数控机床编程与操作范文

导语：如何才能写好一篇数控机床编程与操作，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

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

0 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，是数控机床编程与操作实训教学前期良好的辅助教学手段。

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，学生程序出现小的失误，数控仿真系统会及时报警，帮助学生改正编程过程中的错误。数控仿真系统自带的考试功能能够自动记录学生操作过程的失误，自动评分，极大的减少了教师工作量，提高教学质量。

1.3 利用数控仿真系统，可以提高学生的学习积极性。数控机床编程与操作实训是理论和实践相结合的课程，按照传统的方法在课堂上讲授编程指令，学生很难理解这些指令的内涵以及与实际应用之间的关系，学生会感觉空洞、枯燥、提不起兴趣，而利用数控仿真系统进行多媒体教学，直观地向学生展示编程指令的实际加工应用，学生可以将所学的指令在数控仿真系统上进行模拟加工，发现编程过程中出现的错误，教师针对学生的错误及时进行讲解，让编程指令变得具体、形象，增强了学生的学习积极性。

1.4 利用数控仿真系统，可以增强学生动手操作能力。教师把数控机床操作的课程安排在实训车间来讲授，其一受数控机床数量的限制，学生自己动手操作的时间不足；其二学生操作一旦出现失误，轻则造成刀具或者机床的损坏，重则造成安全事故的发生。因此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。数控仿真系统采用的操作面板和按键功能与实际的数控机床完全相同，学生可以在数控仿真系统上自己动手操作机床来加深理解。即使操作过程中有失误的地方，仿真系统也只是及时出现报警提示，而不会造成安全事故的发生，这样学生就可以放心大胆地进行各种操作练习，从而增强了学生的动手操作能力。经过了大量的数控仿真系统的操作练习，再到数控机床进行实际操作，就会避免安全事故的发生。

1.5 利用数控仿真系统，可以培养学生严谨的工作作风。学生在学习数控编程时，如果不利用数控仿真系统进行验证，很难发现编程过程中出现的小的失误。利用数控仿真系统，即使再小的错误，如数字0输成字母O，坐标值掉了小数点，字母Z输成数字2等等，数控系统都会及时报警，程序无法运行。因此要在数控仿真系统上正确的运行程序，必须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。

1.6 利用数控仿真系统，可以实现网络教学和远程培训。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。

2 数控仿真系统应用中的注意事项

2.1 数控仿真系统只能检查程序的对错，无法检查程序的好坏。数控仿真系统对数控程序编写技巧、加工工艺安排无法检查。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。

2.2 数控仿真系统只能完成加工过程，不能检查加工质量。数控仿真系统在切削速度、进给量、吃刀量等对加工质量的影响无法体现，实际加工中的刀具磨损在数控仿真系统里也不存在。在数控仿真系统里，只要程序是正确的，加工完成后的尺寸就是丝毫不差的。但是在实际操作中，刀具磨损、各种加工参数的设置都会影响最终的加工结果。数控仿真系统的使用，会在一定程度上让学生放松对产品质量和生产安全的认识。因此数控仿真系统只能用于数控机床编程与操作实训教学前期辅助教学，不能完全抛开实际机床的实习内容，后期还要安排适当的实习时间，通过实际操作来纠正以上不足。

综上所述，数控仿真系统尽管毕竟和实际机床还是有很多区别，无法真正替代实际机床，但是数控仿真系统减少了资金投入，充分利用有限资源，提高了学生的学习兴趣，调动了学生的学习积极性，减轻了老师的工作量，对于学生动手操作机床的能力培养，也起到了提高和增强的

作用。

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.

