導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)控編程的編程方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床 手動(dòng)編程 自動(dòng)編程

中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)05(c)-0022-01

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,社會(huì)各個(gè)方面都飛速發(fā)展起來,多樣化的生活環(huán)境下出現(xiàn)了產(chǎn)品的加速更新?lián)Q代過程。這樣數(shù)控機(jī)床在企業(yè)生產(chǎn)中就顯得更為重要,如何提高數(shù)控機(jī)床的工作效率成為企業(yè)努力的方向之一。要想提高數(shù)控機(jī)床的工作效率必須具備優(yōu)質(zhì)的硬件設(shè)備,如刀具、夾具及機(jī)床精準(zhǔn)度等;軟件建設(shè)也同樣重要,科技的進(jìn)步要求企業(yè)的軟件建設(shè)必須跟上形勢(shì)發(fā)展,制定并執(zhí)行科學(xué)合理的編程方法,本文就數(shù)控機(jī)床的兩種編程方法進(jìn)行了分析,指出了其科學(xué)可實(shí)用性的特點(diǎn),在數(shù)控企業(yè)發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用。

1 數(shù)控機(jī)床編程簡介

數(shù)控機(jī)床編程是數(shù)控機(jī)床的程序編制,是通過編制一系列的指令來完成數(shù)控機(jī)床的規(guī)定任務(wù),由專門的編程者來進(jìn)行編制,以滿足零件圖樣與工藝要求為原則,并且程序檢驗(yàn)合格后才算完成整個(gè)過程,分為手工和自動(dòng)編程。

2 手工編程方法研究

(1)加工方法的確定、加工計(jì)劃的制定。這兩項(xiàng)工作的完成需要對(duì)零件圖樣及工藝要求進(jìn)行具體的分析,確定出一下六個(gè)方面的具體方案:①此零件安排在哪類或哪臺(tái)機(jī)床上來進(jìn)行加工為合適;②加工路線圖的確定,就是對(duì)刀點(diǎn)、加工起點(diǎn)、走刀路線及程序終點(diǎn)的選擇;③刀具類型及數(shù)量的確定;④裝夾具選擇及裝卡位方法確定;⑤確定好加工過程中是否要換刀和什么時(shí)候來換刀,是否需要冷卻液等問題;⑥切削參數(shù)的確定(切削寬度及深度、主軸轉(zhuǎn)速等等問題)。

(2)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的計(jì)算。編程時(shí)需要的坐標(biāo)數(shù)據(jù)要根據(jù)零件圖樣幾何尺寸計(jì)算出來,或計(jì)算刀具運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)。

(3)加工程序單的編寫。編程者需要編寫科學(xué)的加工程序,必須根據(jù)確定的加工方法及獲得的數(shù)據(jù),并運(yùn)用自身豐富的工藝知識(shí),才能編制出合理、實(shí)用的加工程序。

(4)控制介質(zhì)的制作及輸入程序信息。在加工程序完成后,編程者將程序信息輸入計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)程序的存儲(chǔ)器中;也可以通過介質(zhì)將信息導(dǎo)入計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)程序的存儲(chǔ)器中。

(5)程序運(yùn)行檢查。在編號(hào)程序后要先進(jìn)行檢查才能用于生產(chǎn)加工,或可以做零件試加工檢查。如何結(jié)果不是十分理想,便要進(jìn)行調(diào)整或修改,往往要經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)才能達(dá)到滿意結(jié)果。

以上的各項(xiàng)工作都是由人工完成的,這種編程方式被稱為“手工編程方法”。手工編程是目前一種普遍應(yīng)用的編程方法,因?yàn)樵谠S多機(jī)械制造行業(yè)里,需要加工大量的由直線或圓弧等形狀簡單的零件,數(shù)據(jù)計(jì)算也簡單,程序檢查簡單容易,所以普遍采用手工編程這種方式,而且手工編程使用的設(shè)備簡單易操作,因此操作者可由不同文化程度的人來組成。

