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        數(shù)控仿真在數(shù)控車床編程與加工課程中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)淺析

        2013-04-29 00:44:03孔德新張昕杜云峰
        電腦迷 2013年9期
        關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床機(jī)床編程

        孔德新 張昕 杜云峰

        摘 要 根據(jù)數(shù)控人才培養(yǎng)中遇到的問題提出了數(shù)控仿真軟件引入數(shù)控教學(xué)的重要性,論述了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生,以及在數(shù)控車床編程與加工教學(xué)中,如何有效地使用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件,體現(xiàn)了數(shù)控專業(yè)教學(xué)中的一種新的教學(xué)方法和教學(xué)模式。進(jìn)一步分析了仿真軟件在數(shù)控教學(xué)中的優(yōu)缺點(diǎn),并提出相應(yīng)的彌補(bǔ)措施。

        關(guān)鍵詞 數(shù)控車床 數(shù)控仿真

        中圖分類號:TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生

        隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和理念的發(fā)展,目前在國內(nèi)已經(jīng)有很多學(xué)校將計算機(jī)仿真初步運(yùn)用于數(shù)控操作人才培訓(xùn)的教學(xué)之中,也產(chǎn)生了各種仿真教學(xué)系統(tǒng)。簡單來講就是利用計算機(jī)和其他的專用硬件軟件去產(chǎn)生一種真實(shí)場景的仿真,參與者可以通過與仿真場景的交互來體驗(yàn)一種接近于真實(shí)的場景的感覺。因此能進(jìn)一步培訓(xùn)操作者的實(shí)際工作技能。

        2 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果

        2.1 理論教學(xué)應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以極大地提高學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣

        在引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用軟件之前,數(shù)控編程與操作課程教學(xué)模式主要是課堂教學(xué),學(xué)員對自己所編的程序正確與否是通過教員審查來知曉的。教員檢查程序需逐個程序段進(jìn)行查閱,內(nèi)容多而十分麻煩,一些書寫錯誤也不易查出,而這些問題在實(shí)際數(shù)控編程中是十分重要的。至于數(shù)控操作問題,在黑板上講解各個按鍵的作用、名稱與使用更是一件費(fèi)力不討好的事,習(xí)者枯燥,教者乏味。

        引入仿真系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)以后,學(xué)員所編程序可以直接在數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的模擬加工演示,對程序編寫和書寫的錯誤能直接看出,機(jī)床操作面板的使用與零件的加工過程也和實(shí)際加工情況十分相似,學(xué)員可以從任意角度觀察數(shù)控機(jī)床加工過程,毛坯加工為成品的過程歷歷在目,直觀形象,便于學(xué)習(xí)與掌握,編程與操作的作業(yè)可以直接在計算機(jī)上檢查,每次有檢查,次次有結(jié)果,使學(xué)員對這門課程有了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

        2.2 技能訓(xùn)練應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可降低訓(xùn)練成本提高訓(xùn)練效率和安全性

        數(shù)控機(jī)床是一種較為昂貴的機(jī)電一體化的新型設(shè)備,如果初學(xué)時就讓學(xué)員直接在數(shù)控機(jī)床上操作,可能出現(xiàn)撞壞刀具等現(xiàn)象,甚至因操作失誤對學(xué)員造成人身危害。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進(jìn)行技能操作,可以大大降低實(shí)訓(xùn)的消耗,約30個機(jī)位的計算機(jī)包括30個結(jié)點(diǎn)的正版數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件,所需費(fèi)用相當(dāng)于一臺三十萬元的數(shù)控機(jī)床,卻能解決30-90個學(xué)員的初階段的技能訓(xùn)練問題,學(xué)員可以對未能完成的實(shí)習(xí)實(shí)行項(xiàng)目保存,對已完成的實(shí)習(xí)課題進(jìn)行調(diào)入回顧,而后再進(jìn)行幾次實(shí)際操作就能達(dá)到事半功倍的效果,大大提高了實(shí)習(xí)效率降低了實(shí)習(xí)成本。學(xué)員可以將編程與程序校驗(yàn)放在計算機(jī)上完成,然后將所編程序輸入數(shù)控機(jī)床,對零件進(jìn)行加工,安全性及效率均大為提高。