篇2

关键词：数控车床编程；操作；任务驱动；教学实例；探究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.234

0 引言

数控车床编程与操作这门课程对于数控专业学生职业能力的培养和职业素养的形成起着关键作用，它是前期专业技术基础课知识能力的综合应用，也为后续课程顶岗实习打下扎实的基础。

从近几年职业学校招生情况分析来看，学生的整体素质在逐年下降。学生缺乏积极向上的精神，主动性、自觉性较差。面对教学现实状况，用传统的教学方法向学生灌输各种专业理论知识，往往得不到好的教学效果。同时，通过对企业调研，对劳动者知识水平、职业素养、实践能力的要求越来越高，而中职学校的数控教学往往沿袭传统教学模式，理论教学与实习教学分开进行教学，各自为政、互不干涉。加之教学方法死板 、教学手段陈旧，已不能满足企业用工需求。

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。

2.4 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

任务驱动教学法的理念指导下，越来越多的教师尝试在这一新理念下进行改革与实践，传统的以知识传授为目标的教学模式、教学方法、评价方式都发生着变化，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加深。

3.2 学生层面的能力提升

教学任务的创设，根据学生特点设置。教师通过一个个任务保持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，从学生的能力培养上为重点突破。将技能实践融入课堂教学，变被动学习为主动参与。增强学生解决综合问题的能力，强调学生方法能力和社会能力的发展，符合中职教育的规律。

通过实践研究表明，教师能合理有序安排学生实习任务、培养节约意识，使学生在掌握一定理论知识以后可以得到快速的验证，提高了课堂学习有效性，学生技能鉴定一次通过率达到95%以上。促使学生的理解能力得到较大的提高，并且在实习过程中也可以避免资源的重复浪费，有效的提高了数控设备的利用率。培养了学生爱护设备和良好的职业道德。

综上所述，任务驱动教学法在本课程实施以来，教师的专业素质、业务能力和学生的学习效果得到了明显提高。但是，任务驱动教学法对教师的教学能力、专业知识、技能水平、教学场所等要求较高。同时，对于实践性不强的课程采用任务驱动教学法的实施效果较差，这种课程的教学实践需要我们进一步研究。

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）.

篇3

关键词:数控机床 手动编程 自动编程

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0022-01

市场经济环境下,社会各个方面都飞速发展起来,多样化的生活环境下出现了产品的加速更新换代过程。这样数控机床在企业生产中就显得更为重要,如何提高数控机床的工作效率成为企业努力的方向之一。要想提高数控机床的工作效率必须具备优质的硬件设备,如刀具、夹具及机床精准度等;软件建设也同样重要,科技的进步要求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,本文就数控机床的两种编程方法进行了分析,指出了其科学可实用性的特点,在数控企业发挥了巨大的推动作用。

1 数控机床编程简介

数控机床编程是数控机床的程序编制,是通过编制一系列的指令来完成数控机床的规定任务,由专门的编程者来进行编制,以满足零件图样与工艺要求为原则,并且程序检验合格后才算完成整个过程,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。这两项工作的完成需要对零件图样及工艺要求进行具体的分析,确定出一下六个方面的具体方案:①此零件安排在哪类或哪台机床上来进行加工为合适;②加工路线图的确定,就是对刀点、加工起点、走刀路线及程序终点的选择;③刀具类型及数量的确定;④装夹具选择及装卡位方法确定;⑤确定好加工过程中是否要换刀和什么时候来换刀,是否需要冷却液等问题;⑥切削参数的确定(切削宽度及深度、主轴转速等等问题)。

(2)坐标数据的计算。编程时需要的坐标数据要根据零件图样几何尺寸计算出来,或计算刀具运行轨迹数据。

(3)加工程序单的编写。编程者需要编写科学的加工程序,必须根据确定的加工方法及获得的数据,并运用自身丰富的工艺知识,才能编制出合理、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。在编号程序后要先进行检查才能用于生产加工,或可以做零件试加工检查。如何结果不是十分理想,便要进行调整或修改,往往要经过反复的实验才能达到满意结果。

以上的各项工作都是由人工完成的,这种编程方式被称为“手工编程方法”。手工编程是目前一种普遍应用的编程方法,因为在许多机械制造行业里,需要加工大量的由直线或圆弧等形状简单的零件,数据计算也简单,程序检查简单容易,所以普遍采用手工编程这种方式,而且手工编程使用的设备简单易操作,因此操作者可由不同文化程度的人来组成。

3 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,其余全部是计算机自动完成的。自动编程有效避免了手工编程容易出现的错误问题,提高了程序的工作效率,解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程困难。自动编程是计算机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。而且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,大大节省了加工的时间及提高了准确率。