3 自動(dòng)編程方法

自動(dòng)編程是計(jì)算機(jī)在編程過程中,除了手工編程的部分外,其余全部是計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的。自動(dòng)編程有效避免了手工編程容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤問題,提高了程序的工作效率,解決了手工編程無法解決的許多復(fù)雜零件的編程困難。自動(dòng)編程是計(jì)算機(jī)根據(jù)特定的編程語言,自動(dòng)計(jì)算出零件所需的數(shù)據(jù),自動(dòng)繪制出零件圖形和刀具運(yùn)動(dòng)軌跡,并自動(dòng)進(jìn)行檢查修改,自身制定出正確的加工程序。而且在這一系列過程中自動(dòng)編程的速度要比手工編程快幾十倍甚至更多,大大節(jié)省了加工的時(shí)間及提高了準(zhǔn)確率。

3.1 數(shù)控自動(dòng)編程的類型

使用最為廣泛的自動(dòng)編程方式是圖形數(shù)控自動(dòng)編程;用數(shù)控語言代表加工零件的幾何尺寸、工藝要求的切削參數(shù)等,輸入計(jì)算機(jī)后進(jìn)行處理得出的數(shù)控加工程序是語言數(shù)控自動(dòng)編程;采用語音識(shí)別器將編程者發(fā)出的加工聲音指令轉(zhuǎn)變成加工程序,是語音數(shù)控自動(dòng)編程。

3.2 常用的幾個(gè)指令編程技巧

(1)刀具補(bǔ)償參數(shù)D、H的功能相似,通?？梢曰Q,但是為了防止錯(cuò)誤出現(xiàn),一般定H為刀具長度的補(bǔ)償?shù)刂?D為刀具半徑補(bǔ)償?shù)刂?。H的補(bǔ)償號(hào)為1～20號(hào),D是從21開始。

(2)M02和M30。二者功能也相似,不同在于執(zhí)行到M02時(shí),程序光標(biāo)停在程序末尾,執(zhí)行到M30時(shí),光標(biāo)返回程序頭位置,不管是否還有其他程序段。

4 安全操作加工

為了在幾個(gè)過程中機(jī)床不發(fā)生碰撞要注意幾點(diǎn)。

(1)計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的有效利用。

(2)注意機(jī)床自帶模擬顯示功能。

(3)機(jī)床的空運(yùn)行功能檢查好走刀軌跡的正確性。

(4)鎖定功能利用好,數(shù)控機(jī)床進(jìn)入輸入程序后,鎖定z軸,z軸的坐標(biāo)值可以判斷機(jī)床是否會(huì)發(fā)生碰撞。

(5)刀具長度補(bǔ)償及坐標(biāo)系的設(shè)置必須準(zhǔn)確,機(jī)床啟動(dòng)時(shí)坐標(biāo)系和編程時(shí)一定保持一致,否則銑刀和工件就有可能會(huì)相碰。

5 結(jié)語

數(shù)控機(jī)床的編程方法對(duì)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)代化發(fā)展起著決定性的作用,目前的數(shù)控機(jī)床編程方法還不盡完善,為了提高數(shù)控機(jī)床的工作效率,必須合理使用數(shù)控機(jī)床的編程方法,并且要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新與發(fā)展,使我國數(shù)控機(jī)床未來的發(fā)展有所保障,讓現(xiàn)代化信息技術(shù)融入到數(shù)控機(jī)床的編程方法中去,提高數(shù)控機(jī)床的工作效率,為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)一份力量,為人類造福。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞： 數(shù)控編程;Pro/E;刀具;切削

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.225

0 引言

目前對(duì)于復(fù)雜模型數(shù)控加工程序的編寫，只依靠手工來完成相當(dāng)麻煩，不僅容易出錯(cuò)，而且不便于修改，但現(xiàn)在產(chǎn)品的形狀越來越多樣化，而且對(duì)加工也提出了更高的要求。Pro/E軟件是以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理整個(gè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫將整個(gè)設(shè)計(jì)至生產(chǎn)過程集成在一起，數(shù)控編程應(yīng)用Pro/E軟件進(jìn)行，既可以避免了在加工中對(duì)產(chǎn)品的重復(fù)設(shè)計(jì)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤，又不必在加工過程對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行二次建模，數(shù)據(jù)提取可靠，使用方便。

