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        中望軟件在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

        2018-06-07 02:37:36吳玉珠
        時代農(nóng)機(jī) 2018年3期
        關(guān)鍵詞:輪廓編程實(shí)體

        吳玉珠

        (馬鞍山工業(yè)學(xué)校,安徽 馬鞍山 243031)

        隨著我國的產(chǎn)業(yè)升級,數(shù)字化制造在工業(yè)發(fā)展中已越來越重要,而在進(jìn)行復(fù)雜零件的生產(chǎn)制造中使用數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為數(shù)字化制造的重要內(nèi)容,傳統(tǒng)的手工編程已不能滿足現(xiàn)在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求,專業(yè)的CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造)軟件可以提高數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)制造過程中的作用,并對數(shù)控實(shí)訓(xùn)課中學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)等起著重要作用。

        1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造軟件的現(xiàn)狀與分析

        目前,國內(nèi)使用的數(shù)控軟件較多,多以輔助程序編制和運(yùn)動軌跡校驗(yàn),應(yīng)用較多的CAD/CAM軟件主要有:UG NX、Pro/NC、CATIA、中望3D等,每個軟件都有自己的優(yōu)點(diǎn),而中望3D軟件是一款技術(shù)成熟的國產(chǎn)軟件,是CAD/CAM一體化的軟件,具有較好的易學(xué)、易用性,有很強(qiáng)的繪圖和設(shè)計(jì)能力,它更適合我國的使用習(xí)慣,并可以實(shí)時顯示加工軌跡甚至加工后的虛擬加工實(shí)體,具有動畫效果,可以直觀、形象地模擬整個加工過程,很適合課堂講解和分析加工過程,已成為數(shù)控職業(yè)技術(shù)教育的必修課程之一。

        2 中望軟件在數(shù)控教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

        數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,除了要學(xué)習(xí)用手工編程方法加工輪廓相對簡單的弧形零件外,還需要學(xué)習(xí)橢圓、拋物線、雙曲線等較復(fù)雜的曲面輪廓編程加工,如果仍然采用傳統(tǒng)手工編程方法對這些復(fù)雜曲面零件編程則需進(jìn)行復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的計(jì)算,目前普通中職學(xué)生計(jì)算能力普遍較差,極易出錯,編程正確率很難得到保證。因此,快速、準(zhǔn)確地編制出加工程序是非常重要的。而中望軟件就提供了高效的編程加工功能,界面簡潔方便,能夠處理線框以及實(shí)體特征,并且各參數(shù)可以自動優(yōu)化,能自動選擇到合適類型的刀具,并具備過切檢查功能。下面以數(shù)控車實(shí)訓(xùn)為例說明中望軟件的應(yīng)用過程。

        (1)建立零件輪廓。首先,進(jìn)入中望軟件并繪制零件的二維圖形,如圖1所示。對于立體感強(qiáng)的同學(xué)在有了二維輪廓以后可以立即形象畫出零件的真實(shí)形狀,但對于初學(xué)者或者立體感不強(qiáng)的同學(xué)就很難想象出零件的形狀。為了能達(dá)到最好的加工效果可以把二維輪廓進(jìn)行旋轉(zhuǎn),直接把零件輪廓做成三維實(shí)體模型,如圖2所示。然后再對三維實(shí)體模型進(jìn)行加工。

        圖1 建立零件輪廓

        圖2 三維實(shí)體模型

        (2)確定參數(shù)。建立坐標(biāo):中望軟件可以繼承建模的坐標(biāo),也可以通過建立多個坐標(biāo)系來滿足加工需要。添加坯料:中望軟件可以根據(jù)加工模型自動生成坯料外形并自動調(diào)整坯料尺寸余量。設(shè)置加工參數(shù):中望軟件參數(shù)的設(shè)置與其它軟件相似,各參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際加工情況進(jìn)行設(shè)置。

        (3)刀軌仿真。中望軟件有實(shí)體仿真和線性仿真兩種驗(yàn)證刀軌準(zhǔn)確性的方法,如發(fā)現(xiàn)有需要優(yōu)化的刀軌則可通過刀軌編輯器對刀軌進(jìn)行修剪、移動、陣列、鏡像、重鏈接等優(yōu)化調(diào)整,使批量零件的加工效率達(dá)到最高。如圖3所示。

