数控编程技术的涵义论文

数控编程技术的涵义论文（精选9篇）

数控编程技术的涵义论文 篇1

摘要：本文从模具厂数控编程和加工的实际情况出发, 就数控加工过程中的工艺过程和工艺路线的制定、零件的安装方法和夹具的选择、对刀点和换刀点的确定、刀具的选择和确定切削用量等几个方面, 总结提炼出了一些非常实用的技巧。提高了加工效率和加工质量, 取得了很好的效果。

关键词：数控编程,工艺过程,处理技巧

1 工艺过程和工艺路线的制定

编程人员拿到零件的设计图后, 首先要根据零件图对零件进行全面的分析, 弄清零件的结构形状、尺寸和技术要求, 在此基础上确定零件加工的工艺过程和工艺路线。

零件加工的工艺路线是指数控机床在切削加工过程中, 刀具的运动方向和运动轨迹。在数控工艺路线设计时, 首先要考虑加工顺序的安排, 加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况, 以及定位安装与夹紧的需要来考虑, 重点是保证定位与夹紧时工件的刚性和利于保证加工精度。加工顺序安排一般应按下列原则进行:上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧, 要综合考虑;加工工序应由粗加工到精加工逐步进行, 加工余量由大由小;先进行内腔加工工序, 后进行外形的加工工序;尽可能采用相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序, 减少换刀与挪动压紧工件的次数;安装中进行的多道工序, 应先安排对工件刚性破坏较小的工序。

我们所选定的加工路线必须要保证零件的加工精度和零件表面的粗糙度要求。例如, 在铣床上进行铣削加工时, 因刀具的运动轨迹和方向不同, 可能是顺铣也可能是逆铣, 其不同的加工路线所得的零件表面质量是不同的。所谓顺铣 (Climb) 是指铣刀旋转产生的切线方向与工件进给方向相同;逆铣 (Conventional) 则是指铣刀旋转产生的切线方向与工件进给方向相反。

逆铣时切削由薄变厚, 刀齿从已加工表面切入, 对铣刀有利, 但加工的光洁度往往不很好。顺铣的功率消耗要比逆铣小, 同时顺铣也更加有利于排屑。一般应尽量采用顺铣法加工, 以提高被加工零件表面的光洁度 (降低粗糙度) , 保证尺寸精度。但是在切削面上有硬质层, 工件表面凹凸不平较显著时, 如加工锻造毛坯时应采用逆铣法。

目前, 我们安彩模具厂在加工工件时, 为保证加工质量大多都采用顺铣的方式, 只是在新制模圈的粗、中加工时才采用逆铣的方式。

为了提高机床的生产效率, 在确定工艺路线时, 应尽量缩短加工路线, 减少刀具空程移动时间, 为减少编程工作量, 还应使数值计算简单, 程序段数量少, 程序短小精悍。如图1所示的零件, 需要加工多个孔, 按一般的加工习惯是先加工均布于同一圆周上的八个孔后, 再加工另一圆周上的孔, 如图1 (a) 所示, 但对点位控制的数控机床来说, 这并不是最好的加工路线, 如果按图1 (b) 所示的加工路线来进行加工, 使其各孔间距的和最小, 就可节省很多加工时间。

在铣削平面零件的外轮廓时, 一般是采用立铣刀侧刃切削, 刀具切入工件时, 应避免沿零件外廓的法线方向切入, 而应沿着外廓曲线延长线的切向切入, 从而使切入过程平稳, 可以避免切入处产生刀具的切痕, 避免刀具与非加工面的干涉, 保证加工过程安全可靠。同样, 在切离工件时, 也应避免在工件的轮廓处直接抬刀, 应该沿着零件轮廓延伸线的切线方向逐渐切离工件。

铣削封闭的内轮廓表面时, 因内轮廓曲线不可能延伸, 刀具只能沿着轮廓曲线的法线方向切入和切出, 此时刀具的切入和切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处。

在轮廓铣削过程中要避免进给停顿, 否则会因铣削力的突然变化, 在停顿处留下刀痕。

在加工零件的表面时, 为了保证零件表面的尺寸精度和粗糙度, 当加工余量较大时, 可根据需要设置粗加工、中加工、精加工三个加工顺序, 且粗、中加工中可采用多次走刀逐渐铣削的方法, 最后留较小的余量作精加工, 一般留0.2~0.5mm作为精加工余量。目前我们安彩模具厂在新制屏凸模铣削加工中, 由于从新制毛胚开始, 加工量比较大, 所以我们常常采用粗、中、精加工三个工序进行, 而对于修理的屏凸模, 因其加工量不是很大, 我们则采用了中、精加工二个工序进行。刀具轨迹如图2、图3所示。其中中加工留给精加工的加工余量为0.2mm, 因为屏凸模压制成形玻屏的内表面, 要求严格, 为了有效保证加工精度和粗糙度, 精加工我们通常采用D12R6的球形铣刀在高速铣床上进行。

2 零件的安装方法和夹具的选择

数控机床上零件的安装方法与普通机床一样, 要尽量选用已有的通用夹具装夹, 且应注意减少装夹次数, 尽量做到在一次装夹中能把零件上所有要加工的表面都加工出来。零件的定位基准应尽量与设计基准重合, 以减少定位误差对尺寸精度的影响。

在选用和设计刀具时, 应考虑以下几点:尽量选用可调整夹具、组合夹具等标准化、通用化夹具装夹零件, 应尽量避免采用专用夹具;装夹零件要迅速方面, 要多采用气动、液压夹具, 以减少数控机床停机时间;零件上的加工部位要外露敞开, 不要因为装夹工件而影响刀具走刀和切削加工。

3 对刀点和换刀点的确定

对刀点是数控机床在加工零件时, 刀具相对零件运动的的起始点。可以选择零件上的某一点作为对刀点, 也可以选择零件外 (如夹具上或机床上) 某一点作为对刀点, 但选择的对刀点必须与零件的定位基准有一定的坐标尺寸关系, 这样才能确定机床坐标系与零件坐标之间的关系。现在, 更多的选用零件上的点作为对刀点。

当对刀精度要求不高时, 可直接选用零件上或夹具上的某些表面作为对刀面。当对刀精度要求较高时, 对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件, 则多选用孔的中心作为对刀点。

对刀点应选择在对刀方便的地方。在采用相对坐标系的数控机床中, 对刀点可选在零件孔的中心上, 夹具上的专用对刀孔上或两垂直平面的交线上。在采用绝对坐标系的数控机床中, 对刀点可选在机床坐标系的原点或距原点为确定值的点上。在安装零件时, 零件坐标系与机床坐标系要有确定的尺寸关系。

对刀时, 应尽量使对刀点与刀位点重合, 所谓刀位点, 对立铣刀来说就是刀具轴线与刀具底面的交点, 对球头铣刀来说就是铣刀的球心, 对于车刀和镗刀来说就是刀具的刀尖。

目前我们安彩模具厂一般更多是采用选择零件上的点作为对刀点。

在加工过程中如需换刀, 还要设置一换刀点, 换刀应选在零件的外部, 以防换刀时碰伤工件。

对于具有机床坐标原点的数控机床, 当采用绝对坐标编程时, 第一个程序段的指令就是设定对刀点坐标值指令, 用以规定对刀点在机床坐标系中的坐标值, 当采用相对坐标系编程时, 第一个程序段的指令则是对刀点距零件坐标系坐标原点距离的指令, 用以确定对刀点与零件坐标系的相对位置关系。

4 结束语

数控编程技术包括的内容很多, 加工的零件种类也越来越多, 形状也各不相同, 在实际的工作中, 认真钻研和总结编程中的技巧, 不断改进和优化各种工艺参数, 进而提高数控加工的质量和效率, 具有非常积极的意义

参考文献

[1]苏红卫等译.《UG铣削制造过程培训教程》清华大学出版社.

[2]王卫兵著.《UG NX数控编程实用教程》清华大学出版社.