1 PRO/E進(jìn)行數(shù)控編程的方法

PRO/E軟件不僅可以生成數(shù)控加工程序，還可以在計(jì)算機(jī)上動(dòng)態(tài)的顯示零件的加工軌跡圖。使用PRO/E生成數(shù)控加工程序的工作過程是：先用它的CAD模塊的圖形編輯功能，繪制出零件的幾何圖形形成圖形文件，然后用數(shù)控編程模塊對(duì)刀具軌跡進(jìn)行處理，從而設(shè)置機(jī)床類型、坐標(biāo)和刀具類型等。整個(gè)過程中對(duì)零件加工軌跡上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和數(shù)學(xué)處理，都是由計(jì)算機(jī)完成，在此基礎(chǔ)上刀位數(shù)據(jù)文件由計(jì)算機(jī)生成，然后再對(duì)刀位數(shù)據(jù)文件進(jìn)行后處理，就可以自動(dòng)生成數(shù)控加工程序了。由此看見，在加工設(shè)備固定的條件下，對(duì)于工作人員來說，使用PRO/E進(jìn)行數(shù)控加工的關(guān)鍵問題就是：如何選擇刀具和怎么確定切削用量。

1.1 選擇刀具和刀具排順

1.1.1 選擇刀具

在PRO/E的NC模塊中，可以在"刀具設(shè)定"窗口中的"普通"選項(xiàng)卡中設(shè)置刀具的類型、幾何參數(shù)及材料等。在選擇刀具及刀柄時(shí)，工作人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)前機(jī)床的加工能力、切削用量、加工工序等因素來確定。在刀具選擇的時(shí)候應(yīng)遵循的總原則是：刀具要安裝調(diào)整方便，刀具本身剛性好、精度高并且不易磨損。同時(shí)為提高刀具的剛性，刀具選擇時(shí)還要遵循由大到小的原則。關(guān)于刀柄的選擇，在加工要求滿足的條件下，我們應(yīng)盡量選擇短的刀柄。

在實(shí)際加工零件時(shí)，選擇刀具可以參考下面幾個(gè)方面：對(duì)于凸形表面的工件，粗加工時(shí)，選擇圓角立銑刀或平端立銑刀，在精加工時(shí)，因?yàn)槠蕉肆姷兜膸缀螚l件沒有圓角銑刀好，所以選擇圓角立銑刀;對(duì)于凹形表面的工件，選擇球頭刀對(duì)其進(jìn)行半精加工和精加工，而在對(duì)其進(jìn)行粗加工時(shí)，因?yàn)榍蝾^刀切削條件較差，所以選擇平端立銑刀或圓角立銑刀;選用錐度銑刀對(duì)帶脫模斜度的側(cè)面進(jìn)行加工，盡管通過插值采用平端立銑刀也可以加工，但會(huì)因?yàn)榧哟蟮毒叩哪p而影響加工的精度，同時(shí)會(huì)因?yàn)榧庸ぢ窂阶冮L而降低加工效率……總之，在實(shí)際加工中，刀具的選擇不僅要遵循原則，還要根據(jù)加工工件的實(shí)際情況做相應(yīng)的選擇。

在實(shí)際加工生產(chǎn)中，工作人員銑削平面時(shí)常常會(huì)選用硬質(zhì)合金刀片銑刀：采用立銑刀對(duì)平面零件周邊輪廓進(jìn)行加工;選用高速鋼立銑刀加工凸臺(tái)、凹槽;會(huì)選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀粗加工孔或加工毛坯表面。工作人員常會(huì)采用球頭刀具對(duì)曲面進(jìn)行精加工，因?yàn)榍蝾^刀具可以保證加工精度，由于球頭刀具的端部切削速度等于零，可以使切削行距取得很密。但是球頭刀具與平頭刀具相比，球頭刀在切削效率以及對(duì)工件的表面加工質(zhì)量都要比平頭刀具差一些，所以，加工工件的時(shí)候，在保證不過切的情況下，平頭刀是工作人員的優(yōu)先選擇。