        3 仿真軟件在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的不足及彌補(bǔ)措施

        3.1 仿真加工缺乏真實(shí)感,學(xué)員安全意識淡薄

        實(shí)際加工中操作人員必須嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程進(jìn)行加工,并要求其具備相應(yīng)的“聽辨能力”,能根據(jù)機(jī)床不同狀態(tài)下發(fā)出的聲音及時調(diào)整參數(shù),減少機(jī)床發(fā)生故障和停機(jī)的概率。而在仿真中,便無法學(xué)習(xí)到真正的“聽辨能力”,并且一些嚴(yán)格的操作規(guī)程也無法得以實(shí)施。如加工過程中不要把頭和手隨意伸進(jìn)機(jī)床中、加工前關(guān)閉機(jī)床安全門等,這些環(huán)節(jié)在仿真時往往都可忽略不計,而對于在練習(xí)時出現(xiàn)的撞刀等現(xiàn)象也毫不在意。如果學(xué)員的不良習(xí)慣一旦養(yǎng)成,會在實(shí)際生產(chǎn)中造成重大損失。因此,在平時的教學(xué)過程中教員要不斷強(qiáng)調(diào)安全操作,嚴(yán)格要求,并給學(xué)員講解仿真與實(shí)操的差別。

        3.2 工藝參數(shù)設(shè)置隨意,無法保證產(chǎn)品質(zhì)量

        利用仿真系統(tǒng)進(jìn)行編程與操作練習(xí)時,往往容易忽視切削用量、刀具的選用,零件的裝夾等問題。同時仿真軟件也無法判斷工件的表面粗糙度、矯正尺寸精度等。如果學(xué)員在仿真時忽略了這些內(nèi)容,在實(shí)際機(jī)床上加工時也會不自覺的忽略這些對數(shù)控加工十分重要的部分,從而導(dǎo)致加工的工件無法達(dá)到尺寸精度要求,更有甚者發(fā)生碰撞等事故。因此,教員一定要求學(xué)員按照實(shí)際操作加工中的要求來做,如正確裝夾零件,合理選用刀具及切削用量;對刀的步驟和動作也要規(guī)范,讓學(xué)員在學(xué)習(xí)的初期就養(yǎng)成正確的習(xí)慣。

        3.3 仿真加工與實(shí)際機(jī)床有一定差異,易使學(xué)員產(chǎn)生錯覺,影響教學(xué)質(zhì)量

        由于虛擬加工技術(shù)起步較晚,現(xiàn)在的仿真軟件與實(shí)際機(jī)床還存在一定差異。如利用車刀在數(shù)控仿真系統(tǒng)上加工工件時,只要背吃刀量不大于刀刃長度就可以直接切削。而在實(shí)際數(shù)控機(jī)床上加工,則會因?yàn)槭艿綑C(jī)床、刀具和材科等性能的影響,不可能選取太大背吃刀量。再如切斷刀在實(shí)際加工中只能用來切槽或者切斷加工。而在仿真系統(tǒng)中即使用來車削外圓也不會有錯誤提示。

        綜上所述,數(shù)控仿真軟件在數(shù)控技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的合理應(yīng)用,既可以提高數(shù)控人才的培養(yǎng)質(zhì)量和效率,還可以緩解學(xué)校的資金壓力,但其缺點(diǎn)也不容忽視。只有在教學(xué)中將仿真訓(xùn)練與實(shí)踐操作訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合,擺正仿真軟件在整個專業(yè)教學(xué)中的位置,才能充分地發(fā)揮其作用,才能真正為教學(xué)服務(wù)。

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