谈数控加工技术与编程一体化教学 篇2

关键词：数控加工技术与编程；一体化教学；教学模式

一、“教、学、做一体化”教学模式

教育部在《关于加强高职高专人才培养工作的若干意见》中明确指出：职业教育要正确处理好教师与学生的关系，在进一步发挥教师在教学工作中的主导作用的同时，更加注重调动学生学习的积极性和主体作用。“教、学、做一体化”教学模式，将学生从原来被动的学习模式中解放出来，使其真正成为学习的主人，突出学生的主体作用；将教、学、做有机地结合，彻底改变教与学分离的现象，在技能训练中掌握理论，在理论学习中提升操作技能；多给学生自己动手操作的机会，使学生从枯燥乏味的理论中解脱出来，获取他们需要的就业技能；教师根据不同学生的实际情况，因人施教，因材施教，加强实践教学,注重技能培养和考核，突出职教特色。根据专业的人才培养模式，确定了数控加工技术与编程的教学模式是以核心职业能力培养为主线，以学生为主体，注重学生专业能力、方法能力和社会能力三方面综合职业能力的培养。

二、一体化教学的实施过程

在一体化教学法的实施中，项目任务是整个教学活动的核心，项目任务设计是否适当，将直接影响教学实施的效果。行为导向项目教学法的教学设计主要包括：项目精选、目标确定、情景设置、小组分配、项目实施、效果评价。在具体教学设计时应遵循以下几点原则：以学生为中心，充分发挥教师的协助作用；项目的选取；创设情境；协作学习；学习效果评价。

1.“教学做一体”教学模式的教学组织过程

实施过程通过一体化教学来完成，主要包括以下几个环节：（1）建立数控实训车间。（2）任务的下达及工作计划的制订。学生收到任务书后，每个小组都要经过自主学习、讨论，制订具体的工作计划。（3）工作过程。制订完工作计划后，学生需提交材料及工具申请，获得准许后到教师处领取所报材料及工具，开始进行数控车削加工，通过加工过程掌握相应的理论知识。（4）项目验收及评价。学生加工完毕后，由教师带领进行项目验收，相当于企业的产品质量检查。

2.教师指导过程

在一体化教学中，教师是一体化教师，即专业理论课教师与实习指导课教师合为一体。教师的指导作用体现在：（1）对理论知识的指导。学生先小组讨论，自主学习，当学生遇到困难解决不了的时候教师才解惑。教师可以采取集中讲解、个别辅导、示范等方法进行解惑，这样学生带着问题听课，学习目的明确，注意力集中，学习效果显著。（2）实践操作的指导。对学生操作过程中遇到的困难以及操作的不规范性给予正确的指导，使学生掌握正确规范的操作要领。

3.考核方法

对学生的学习评价主要以完成项目任务的情况为依据。分三级来考核：第一级是由学生本人进行自评；第二级是由各小组成员根据每一组员对本组活动所作出的贡献和实际表现进行互评；第三级是由教师对小组完成项目情况进行评定。最后由教师综合三个级的评定情况，给出对每一名学生的学习评价。

三、一体化教学的优势

“教学做一体”教学法作为一种新的教学模式，是目前职业教育界推崇的教学模式，有其独特优势。

1.教学观念的转变

项目教学法注重实践，但并不否定理论，而是结合工作任务来讲解理论，有效地将理论和实践结合起来。主要解决的问题是：学生在实际工作中迫切需要的技能和能帮助他们解决问题的方法。因此，教师在教学中应坚持“必需、够用、实用”的理念。

2.氛围的营造

项目教学法强调以学生为中心，以小组学习为单位，需要学生积极主动参与。因此教师要根据心理学原理，善于创设宽松、民主、自由的教学氛围来激发学生的学习兴趣，丰富其想象力，提高其团结协作能力和开拓创新能力。

3.教师职业素质的提升

高职院校为企业培养高技能专门人才，教师本身也需要具备较高的职业素质，因此教师要向“双师型”教师方向发展。高水平的“双师型”师资队伍是高质量教学效果的保证。职业技术院校要不断引进既有实践能力又有较高理论水平的高素质教学人才来充实师资队伍，完善合理师资结构。

4.学习观念的转变

学生在项目教学法的实施中是真正的主体，学生根据项目任务的要求积极参与，激发了“我要学”的学习动机。因此，学生不应该再被动地等待教师布置、安排该干什么，而应该充分发挥主观能动性，发挥自主性、创造性。在此之前要主动阅读和了解要进行项目的相关内容，明确自己在项目中的定位、目标任务，增强责任感。

5.项目的评审

项目完成后，教师要及时进行评审，因为项目成果是小组成员共同努力、辛勤劳作的结晶，教师要以鼓励和赞扬为主，中肯地对项目成果给予评价。项目教学注重的是学生的学习过程而非学习结果，因此，对学生的参与程度、所起作用以及学生的团结协作精神、创新精神、实践能力的提高要给予充分的肯定。

作为现代职业教育工作者，我们要更加重视教学方法。要培养出具有独立工作能力和较强实践能力的学生，教师就要转变传统观念，在教学中大胆引入能适应当前教育形势的新的教学方法。实践证明，“教学做合一”是行之有效的技能型人才培养模式。

参考文献：

数控编程技术与后置处理 篇3

数控机床是采用计算机控制的高效能自动化加工设备, 而数控加工程序是数控机床运动与工作过程控制的依据。因此程序编制是数控加工中的一项重要工作, 理想的加工程序应保证能加工出符合产品图样要求的合格工件, 同时也能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥, 使数控机床安全、可靠、高效地工作, 加工出高质量的产品。从零件图纸到获得合格的数控加工程序的过程便是数控编程。

数控编程技术与数控机床两者的发展是紧密相关的。数控机床的性能提升推动了编程技术的发展, 而编程手段的提高也促进了数控机床的发展, 二者相互依赖。现代数控技术正在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向发展, 编程方式也越来越丰富。

2 数控编程的基本概念

数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一, 通常包括分析零件图样, 确定加工工艺过程;计算走刀轨迹;得出刀位数据;编写数控加工程序;制作控制介质;校对程序及首件试切。总之, 它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。数控编程一般分为手工编程和自动编程两种方法。

手工编程是指编制数控加工程序的各个步骤 (零件图样分析、工艺处理、确定加工路线和工艺参数、计算数控机床所需的输入数据、编写零件的数控加工程序单以及程序的校验等) 均由人工来完成。一般对几何形状不复杂, 加工程序不长、计算不繁琐的零件, 如点位加工或几何形状不复杂的轮廓加工, 一般选用手工编程。手工编程的重要性是不容忽视的, 它是编制加工程序的基础, 是机床现场加工调试的主要方法, 是机床操作人员必须掌握的基本功, 但它也有以下缺点:

a.人工完成各个阶段的工作, 效率低、易出错;

b.每个点的坐标都需计算, 工作量大、难检查;

c.对复杂形状的零件, 如螺旋桨的叶片形状, 不但计算复杂, 有时也很难实现。

但上述问题若由计算机进行处理, 难题就迎刃而解了。自动编程是指在计算机及相应的软件系统的支持下, 自动生成数控加工程序的过程。除分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外, 其余均由计算机自动完成, 故又称计算机辅助编程, 它充分利用了计算机快速运算和存储的功能。编程人员将零件形状、几何尺寸、刀具路线、工艺参数、机床特征等, 按一定的格式和方法输入到计算机内, 再由自动编程软件对这些输入信息进行编译、计算等处理生成刀具路径文件和机床的数控加工程序, 通过通信接口将加工程序送入机床数控系统以备加工。对于形状复杂, 比如具有非圆曲线轮廓、三维曲面等零件编写加工程序, 采用自动编程方法效率高, 可靠性好。

随着微电子技术和CAD技术的发展, 为降低编程难度、提高效率, 减少和避免程序错误, 自动编程技术不断发展, 大约经历了以下几个阶段:a.20世纪50年代美国麻省理工学院 (MIT) 开发APT语言;b.20世纪60年代MIT组织美国各大飞机公司共同开发APTII、APTIII;c.20世纪70年代出现基于APTIII的APT-IV、APT-AC;d.APT衍生出其他语言如ADAPT, EXAPT, HAPT, FAPT, IFAPT等;e.20世纪80年代以后各种不同的CAD/CAM集成数控编程系统发展起来。