好的刀具價(jià)格自然要貴一些，但是好刀具的精度和耐用度很好，雖然好的刀具在價(jià)格上增加了成本，但是好的刀具會(huì)大大的提高加工效率以及加工質(zhì)量，從而又降低整個(gè)加工成本，因而孰重孰輕需要我們工作人員自己衡量。

1.1.2 刀具排序

為了提高數(shù)控加工的效率，工作人員還需合理的安排刀序。在大多數(shù)數(shù)控加工中，需要人工對(duì)刀具進(jìn)行測(cè)量、刃磨和更換，因而會(huì)占用較長輔助時(shí)間，從而降低工作效率。刀具排序應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：滿足加工前提下，盡量減少刀具數(shù)量;先銑后鉆;分開使用精、粗加工的刀具;裝夾一把刀具后，這把刀具要完成其所能加工的所有部位;先精加工曲面，后精加工二維輪廓;能利用自動(dòng)換刀的盡量使用自動(dòng)換刀。

1.2 確定切削用量

工作人員可以在Pro/NC主菜單【制造參數(shù)】的下拉菜單【設(shè)置】的子菜單中設(shè)置切削用量，將之前在計(jì)算機(jī)上擬定的工藝參數(shù)的值設(shè)置輸入對(duì)應(yīng)的菜單選項(xiàng)中即可。切削用量設(shè)置時(shí)注意以下幾點(diǎn)：在粗加工時(shí)，提高生產(chǎn)率主要考慮的因素，加工成本也應(yīng)該同時(shí)考慮。在精加工和半精加工時(shí)，首先要考慮的是加工質(zhì)量，其次是加工成本以及切削效率。

加工參數(shù)的具體數(shù)值應(yīng)結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)切削用量手冊(cè)、機(jī)床說明書來確定，在Pro/NC中有類型豐富參數(shù)設(shè)置功能。在設(shè)置加工參數(shù)時(shí)，會(huì)有很多選項(xiàng)需要設(shè)置，要想準(zhǔn)確的對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，工作人員必須充分理解這些參數(shù)的確切含義。例如：對(duì)于進(jìn)給速度vF參數(shù)值的選擇，因?yàn)檫M(jìn)給速度與零件的加工精度、刀具、工件表面粗糙度等因素有關(guān)，比如當(dāng)對(duì)粗糙度要求高時(shí)，選擇進(jìn)給速度vF的值就需要小些。因此我們?cè)谠O(shè)置該參數(shù)的時(shí)候要全面考慮。又如：關(guān)于加工余量的設(shè)置，當(dāng)X、Y、Z方向的加工余量一致的時(shí)候，可以通過選項(xiàng)“PROF_STOCK_ALLOW”完成。但是如果加工余量在X、Y、Z方向上不一致，那就不能設(shè)置此項(xiàng)，此時(shí)我們可以在“允許的未加工毛坯”和“允許的底部線框”這兩個(gè)選項(xiàng)中進(jìn)行設(shè)置;如果要設(shè)置粗加工的加工余量，我們可以在“允許的未加工毛坯”這個(gè)選項(xiàng)中設(shè)置，用該項(xiàng)的設(shè)置我們可以同時(shí)指定X、Y兩個(gè)方向的值，當(dāng)加工余量在X、Y兩個(gè)方向和z方向的值不同時(shí)，我們就要對(duì)此項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置。

要保證零件的加工指令準(zhǔn)確和加工效率，關(guān)鍵的問題是刀具和切削用量的合理選擇，如何選擇刀具和確定切削用量，是每個(gè)工作人員必須考慮的問題，只有處理好這些，才能使數(shù)控機(jī)床高效率、高精度地完成零件的加工。

2 PRO/E進(jìn)行數(shù)控編程的技巧

2.1 工作目錄的設(shè)置

對(duì)于工作人員來說，Pro/E的工作目錄的設(shè)置雖然很簡單，但是很重要的。設(shè)置工作目錄的方法是：啟動(dòng)Pro/E后，在主菜單【文件】下拉菜單中點(diǎn)擊【工作目錄】命令，在彈出的窗口中設(shè)置文件的保存路徑即可。值得注意的是，在選擇工作目錄的路徑中不要出現(xiàn)中文名。