3.1 数控自动编程的类型

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。

3.2 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。

4 安全操作加工

为了在几个过程中机床不发生碰撞要注意几点。

(1)计算机仿真系统的有效利用。

(2)注意机床自带模拟显示功能。

(3)机床的空运行功能检查好走刀轨迹的正确性。

(4)锁定功能利用好,数控机床进入输入程序后,锁定z轴,z轴的坐标值可以判断机床是否会发生碰撞。

(5)刀具长度补偿及坐标系的设置必须准确,机床启动时坐标系和编程时一定保持一致,否则铣刀和工件就有可能会相碰。

5 结语

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

随着我国制造业的飞速发展，数控加工技术这种先进的加工技术在制造业行业中逐渐发展开来并得到了迅速推广。因此，对数控加工技术进行合理改进，加速其发展,使其逐步走向自动化、快捷化、数字化及网络化，是目前我国制造业发展的一大趋势。

1、数控加工、数控编程的工作过程

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。数控加工作的工作流程如下：在对数控零件进行加工时,要以零件加工图样中标注的标准为依据确定对该零件加工的过程、工艺参数数据以及走刀运动数据等,然后根据相关数据编制成数控加工的程序,将其传输给数控系统,在相关控制软件的支持下，经过计算与处理,发出相应的指令信号,使机床按预定的轨迹来进行加工零件。数控加工程序,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。把根据被加工零件的图纸以及技术工艺等信息,按照数控系统中规定指令以及规定的格式编制成加工程序文件的整个过程称之为零件数控加工程序的编制,我们也经常简称其为数控编程。数控编程是数控加工的重要步骤。通过正确的加工程序进行加工，不仅加工的工件合格率高，而且能使数控技术相关功能得到充分的利用，并使数控机床的运用更加合理高效、同时也降低了数控机床应用的危险系数。使操作更安全。数控加工的程序编制过程是相当繁琐、复杂、也是相当精细的。一般来说,数控编程包括: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。

2、数控编程的方法及CAD/CAM系统自动编程

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。比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。但对其轮廓形状复杂的零件,尤其是空间复杂曲面零件,如手机的外壳、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的相当难。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，他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的加工也游刃有余,也正是因此数控机床技术在机械加工的领域当中迅速推广开来并得到了广泛的应用。总结而言,数控机床的加工有点主要有以下几点：

(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当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，稳定加工质量。

(2)适应力强。数控机床的适应力是指其生产对象发生变化时其自身进行合理调整，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，在输入新的程序后就能马上实现对新的零件的加工；并且而整个过程不用对机械的硬件部分做任何改动,数控机床能够顺利的完成整个加工过程。

(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的时间和。而数控机床主轴的转速和进给量的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。

(4)良好的经济效益。在小批量生产的情况下,采用数控机床加工可以节省划线工时,减少机床的调整检验的时间,节约直接产生费用。在大批量生产中，由于数控机床加工的精确度较为稳定,一定程度上减少了产品废品率,降低了生产成本，更使数控设备的经济效益显得尤为突出。同时，利用控机床还能够一机多用,在一定程度上节省了投资者在场地建设当面的投资，减少了建厂面积。

伴随生产技术的应用及加工对象的复杂化、多样化，数控技术向着功能复合化、高速化、高精度化、体系开放化、驱动并联化、控制智能化、新型功能部件、高可靠性、加工过程绿色的方向发展。航空航天、能源、汽车和医疗这四个重点领域四大产业的发展将对先进制造技术的应用和机床工业调整产生重大的影响，我国的数控技术还要求解决到产业结构的调整、关键功能部件的问题、可靠性问题、产业结构重组等等这些问题，缩小与国际水平间的距离。

参考文献

[1]张玉峰.浅谈我国数控机床的现状与发展趋势.贵州航天乌江机电设备有限责任公司,2010.