自动编程分为数控语言自动编程和图形交互式自动编程。

随着计算机技术的迅猛发展, 计算机的图形处理能力不断增强。一种可以直接将零件的几何图形信息, 自动转化为数控加工程序的全新的计算机辅助编程技术--图形交互式自动编程应运而生, 并在20世纪70年代以后得到迅速发展和推广应用。

图形交互自动编程是计算机配备了图形终端和三维绘图软件后进行编程的一种方法, 它以人-机对话的形式, 在图形显示终端上绘制出加工零件及毛坯, 选择机床和刀具并制定加工工艺, 计算机便按预先存储的图形自动编程系统计算刀具轨迹, 然后由相应机床的后处理器自动生成NC代码。

现代图形交互式自动编程是建立在CAD和CAM系统的基础上的, 典型的图形交互式自动编程系统都采用CAD/CAM集成数控编程系统模式, 与早期的语言型的自动编程系统相比它有如下特点:

a.输入工件图形并采用人机对话方式, 而不需要使用数控语言编制源程序;

b.从加工工件的图形再现、进给轨迹的生成、加工过程的动态模拟, 到生成数控加工程序, 都是通过屏幕菜单驱动, 因而速度快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查;

c.可以通过软件的数据接口共享已有的CAD设计结果, 实现CAD/CAM集成一体化, 实现无图纸设计制造;

d.为提高生产率、缩短新产品研制周期、保证产品产量、降低成本创造了有利的条件, 尤其是对三维复杂曲面零件, 只要作适当的修改就能产生新的NC代码, 因而它具有相当大的柔性。

从20世纪40年代第一台计算机问世以来, 50年代出现了第一台数控机床, 60年代的交互式图像显示设备, 70年代的工作站 (Workstation) 和造型技术 (Wireframe Modeling、Solid Modeling、Surface Modeling) , 以至80年代的智能机器人及专家系统, CAD/CAM历经形成、发展、提高和集成各个阶段。20世纪90年代中期以后发展到如图1所示阶段。

3 后置处理技术

从图2我们可以看出, 传统的机械制造方式正在向计算机集成制造系统 (CIMS) 方向发展, 计算机辅助设计与制造 (CAD/CAM) 集成系统又是实现CIMS的核心技术。实现CAD/CAM系统的无缝集成, 必须将CAD/CAM自动编程系统生成的APT格式的刀位代码转换成指定数控机床能执行的程序。

在数控编程中, 将刀具轨迹计算过程称为前置处理。为使前置处理通用化, 按照相对运动原理, 将刀位轨迹计算统一在工件坐标系中进行, 而不考虑具体机床结构及指令格式, 从而简化系统软件。因此, 要获得数控机床加工程序, 还需要将前置计算所得的刀位数据换成具体机床的程序代码, 该过程称为后置处理, 即根据具体机床运动结构和控制指令格式将前置计算的刀位数据变换成机床各轴的运动数据, 并按其控制指令格式进行转换, 成为数控机床的加工程序。后置处理的目的是形成数控加工指令文件。由于各种机床使用的控制系统不同, 所以, 所用的数控指令文件的代码和格式也有所不同。因此CAD/CAM数控编程系统通常设置一个后置处理文件选项, 生成与某类数控系统相对应的加工文件, 按文件所使用的格式定义数控文件所使用的代码、程序格式、圆整化方式等内容, 输出所需要的加工文件, 也可对文件进行必要的编辑修改。后置处理器是衔接CAD/CAM集成系统与数控加工设备的纽带。

后置处理系统分为专用后置处理系统和通用后置处理系统。

前者一般是针对专用数控编程系统和特定数控机床而开发的专用后置处理程序。

通用后置处理系统一般指后置处理程序功能的通用化, 要求能针对不同类型的数控系统对刀位原文件进行后置处理, 输出数控程序。

数控加工的后置处理是CAD/CAM集成系统的重要组成部分, 它直接影响CAD/CAM系软件使用效果及零件加工质量。目前, 国内很多CAD/CAM软件的用户对软件的使用还只停留在CAD模块上, 对CAM的应用极其有限, 其中一个关键的原因就是没有配备专用的后处理器, 另外的原因是对数控加工的基本知识了解的太少, 对数控设备 (特别是加工中心) 知之甚微。

由于数控技术的不断进步, 数控厂家不断推出具有先进功能的控制器 (比如高速数控加工和各种拟合曲面型的技术) , 这对后置处理提出了更高的要求, 那就是要不断提高处理技术, 满足这些新技术的要求, 同时具有开放功能, 即允许用户在后置处理模块中可以描述未来数控功能的能力。总之, 一个完善的后置处理器应该具备以下功能:

a.接口功能:后置处理器自动识别并读取不同CAD/CAM软件所生成的刀具路径文件。

b.NC程序生成功能:数控机床一般具有直线插补、圆弧插补、自动换刀、夹具偏置、固定循环及冷却的功能。这些功能的实现是通过一系列代码的组合来完成的。数控代码的结构、顺序及数据格式必须满足数控系统的要求。Pro/ENGINGEER的后置处理器NC-POST提供了一个非常简单的机床选配文件生成器, 把不同数控机床的代码的定义和格式要求制作成一个数据文件, 这个文件可以作为后置处理器的部分输入参数的选项, 配合用户定义加工对象和加工参数, 从而生成符合指定机床要求的加工代码。

c.专家系统功能:后置处理器不只是对刀具路径文件进行处理和转换, 还要加入一定的工艺要求。比如对于高速加工, 后处理器会自动确定圆弧走刀的方式, 以及合理的切入切出方法和参数。

d.模拟仿真过程:仿真过程目前主要针对刀具运动轨迹进行实际模拟。

4 结论

总体来说, 由于机床程序的多样性, 很难找到一个通用的方法对APT文件进行后置处理。使用最广乏的仍旧是一对一的编程方式。在程序的编制过程中, 对机床坐标转化的把握, 以及机床语言的熟悉程度是决定后置处理程序好坏的关键。对机床的了解主要包括:刀具位置描述所需的因素, 坐标原点的位置, 进给量、转速等的描述方法, 运动的描述以及一些特殊的语法。后置处理得到的结果可能是错误的, 其原因可能是因为后置处理的翻译过程存在问题。也可能是APT刀轨本身具有一定的问题, 需要通过一定的手段来检验NC代码的准确性。一般可以直接运行来检验其正确性, 也可以使用一定的数控仿真软件进行模拟仿真来验证其准确性。后置处理的研究是机床程序语言不通用性的产物, 也必然会随着机床控制通用性的实现而消亡。而机器人操作PC化的趋势也许会使机床的控制的通用性成为现实, 那时, 后置处理也会越来越少的受人关注。

参考文献

[1]张宁.数控加工技术概述, 2002.

[2]殷保祖.参数化数控编程技术, 2003.

[3]刘雄伟.数控加工理论及编程技术, 2001.

普通车床的数控改造及加工编程 篇4

摘要：机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。其改造涉及到机械、电气、计算机等领域，是一项理论深、实践强的系统工程。在进行数控改造时，应该做好改造前的技术准备。改造过程中，机械修理与电气改造相结合，先易后难、先局部后全局。要实现数控加工，编程是关键。由于数控车床可以加工普通车床无法加工的复杂曲面，加工精度高，质量容易保证，发展前景十分广阔，因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要。

关键词：车床加工改造

0 引言

数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，因此有必要提高机床的数控化率。

1 车床数控改造的意义

一是机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60％左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60％的费用，并可以利用现有地基。二是因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。。三是机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高 3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。

2 普通车床的数控改造方法及设计

2.1 普通车床的数控化改造设计 机床的数控改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。数控车床是机电一体化的典型代表，其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。然而，现代的数控机床不是简单地将传统机床配备上数控系统即可，也不是在传统机床的基础上，仅对局部加以改进而成(那些受资金等条件限制，而将传统机床改装成建议数控机床的另当别论)。传统机床存在着一些弱点，如刚性不足、抗振性差、热变形大、滑动面的摩擦阻力大及传动元件之间存在间隙等，难以胜任数控机床对加工精度、表面质量、生产率以及使用寿命等要求。现代的数控技术，特别是加工中心，无论是其支承部件、主传动系统、进给传动系统、刀具系统、辅助功能等部件结构，还是整体布局、外部造型等都已经发生了很大变化，已经形成了数控机床的独特机械结构。因此，我们在对普通机床进行数控改造的过程中，应在考虑各种情况下，使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。