由于Pro/E的缺省啟動(dòng)路徑是在它的安裝目錄下的BIN文件夾中，在該文件夾中存儲(chǔ)著Pro/E最重要的各種命令，如果開始工作時(shí)不設(shè)置工作目錄，當(dāng)我們保存文件的時(shí)候，Pro/E會(huì)直接把生成的各種文件直接保存到BIN文件夾中，這樣會(huì)給之后的文件的管理工作帶來很多困擾。

2.2 Config文件的正確應(yīng)用

配置文件是PROE的一大特色，掌握各種配置文件的使用不僅可以提高工作效率，減少不必要的麻煩，還有利于標(biāo)準(zhǔn)化、團(tuán)隊(duì)合作等。Config.pro文件是Pro/E的系統(tǒng)配置文件，該配置文件非常重要，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中我們需要用到Config.pro文件，在加工編程的時(shí)候我們也需要用到。因而，正確使用Config.pro文件，是我們每一個(gè)編程工作人員應(yīng)該掌握的技能，這樣才會(huì)更加便于之后工作的展開。

2.3 工件坐標(biāo)系選擇技巧

在實(shí)際加工中，工作人員需要選擇數(shù)控程序原點(diǎn)，一般情況下都會(huì)選擇工件上的某一點(diǎn)，并以該點(diǎn)為原點(diǎn)建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，實(shí)際加工時(shí)的工件坐標(biāo)系就是Pro/E進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)的坐標(biāo)系。工作人員在進(jìn)行工件找正和數(shù)控編程的時(shí)候，合理的確定工件坐標(biāo)系非常重要。

程序原點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上，這樣可以提高零件加工精度。在選擇程序原點(diǎn)時(shí)候，工作人員可以參考以下幾點(diǎn)：1） 程序原點(diǎn)在機(jī)床上應(yīng)該容易找正;2）程序原點(diǎn)所引起的加工誤差小;3）編程方便，對(duì)刀誤差小;4）方便加工時(shí)檢查。如：為了容易找到交線的位置，程序原點(diǎn)可以選在互相垂直平面的交線上;對(duì)于以孔定位的工件，程序原點(diǎn)就可以選擇孔的中心。

總之，在Pro/E中進(jìn)行數(shù)控編程的時(shí)候，工作人員除了熟悉Pro/E數(shù)控加工的工作流程以外，一定要注意刀具的選擇和排序原則，切削用量的設(shè)置方法，還需要注意一些技巧，切不可因?yàn)橐粋€(gè)小小的疏忽而造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)：

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[3]何志昌.淺談數(shù)控刀具與切削用量[J].大眾科技，2010.

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一、概述

數(shù)控加工技術(shù)已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的核心，采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，往往會(huì)遇到被加工的零件中有多個(gè)相同內(nèi)容。零件在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，對(duì)零件上的相同內(nèi)容進(jìn)行加工的刀具路徑是一樣的，因此相同部分的程序代碼也是一樣的。如被加工的零件中多個(gè)相同減輕重量的圓、多個(gè)相同的通風(fēng)口等。對(duì)于數(shù)控編程者來說，遇到這種情況確定的加工方案與編程的方法很多。問題是要實(shí)現(xiàn)編制的程序精簡，也要便于管理，對(duì)于編程者來說采用固定循環(huán)就顯得尤為重要。

二、相同內(nèi)容的編程方法

下面以一個(gè)實(shí)例，詳解相同內(nèi)容的編程方法。需要說明的是：以下編程方法暫且不考慮刀具補(bǔ)償、設(shè)備轉(zhuǎn)速與進(jìn)給。

1.主-子編程法

主-子編程法是將相同被加工內(nèi)容編制成一個(gè)獨(dú)立的加工程序并將其作為子程序，在主程序中來反復(fù)調(diào)用。圖1所示的某產(chǎn)品機(jī)箱側(cè)板零件有54個(gè)相同的矩形，將54個(gè)相同的矩形加工路線編制成一個(gè)子程序，然后在主程序中增加子程序調(diào)用指令M98來反復(fù)調(diào)用子程序，程序如圖2所示。