篇5

【关键词】 虚拟数控机床；数控教学与培训；虚拟现实仿真

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。

目前在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：

虚拟数控机床应具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能而不致因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失.并应与真实机床有完全相同的界面风格，为技术人员的学习和培训提供保证。

虚拟数控机床强大的网络功能，为远程教育提供可能。

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，又能观察它的各种远行参数，并能与其他CAD／CAM软件接口。

二、平台的购建

虚拟数控机床是如何实现这些功能的呢？它一般是通过以下的构建平台来实现。

1.Nc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。

2.NC验证器，能够验证NC代码的语法正确性。

3.刀具库:刀具库应包括一台数控机床所需的刀具，并能自由配置刀具库中的刀具号.从而能模拟任何一种数控机床的换刀形式。

4.仿真平台: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，仿真平台是虚拟数控机床的核心技术。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。

5.计算平台:计算平台用来完成虚拟数控机床中各种计算，如根据NC代码计算加工零件新的几何形状，根据刀具的材料、运行时间、零件的材料性质和介质的性质计算刀具的补偿量和热补偿量。这些计算结果是虚拟数控机床在应用于虚拟制造过程中的加工方案评价以及可制造性分析所必须的。

6.设计开发平台:虚拟数控机床的设计平台是一个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，并对典型的零件进行封装，设计成具有稳定、通用接口的可重用的软件。

7.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，让使用者完全感受到真实机床的运行特性。在这些基础上的监控硬件和软件，用来控制简易机床.增加虚拟数控机床的真实感.并且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尽的感觉。尤其是在数控教学和培训过程中，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。

三、总结

鉴于虚拟数控机床具备的功能，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，及数控设备较为精密、昂贵的特点。把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的损坏，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。而且能够让同学们更快地熟悉和了解数控加工的工作过程，并且掌握每种数控机床的基本操作。更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。

学校目前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。不久的将来在校园网接通之后，这种教学方式确实很有可能成为现实，相信这种教学方式必将成为一种必要的教学手段。

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.

篇6

关键词:数控技术 高精度 高柔性 就业前景

1、引言

随着科学技术的发展,机械产品结构越来越合理,其性能,精度和效率日益提高,更新换代频繁,生产类型由大批量生产向小批量生产转化。因此,机械产品的加工相应地提出了高精度,高柔性与高度自动化的要求。

2、数控技术在机械制造业中的地位

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,加工这类零件产品需要经常改装或调整设备,对于专用化程度高的自动化机床来说,这种改装和调整甚至是不可能实现的。

由于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,因此采用数控加工手段,解决了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。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。因此,数控技术各层次人才就业岗位非常多,人才需求非常广泛。

3、数控各个层次人才紧缺

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,数控技术人才就业前景良好。数控人才市场需求在发达国家中非常紧缺,数控机床已经大量普遍使用.且我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距,机床数控化率还不到2%,对于我国现有的有限数量的数控机床(大部分为进口产品)也未能充分利用.原因是多方面的,数控人才的缺乏无疑是主要原因之一,由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电光一体化综合技术,因此我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。

数控机床摒弃了原来手工生产方式,提高了生产效率与精度,降低了工作强度.在发达国家数控机床已经普遍大量使用,而我国数控技术应用推广同发达国家相比差距很大。目前我国机床的数控化率仅为1.9%,而日本高达30%,美国超过了40%.国家规划在2010年前,使数控化率达10%以上,我国数年内将增加40-50万台数控机床,相应需要60-80万数控专业技术人才。

我国目前不仅仅是数控化比率低,就是现有的数控机床由于缺乏专门人才而未被充分利用,据教育部和劳动部2004年对专业人才的评估,我国数控专业人才的缺口在六十万左右,人才需求每年以30%增长,数控专业是真正的“技能紧缺型”专业,就业前景十分广阔,待遇极其可观。近年来,我国模具企业大量采购数控设备,在有些地区有数控知识的高级技工年薪高达30万元。

4、数控技术人才层次的划分

(1)蓝领层:即数控操作技工,精通机械加工和数控加工工艺知识,熟练掌握数控机床的操作和手工编程,了解自动编程和数控机床的简单维护维修,此类人员市场需求量大,适合作为车间的数控机床操作工人,但由于其知识较单一,其工资待遇不会大高。