2.2 数控车床的性能和精度的选择 并不是所有的旧机床都可以进行数控改造，机床的改造主要应具备两个条件：第一，机床基础件必须有足够的刚性。第二，改造的费用要合适，经济性好。在改装车床前，要对机床的性能指标做出决定。改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等一般都不会改变。加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。主要有下述性能和精度的选择需要在改装前确定。①轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数控制动停车等。②进给运动：进给速度：Z向(通常为8～400mm/min)；X向(通常为2～100 mm/min)。快速移动：Z向(通常为1.2～4m/min)；X向(通常为1.2～3m/min)。脉冲当量：在0.025～0.005mm内选取，通常Z向为X向的2倍。加工螺距范围：包括能加工螺距类型(公制、英制、模数、径节和锥螺纹等)，一般螺距在10mm以内都不难达到。③进给运动驱动方式(一般都选用步进电机驱动)。④给运动传动是否需要改装成滚珠丝杠传动。⑤刀架是否需要配置自动转位刀架，若配置需要确定工位数。⑥其他性能指标选择：插补功能：车床加工需具备直线和圆弧插补功能。刀具补偿和间隙补偿：为了保证一定的加工精度，一般需考虑设置刀补和间隙补偿功能。显示：采用数码管还是液晶或者显示器显示，显示的位数多少等问题要根据车床加工功能实际需要确定，一般来说，显示越简单成本越低，也容易实现。诊断功能：为防止操作者输入的程序有错和随之出现的错误动作，可在数控改造系统设计时加入必要的器件和软件，使其能指示出机床出现故障或者功能失效的部分等，实现有限的诊断功能。以上是车床数控改造时需要考虑的一些通用性能指标，有的车床改造根据需要还会有些专门的要求，如车削大螺距螺纹、在恶劣的环境下工作的防尘干扰、车刀高精度对刀等，这个时候应有针对性的专门设计。

2.3 车床数控改造方案 当数控车床的性能和精度等内容基本选定后，可根据此来确定改造方案。目前机床数控改造技术已经日趋成熟，专用化的机床数控改造系统所具备的性能和功能一般均能满足车床的常规加工要求。因此，较典型的车床数控改造方案可选择为：配置专用车床数控改造系统，更换进给运动的滑动丝杠传动为滚珠丝杠传动、采用步进电机驱动进给运动、配置脉冲发生器实现螺纹加工功能、配置自动转位刀架实现自动换刀功能。

目前较典型的经济型专用车床数控改造系统具有下列基本配置和功能：①采用单片微机为主控CPU，具有直线和圆弧插补、代码编程、刀具补偿和间隙补偿功能、数码管二坐标同时显示、自动转位刀架控制、螺纹加工等控制功能。②配有步进电机驱动系统，脉冲当量或控制精度一般为：Z为0.01mm，X向为0.005mm(要与相应导程的丝杠相配套)。③加工程序大多靠面板按键输入，代码编制，掉电自动保护存储器存储；可以对程序进行现场编辑修改和试运行操作。④具有单步或连续执行程序、循环执行程序、机械极限位置自动限位、超程报警，以及进给速度程序自动终止等各类数控基本功能。

3 数控车床的加工编程

3.1 方法 数控编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程是指从零件图样分析工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要有人工完成的编程过程。它适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工，以及计算较简单，程序段不多，编程易于实现的场合等。但对于几何形状复杂的零件(尤其是空间曲面组成的零件)，以及几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件，由于编程时计算数值的工作相当繁琐，工作量大，容易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。所谓自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程未来的发展趋势。同时，也要看到手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。

3.2 步骤 首先应对零件图纸分析，确定加工工艺过程，也即确定零件的加工方法(如采用的工夹具、装夹定位方法等)，加工路线(如进给路线、对刀点、换刀点等)及工艺参数(如进给速度、主轴转速、切削速度和切削深度等)。其次应进行数值计算。绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点(或切点)的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后，根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输入CNC装置的存储器中。

用普通机床加工出来的产品在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，因此有必要提高机床的数控化率。

参考文献：

[1]王爱玲等.现代数控机床实用操作技术[M].国防工业出版社.2005.

数控编程技术的涵义论文 篇5

1 零件加工工艺方面的机械数控加工编程技术

为了保障机械零件生产的精准度, 提高机械零件生产的合格率, 科学研究人员将先进的生产工艺和尖端的科学技术融入到机械生产加工设备中, 从而使得机械设备的运转能够达到预期的设想。依靠机械数控加工编程技术能够使得机械零件生产加工工艺呈现出科学化、规范化的特点, 便于相关人员对刀具设备的研究。利用编程软件, 在深入了解复杂机械零件加工程序的过程中, 对机械零件加工程序进行优化, 从而促进机械零件生产质量的提升。

1.1 刀具的选择

在对机械零件进行加工的过程中, 数控铣削加工工艺占据的位置是非常重要的, 因为该工艺与机械零件生产加工成本有着非常密切的联系, 对于机械零件整体生产加工质量也有着很深的影响。刀具是铣削加工工艺最为重要的工具, 对于刀具的选择需要格外的慎重。现阶段普遍应用的刀具有以下几种, 其中主要包括锥度铣刀、刀铣刀。不同的刀具, 在实际应用过程中会产生不同的削切效果, 所以在选择刀具的过程中必须要依据机械零件生产的实际需求。相关技术人员, 在对应用刀具类型进行选择的过程中, 需要了解机械零件加工型面具体形状。还需要遵循从小到大的原则, 并且明确型面曲率的实际尺寸。最终需要注重的是, 需要尽可能的应用圆角铣刀对机械零件进行粗略的加工。

1.1.1 了解机械零件加工型面的实际形状

为了提升机械零件型面加工的质量, 在对机械零件进行加工的过程中, 需要对机械零件的凹型面进行精加工处理, 一般情况下选择的处理工具就是球头的刀具。但是需要注重的是, 在对机械零件的凸型面进行加工的过程中, 通常会选用平端立铣刀作为主要的加工刀具。如果凸型面的加工质量有着很高的需要, 相关技术人员也可以选择圆角立铣刀具, 从而保障机械零件凸型面加工质量达到相关标准。

1.1.2 遵循从小到大的原则

在对机械零件进行生产加工的过程中, 不可能一直应用一把刀具, 因为机械零件的型面是非常复杂的。为了快速、顺利的完成整个机械零件的生产加工过程, 对于不同型面的处理必须要依据从小到大的原则。这样才能使得机械零件在生产加工的过程中, 不会因为刀具应用导致机械零件的质量受到严重损害, 同时还能有效的提升机械零件生产加工的效益。

1.1.3 考虑机械零件型面的曲率问题

为了能够有效的提升机械零件生产加工的精准度, 在对机械零件进行细致加工的过程中, 需要利用半径较小的刀具对机械零件的型面进行处理, 特别是在对机械两件的拐角处进行加工的过程中, 相关技术人员对于应用刀具的选择, 必须要考虑到机械零件型面的曲率问题, 同时严格的遵守相关的规范对机械零件生产加工进行严格的控制。

1.1.4 利用圆角铣刀对机械零件进行粗略加工

在对机械零件进行生产制造的过程中, 利用圆角铣刀对机械零件进行粗略的加工, 与利用平端立铣刀具进行加工相比较, 能够余留下较为均匀的精细加工余量。与利用球头刀具相比较, 能够余力下更为良好的削切条件。还需要注重的是, 在对生产加工的机械零件进行实际削切的过程中, 圆角铣刀所具有的优势就是可以在加工零件与刀刃接触的90 度范围内进行削切, 而且能够保持机械零件生产加工的连续性[1]。

1.2 刀具的切入与切除分析

因为机械零件的型腔往往都是非常复杂的, 所以在实际生产加工过程中, 为了能够保障机械零件生产加工质量能够满足相关的标准, 在生产加工过程中会涉及到对刀具的更换。在对机械零件进行精细加工处理时, 刀具的切入和切除对于机械零件生产加工质量都会造成一定的影响。所以, 相关技术人员对于刀具切入、切出方式的选择必须要慎重。在对机械零件进行粗略加工时, 每一个加工步骤完成后机械零件所具有的几何形状都会发生适当的转变, 如果后续加工过程中刀具的切入和切出方式选择不当, 那么对于机械零件的生产质量是会造成严重影响的。CAM软件可以提供的刀具切入、切出方式有很多, 其中包括圆弧切入切出方式、斜线切入切出方式等, 对于提升机械零件生产加工质量有着积极地影响作用。