主-子編程法將被加工零件分解開，化整為單，簡化編程。但在FANUC Oi數(shù)控系統(tǒng)中子程序和主程序是相互獨(dú)立的，子程序和主程序一樣，必須有自己獨(dú)立的程序名，都是以大寫字母“O”開頭的（如主程名是O0188，子程序名是O0189），主程序和子程序也是單獨(dú)的存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，和主程序一樣占用系統(tǒng)的程序容量和存儲(chǔ)空間。對(duì)于操作者和程序管理來說只看程序名，在系統(tǒng)程序目錄中往往難以區(qū)分程序的主、子關(guān)系。FANUC Oi數(shù)控系統(tǒng)在對(duì)程序編輯、驗(yàn)證時(shí)，主程序和子程序又不能同時(shí)在系統(tǒng)工作界面上進(jìn)行控制操作控制，要不斷地反復(fù)切換。在對(duì)程序管理和程序校驗(yàn)時(shí)給操作者帶來了一定的麻煩。

FANUC Oi數(shù)控系統(tǒng)的程序名編號(hào)資源也是及其有限制的（通常是0000～9999），在實(shí)際應(yīng)用中極易被用完，一旦用完，就需要將暫時(shí)不用的程序傳輸出來，因此往往需要反復(fù)輸出或輸入程序。在程序輸出或輸入過程中，也要將主程序和子程序分別進(jìn)行輸出或輸入，這在程序管理上就給操作者和管理者帶來了不便。

2.順序編程法

順序編程法是按加工順序進(jìn)行逐項(xiàng)編程。如圖1所示從左向右按順序進(jìn)行加工54個(gè)矩形，程序如圖3所示。

順序編程法編制的特點(diǎn)是程序繁長，54個(gè)矩形要重復(fù)53次相同的程序段（N035～N085與N095～N145代碼相同），程序量很大，檢驗(yàn)重復(fù)性工作太多，而且程序占用容量和存儲(chǔ)空間也相應(yīng)的比較大。

3.固定循環(huán)編程法

固定循環(huán)是將被加工相同的內(nèi)容的程序代碼在一個(gè)程序中反復(fù)循環(huán)。應(yīng)用FANUC Oi數(shù)控系統(tǒng)（因FANUC Oi數(shù)控系統(tǒng)沒有某一段程序的反復(fù)循環(huán)指令）中的公共變量、邏輯比較運(yùn)算及IF條件轉(zhuǎn)移語句來實(shí)現(xiàn)某一段程序的固定循環(huán)，程序如圖4所示。

采用固定循環(huán)法，同樣也是將被加工零件化繁為簡，將主-子編程法中的子程序（即第1個(gè)矩形的程序代碼序）放入主程序中反復(fù)循環(huán)執(zhí)行，程序就得到了很大程度的優(yōu)化，解決了程序編號(hào)資源。同時(shí)，也將順序編程法中的54個(gè)相同程序段合為一個(gè)，程序顯得更為精簡，從而使整個(gè)程序不顯得繁長。

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35kv岜盆、山圩、東門、中東、渠舊變電站為2010年農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造工程35kV變電站增容技改項(xiàng)目，2013年10月6日出現(xiàn)開關(guān)遙控返校超時(shí)，無法對(duì)可控開關(guān)進(jìn)行遙控返校操作。經(jīng)過半年來大小十余次的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終找到了問題的主要原因。最后以設(shè)備的異步通信方式解決了變電站不能遠(yuǎn)程遙控、返校的問題，在不更新通信設(shè)備的情況下，成功實(shí)現(xiàn)了5個(gè)技改變電站穩(wěn)定遙控與返校。為公司節(jié)約了設(shè)備更新費(fèi)用，同時(shí)也為公司推近變電站無人值守化奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

本文結(jié)合扶綏供電公司電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)廠站工程技改后的實(shí)際應(yīng)用和存在問題，對(duì)如何解決本公司電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)5個(gè)廠站技改后無法進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控返校的技術(shù)問題進(jìn)行系統(tǒng)闡述，謹(jǐn)供同行交流、參考。