(2)灰领层:数控机床维护、维修人员:掌握数控机床的机械结构和机电联调,掌握数控机床的操作与编程,熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置.精通数控机床的机械和电气的调试和维修.此类人员需求量相对少一些,但培养此类人员非常不易,需要大量实际经验的积累,目前非常缺乏,其待遇也较高。

数控编程员:掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作,熟悉复杂模具的设计和制造专业知识,熟练掌握三维CAD/CAM软件,如UG、PRO/E等;熟练掌握数控自动编程、手工编程技术.此类人员需求量大,尤其在模具行业非常受欢迎,待遇也很高。

(3)金领层:属于数控通才,具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识,并在实际工作中积累了大量实际经验,知识面很广.精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计,掌握数控机床的机电联调.能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修.能独立完成机床的数控化改造.是企业(特别是民营企业)的抢手人才,其待遇非常之高。

5、数控技能型人才的就业前景

数控加工具有高柔性、高精度、高效率特点,同时可以大大减轻操作者的劳动强度.发展数控加工是当前我国机械制造技术改造的必由之路.由于我国处于数控加工技术的大力发展阶段,大量的数控机床和先进的加工手段的快速引进,却没有大量熟练数控技术操作的人员参与,因此造成该行业严重缺乏人才.数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域,尤其是机械制造业中,普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替.企业对较高层次的第一线应用型人才的需求将明显增加.而对于数控加工专业,不仅要求从业人员有过硬的实践能力,更要掌握系统而扎实的机加理论知识.因此,既有学历又有很强操作能力的数控加工人才更是成为社会较紧缺、企业最急需的高技术人才。

6、结语

我国目前不仅仅是数控化比率低,就是现有的数控机床由于缺乏专门人才而未被充分利用, 数控技术是目前最典型的、应用最广泛的机电光一体化综合技术,因此我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。

参考文献

篇7

一、数控实习教学中存在的问题

跟传统的机械加工实习教学相比较，数控实习教学存在以下几个方面的困难：

（一）数控机床投入大成本高。它是一种机电一体化的新型设备，价格较之普通机床要昂贵得多，一台中档数控车床或数控铣床一般需二、三十万，而数控加工中心更是高达几十万甚至上百万。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。

（二）数控机床的系统多型号多，且更新较快，对有数控专业的学校而言是不可能将所有的系统配齐的，这样经常会出现学生在学校所学的系统与将来工作的单位不相同，还要进一步学习才可以胜任，费时费力。

（三）数控机床初学时容易造成损坏。数控机床是自动运行的，学生在初学时，常常会由于在编程中的疏忽或操作中的失误造成刀具或机床的损坏，甚至造成人身危害。

为了解决上述问题，在教学中利用数控仿真软件进行教学起到了重大的作用。

二、数控加工仿真系统在教学中的应用

（一）数控加工仿真系统的选用

数控加工仿真系统的软件形式很多，有的是数控机床本身自带的仿真系统，但这种数控机床的仿真系统在教学中局限性较大，不适于教师教学和学生训练；还有的是一些先构图而后自动编程仿真软件，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，但都有一些不尽人意之处。而上海宇龙公司数控加工仿真系统的教学软件，是一种富有价值的教学辅助工具，它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，其中包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，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.灵活应用教学方法，变学生被动学习为主动学习

现在传统的教学方式已很难使学生接受，因此，利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力，有较强的数控职业能力即数控编程能力、工艺处理能力、实际动手能力、自动编程能力，能较为娴熟地运用行动导向的教学方法，在教学中真正体现学生为主体，突出显示学生动手动脑的活动，变学生被动学习为主动学习。在教学过程中，教师起引导作用，即对学生活动中遇到困难或无法下手的问题进行引导、讲解。教学中的知识点尽可能集中，深入浅出，便于学生掌握编程方法与技巧。

2.恰当运用数控加工仿真系统，充分发挥其在教学中作用

数控加工仿真系统主要应用于数控编程与操作这一理论教学课程，还可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真系统的在教学中的应用方法，摆正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，也不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用，应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。