        圖3 刀軌仿真

        (4)三維加工動態(tài)仿真。學(xué)生可以用實(shí)體仿真功能檢查模擬零件的加工過程,如圖4所示。中望軟件的實(shí)體仿真可以模擬整個零件加工的過程,有助于很多立體感不是很強(qiáng)的操作者能更直觀、一目了然的看到自己加工什么樣的零件,提前優(yōu)化和處理加工過程中可能出現(xiàn)的問題,從而獲得更真實(shí)的加工體驗(yàn),減少機(jī)床校驗(yàn)的時間,提高加工生產(chǎn)效率,這種實(shí)體仿真功能對教學(xué)十分有利。

        圖4 三維加工動態(tài)仿真

        (5)后處理生成NC代碼。驗(yàn)證刀具軌跡準(zhǔn)確無誤后可以直接輸出和打印加工清單,可以方便后續(xù)現(xiàn)場加工操作,最后輸出G代碼,中望3D內(nèi)置了主流的西門子、FANUC等數(shù)控系統(tǒng),幫助用戶定制專屬的后處理方案,中望3D的CAM編程在批量的零件加工方面具有高效率和易操作性。后處理可以把CAM軟件計(jì)算出的刀具軌跡輸出成機(jī)床可以識別的NC代碼并用于生產(chǎn),可以使數(shù)控機(jī)床發(fā)揮出最大能力。

        3 中望軟件在教學(xué)中的優(yōu)越性

        (1)中望軟件提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效果。在常規(guī)教學(xué)中,《機(jī)械制圖》是數(shù)控專業(yè)的基礎(chǔ)課,通常學(xué)生都是從識圖和畫二維視圖開始,然后是三維實(shí)體建模、裝配等內(nèi)容的學(xué)習(xí),由平面圖向立體圖過渡,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中可以很直觀地感受零件的結(jié)構(gòu)和形狀便于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解,改變了過去老師單調(diào)講解、學(xué)生觀看的教學(xué)模式,達(dá)到了較為理想的教學(xué)效果。

        (2)中望軟件豐富了教學(xué)內(nèi)容。在數(shù)控編程及加工中,中望3D的加工模塊可以很快編制出合理、高效的刀具軌跡,允許使用者通過參數(shù)及后續(xù)的修改工具進(jìn)行調(diào)整。在軟件中可以對所有刀路軌跡進(jìn)行仿真模擬,軟件還支持實(shí)體仿真,讓學(xué)生可以看到接近真實(shí)環(huán)境的仿真加工效果,產(chǎn)生了較好的教學(xué)效果。學(xué)生可以根據(jù)零件圖造型、編程、加工,大大提高了編程的效率和質(zhì)量。

        (3)中望軟件節(jié)約了實(shí)訓(xùn)成本,提高了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的安全。在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行仿真模擬加工訓(xùn)練,可以節(jié)約大量加工練習(xí)成本,并降低了學(xué)生在加工練習(xí)中的危險性,確保了學(xué)生生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的安全。

        總的來說,中望軟件降低了零件編程的難度,提高了編程的效率和質(zhì)量,縮短了加工時間。作為應(yīng)用性終端技術(shù),中望軟件系統(tǒng)使加工過程更規(guī)范、更合理。

        4 結(jié)語

        綜合中望軟件在數(shù)控實(shí)訓(xùn)中使用的經(jīng)驗(yàn)可以看出:中望軟件的使用不僅提高了數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量和效率,還大大降低了數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的成本,并且極大提高了數(shù)控教學(xué)的安全性。但與實(shí)際加工相比還有一定的差距,特別是零件的裝夾、測量等訓(xùn)練內(nèi)容不能與實(shí)際操作手感相比。因此,中望軟件只能輔助數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)而不能完全替代數(shù)控實(shí)訓(xùn)加工。

        [1] 江平宇,張映鋒.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2010.

        [2] 高慧.CAD/CAM技術(shù)及應(yīng)用對我國機(jī)械制造業(yè)的影響[J].機(jī)械管理與開發(fā),2007,(4).

        [3] 朱克滿.FANUC數(shù)控車床自動編程與手動編程的結(jié)合分析[J].科技資訊,2012,(34).

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