切削方式在机械零件生产加工过程中有着非常普遍的应用, 最为简单的当时就是利用刀具垂直性的进行切入和切出, 可以利用机械两件型腔侧壁的精加工, 以及从机械零件的外部进行切入, 对机械零件的模型进行粗加工。凹模初加工应用最为普遍的方式就是, 将预先加工制作的工艺孔切入到机械零件生产模具的内部。如果加工的模具材料材质较软, 一般情况下会选择螺旋线, 或者是以斜线的方式进行切入, 因为可以对刀具切入产生的刀痕进行清除, 所以圆弧切入切出方式经常应用于机械零件曲面精细加工阶段。在对机械零件进行粗略加工的过程中, 如果是选择单项运刀的方式, 通常都会将机械零件开始阶段切入方式的选择, 设定为CAD/CAM系统所提供的刀具切入和切出方式, 但是需要明确的是, 并不是每一次对机械零件进行加工的过程中都会选择这种方式。因为需要避免对生产加工零件质量的损坏, 对数控机床应用的刀具进行有效的保护, 解决该问题最有效的方式就是减少步距。第二种改善方式就是利用双向运刀的方式进行加工, 从而达到提升机械零件生产质量, 保护刀具的目的。

1.3 削切方式和走刀方式的确定

对机械零件进行加工的过程中, 对于刀具的运行方式进行分析, 主要就是利用切削方式, 刀具运行的轨迹也就是走刀的实际路线。削切方式和走刀方式对于机械零件的生产效率和生产质量是有着很深影响的, 所以需要依据机械零件生产的实际情况, 对机械零件生产的削切方式和走刀方式进行慎重的选择。在不会对机械零件生产加工的精准度造成不良影响的前提下, 一定会要保障刀具运行的平稳性, 尽可能的缩短刀具运行的时间。在机械零件生产加工的过程中, 应用较为普遍的走刀方式包括反复走刀、单向和循环几种形式[2]。

2 CAXA制造工程师方面的机械数控加工编程技术

CAXA制造工程师具体指的就是曲面与实体相结合的CAD/CAM一体化软件。CAXA制造工程师具有的功能非常强大, 在我国有着非常广泛的应用, 而且运行效率较为良好, 得到众多人员的一致好评, 是我国国内现阶段较为先进的数控加工编程软件。CAXA制造工程师具有的最为鲜明的优势, 就是该软件能够支持批量处理, 以及促使轨迹实现参数化, 可以在软件内部直接性的设定实体和曲面模型, 能够促进削切效率的提升, 保障机械零件生产加工质量。CAXA制造工程数控加工的主要流程为以下内容, 首先是依据机械零件生产加工图纸, 对机械零件的虚拟模型进行构建。其次对机械零件生产加工过程进行全面化、科学化的设计。然后根据生产加工零件的生产工艺需求, 以及对于外形、精度等众多方面的要求, 对机械零件生产加工参数和具体的加工方式进行设置。对刀具的运行轨迹进行模拟性的生成, 对需要生产加工的零部件进行墨迹加工, 最终导致G代码产生。这样解决了技术人员手工编程过程中会遇到的众多不良问题, 能够缩短编程消耗的时间, 提升编程质量。

3 宏编程技术方面的机械数控加工编程技术

宏编程技术具体的阐述就是利用变量进行科学化算数运算、逻辑和函数运算等, 与高级语言有着相似之处的程序编写方式。对于一些非常复杂的机械零件加工, 通常会提供判断、循环。利用宏程序技术对机械零件进行生产加工, 不仅能够保障复杂零件的加工质量, 同时还能够实现格式化普遍加工, 能够有效的缩短编程花费的时间。但是需要注重的是宏程序的编写具有很高的难度性, 程序编写人员不仅需要扎实的专业技术, 同时还需要掌握丰富的计算机语言知识, 并且能够快速的进行模型的创建[3]。

4 结语

机械制造领域是我国经济产业结构中的重要组成内容, 与我国经济发展有着非常密切的联系。为了提升机械零件生产质量和生产效率, 促进我国机械零件生产水平的提升, 相关技术人员经过长时间的不懈努力, 将先进的编程技术与数控技术生产进行良好的融合, 从而提升了我国机械零件质量和生产效率, 促进了我国机械制造领域的进一步发展。

参考文献

[1]祁捷.机械加工工艺浅析[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2014 (04) :125.

[2]曾锋, 杨忠高, 王平.整体叶轮的五轴数控编程的关键技术[J].制造业自动化, 2012 (02) :206-208.

数控技术与编程的实践教学改革 篇6

一、实践教学改革内容

1. 课程体系。

改革教学内容, 精简理论课时, 增加实训环节, 使理论与实训课时比例达到1∶1。以Fanuc、Siemense数控编程手册为参考依据, 完善数控技术与编程的教学大纲, 纠正、排除现有教材中错误, 对许多数控教材中关于数控系统的软硬件结构、位置检测装置、伺服系统以及数控机床的机械结构等内容进行精简。精简后的理论课时内容主要包括: (1) 数控机床的组成、分类、基本原理、插补原理以及数控技术的发展现状和趋势。 (2) 数控加工工艺基础。一个好的程序员必须是一个好的工艺员。目前机械加工基础课程很少, 甚至完全没有介绍数控加工工艺知识, 因此数控加工工艺基础知识是理论课的重点内容之一。 (3) 数控编程基础。对于任何种类的数控机床或数控系统, 存在一些共同的编程基础知识, 如机床坐标系、工件坐标系、基本指令代码、程序结构等。 (4) 数控车床及车削加工中心的数控编程。 (5) 数控车床及车削加工中心的数控编程。 (6) 数控自动编程。学习德国在工程教育和应用型专业技能培训方面的理念、方法、教学模式, 引进德国凯勒CNC仿真模拟软件, 增加实训教学环节。德国凯勒CNC仿真模拟软件是德国凯勒软件有限公司开发的产品, 它将数控机床工作过程、CAD/CAM、车铣削加工、系统控制编程等, 利用三维模拟技术, 并配以大量的图表、数据、解释、习题, 进行演示与训练。实训教学环节分为二个阶段: (1) 利用凯勒SYMplus CNC仿真软件, 学习数控编程基础知识, 熟练掌握各种编程指令, 学习数控机床的基本操作, 熟练掌握机床的各种功能; (2) 利用两台数控加工中心, 学生分组完成零件的数控加工, 强化数控编程技术和数控机床操作技能。具体内容包括:零件加工程序传输, 装卡毛坯, 设置刀具, 建立工件坐标系, 启动机床, 完成零件加工, 检验零件的尺寸精度等。

2. 教学方法。

针对以往授课主要采用理论教学方式, 与实践教学完全脱节, 教学过程枯燥, 学生抓不住学习重点, 兴趣不浓, 厌学现象严重, 教学效果不理想的问题, 改革教学方法。采用启发教学法、问答教学法、讲练结合法, 将被动学习转变为自主学习, 变我听为我练, 变我学为我用, 激发学生的学习兴趣。采用案例教学法、项目教学法等多种方式, 提高学生主动思考能力, 分析、解决实际问题能力[3]。将多媒体教室授课改为计算机机房授课, 大班授课改为小班授课, 增加学生实际练习时间, 改善教师指导效果。采用多媒体课件与视频相结合方法, 讲授数控编程基本知识, 通过德国凯勒SYMplus CNC仿真软件, 强化理解、掌握各种编程指令功能、程序结构及编程技巧。增加数控加工中心操作的实训环节, 使学生熟悉数控机床的各种功能, 具备数控机床的基本操作能力。