教师在数控编程与操作的教学中应重点解决编程方法并进一步强调在编程中工艺问题的处理，学生上机则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，每次上机学生都有明确的课题，在上机前教师应利用数控加工仿真系统的示教模式或利用教学投影仪进行操作演示，并在学生上机中进行巡回指导，学生在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作，既可使学生更快更好地掌握数控专业技能，又培养了学生自学能力、解决实际问题的能力。

3.科学安排教学内容，循序渐近掌握数控编程与操作技巧

在教学过程中教学内容的安排分可为三种不同的情况。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，能够信心十足的面对所操作的数控机床，较快适应所从事的工作。

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，大大降低了教师的工作强度。

（四）方便了教师授课

实习教学中，如果教师仅靠讲解理论，学生会难以理解，所以较多的授课内容是需要教师进行示范的，教师在机床上对学生进行示范时，很难保证所有的学生能够听清、看清，教学效果往往不太理想。而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其教学内容，使所有的学生均能清楚地观看并进行模仿，同时教师也可以在自己屏幕上看到每个学生的操作情况，实时了解教学情况并对学生进行指导。

（五）可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，我们一般利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性，每个学生占用机床时间较长，同时，由于图形模拟也只能观看零件的大致轮廓，对于程序中的一些细小处的错误判断不出。所以在实际操作前，学生可以在数控仿真软件上输入程序，将校验的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，这样既可节省时间，又提高了加工中的安全性。

四、数控仿真软件教学时注意的事项

（一）合理安排数控加工仿真软件学习的阶段

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，而且教师利用仿真软件进行初期培训的效果比较好，同时也可避免初学者易出现的事故。对于水平高的学生，可根据工厂里的机床及系统类型安排强化训练。

（二）严格按实际操作的要求进行

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；对刀的步骤和动作也要规范，让学生在学习的初期就养成正确的习惯。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。

（三）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。

（四）分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例

篇8

关键词：仿真系统；数控机床操作；维修技巧

【中图分类号】G718.1

【文献标识码】C

【文章编号】1671-8437(2012)01-0024-01

随着学校数控操作者的大量培训，在传统的操作培训中，数控编程和操作的培训必须在实际机床上进行，这样既增加了教师的教学时间又降低了设备利用率，且使得设备维修率提高。培训中的失误操作经常会导致昂贵设备的损坏，特别是对刀台及夹头和车床主轴轴承的损坏，这就给我们老师提出了一个问题：如何将教学与实际安全操作合理集合。

在计算机应用技术高速发展的今天，产生了可以模拟实际设备加工环境和工作状态的计算机仿真数控操作系统。这样用计算机仿真系统来对学生进行培训，不仅可以迅速提高学生的操作技巧，而且安全，可靠，实用性强。就目前各校的教学硬软件是完全可以进行的。关键在于对教师进行实习实作和机床维护的培训。

目前职业技术学校已将计算机仿真用于数控操作人才培训的教学之中，也使用了各种先进的仿真教学软件系统如：西门子，法兰克，三菱，华中，广数，广泰等。这些教学软件系统既能单机系统独立运行，也能在线运行，其培训设施只需有数台计算机加一台主控机，数控机床的模拟操作在计算机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来进行演示，用这种方式进行初步培训是特别经济有效的；学会后再在线运行连接到实际机床上，由硬件来实现零件的切削过程，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软件去产生一种真实场景的仿真操作效果，学生可以通过与仿真场景的交流来体验接近于真实场景的感觉。因此能进一步培训学生的实际操作技能，又能有效学习安全操作技巧，为下一步上机床实战打下坚实基础。

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，如前面提到的西门子，法兰克，三菱等系统，在数控加工操作过程中为产品设计提供了可制造性的分析，同时在数控系统的学习和培训中，为各学校提供了完善的学习和培训。该类系统完全模拟真实零件的切削过程，能检验指令正确与否，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、虚拟数控系统

虚拟数控机床实质上是虚拟的数控机床模型。与真实机床相比虚拟数控机床具有以下功能：

①虚拟数控机床具有与真实机床完全相同的结构。虚拟数控机床能模仿真实机床的任何功能，同时不会因为采用某些近似替代而致使其功能的失真或数据的丢失。并且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。

