第一篇：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用

《數(shù)控加工仿真系統(tǒng)》的功能

教學功能

本軟件具備對數(shù)控機床操作全過程和加工運行全環(huán)境仿真的功能?？梢赃M行數(shù)控編程的教學，能夠完成整個加工操作過程的教學。使原來需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分教學功能可以在這個虛擬制造環(huán)境中實現(xiàn)。由于大部分的實訓活動可以在本仿真系統(tǒng)中實現(xiàn)，使用本仿真軟件將大大減少在數(shù)控機床設(shè)備上的資金投入，從而可以加快當前緊缺數(shù)控加工操作技術(shù)人員的培訓速度。由于使用仿真軟件，也大大減少工件材料和能源的消耗，從而可以降低培訓成本。

由于仿真軟件不存在安全問題，學員可以大膽地、獨立地進行學習和練習。本軟件中不僅具有對學員編制的數(shù)控程序進行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能，還具有在真實設(shè)備上無法實現(xiàn)的三維測量功能。這些功能使得學員可以進行自我學習，自我檢測加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強度。

本軟件的互動教學功能使得教師既可以以廣播的方式在每個學生的屏幕上演示其教學內(nèi)容。教師也可以在自己屏幕上看到每個學生的操作情況，實時了解教學情況。

許多教師在數(shù)控理論課程中也使用本仿真軟件，使得課堂的教學變得更加生動、更加具體，教學效果明顯得到提高。

考試功能

數(shù)控加工技能操作考試不僅重視最后的結(jié)果，更重視操作的過程。本軟件最初是為上海市就業(yè)培訓與指導中心的社會化數(shù)控技能鑒定專門開發(fā)的。考試功能不僅記錄了考試的最后結(jié)果，還把整個操作過程完整記錄下來。通過回放功能可以察看考試的操作全過程。近二年來，由于數(shù)控操作人才的緊迫需求，全國各級學校和培訓機構(gòu)對數(shù)控專業(yè)或者相關(guān)專業(yè)的招生都已經(jīng)達到史無前例的規(guī)模。數(shù)控專業(yè)學生在幾百名的學校已經(jīng)為數(shù)不少，甚至有上千名的。工件精確測量是一件非常繁復的工作，對數(shù)控學生人數(shù)眾多的學校，即使在仿真軟件上進行一次考試或者練習都可能是非常困難的。根據(jù)廣大用戶的需求，本軟件近來增加了工件的自動測量功能。該功能能夠?qū)Ψ抡孳浖霞庸ね瓿珊蟮墓ぜM行完全自動的、智能化的測量。如果事先設(shè)定了評分規(guī)則，就可以進行全自動的評分。在大連市技能鑒定中心進行的數(shù)控操作工社會化考試中，數(shù)控機床操作的仿真考試中已經(jīng)實現(xiàn)了完全自動評分。經(jīng)過半年多的連續(xù)使用，證明該項功能已經(jīng)完全達到預定設(shè)計目標，現(xiàn)已經(jīng)交付大連市技能鑒定中心自己獨立使用。本軟件的完全自動評分功能在同類產(chǎn)品中是獨一無二的。

遠程教學功能

本軟件不僅在局域網(wǎng)上具有雙向互動的教學功能，還具有基于互聯(lián)網(wǎng)進行雙向互動的遠程教學功能，數(shù)據(jù)傳送可以采用衛(wèi)星、寬帶（ADSL,ISDN,有線CABLE等）或窄帶互聯(lián)網(wǎng)（56K Modem）等方式進行。這使得遠程教學成為名副其實。因此，本軟件不僅適合于寬帶互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)能夠達到的地方的遠程教學。同時，也適合于寬帶互聯(lián)網(wǎng)還不能達到、僅有電話線到達地區(qū)的遠程教學。該項目于2002年1月通過了上海市科委鑒定，鑒定意見認為該項目“技術(shù)先進，功能組織合理，達到了商品化軟件的水平，特別是其基于56K Modem窄帶互聯(lián)網(wǎng)進行三維視圖實時更新的異地互動協(xié)同工作技術(shù)，并用于數(shù)控加工仿真系統(tǒng)中，具有獨創(chuàng)性，達到了國際領(lǐng)先水平”。2001年年底以來，使用上海廣電集團的衛(wèi)星微波通訊連

路，本軟件在上海市就業(yè)培訓與指導中心數(shù)控加工遠程教學課程中開始投入實際使用。經(jīng)過三年多時間的使用，證明效果良好。為今后實現(xiàn)對我國西部地區(qū)的數(shù)控遠程教學奠定了基礎(chǔ)。本軟件 基于互聯(lián)網(wǎng)進行雙向互動的遠程教學功能在同類產(chǎn)品中也是獨一無二的。

