存在一些局限性,但在职业技术教育中仍具有一定的价值。通过合理利用仿真软件,结合其他教学方法,可以有效地提高学生的数控编程技能和综合素质。