②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。

③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。

④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。

④在电脑里的数据参数先备份，发现参数有问题可以先初始化再操作，如果还不行便修改参数恢复原数据。

四、总结

篇9

【关键词】数控机床；加工技术

【中图分类号】TU691【文献标识码】A【文章编号】1674-3954（2011）02-0140-01

一、数控加工技术

数控机床具有生产效率和加工自动化程度高,零件的加工精度和产品的质量稳定性好,能完成许多普通机床难以加工或根本无法加工的复杂型面加工,几乎不要专用的工装卡具、减少在制品,提高经济效益和大大减轻操作工人的劳动强度等一系列优点。随着制造业的迅速发展,大力发展以数控机床为先导的装备制造业已成为我国政府的一项产业政策,将对数控机床的发展产生重大的影响。用好数控机床提高数控机床的利用率具有重要的现实意义,它不仅能增加企业的效益,而且还有助于提高我国制造业的整体素质和加快建设制造强国的进程。

二、影响数控机床加工质量的因素

1、数控机床应用水平不高

数控加工在中国制造业中已经有了较长的使用时间,虽然有严格的数控机床操作规范、良好的机床维护保养,但是其本身的精度损失是不可避免的。为了控制产品的加工质量,我们定期对数控设备进行检测维修,明确每台设备的加工精度,明确每台设备的加工任务。对于大批量成批生产的零件加工工厂,应严格区分粗、精加工的设备使用,因为粗加工时追求的是高速度、高的去除率、低的加工精度,精加工则相反,要求高的加工精度。而粗加工时对设备的精度损害是最严重的,因此我们将使用年限较长、精度最差的设备定为专用的粗加工设备,新设备和精度好的设备定为精加工设备,做到对现有设备资源的合理搭配、明确分工,将机床对加工质量的影响降到了最低,同时又保护了昂贵的数控设备,延长了设备的寿命。

2、操刀次数及位置不合理

利用数控车床进行批量生产、特别是大批量生产时,在保证加工质量的前提下,提高加工效率、确保加工过程的稳定性是获得良好经济效益的基础。数控车削批量加工时,选择简便的换刀方式,是减少换刀辅助时间、减少机床磨损、降低加工成本的有效途径。改进换刀点设置是为达此目的进行的有效尝试之一。为此,在夹具选择、走刀路线安排、刀具排列位置和使用顺序等方面都要精细分析、优化设计,改进换刀点设置,减少运行成本,提高加工效率。

3、编程技巧不强

程序的效率直接影响着机床的工作效率,所以优化编程质量是提高数控机床工作效率的一个重要方法。首先,熟悉机床的指令,充分开发机床的内部功能,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。

三、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

数控机床虽然智能程度提高,但是人的作用却至关重要。没有技术好的编程人员,数控机床的效率就不可能得到有效提高,没有好的机床操作者就达不到最佳加工方式,产品的废品率就会提高,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

数控机床不同于普通机床,不能把管理普通机床的方法照搬到数控机床上。据一些使用数控机床较早的用户多年管理实践证明,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,可有效的提高生产率。

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。这就要求具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能,而性能要稳定。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加工,都应优先选择平头刀。

篇10

【关键词】数控加工仿真系统 数控编程 教学

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）04-0011-01

随着现代制造技术的飞速发展，数控加工技术在机械、模具制造行业中的应用日益广泛，数控机床的编程已成为加工操作人员不可或缺的基本技能，而数控编程涉及了计算机技术、电气传动与控制、机械制造工艺及设备、测量技术、通讯等多个学科的知识，并且与实践紧密联系在一起，对于没有实践经验的高职学生而言，它既是实用的，也是抽象的。培养学生数控编程与操作技能，较为便捷有效的方法就是在实际数控机床上直接进行，但这种操作训练投入大、消耗多、成本高，还存在很大的安全隐患。本文探讨以提高学生编程及操作技能为核心，利用多媒体辅助教学手段，将数控编程需要的理实一体化教学，变成在计算机上利用仿真软件进行的多媒体教学，从而达到投入少、见效快，有效提高数控编程教学效果的方法和途径。