數(shù)控系統(tǒng)

由于社會多元化的需求，促使學校和培訓機構(gòu)向多種數(shù)控系統(tǒng)方向發(fā)展。但是，一般的學校和培訓機構(gòu)不可能購置所有主流數(shù)控系統(tǒng)和設(shè)備。為此，本軟件產(chǎn)品正在仿真更多的數(shù)控系統(tǒng)。目前，本軟件 產(chǎn)品仿真的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)包括 Fanuc 0系統(tǒng)、Fanuc 0-I系統(tǒng)、Fanuc PowerMate 0系統(tǒng)、Siemens 810D系統(tǒng)、Siemens 802C系統(tǒng)、Siemens 802D系統(tǒng)、PA 8000系統(tǒng)、三菱60系統(tǒng)、大森數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)和廣州數(shù)控系統(tǒng)。機床包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、立式和臥式加工中心以及幾十種機床面板。本軟件所仿真的數(shù)控系統(tǒng)是國內(nèi)同類產(chǎn)品中最全的，有些是獨有的。

第二篇：數(shù)控加工仿真實驗報告

數(shù)控技術(shù)實驗報告

實驗名稱：數(shù)控加工仿真系統(tǒng)實驗

實驗日期：2012-1-9

一、實驗目的

1、學會運用計算機仿真技術(shù)，模擬數(shù)控車床、數(shù)控銑床完成零件加工的全過程；

2、在宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)中進行加工仿真實驗；

3、為后續(xù)的“數(shù)控編程實訓”，實地操作數(shù)控機床進行數(shù)控加工，積累和打下操作技能訓練的基礎(chǔ)。

二、實驗基本要求

1、熟悉并掌握FANUC 0i系統(tǒng)仿真軟件面板操作過程；

2、按給定車削零件圖樣，編制加工程序，在計算機上運用仿真軟件，進行模擬加工；

3、按給定銑削零件圖樣，編制加工程序，在計算機上運用仿真軟件，進行模擬加工。

三、仿真實驗設(shè)備

1、待加工零件圖紙參數(shù)

2、宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件、操作電腦

四、主要操作步驟

第一部分：

1、啟動宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件，選擇合適的機床類型，根據(jù)待加工圖樣定義毛胚零件，正確裝夾毛胚零件并安放在機床。

2、選擇合適的加工刀具。

3、激活機床。檢查急停按鈕是否松開，若未松開，點擊急停按鈕，將其松開。按下操作面板上的“啟動”按鈕，加載驅(qū)動，當“機床電機”和“伺服控制”指示燈亮，表示機床已被激活。

4、機床回參考點。在回零指示狀態(tài)下選擇操作面板上的X軸，點擊“+”按鈕，使X軸回零，回零后相應(yīng)操作面板上“X原點燈”的指示燈變亮，同時LCD上的X坐標變?yōu)椤?.000”。相應(yīng)的調(diào)整機床依次使Y，Z軸回零。機床回零結(jié)束后LCD顯示的坐標值（XYZ：0.000,0.000,0.000），操作面板指示燈亮為回零狀態(tài)。機床運動部件（銑床主軸、車床刀架）返回到機床參考點。

5、對刀，實驗中選用剛性芯棒進行對刀。剛性芯棒采用檢查塞尺松緊的方式對刀，同時將基準工具放置在零件的左側(cè)（正面視圖）對刀方式。

6、X軸方向?qū)Φ叮狐c擊機床操作面板中手動操作按鈕，將機床切換到JOG狀態(tài)，進

（4）按LCD畫面軟鍵【操作】，再點擊畫面軟鍵，再按畫面【READ】對應(yīng)軟件；（5）在MDI鍵盤在輸入域鍵入文件名：O1111；

（6）點擊[EXEC]對應(yīng)軟鍵，直接導入數(shù)控程序：O1111，并在LCD屏顯示。

6、仿真零件加工程序代碼如下： O1111;G54 G00 X-10.Y-10.Z100.;T01;M03 S500;G43 G00 Z5.H01;G01 Z-2.F100;G41 G01 X0.Y-5.D01;Y40.;X40.Y60.;G02 X80.Y20.R40.;G02 X60.Y0.R20.;G01 X-5.;G40 G00 X-10.Y-10.;G49 G00 Z100.M05;M30;

7、仿真零件加工圖樣如下：

第三篇：五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心仿真系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用

五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心仿真系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用

2010-11-03 21:16:01 作者：□沈陽飛機工業(yè)集團 鄭 鑫 來源：智造網(wǎng)—助力中國制造業(yè)創(chuàng)新—idnovo.com.cn