3. 考核方法。

以往将课程成绩分为平时成绩、实验成绩、期末考核成绩三项, 其中, 平时成绩10%, 实验成绩10%, 期末考核成绩占80%。平时成绩包括出勤情况、课堂表现、作业完成情况[4]。实验成绩为在加工中心实际加工零件的完成情况。改革后保持成绩考核比例, 但是将期末闭卷考核改为上机开卷考核。结合生产实际, 建立丰富的涵盖车削、铣削以及加工中心内容的考核试题库。要求学生根据生产实际零件图纸, 设计制定加工工艺, 选择合理刀具和切削参数, 编制程序, 仿真运行。评分标准依据加工工艺制定、刀具和切削参数选择的合理性, 程序的完整性, 仿真结果的正确性来进行, 同时考查学生操作的熟练程度。上机开卷考核避免了单一的试卷模式, 更有利于对学生的能力进行综合考核。

4. 师资建设。

教师是教学改革的实行者, 只有教师的素质提高了, 改革才能取得最好的效果。鉴于教师具有较高的数控技术与编程理论水平, 但是缺少实践经验, 安排现有在职在岗理论课教师和实训指导教师到企业参观学习, 了解企业数控生产实际, 进行数控技能强化培训。派出了6名教师到德国凯勒公司接受IHK教师培训, 学习德国先进的数控教学理念、方法, 全部获得了德国IHK颁发的数控培训师证书, 提升了教师业务素质, 开阔了国际化视野。

二、改革效果

通过一学期的教学实践, 我校数控技术与编程的实践教学改革取得很好的效果。 (1) 改善了教学氛围, 激发了学生的学习兴趣, 提高了出勤率。 (2) 通过大量的编程训练, 强化了学生对数控编程理论知识的理解和掌握, 提高了学生的实际应用能力。 (3) 培养了多名青年教师, 增加了他们的实践经验, 提高了课程组教师专业素质。 (4) 建立了德国凯勒公司授权的凯勒CNC实验室以及为企业培养应用型人才和创新型人才的中德培训基地。

摘要：本文针对我校数控技术与编程的课程实践教学环节薄弱、实验教学设施严重缺乏、实验课时占课程比例很小、实训环节人学时远远不足的现状, 通过引进德国凯勒SYMplus CNC仿真软件, 对数控技术与编程课程从教学内容、课程体系、教学方法、考核方法和师资建设各方面进行全面改革, 提高了教学质量。

关键词：数控技术,实践教学,教学改革

参考文献

[1]明兴祖, 何国旗, 熊显文.数控系列课程教学改革与建设的探索与实践[J].当代教育论坛 (管理研究) , 2011, (09) :73-75.

[2]魏岩, 阎长罡, 陈天旗, 等.数控机床计算机编程及切削加工实验教学的改革与实践[J].教育教学论坛, 2012, (20) :112-113.

[3]韩振宇, 富宏亚, 付云忠, 王永章.“数控技术”课程教学改革的探讨与实践[J].中国大学教学, 2012, (7) :41-42.

数控编程技术的涵义论文 篇7

1 自动数控编程的概述

自动编程是将计算机技术应用到数控设备的编程中去, 也可以称之为计算机编程, 将对零件加工的信息以及设计信息都输入到计算机中, 并将输入的信息转化为数控设备零件加工的动作指令的过程, 既可以被称之为自动编程。自动编程特别是在进入21世纪之后, 得到了前所未有的发展, 给我国传统的加工制造业带来了很大的冲击, 因此, 各个国家中的加工制造行业都投入大量的资金成本对自己国家的价格制造业进行改造, 以求能够在竞争日趋激烈的今天脱颖而出。我国的加工制造业也向着现代化发展, 数控技术也向着高精度、高效率的方向发展, 并都体现出了自动化、智能化和集成化的发展特点。自动编程在零件加工中的应用是社会发展和科学技术进步的必然趋势。

在数控编程的程序中没有和任何加工零件有关的信息的存在, 这对自动数控系统的集成化发展产生了一定的阻碍作用, 在零件加工的过程中, 对不同的数控设备进行调整时的难度也是不一样的。在自动数控编程的过程中对数控设备具有很强的依赖性, 因此, 数控编程的程序都是相对于具体的数控设备而言的, 因而在自动数控系统控制下的数控设备对于数控程序的继承性以及可重用性非常缺乏。

在自动数控编程的过程中一定要保证编程的及时性, 否则的话将会造成数控设备停机等待数控编程的现象, 造成大量的经济损失, 因此要提高数控编程程序的开发效率。现阶段, 在我国的加工制造业中, CAD的图形设计软件使用的较为频繁, 是对零件加工图样进行绘制, 提高了零件加工的精确性。

虽然CAD和CAM系统在我国的加工制造业已经得到了广泛的使用, 但是CAD系统为CAM系统提供有关于产品的几何信息还处于最底层的, 并没有具备自动获取产品形状、功能以及语义信息的能力。而在进行数控编程程序的过程中, 需要一个工作经验较为丰富、工作效率高的程序编程人员加入到程序编程的队伍中去, 通过图形之间的交互式操作进行。不管是在CAM系统中, 还是在CAD系统中, 信息没有共享的可能性, 即使有那也只限于单一的功能或者是单向。CAM系统并不能够全面、系统的了解CAD系统中所体现出来的数据信息和几何形状的信息, 不能获取有效的与加工特征有关的信息, 也就不能自动生成数控代码, 从而也就不能转化成指令, 让数控设备执行。

2 零件加工特征的定义

零件加工特征涉及到设计、分析以及装配、制造登封多个方面的定义以及分类的标准。在涉及到的工程领域中, 特征的模型都是按照需求的要求重新定义和分类, 例如在零件的加工过程中, 可以根据制造方式的不同分为成型特征、锻造特征、钣金特征等等。加工制造业的特征通常情况下, 都是在一个较为封闭的三维立体空间中进行的, 如果编程的程序变成指令被执行结束后, 与这个特征有关的编程和材料都将会被彻底的切除干净。

在数控编程的零件加工中, 对零件加工过程中的工艺进行设计, 最终的目的就是将编程的信息转变成为一个数控的代码, 对等待加工的零件的程序进行设计, 对此类零件加工过程中所涉及到的各项技术和加工方式都做到熟悉的了解, 对其进行准确的定义, 并对加工步骤进行合理的安排和排序, 以提高数控编程的零件加工的精确性。在目前我国数控编程程序的实际使用情况来看的话, 程序编程人员将大量的精力放在了工艺的选择和程序的设计上, 相对于加工制造业中的一个企业而言, 它所加工制造的零件在种类上受到一定的限制, 同一个加工制造业的企业在零件加工上存在着很强的相似性。在数控编程程序设计的过程中, 要想提高程序设计的工作效率, 就需要对零件加工过程中所涉及到的特征熟悉并进行研究, 对零件加工的特征进行建模, 以求数控编程的程序可以自动生成。

3 对零件加工的特征进行分类以及模型的定义

3.1 零件加工的特征分类

以满足计算机对工艺的基本要求为程序编程设计的前提条件, 从而对零件加工的特征进行重新的分类, 按照一种新的分类标准进行, 主要是为了方便工作人员开展工作, 对于零件加工过程中所涉及到的特征以及种类进行数控设备和工具的合理安排。在零件加工特征的分类过程中, 首先要对数控机床的轴数进行分类, 随后在根据机床刀的规格和型号, 对加工方式和机床设备之间建立起映射的关系。如果在零件加工工艺设计的过程中, 使用派生式的模式时, 工艺设计人员不仅可以根据零件加工过程中的轴数对机床设备进行挑选, 而且还可以根据已经挑选到的机床设备, 联系其使用的工艺的特之呢个, 让其自动生成计算机自动数控编程的程序, 加工特征的分类方式如图1所示。

3.2 加工特征模型的定义和功能

为了提高数控编程程序设计的工作效率, 在进行数控编程程序的设计时, 从最小的单元入手, 也就是之前已经定义过的参数的范围开始, 通过人工智能的方法, 在工艺设计的过程中使用半创成型的方式对生产工艺进行自动的决策, 为了能够尽快达到这一目标, 需要对零件加工过程中所涉及到的加工特征重新进行建模和定义, 也为了满足这一发展的要求, 加工特征不仅具备了几何信息和非几何信息等方面的技术数据, 而且还具备了与机床设备有关的信息和决策信息的智能化发展。

