数控加工仿真系统在数控教学中的运用

HYPERLINK数控仿真编程论文：数控加工仿真系统在数控教学中的应用【摘要】在数控工种的实践教学中，数控加工仿真软件的应用，弥补了目前实践教学中设备不足，学生操作时间不足的缺点；改善了目前数控实习教学中效果不理想、效率低、资源消耗大的现象；避免了由于操作不熟练造成的设备损坏；提高了学生数控编程能力、机床操作能力；使实践教学达到事半功倍的效果。【关键词】数控实习；数控仿真；编程；模拟加工AbstractNCsimulationsoftwareisappliedinnumericalcontrolledpractice.Makinguptheequipmentinsufficiencyandtheinsufficiencyofthestudentoperatingtimewhiletheypracticedintheteachingprocess,Ithasenhancedtheunidealresult,lowefficiencyandmoreresourcesconsumptioninthepracticesectorintheteachingofnumericalcontrolledcourseandhasavoidedequipmentdamageinthecaseoftheoperationhasnotskilled;Ithasalsoimprovedstudentscapabilitytoprogramnumericalcontrolandoperatemachine;thus,Itmakingpracticeteachingtwicetheresultwithhalftheeffort.KeywordsNCpractice；NCsimulation；program；Simulationprocessing引言随着现代技术的飞速发展，数控技术已经成为衡量制造业发展水平的重要标志之一，也是衡量一个国家综合国力的重要标志，是现代机械制造业的核心技术。我校的数控技术的实践教学面向全校工科类专业本、专科学生。由于参加实习的学生数量逐年增加，学校现有数控设备有限，再加上数控实习本身实践性强和知识抽象的特点。所以，怎样改善实习现况，提高实习质量，使学生能学练结合是我们教学工作面临的一个难题。经调研，了解并试用了国内几家较好的数控加工仿真教学系统，我们最终选择了上海宇龙数控仿真软件，此软件能在计算机上进行三维动态仿真，操作方法及功能使用同真实机床基本一致，并能进行手工编程和CAM编程练习，与国内各大机床厂生产的各类数控系统有较好的兼容性。使用数控仿真系统能大大节省学校有限资源，弥补师资的不足，并在学习中能达到一人一机，激发学生学习兴趣，还可以提高学生对不同系统的适应能力。即使操作失误也不会损坏机床、危及人身安全，同样会起到真实设备的教学效果。1定义毛坯及选择刀具利用数控仿真软件的操作模块，结合实际数控机床及相关工艺知识，选择合适的机床型号及系统类型，如图1；根据所加工零件形状定义工件毛坯的大小和材料，确定工件装夹方式；在所提供的刀具库中正确选择刀具。2手工编程及零件加工数控机床加工时所需的全部信息，即零件的图样尺寸、工艺过程、工艺参数、刀具位移量与方向以及其他辅助动作的总和，这些信息再按规定的代码及格式编制成数控程序，然后将程序内容记录在控制介质上，输入到数控装置，从而控制机床加工。数控程序的编制对学生科学思维和专业技术要求很强，单纯的理论教学易使初学者感到抽象、难学；加上参加实习的学生多数是非机械专业，专业基础知识较为薄弱；数控指令本身枯燥、不易记忆，编写的程序又得不到实现。学生编写同一零件的加工程序会有多种，批改作业十分困难，这一难题在数控仿真软件中得以解决，将数控代码输入编辑方式下的程序界面上，如图2。然后按照实际数控机床的操作步骤进行回参考点、对刀（即到位点与编程零点的重合）、设定刀具补偿，在自动运行方式下执行程序，可以直观看到加工过程，判断所编程序是否合理，如图3。这样使抽象、枯燥的学习变得形象、生动，更容易掌握，突现了数控加工仿真软件在教学中的优点。3CAM编程加工利用CAM类软件如CAXA、Pro/e、UG、MasterCAM中的前处理功能即绘图功能对零件进行三维实体建模，确定合理的加工工艺，即安排加工工序、设定源共享领导机构，实现实验设备的共享和实验技术人员的共享。在实验设备共享上建立信息共享平台，建立健全仪器设备管理规章制度，完善设备购置、使用、保养、修理、考核等，实现管理规范化、科学化，为相关管理层和任课教师及时查询和掌握实验设备提供服务和便利；针对高校园区化管理的现实情况，制定实验设备共享管理办法，明确提出设备对校内外开放，有偿使用，提高实验设备的利用率。在资源共享中，人力资源共享是最困难、最难实现的共享。因为，以前实验室是按教研室管理实验室模式进行管理，各学科实验技术人员和仪器设备管理员几年或是十几年来从事着与本学科有关的实验工作，各科室实验室管理人员分工明确，各司其职，不可共享。随着教育事业的发展，各学科之间的联系越来越紧密，学科间相互渗透，这就对实验技术人员提出了更高的要求。