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本文所涉及的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)是基于 CATIA V5 的功能模塊建立的，通過對動龍門五軸聯(lián)動數(shù)控機床的實體測量、建模、組裝和整機模擬，實現(xiàn)數(shù)控加工過程的仿真。同時根據(jù)本行業(yè)實際生產(chǎn)技術(shù)需要，結(jié)合 VER-ICUTR 軟件零件切削過程仿真驗證優(yōu)勢，建立 CATIA 與 VERICUT 兩軟件平臺之間的宏聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)將機床運行數(shù)控程序過程中的過切、干涉、碰撞和欠切等錯誤消除在設(shè)計階段的目的，提高數(shù)控加工過程的可靠性。

目前大型數(shù)控五軸聯(lián)動加工中心在科研生產(chǎn)過程中，主要用于進行大型復雜航空零部件與工藝裝備制造加工，因空間結(jié)構(gòu)復雜，外形體積大，常出現(xiàn)零件首件過切，未加工到位，機床與零件或工裝夾具干涉，模鍛件裝夾定位不準確和加工超行程等問題，僅憑借數(shù)控編程技術(shù)人員個人經(jīng)驗，工作量龐大且復雜，難以克服。

針對五坐標數(shù)控加工機床控制系統(tǒng)不具有數(shù)控加工過程的動態(tài)模擬仿真功能，筆者結(jié)合虛擬制造技術(shù)，在計算機輔助制造軟件(VERICUT 5.4)平臺基礎(chǔ)上，開發(fā)了數(shù)控加工機床仿真系統(tǒng)模塊。該仿真系統(tǒng)可以在NC代碼的驅(qū)動下運行，用以觀察數(shù)控機床部件運動和零件的加工成形過程中空間運動狀況，驗證加工程序G代碼的正確性，防止實際加工過程中干涉和碰撞等故障發(fā)生。

該系統(tǒng)旨在以五坐標數(shù)控機床為驗證工作機，研究FIDIA C20控制系統(tǒng)的驅(qū)動工作原理，建立數(shù)控加工中心仿真工作平臺，進行典型回轉(zhuǎn)曲輪軸和蒙皮鈑金工藝裝備五軸聯(lián)動銑切的加工過程模擬。涉及到仿真工作環(huán)境下的大型工藝裝備裝夾定位，確定數(shù)控刀具參數(shù)庫，模擬數(shù)控加工程序的運行 過程等。

一、開發(fā)研究過程

1.五坐標數(shù)控加工中心加工仿真系統(tǒng)技術(shù)研究

比較同類型仿真系統(tǒng)現(xiàn)狀，目前技術(shù)能力可以建立幾何仿真系統(tǒng)，模擬計算刀具切削速度、切削量和切削時間等。

(1)軟件系統(tǒng)研究方案制定與基礎(chǔ)工作調(diào)試準備。

①方案制定：首先將 VERICUT 與 CATIA 軟件功能模塊測試驗證聯(lián)接;然后建立五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心機床結(jié)構(gòu)與運動關(guān)系分析;最后生成五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心模擬系統(tǒng)。

②基礎(chǔ)工作調(diào)試準備。首先建立 VERICUT 與 CATIA 機床模擬器軟件模塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，在CATIA V5R15

{' Entry point for CATIA V5

Sub CatMain()CATIA.SystemService.ExecuteBackgroundProcessus “C:cgtech54windowscommandsCATV.bat”

End Sub)｝

運行宏與 VERICUT 數(shù)控仿真平臺聯(lián)接，其中示毛坯數(shù)模(包括復雜模段件)，而

表示加工元素數(shù)模，表

環(huán)境模塊內(nèi)建立宏編輯器，文本文件如下：

表示夾具數(shù)模聯(lián)接至 VERICUT 數(shù)控仿真系統(tǒng)。

(2)建立機床主結(jié)構(gòu)框架模型裝配結(jié)構(gòu)。

機床模型的構(gòu)建要依據(jù)以下幾個步驟：

① 通過測量真實部件的尺寸來獲得相應(yīng)尺寸;

② 根據(jù)尺寸對機床各個部件進行實體造型;

③ 根據(jù)所建立的機床部件實體在 NC 機床構(gòu)建模塊里進行組裝;

④ 進行機床模型運動參數(shù)的設(shè)置。

以CATIA V5的“NC機器工具構(gòu)建模塊”為基礎(chǔ)，進行復雜幾何實體造型，彌補 VERICUT 5.4 系統(tǒng)幾何造型設(shè)計功能不足問題，建立機床框架模型裝配主結(jié)構(gòu)。機床框架主結(jié)構(gòu)模型建立說明如圖1 所示。