一、数控加工仿真软件介绍

数控加工仿真软件是根据教学训练的需要，把数控机床的实际加工制造过程转化为在计算机上平台虚拟加工的一种机床控制仿真软件。它模拟了真实数控机床的外形结构、操作面板和加工的全过程，使用户能在虚拟环境下模仿真实机床进行操作：机床启动、回零、手动操作、对刀、输入NC代码及代码校验，仿真加工、工件测量等，学习者可以直接、具体地观察到机床的操作与加工的过程，过程逼真，操作安全。

斯沃数控仿真软件是目前国内常用的数控仿真软件之一，斯沃数控仿真软件包括华中世纪星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、 成都广泰GREAT等多种数控系统的编程和加工功能[1]，可以实现数控车床、数控铣床、数控加工中心加工零件全过程的仿真，其中包括毛坯定义、机床、夹具、刀具定义与选用，数控程序输入、编辑和调试、轨迹仿真等功能。该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。

二、数控加工仿真软件的应用

1.模块化教学设计

常用的数控机床有数控车床、数控铣床、数控加工中心，在仿真软件中相应包含了不同数控系统的三类机床供教学中进行选择，因此教学设计时可将教学内容划分为相应的三个模块：数控车削的编程与操作、数控铣削的编程与操作、数控加工中心的编程与操作。无论从教学内容上来看还是从岗位操作要求来看，三个模块在数控编程中功能并重。所以根据教学内容将每个模块划分为若干个单元，各单元既相对独立又相互关联。在具体实施时，可根据不同的教学目标和培养对象选择不同的模块内容进行教学。在使用仿真软件的教学过程中，这种模块化的教学设计以提高学生编程与操作能力为核心，使学生能够集中精力，在一段时间内针对某一类机床进行编程训练，快速掌握该种数控机床的对刀方式、编程指令、编程特点及操作要领，也有利于学生获取不同工种的数控机床操作职业资格证书。

2.任务式驱动模式

针对数控编程的教学要求，将教学内容分为若干个任务单元，每个任务单元都包含了要求完成的任务内容，学生通过完成每个单元布置的学习任务掌握学习内容，达到教学目标。在用数控仿真软件进行的教学过程中，任务设计是一个关键环节，教师以任务作为学生学习的主线，把教学内容和教学目标巧妙地安排在一个个的任务中，且每一个任务在仿真软件中都应该有完成后能够提交的对象（如加工程序、仿真加工后的零件、刀具轨迹、仿真软件自动记录的操作文件、系统自动评分等）。

在数控加工仿真软件中，任务驱动的模式使学生在学习数控编程与操作的过程中，摆脱了老师讲、学生听的模式，每个学生都拥有一台模拟的数控机床，可以单独进行编程并操作，最终完成单元任务，激发了学生的学习热情，从而使学生真正掌握所学内容。

3.情景式教学方式

在情景式教学中，情境的选取是教学成功的关键。情境的选取要以教学的内容为依据，既要与书本知识紧密结合，又要和实际应用有联系，让学生既能运用所学的知识，又可以自主创新，情境的难易程度要针对学生的实际水平来确定。教师在实施情境活动时，要充分设计好各个环节的活动，提前做好准备，并在实施情境活动中根据学生的情况灵活安排，随时调整教学方案，因此，在教学实践中，要求教师有极大的创造性和应变能力。由于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，并配以丰富多彩、自然逼真的界面显示，使学生在学习过程中如身临其境，从而提高了学生学习的兴趣，取得了较好的教学效果。

三、不足之处

1.数控加工仿真软件只是实现数控编程与加工过程的模拟，并不能代替学生在实际数控机床上切削加工的实际感受，在选择定义毛坯、刀具、夹具、量具时不能充分考虑现场的生产条件；在仿真加工过程中，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，无法直观感受，也不能进行有效控制。因此，在应用数控加工仿真软件进行编程与操作训练时，容易忽视这些因素。

2.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，容易使学生对编程理论产生疑虑；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，既有利于全面提高学生素质和综合职业能力，又有利于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。针对在应用中产生的问题，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。