【關(guān)鍵詞】調(diào)度自動(dòng)化；廠站；主站；協(xié)議轉(zhuǎn)換器；波特率

1 基本情況

35kv岜盆、山圩、東門、中東、渠舊變電站為2010年農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造工程35kV變電站增容技改項(xiàng)目，綜合自動(dòng)化設(shè)備于2012年9月19日前全部完成竣工驗(yàn)收，2013年5月23日前全部完成調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，遙測(cè)遙信上傳均正確。渠舊站開關(guān)遙控均正確，變壓器檔位可升檔不可降檔；岜盆變除304開關(guān)及3011、3021刀閘外的其余開關(guān)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方遙控；山圩變0351、3011、3021刀閘遙控不成功，返校超時(shí)；東門變?nèi)鹃_關(guān)刀閘遙控點(diǎn)共23個(gè)，其中909開關(guān)遙控成功，其余開關(guān)刀閘未進(jìn)行遙控試驗(yàn)；中東變開關(guān)遙控正確。6月17日前完成了所有站聯(lián)調(diào)存在問題的整改，遙測(cè)遙信上傳均正確，開關(guān)遙控均正確。2013年09月底公司欲推進(jìn)變電站無人值守工作，10月初對(duì)岜盆站進(jìn)行開關(guān)返校試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)開關(guān)遙控返校超時(shí)，無法對(duì)可控開關(guān)進(jìn)行遙控返校操作，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)山圩、東門、中東、渠舊4個(gè)技改變電站也存在相同的情況。

2 主要問題和情況

這五個(gè)變電站從技改到正式投運(yùn)后，調(diào)度自動(dòng)化主站端均不能正常對(duì)廠站進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控返校。故障表現(xiàn)特征是：變電站通信機(jī)與協(xié)議轉(zhuǎn)換器只要任意一端設(shè)備重啟或者將變電站通信機(jī)與協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接的RS232數(shù)據(jù)線拔出一定時(shí)間后，再接回系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)即刻恢復(fù)正常。但持續(xù)時(shí)間不長，好的情況半天后不能全站遙控返校，差的情況1～2小時(shí)后就不能全站遙控返校。換回技改前山東積成的通信機(jī)后無此故障出現(xiàn)，5個(gè)技改站有4個(gè)采用許繼的通信機(jī)，1個(gè)采用四方的通信機(jī)。其中，又以許繼的最為頻繁，四方的稍好。

3 問題主要方向和觀點(diǎn)

公司電力調(diào)度控制中心對(duì)故障處理方向和觀點(diǎn)：認(rèn)為租用的電信通信線路和山東積成的CDT遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約是沒有問題的，故障的根本原因是變電站端的通信機(jī)與電信的協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)備沒有協(xié)調(diào)好造成的。應(yīng)該可以通過兩種方式解決，一是要站端通信機(jī)去匹配電信的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備。二是電信的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備去匹配站端的通信機(jī)。由于對(duì)變電站端通信機(jī)工作方式與原理等不是很熟悉（歸口管理部門是輸變電），不能按廠端通信機(jī)設(shè)備廠家要求，提出變電站端通信機(jī)的修改意見。因此，我們主要從第二點(diǎn)去尋找解決問題的方法，即用電信的協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備去匹配站端的通信機(jī)。

4 現(xiàn)場(chǎng)處理過程

根據(jù)公司設(shè)備部、輸變電、電力調(diào)度控制中心三方故障處理協(xié)調(diào)會(huì)會(huì)議精神“務(wù)必使技改后的5個(gè)變電站實(shí)現(xiàn)‘四遙’，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)真正意義上的‘無人值守’”。根據(jù)這一要求，從2013年10月受命設(shè)備部要求解決該問題，至2014年4月中旬解決問題為止（設(shè)備穩(wěn)定遙控返校），主要經(jīng)歷了3次主要調(diào)試過程，期間我們還與輸變電配合進(jìn)行過多次的小規(guī)模的調(diào)試。