以工作臺上頂面幾何中心為設(shè)計基準，建立工作臺(Base)尺寸(6000mm×2500mm×400mm)。帶雙側(cè)導軌、X軸部件、Y軸部件、Z軸部件、C軸部件、A軸部件、主軸部件和電主軸存儲箱，所有這些機床機構(gòu)部件構(gòu)成機床裝配結(jié)構(gòu)，機床各部件的三維數(shù)模文件分別單獨保存。

機床框架模型主結(jié)構(gòu)模型裝配關(guān)系為：以上頂面端面軸中心為數(shù)學模型基準原點，保證其與A軸旋轉(zhuǎn)中心距為230mm(機床手冊查取后現(xiàn)場測量驗證)。其中，X 軸部件、Y 軸部件和Z 軸部件為線性運動，C 軸部件為旋轉(zhuǎn)運動，A 軸部件為±110°擺動，工作臺和主軸存儲箱為固定基準主體。

(3)機床主機構(gòu)模型文件聯(lián)接導入 VERICUT 系統(tǒng)環(huán)境。

以機床工作臺(Base)主參考體測量，按(圖2)結(jié)構(gòu)樹順序采用相對運動約束關(guān)系，建立機床原點靜止裝配數(shù)據(jù)模型，完善后轉(zhuǎn)化為*.STL文件。數(shù)據(jù)分別聯(lián)接入真控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹，形成五軸聯(lián)動機構(gòu)(圖3)。

仿

編制數(shù)控控制指令系統(tǒng)文件(fidia20.ctl 文件)與數(shù)控機床構(gòu)造文件(FOREST-LINE.mch文件)，模擬FIDIA C20 數(shù)控指令系統(tǒng)，翻譯識別檢查FIDIA C20系統(tǒng)(GM)指令，驅(qū)動結(jié)構(gòu)樹內(nèi)X軸部件、Y 軸部件、Z軸部件(線性運動)、C軸部件(旋轉(zhuǎn)運動)和A軸部件(擺動)同步聯(lián)合運動。

(4)機床主機構(gòu)模型運動關(guān)系設(shè)置。

機床框架主結(jié)構(gòu)模型運動關(guān)系說明：以工作臺和主軸存儲箱為固定基準，其中X軸部件、Y軸部件和Z軸部件為線性運動，C軸部件為旋轉(zhuǎn)運動±360°，A 軸部件為±110° 擺動，建立運動約束關(guān)系。同時按編制的FOREST-LINE五坐標數(shù)控機床文件(FOREST-LINE.mch 文件)，模擬機床實體機構(gòu)運動過程，機床的空間運行狀態(tài)同步顯示如圖4。

設(shè)置機床仿真系統(tǒng)工作行程軟邊界：X 軸、Y 軸、Z 軸、C 軸和 A 軸工作行程的上下邊界如圖 5 所示。

其中，圖5所示為在執(zhí)行蒙皮成型工藝裝備五軸聯(lián)動劃線時，Z向超過行程，則仿真系統(tǒng)顯示機床 Z 向運動機構(gòu)為紅色報警。執(zhí)行蒙皮五軸聯(lián)動劃線和鉆孔加工時，工藝實施要考慮到空間位置的 X 軸、Y 軸和 Z 軸，包括 A 軸和 C 軸的角度運動行程狀態(tài)，此時仿真系統(tǒng)可顯示機床 X 軸、Y 軸、Z 軸、A 軸和 C 軸中任意運動機構(gòu)過行程紅色報警提示。

(5)零件模型、模鍛件模型與夾具模型定位仿真加工。

在仿真控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹

內(nèi)填加夾具(Fixture)和毛坯(Stock)聯(lián)接樹結(jié)構(gòu)接口，分別定義空間位置并進行位置裝配約束，進行調(diào)用拼裝組合夾具定位(圖6)或模鍛件定位(圖7)加工。

應(yīng)用說明：夾具(Fixture)聯(lián)接結(jié)構(gòu)樹接口可以直接讀取，其中專用工裝夾具可以與公司產(chǎn)品相應(yīng)工藝裝備文件連接。標準組合夾具可以直接調(diào)用拼裝夾具標準件庫，然后在仿真系統(tǒng)內(nèi)組合裝配應(yīng)用。

(6)機床附件數(shù)學模型定義。

在刀具庫(圖8)當中建立讀入功能，這樣有利于多人模板化應(yīng)用，從而經(jīng)過積累形成刀具參數(shù)庫(GYTOOL.tls 文件)，仿真系統(tǒng)內(nèi)存有的刀具參數(shù)庫需按實際刀具幾何特征添加。刀具的分類一般按功能定義：銑刀、中心鉆、鉆和鏜刀。