所以为了适应现代教育发展的需求，实现实验人员的共享，必须打破陈规。要使实验室技术人员改变旧观念，树立竞争意识；加强实验人员对交叉学科知识的培训，让实验技术人员流动起来，不能常年固定在某一固定的岗位，真正成为技术多面手。2.3重视实验队伍的建设在实验室建设的人力、资金、设备、制度、管理等诸多要素中，人力是第一位的，实验室人员在高校中是一支不可或缺的重要力量。人才的培养，实验室的开放，实验项目的开设，科研项目的开发、研究和转化，实验室资源的共享，实验室的建设和管理都离不开实验室人员的参与。实验室队伍素质如何是决定实验室水平高低的前提条件，没有高素质的实验室队伍，就不可能有高水平的实验室。重视实验技术队伍的建设，充分调动实验室人员的积极性。首先要制定相应的规章制度，应用利用各种激励措施，充分调动实验技术人员的工作积极性和主动性；要进一步转变观念，充分认识实验教学和实验人员的作用，经常开展实验技术人员的岗位培训，及时更新实验技术人员的知识和提高他们的实验技术水平；加强管理，创造良好的工作氛围。2.4力争产研结合科技要转化为经济价值的最终途径是生产实践。高校应根据当地的产业特色，结合本校的办学特点，创建一些特色实验室，聘请专业技术人员对学生进行有针对性的培训，提高学生的动手能力，甚至与企业联手，将实验室建入产业园区，让学生实地练习，掌握技能，学以致用，在提高实验室利用率的同时提高就业率。参考文献[1]王永生,新形势下高校实验室管理体制研究[J],实验技术与管理.2003,(6).[2]张玉琴,实现资源共享的措施及建议,科技信息.2009,(5).[3]夏春阳,袁欲彬,王伟.大型科学仪器设备资源共享机制新探[J].科技管理研究.2005,25(3)

附录资料：不需要的可以自行删除课题一数控铣床入门知识一、教学要求1、了解华中世纪星HNC-21M系统数控铣2、掌握华中世纪星HNC-21M系统数控铣3、掌握华中世纪星HNC-21M系统数控铣二、教学内容1．1华中世纪星HNC-21M华中世纪星（HNC-21M)是一基于PC的铣床CNC数控装置，是武汉华中数控股份有限公司在国家八五、九五科技攻关重大科技成果一华中I型(HNC-1)高性能数控装置的基础上，为满足市场要求，开发的高性能经济型数控装置。HNC-21M采用彩色LCD液晶显示器，内装式PLC可与多种伺服驱动单元配套使用。具有开放性好、结构紧凑、集成度高、可.靠性好、性能价格比高、操作维护方便的特点。本次课主要介绍HNC-21M的基本配置、技术规格、操作台构成以及软件操作界面。1．1．1基本结构及主要功能(1)数控单元a)工业控制机中央处理器板(CPUBOARD):原装进口嵌入式上业PC机;中央处理单元(CPU):高性能32位微处理器;存储器(DRAMRAM):8MBRAM加工缓冲区；程序断电存储区(FlashROM):4MB(可扩至72MB);显示器.7.5’彩色LCD(分辨率为硬盘:可选(选件):软驱:1.44M3.5";RS232接口:RS23219200BaudRate;网络接口:以太网接口(选件)。b)控制轴数:3轴，最大至4轴(选件):c)伺服接口:数字量、模拟量接口和串行口，.可选配各种脉冲接口、模拟接口交流伺服单元或步进电机驱动单元，及本公司生产的串行接口HSV-11系列交流伺服驱动单兀;d)开关量接口:输入40点，输出32点;e)其它接口:手摇脉冲发生器接口、主轴接口、远程输入/输出接口(选件);f)控制面板:防静电薄膜标准机床控制面板;g)MPG手持单元:4轴MPG一体化手持单元选件);h)NC键盘:包括精简型MDI键盘和F1～F10个功能键;i)软件:华中世纪星高性能铣削数控系统软件。(2)进给系统HSV-11系列交流永磁同步伺服驱动与伺服电机;各种步进电机驱动单元与电机;各种模拟接口、脉冲接口伺服电机驱动系统。(3)主轴系统接触器+主轴电机;变频器+主轴电机;主轴驱动单元+主轴电机。1.1.2主要技术规格最大控制轴数:4轴(X,Y,Z,4TH)最大联动轴数:4轴(X,Y,Z,4TH)主轴数:1最大编程尺寸:99999.999mm最小分辨率:0.01um-l0um(可设置)直线、圆弧、螺旋线插补小线段连续高速插补用户宏程序、固定循环、旋转、缩放、镜像自动加减速控制((S曲线)加速度平滑控制MDI功能M,S,T功能故障诊断与报警汉字操作界面全屏幕程序在线编辑与校验功能参考点返回上件坐标系G54～G59加上轨迹三维彩色图形仿真，加上过程实时三维图形显示加上断点保护/恢复功能双向螺距补偿(最多5000点)反向间隙补偿刀具长度与半径补偿主轴转速及进给速度信率控制CNC通讯功能:RS-232网络功能:支持NT,Novell,Internet网络支持DIN/ISO标准G代码，零件程序容量:硬盘、网络:不需DNC，最大可直接执行2GB的程序内部二级电子齿轮内部己提供标准PLC程序，也可按要求自行编制PLC程序。1.2操作装置1.2.1HNC-21M世纪星铣床数控装置操作台为标准固定结构，如图1.2.1所示，其结构美观、体积小巧，外形尺寸为420X310X110毫米(WXHXD)图图1.2.11.2.2操作台的左上部为7.5寸彩色液晶显示器(分辨率