一般情况下, 加工特征的范围指的是在毛坯上按照需求方的要求, 切除掉的多余部分, 对这个多余部分, 采用参数或者是边界等表现形式进行描述。以集合理论作为定义的理论依据, 将加工特征可以定义为以下类型:

假设, 公式中的MÁÁMÁÂBÂÁÁBÂÁÂ, 那么就可以得出以下结论:

在公式中, P-加工后形成的最终零件;

BL-毛坯或者是半成品的加工零件;

MF-加工特征;

BMF-加工特征的发展的边界;

IRF-加工特征之间存在的关系;

I-干涉;

D-变形几何所涉及到的数据资料:

在公式 (4) (5) (6) 中, GDi-i的几何数据;

TDi-i的技术数据;

Ti-i的公差信息;

Si-i的表面粗糙度;

Mmi-i的加工方法。

除了上述所说的基本的加工特征外, 还拥有一些面向不同的工艺设计所具备的复杂程度不同的特征存在, 每个复杂程度都有其对应的工艺存在, 这些复杂的特征也有可能是由几个较为简单的特征共同组成的, 它不仅包括传统意义上的加工特征和传统的工艺信息, 而且也涉及到工艺决策所需要的信息和零件加工所需要指令的自动生成, 主要可以分为下面几个部分:

(1) 总结和归纳经验, 并通过系统验证其正确性

在针对零件加工过程中所涉及到的决策信息, 例如, 加工方式、定位方式以及加工设备等方面时, 需要对这些方面的用具、知识进行确定, 一般情况下, 这些方面的信息都来源于日常的加工经验之中, 对长期的零件加工工作进行总结和归纳, 为了便于获取这些知识, 可以建立一个智能化管理系统, 以供其他人进行参考和借鉴, 还可以通过建立的专家系统, 对总结归纳的经验以及相关知识进行检验和验证, 以求总结和归纳知识的正确性。

(2) 生成数控工艺的模板

在进行变异式参数化类型的工艺进行设计的过程中, 一定要针对一个具体的加工制造企业, 虽然企业之间存在着较大的区别, 但是相对于一个企业而言, 它所加工的零件之间存在着很大的类似性, 而对于一个机床设备而言, 它所加工的零件的尺寸、形状和类型都在一定的范围内, 如果使用参数驱动对加工特征进行定义, 工艺决策中很多复杂化的问题都将会得到简化, 从而大大节约了决策时所需要的时间, 提高了决策工作的有效性和工作效率。对自动数控编程所涉及到的数控工艺和数控代码进行详细的分析和研究, 就建立了数控工艺的模板。

(3) 决策所涉及到的数控工艺的设计机制

在数控工艺设计的机制中使用变异类型的参数进行驱动, 有利于数控代码的自动生成, 但是如果在一台机床设备中, 同时具备新的特征或者是多个特征时, 以前那种基本单元中只有一个特征的设计方式就没有它的优势存在了, 由于在一个机床设备使用的过程中, 存在着多个特征时, 机床设备以及刀具等诸多方面就会存在着资源共享的问题, 再使用针对单一特征的加工决策方式时, 就会存在着很多不协调的因素, 造成不必要的难度和经济损失。因此, 在面对多个特征基于一身的机床设备时, 需要使用新的规则——产生式规则对机床设备所涉及到的决策进行描述, 以便于能够实现智能决策;或者是对加工特征中所涉及到的工具进行优化调整, 找出可行性较强的决策方案, 为优化工艺系统提供强有力的理论支持。加工特征的体系结构如图2所示。

在针对加工特征所对应的几何定义模型中, 几何特征的形状和加工的信息之间存在着较为密切的关系, 对于几何的参数、坐标矩阵之间的变换、加工技术和精度等方面的信息进行总结和归纳。在加工特征的几何定义模型建立的过程中, 需要使用工艺决策机制优化零件加工的工艺流程, 在刀具的选择和工序的确定的过程中, 要使用智能的方法进行, 以求刀具和工序的配合达到最理想的状态。

4 结束语

随着我国科学技术的进步和经济全球化的发展, 我国各行各业中的竞争都非常的激烈, 为了能够在日趋激烈的竞争中占有一席之地, 我国对加工制造行业进行了改革和创新, 并对零件加工过程中的加工特征进行了建模, 以求能够使数控技术向着自动化、智能化发展, 并使数控编程程序向着高效率发展, 从而提高企业数控工艺的集约化、标准化以及参数化的发展, 以促进我国加工制造业经济效益的提高。

摘要：加工制造业是我国工业发展的基础, 在我国的国民经济的地位越来越重要, 21世纪是信息科技的时代, 我国的数控编程程序关系到数控设备的控制和零件的加工。本文首先对自动数控编程进行了一个简明扼要的概述, 随后又对零件加工特征的定义进行了阐述, 最后又使用各种数据资料和推理方式, 对零件加工的特征进行分类以及模型的定义进行了详细的分析和研究。

关键词：解析,自动数控,编程,零件加工,建模技术

参考文献

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数控编程技术的涵义论文 篇8

《数控加工自动编程技术》是一门实践性很强的课程, 该课程旨在培养学生的三维造型、工艺分析、自动编程及现场加工能力。下面以数控铣床自动编程技术为例从授课内容研究、课程组织形式和主要教学方法及手段、授课中可能存在的主要问题及相应对策研究、考核方法及教学实践等多方面进行阐述。

1 授课内容的选择

1.1 CAD/CAM软件的选择

典型的CAD/CAM软件主要UG、PRO/E、CAXA、Master CAM及POWERMILL等。在软件选择上靠考虑服务对象的实际, 培养对象主要面向大中型企业的可以选用UG或PRO/E等; 培养对象主要面向中小型企业的可以选择CAXA或Master CAM等。

1.2 主要授课内容的确定

在授课内容选择方面一定要有针对性, 要体现“实用性”的特点, 杜绝大篇幅的理论讲授, 而是以项目为载体, 结合工厂加工实际, 融入“必需”、“够用”的知识。以UG为例, 可以进行以下内容教学:建模模块可包括:基本体素建模项目、线框建模项目、草图建模项目、装配建模项目和工程制图项目;自动编程模块可包括:平面铣削项目、型腔铣削项目、固定轴铣削项目、孔加工项目等必修项目和非固定轴铣削项目及高速铣削项目等拓展项目;加工模块可包括:典型平面类零件加工、典型凸模零件加工和典型凹模零件加工等综合项目。

2 课程组织形式及主要教学方法和手段

本课程实践性强, 以理实一体化教学为课程主要组织形式, 依托计算机开展造型、编程及零件加工仿真教学, 依托数控铣床开展典型零件的数控现场加工教学。融“项目研究”教学法、“研讨式”教学法和“案例式”教学法为一体, 采用多媒体教学和现场教学, 开展项目研究, 突出学生的主体地位, 强化学生的自主学习能力, 提高学生的专业素质和专业技能。

3 课程实施中可能存在的主要问题及应对策略

3.1 项目选择和教材问题

项目的选择要有针对性, 依据职业技能标准, 结合企业岗位生产实际, 汇总专业应用的主要信息, 经过加工处理, 提炼出主要知识点, 联合企业一线技术人员, 共同选择典型案例并组织开发适合区域行业特点的、实用的教学教材。

3.2 师资问题

课程采用理实一体化教学和现场教学, 这就要求任课教师不仅要具有较厚的理论基础, 而且要求拥有很强的实践动手能力, 同时知识结构不能跟企业实际脱轨, 因此实施时, 师资问题成了较大阻力!为了更好的开展教学, 可以让学校的专业教师开展机房部分的理实一体化教学, 聘请企业的一线技术人员作为兼职教师带领学生开展现场加工实践, 即保证了较厚的理论基础, 又让所学知识紧密贴合企业实际。

3.3 教学资源问题

三维造型部分和自动编程部分的教学资源都是没有问题的, 每个学生一台电脑还是容易保证的, 然而到了实践环节, 由于数控机床数量和教师数量的问题, 常会使实践环节仅仅流于形式, 很大程度上影响教学效果。因此, 可以采取分批学习的方法, 进行小组划分, 每个小组的同学要进行具体分工, 一部分进行工艺分析, 一部分进行编程, 一部分用VERICUT软件进行仿真加工, 一部分进行现场加工, 然后不同的项目, 角色互换。这样即保证了学生都参与到了实训教学中, 而且较好的解决了实习资源问题。

3.4 学生成绩评定问题

本课程的考核方法, 应改变以往的一张试卷确定成绩的考核方式, 注重学生的平常学习情况的考查, 主要采用过程考核的方法。可从课堂表现、阶段测验、作业、仿真加工和现场加工等方面进行考核, 最终确定成绩评定结果。结合学习内容的重要性, 合理分配各考核内容所占比重:课堂表现 (10%) 、作业 (10%) 、阶段测验 (20%) 、仿真加工 (30%) 和现场加工 (30%) 。由于考核常态化, 所以对学生的平常学习起到了很好的督促和激励作用, 能在一定程度上调动学生的学习积极性。

4 教学实践

本课程已按照这种模式开展了教学, 在很大程度上调动了学生的学习积极性, 提高了学生的专业素质和专业能力, 企业对学生的反馈也较好, 课程整体效果不错, 希望能给同行起到一定的借鉴意义!