仿真加工中心刀具數(shù)據(jù)參數(shù)庫可以按加工工件材料和刀具幾何結(jié)構(gòu)功能特征分類，采用數(shù)據(jù)庫優(yōu)化管理所使用的刀具。

2.五坐標數(shù)控仿真系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用研究

(1)五坐標數(shù)控加工G代碼程序與數(shù)控控制系統(tǒng)連接設(shè)置調(diào)試。

由于實際數(shù)控機床選用的是FIDIA20數(shù)控指令系統(tǒng)，因此五軸聯(lián)動加工過程中為便于系統(tǒng)空間幾何運算，采用絕對坐標和刀具中心端點為轉(zhuǎn)心的模式進行后置處理程序G代碼指令的過程模擬，F(xiàn)IDIA20數(shù)控指令系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)與機床控制系統(tǒng)選項匹配。

(2)五坐標數(shù)控仿真系統(tǒng)應(yīng)用測試。

圖9所示為蒙皮零件成型工裝五軸聯(lián)動加工投產(chǎn)前，在五坐標數(shù)控仿真系統(tǒng)內(nèi)模擬應(yīng)用。該零件的工藝裝備最大外形10 500mm×2 535mm×545mm，其中成型面為復雜雙曲面，采用長度方向兩側(cè)局部拼接加工。在五軸聯(lián)動加工時，邊界為：X-2 227.081，Y 679.116，Z553.417。位置主軸角度為：A-16.333°，C-173.124°，工裝定位未超出機床工作行程。通過仿真系統(tǒng)分析兩次定位模擬加工，顯示零件加工過程的直觀狀態(tài)，C 軸部件和 A 軸部件大角度聯(lián)動空間狀態(tài)可以在不同視角觀測，以驗證工藝過程合理性，避免裝夾定位不準確導致超程重復工作。

模擬調(diào)用五軸聯(lián)動加工數(shù)控程序如下。

N1 G96 G90

N2 G00 X0.0 Y0.0 Z100.0 A0 C0

N3 G40 M08

N4 T0M06

N5 G00 X2947.902 Y1068.768 Z506.928 A9.599 C6.887 S70 M03

N6 G01 X2951.861 Y1078.168 Z508.439 A9.761 C6.881 F1000

N7 X2955.135 Y1087.657 Z510.006 A9.928 C6.875

N8 X2957.726 Y1097.173 Z511.619 A10.098 C6.868

N9 X2959.657 Y1106.654 Z513.269 A10.271 C6.861

N10 X2960.957 Y1116.051 Z514.945 A10.446 C6.854

N11 X2961.652 Y1125.324 Z516.642 A10.621 C6.847

N12 X2961.751 Y1134.44 Z518.351 A10.798 C6.84

N13 X2961.188 Y1145.135 Z520.41 A11.009 C6.832

N14 X2959.884 Y1155.53 Z522.468 A11.218 C6.825

N15 X2957.918 Y1165.602 Z524.517 A11.425 C6.82

N16 X2955.336 Y1175.335 Z526.55 A11.628 C6.815

N17 X2952.165 Y1184.713 Z528.561 A11.828 C6.812

N18 X2948.428 Y1193.717 Z530.543 A12.025

N19 X2944.203 Y1202.356 Z532.493 A12.218

N20 X2939.488 Y1210.611 Z534.404 A12.408 C6.814

N21 X2933.417 Y1219.752 Z536.579 A12.625 C6.818

N22 X2927.727 Y1227.143 Z538.387 A12.806 C6.823

N23 X2921.653 Y1234.148 Z540.145 A12.982 C6.829

N24 X2914.075 Y1241.802 Z542.12 A13.181 C6.837

N25 X2907.149 Y1247.876 Z543.736 A13.345 C6.845

N26 X2899.895 Y1253.546 Z545.286 A13.504 C6.852

N27 X2890.995 Y1259.597 Z546.996 A13.68 C6.861

N28 X2882.992 Y1264.256 Z548.362 A13.821 C6.868

N29 X2874.69 Y1268.464 Z549.64 A13.952 C6.873

N30 X2866.079 Y1272.173 Z550.816 A14.073 C6.878

N31 X2857.17 Y1275.354 Z551.88 A14.182 C6.882

N32 X2847.984 Y1278.009 Z552.827 A14.278 C6.886

N33 X2838.53 Y1280.104 Z553.648 A14.362 C6.888

N34 X2828.82 Y1281.598 Z554.328 A14.431 C6.89

N35 X2818.873 Y1282.453 Z554.854 A14.485

N36 X2808.713 Y1282.648 Z555.22 A14.523

N37 X2798.364 Y1282.143 Z555.411 A14.544

N38 X1954.551 Y1183.258 Z555.976 A14.738 C6.776

N39 X238.175 Y981.947 Z556.221 A15.351 C6.705

N40 M05

N41 M02

二、試驗件加工驗證

仿真系統(tǒng)可以根據(jù)零件加工程序驅(qū)動機床運動，計算模擬零件、刀具系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)和機床系統(tǒng)的切削工作過程。當程序執(zhí)行時，仿真系統(tǒng)模擬出所加工零件的即時狀態(tài)，準確反映出機構(gòu)干涉發(fā)生位置和相應(yīng)程序位置。數(shù)控程序執(zhí)行結(jié)束后，系統(tǒng)將準確直觀地顯示零件切削結(jié)果和毛坯切削殘留狀況，同時計算模擬出零件過切或未切到位量，并生成模擬數(shù)值報表。

在圖10所示的實際測試切削應(yīng)用過程中，拼裝夾具裝 夾結(jié)構(gòu)略有變動，裝夾方式一致，圓柱曲面導向槽五軸聯(lián)動加工按輪軸曲線槽數(shù)據(jù)檢測，符合設(shè)計要求。

三、結(jié)論

通過上述研究試用的證明，利用該系統(tǒng)可以有效預防首件過切、未加工到位、機床與零件干涉、模鍛件裝夾定位，以及由于加工超行程和毛坯定義不準等因素帶來的加工余量不均勻、空行程，以及打刀等問題，提高加工效率，保證數(shù)控編程質(zhì)量，減少數(shù)控技術(shù)人員與操作人員的工作量和勞動強度，提高五坐標數(shù)控編程制造加工一次成功率，縮短產(chǎn)品設(shè)計和加工周期，提高生產(chǎn)效率。

第四篇：論數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學的作用

論數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在數(shù)控教學中的作用

摘 要:針對當今出現(xiàn)的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件、數(shù)控編程與加工教學和數(shù)控機床實訓環(huán)節(jié)易出事故、機床損耗嚴重、費用高等特點,論述了數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生、作用、功能,以及在數(shù)控專業(yè)教學中,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)教學中的一種新的現(xiàn)代教育理念、教學方法和教學模式。

關(guān)鍵詞:數(shù)控機床;數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件;數(shù)控教學;數(shù)控實習問題的闡述

隨著科學技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)正在得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)控人才成為市場急需的人才,如何盡快地培養(yǎng)出滿足市場需要、掌握數(shù)控機床編程和操作技術(shù)的數(shù)控技能型人才成為數(shù)控教學工作者必須研究的問題。作為數(shù)控教學的專業(yè)教師,深感如何將數(shù)控理論和實踐教學有機地結(jié)合起來是值得我們認真探討與研究的。

由于數(shù)控機床是一種新型工藝裝備,故數(shù)控技術(shù)工人的培養(yǎng)和數(shù)控機床的教學還處在剛剛起步的狀態(tài),如何利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進行教學更是處在探索階段,因此有必要對數(shù)控教學模式、教學手段和教學方法的完善進行有益的探索,創(chuàng)新數(shù)控專業(yè)的職業(yè)技能鑒定的工作方法,建立一套完整的數(shù)控教學新體系。數(shù)控實習(實驗)教學中存在的問題

(1)數(shù)控機床是一種機電一體化的新型設(shè)備,價格較之普通機床要昂貴得多。數(shù)控機床的操作訓練若完全依賴數(shù)控機床進行實作訓練,投入大消耗多成本高。

(2)數(shù)控機床的系統(tǒng)多,型號多且更新較快,對學院而言是不可能將所有的系統(tǒng)配齊的,這樣經(jīng)常會出現(xiàn)學生在校期間所學的系統(tǒng)與工廠中不符的情況,使到了工廠后不能盡快適應(yīng)機床。

(3)數(shù)控機床是自動運行的,學生在初學時,常常會由于在編程中的疏忽或操作中的失誤造成刀具或機床的損壞,甚至造成人身危害。

為了解決上述問題,我院從數(shù)控專業(yè)開設(shè)起,就嘗試利用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件進行教學,均對我院數(shù)控教學等方面發(fā)揮了重大的作用。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的產(chǎn)生

隨著計算技術(shù)的發(fā)展,尤其是虛擬現(xiàn)實技術(shù)和理念的發(fā)展,產(chǎn)生了可以模擬實際設(shè)備加工環(huán)境及其工作狀態(tài)的計算機仿真培訓系統(tǒng)。它用計算機仿真培訓系統(tǒng)進行培訓,不僅可迅速提高操作者的素質(zhì),而且安全可靠、費用低。