摘要：无论是在高职教育还是在中职教育中, 我们都会经常有“工学结合”、“学以致用”的提法, 可见深入研究如何更好的开展“理实一体化”专业教学, 对国家高技能人才的培养有着较好的现实意义。本文以数控技术专业的专业核心课程《数控加工自动编程技术》的教学为主要研究对象, 探讨本课程的主要授课内容、主要教学方法和手段及相应的考核措施, 希望能给从事数控技术教学的教育和培训工作者起到一定的借鉴作用。

关键词：数控加工自动编程技术,理实一体化,教学研究

参考文献

[1]周伯秀.理论与实训一体化在数控教学中的探索[J].装备制造技术, 2011 (11) .

[2]吕宜忠, 宋英超.项目教学法在数控教学中应用研究[J].科技创新导报, 2009 (12) .

数控编程技术的涵义论文 篇9

所谓数控编程就是把零件的工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移量等信息用数控语言记录在程序单上, 并经校核的全过程。现阶段, 数控程序的编制一直采用手工编程, 这种方法适用于几何形状不太复杂的零件的平面加工、直线加工、回转体加工及点位加工等。这种方法比较简单, 编程速度快, 代码简单。但是对于几何形状比较复杂、包含不规则曲面的加工, 采用手工编程就相当困难了。由于几何形状复杂, 刀位点难以准确把握, 对轨迹的计算量也相当大, 而且在程序完成后, 要花费大量时间进行程序的调试, 占用机床工时。

近年来, 随着计算机的快速普及, CAD/CAM技术研究和软件开发得到很好的发展, CAM软件也日益成熟, 图形处理功能得到了很大的提高。通过CAM软件, 可以实现对任意复杂零件的建模及轨迹生成, 直到自动生成NC程序, 实现了自动编程。一个好的数控编程系统, 已经不是一种仅仅是绘图, 做轨迹, 出加工代码, 也是一种先进的加工工艺的综合, 先进加工经验的记录、继承和发展。CAXA制造工程师是一套非常优秀的国产数控编程系统, 它集CAD、CAM于一体, 功能强大, 工艺性好, 代码质量高, 以其强大的造型功能和加工功能备受广大用户的赞誉, 在全国数控技能大赛中更被指定为大赛用软件。

二、基于CAXA制造工程师的工艺加工过程

CAXA制造工程师是一个曲面、实体相结合的CAD/CAM一体化的国产CAM软件, 是一款基于三维的零件设计、制造和分析的软件包。其制造功能模块主要具有以下特点:

(1) 数据的唯一性、相关性, 即如果对一个零件模型进行了修改, 与此零件相关的装配图、零件图等都会自动更新。

(2) 具有强大的加工环境设计能力:能够模拟加工条件, 建立三维的组装式夹具装配、刀具装配和加工毛坯系列;采用图形交互式人机对话方式;有多种进刀方式, 可自动生成加工刀具路径;能进行铣削、镗削、钻削、车削、铰孔和线切割等多种加工。能图形化显示刀具路径;屏幕模拟实际切削过程, 显示材料去除过程和进行刀具干涉检查;提供完整的工艺过程信息。可提供刀具装配、安装和使用信息, 可提供夹具安装和使用信息以及机床的使用、工艺参数设置等信息。

下面介绍基于CAXA制造工程师的技术支持, 及其在数控机床上进行零件加工工艺的分析与加工过程。

1、工件模型造型设计

利用CAXA制造工程师提供的基本绘图指令:直线, 圆弧以及椭圆线等功能和拉伸、除料、孔制作等实体造型功能, 可以将设计元素加工混合, 进行三维加工数据的建模, 用曲线、曲面和实体表达实体工件。在对零件造型过程中, 可以直接使用软件提供的三维设计, 也可以利用两维制图中的参数线等元素, 引入到C A X A建模中, 实现CAD数据的准确交换, 完成满足数控加工的三维数据模型, 实现复杂零件的三维实体造型设计。

2、加工方案设计

对以上零件的三维建模进行分析, 按工艺方案的要求, 根据零件毛坯、夹具装配之间空间几何关系, 筛选最适用的加工方法。对实体造型进行进一步的工艺分析, 根据加工性质修改增补造型, 根据加工特点以及加工能力, 确定需要加工的三维实体面, 再分析实体的组成情况, 拟定刀具的进入路径、切削路径、退出路径。

3、生成加工轨迹

根据需加工零件的形状特点及工艺要求, 利用CAXA制造工程师提供的曲面、导动、参数线、投影和等高等加工方法, 灵活选定需要加工的实体部分, 输入相关的数据参数和要求, 通过快速图形显示, 生成刀具轨迹和刀具切削路径。针对实体不同加工性质和加工特点的部位, 采用不同的加工方法而生成的粗加工和精加工轨迹。编程人员可以根据实际需要, 灵活选择加工部位和加工方法。加工轨迹生成后, 利用刀位编辑、轨迹的连接和打断编辑及参数修改功能对相关轨迹进行编辑修改。运用轨迹仿真功能, 即屏幕模拟实际切削过程, 显示材料去除过程和进行刀具干涉检查、检验生成的刀具轨迹是否满足要求, 查看切削后的工件截面, 确保不会出现过切, 以改进刀具轨迹。

4、生成G代码

数控编程的核心工作就是生成刀具轨迹, 然后将其离散成刀位点, 经后置处理产生数控加工程序。当加工轨迹生成后, 按照当前机床类型的配置要求, 把已经生成的刀具轨迹自动转化成合适的数控系统加工G代码, 即CNC数控加工程序。不同的机床其数控系统是不尽相同的, 不同的数控系统其G代码功能不同, 加工程序的格式也有所区别, 所以要对G代码进行后置处理, 以对应于相应的机床。利用软件的加工工艺参数后置处理功能, 可以通过对“后置处理设置”进行修改, 使其适用于机床数控系统的要求, 或按机床规定的格式进行定制。定制后, 可以保存设置, 用于今后与此类机床匹配需要。G代码生成后, 可根据需要自动生成加工工序单, 程序会根据加工轨迹编制中的各项参数自动计算各项加工工步的加工时间, 这样便于生产管理识别和加工工时的计算, 并且还可通过直观的加工仿真和代码反读来检验加工工艺和代码质量。

5、G代码传输和机床加工

生成的G代码要传输给机床, 如果程序量少而机床内存容量允许的话, 可以一次性地将G代码程序传输给机床。如果程序量巨大, 就需要进行DNC在线传输, 将G代码通过计算机标准接口直接与机床连通, 在不占用机床系统内存的基础上, 实现计算机直接控制机床的加工过程。机床根据接收到的G代码加工程序, 就可以进行在线DNC加工或单独加工了。

三、结束语

通过CAXA制造工程师的运用, 缩短了编程时间, 尤其对于像复杂轮廓加工、非圆曲面轮廓加工等, 更能体现出高效、准确的优点, 再也不用花费大量的时间去计算和输入那些庞大的数据了。CAM软件的应用也越来越显现出它的重要性。

参考文献

[1]北京北航海尔软件有限公司[Z].CAXA制造工程师用户手册.2006.

[2]陈力群.CAXA数控造型及加工实训[M].北京:中国劳动社会保障出版社.2007.