目前在國內(nèi)已經(jīng)有很多學校將計算機仿真初步運用于數(shù)控操作人才培訓的教學之中,也產(chǎn)生了各種仿真教學系統(tǒng)。簡單來講就是利用計算機和其他的專用硬件軟件去產(chǎn)生一種真實場景的仿真,參與者可以通過與仿真場景的交互來體驗一種接近于真實的場景的感覺。因此能進一步培訓操作者的實際工作技能。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用方法

4.1 活應(yīng)用教學方法,使學生成為課堂學習的主體

由于大部分高職學生學習基礎(chǔ)差,所以教師教學很困難,傳統(tǒng)的教學方式已很難使學生接受。

因此,利用先進的教學方法、教學手段來提高學生的學習興趣顯得尤為重要。數(shù)控專業(yè)教師應(yīng)有較高的教學水平和教學能力,有較強的數(shù)控職業(yè)能力,能較為嫻熟地運用行動導向的教學方法,在課堂教學真正體現(xiàn)學生為主體,突出顯示學生動手動腦的活動,變學生被動學習為主動學習。

4.2 恰當運用數(shù)控加工仿真系統(tǒng),充分發(fā)揮其課堂教學中的作用

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)主要應(yīng)用于數(shù)控編程與操作這一理論教學課程,還可作為數(shù)控操作技能訓練的輔助工具。教師應(yīng)十分重視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的在教學中的應(yīng)用方法,擺正數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學中的位置,既不能完全依賴數(shù)控加工仿真系統(tǒng)放棄教師在教學中的引導作用,也不能在教學中教師唱獨角戲采用常規(guī)的教學模式而忽視數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用,應(yīng)該科學地、充分地發(fā)揮數(shù)控加工仿真系統(tǒng)在教學中的作用。

4.3 科學安排教學內(nèi)容,循序漸近掌握數(shù)控編程與操作技巧

在教學過程中教學內(nèi)容的安排分為三個教學模塊。其一為基礎(chǔ)模塊,主要講解與訓練最常用的FANUC數(shù)控系統(tǒng)中的的編程方法、操作及應(yīng)用,由于配備FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機床在數(shù)控加工中的市場占有率高,所以這一模塊是教學重點,必須使學生熟練掌握,靈活應(yīng)用:其二為提高模塊,主要講解與訓練SIEMENS系統(tǒng)的機床的編程與操作,以幫助學生在不同數(shù)控系統(tǒng)下對不同數(shù)控機床的編程方法的理解與應(yīng)用能力;模塊三為拔高模塊,主要講解國產(chǎn)數(shù)控數(shù)控系統(tǒng)中的華中數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控編程與操作方法,擴大學生的知識面,從而適應(yīng)高職數(shù)控大賽指定系統(tǒng)—華中數(shù)控系統(tǒng)的編程與操作。

這三個模塊的教學可根據(jù)學生不同層次進行安排。這樣,學生在從業(yè)時能夠信心十足的面對所操作的數(shù)控機床,較快適應(yīng)所從事的工作。當然,運用此方法,我們學院在各種大賽比武中取得了好的成績。

4.4 正確進行教學評價,提高學生的自覺學習意識

教學時所進行的教學評價包括學生的自我評價、學生相互之間的評價和教師評價。上機應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進行數(shù)控編程與操作練習時以教師評價為主,對每次的練習成績及時登記。評價方法包括口頭評價和試題測評,而試題測評方法包括課題測評及期末測評。教師對學生進行口頭評價時應(yīng)注意方式和語言的選擇,對做得不好的學生不采用直接批評的方法,只是指出該學生哪些地方做得好,哪些不太好,應(yīng)如何改進;對于比較差的學生稱為“稍微弱一點的學生”。課堂測試應(yīng)有較強的目的性,不是難為學生,而是通過對學生進行測試,來提高學生的學習意識、學習熱情,學習的自覺性和自信心。數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的應(yīng)用效果

5.1 理論教學應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以極大地提高學生的學習興趣

在引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)應(yīng)用軟件之前,數(shù)控編程與操作課程與其他課程教學模式相同,主要是課堂教學,學生對自己所編的程序正確與否是通過教師批改作業(yè)來知曉的。這種方法教師檢查程序需逐個程序段進行查閱,內(nèi)容多而十分麻煩,一些在數(shù)控機床上常常無法通過的書寫錯誤也不易查出,而這些問題的解決在實際數(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力不討好的事,習者枯燥,教者乏味。

引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進行教學以后,學生所編程序可以直接在計算機數(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,機床操作面板的使用與零件的加工過程也和實際加工情況十分相似,學生可以從任意角度觀察數(shù)控機床加工過程,毛坯加工為成品的過程歷歷在目,直觀形象,便于學習與掌握,編程與操作的作業(yè)可以直接在計算機上檢查,每次有檢查,次次有結(jié)果,使學生對這門課程有了濃厚的學習興趣。

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

數(shù)控機床是一種較為昂貴的機電一體化的新型設(shè)備,它具備“高速、高效、高精度”的特點,如果初學時就讓學生直接在數(shù)控機床上操作,可能出現(xiàn)撞壞刀具等現(xiàn)象,甚至因操作失誤對學生造成人身危害。引入數(shù)控加工仿真系統(tǒng)進行技能操作,可以大大降低實訓的消耗,約50個機位的計算機包括50個結(jié)點的正版數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件,所需費用相當于一臺三十萬元的數(shù)控機床,卻能解決50-150個學生的初階段的技能訓練問題,學生可以輕松對實習過程進行初始化,對未能完成的實習實行項目保存,對已完成的實習課題進行調(diào)入回顧,而后再進行幾次實際操作就能達到事半功倍的效果,大大提高了實習效率降低了實習成本。

因此應(yīng)用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以減少考生占用數(shù)控機床的時間約50%,學生可以將編程與程序校驗時間放在計算機上完成,然后通過數(shù)據(jù)傳輸將所編程序輸入數(shù)控機床,對零件進行加工,安全性及效率均大為提高。

第五篇：數(shù)控加工實訓仿真報告

數(shù)控加工實訓仿真報告

——劉照照

一、有關(guān)FANUC Oi 標準（前置刀架）數(shù)控車床的對刀

1、首先選擇所需的刀具，如下圖所示，其次是定義毛培及下料。啟動機床，復位操作，進行手動對刀，啟動主軸，對Z向時，向X的負方向切割，停止主軸，進行中Z方向的測量，同理對X方向的。對于無法車軸向及徑向的車刀，對刀的方法是把車刀的刀尖對刀工件的外圓的一點，根據(jù)工件的尺寸進行目車對刀，所有的對刀尺寸都填到刀具/形狀內(nèi)，例如：如X方向上輸入X50.0，然后點擊測量。

所有的刀對好后保存一個項目，2、設(shè)置對刀環(huán)節(jié)：編寫對刀驗證程序（見文件夾）對對刀的設(shè)置進行驗證。通過后進行另一項目的保存。

二、數(shù)控加工調(diào)試心得的：

【1】數(shù)控加工誤差分析：在數(shù)控加工的過程中遇到了加工出得尺寸與實際尺寸存在誤差，經(jīng)過分析，由以下原因引起：1）對到誤差是引起數(shù)據(jù)偏差的主要原因，2）編程誤差，主要在坐標值的計算存在偏差，3）軟件仿真中機床的產(chǎn)生的誤差，主要體現(xiàn)在夾緊方面；

【2】數(shù)控仿真調(diào)試過程中典型問題分析：

1）程序調(diào)試時,提示：機床運動到極限位置.原因分析：典型的問題是刀架向參考點快熟運動時，在X方向運動過快，導致刀架還沒來得及避開與尾座相撞。其次是工件伸出的長度不夠，而程序指令的參數(shù)超過滑臺運動極限，導致刀架運動到極限位置而沒有執(zhí)行完指令。

2）提示：程序中有“.”“；”錯誤。問題的原因是：（1）在某段程序中多了一個點，或在不需要加點的地方多加了，例如：G73 P(sn)Q(fn)U()W()I()K()D6.0這里只能是D6，如果寫成6.0則會出現(xiàn)這樣的提示（2）“；”出現(xiàn)提示還含有“;”z主要的原因是在編寫的程序中出現(xiàn)了中文的“；”，數(shù)控不能識別。

3、在圓弧加工時提示：起點半徑與終點的半徑之差超過測量值，分析原因：（1）在手工編程時，算坐標點值時，采用的是保留一定的有效數(shù)字，問題出現(xiàn)在編程上，（2）在用G02G03時，采用的時圓心指令，有可能用錯了字符，如利用數(shù)控車時G02 X10Z5I()K(),而寫成了G02 X10Z5I()J(),這種編程將會出現(xiàn)這樣的情況，解決方法，（1）合理的調(diào)整自己的半徑值，保證精度，（2）仔細檢查指令的正誤。

【3】數(shù)控仿真加工的過程中由于進給量的不合理主軸轉(zhuǎn)速的不合理，影響加工仿真的想過，典型的問題是：工件表面變形，特別粗糙，其次是加工路線的不合理，退刀時產(chǎn)生多切現(xiàn)象。解決辦法，合理的調(diào)試指令，如G96 G97，不同的指令產(chǎn)生的效果不同。合理的安排退刀點及走刀路線。