第一次是2013年10月31日，由輸變電牽頭以岜盆站為基點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，期間經(jīng)過反復(fù)測(cè)試根據(jù)主站端的反饋，他們捕捉到了誤碼。我們隨即對(duì)誤碼展開分析，從通信上講出現(xiàn)誤碼問題只可能有三種情況，即語法、語義和時(shí)序（即定時(shí)與同步），又根據(jù)CDT規(guī)約的傳輸要求可以排除語法和語義的問題。因此，我們認(rèn)為一定是時(shí)序（即定時(shí)與同步）可能出現(xiàn)了問題。所以隨后我們做了以下處理：（1）要求電信將自動(dòng)化通信線路帶寬由4M升至10M（實(shí)際2M就可以滿足自動(dòng)化通信的要求）。（2）根據(jù)RS232傳輸?shù)奶卣饔?200波特率降為600波特率，降低波特率主要是為了糾正誤碼。岜盆變電站經(jīng)過這樣調(diào)整后，好消息是絕大部分開關(guān)可以長時(shí)間遙控，壞消息是岜盆變電站不定時(shí)的出現(xiàn)誤報(bào)。我們以為找到了大致處理問題的方向隨即對(duì)山圩變電站和中東變電站也做了相同的處理測(cè)試。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)山圩變電站和中東變電站問題依舊（三個(gè)站都為許繼的通信機(jī)）證明岜盆站只是個(gè)特例不具有普遍性。

第二次是2013年12月17日，由電力調(diào)度控制中心牽頭以山圩變電站為基點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，期間經(jīng)過反復(fù)的測(cè)試發(fā)現(xiàn)一個(gè)重要問題，相對(duì)于岜盆變電站，山圩變電站傳輸上無誤碼，但延時(shí)非常嚴(yán)重，即主站下發(fā)一個(gè)指令廠站需要2分鐘以上才能返回。通過表面現(xiàn)象看廠站是有馬上回了一個(gè)返校成功的指令給主站，但主站為什么會(huì)2分鐘后才收到呢？隨即展開了對(duì)電信協(xié)議轉(zhuǎn)換器的分析，通過對(duì)“變電站端通信機(jī)重啟或是協(xié)議轉(zhuǎn)換器重啟一下就正常一段時(shí)間”的情況分析又發(fā)現(xiàn)有兩種可能既：（1）因?yàn)閰f(xié)議轉(zhuǎn)換器是轉(zhuǎn)換協(xié)議的，因此必然存在存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)的過程，有存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)的過程，必然存在延時(shí)（即數(shù)據(jù)處理的開銷）。有沒有可能是協(xié)議轉(zhuǎn)換器存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)過程中，由于廠站端送來的數(shù)據(jù)過快未來得急處理而造成的擁塞？我們假設(shè)即廠站送來1200波特率的數(shù)據(jù)，協(xié)議轉(zhuǎn)換器可能只轉(zhuǎn)發(fā)或處理了1150波特率的數(shù)據(jù)（損耗說）。（2）就是廠站端上送的數(shù)據(jù)幀可能大于1200波特率，在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)不完，然后被分段傳輸經(jīng)過不段的積累造成了延時(shí)。根據(jù)以上這兩個(gè)分析我們隨后做了如下處理：（1）與電信設(shè)備的供應(yīng)商聯(lián)系看能不能修改協(xié)議轉(zhuǎn)換器的緩存清理機(jī)制，滿即清空。（2）提升主站和廠站端收發(fā)碼速率，由1200波特率改為9600和19200波特率，之所以提高轉(zhuǎn)發(fā)速率是讓數(shù)據(jù)幀能在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)發(fā)送和處理完。對(duì)于第一點(diǎn)，電信設(shè)備供應(yīng)商提供按我們要求修改的新8口協(xié)議轉(zhuǎn)換器接入岜盆、渠舊變電站效果明顯，岜盆、渠舊變電站大部分開關(guān)可返校正確。但仍不能完全解決問題。對(duì)于第二點(diǎn)山圩變電站在改大波特率后出現(xiàn)誤碼等情況，可視為無改觀。山圩變電站改回1200波特率后接到8口協(xié)議轉(zhuǎn)換器上，與岜盆變電站一樣效果明顯但仍不能完全解決問題。

第三次是2014年3月27日，還是由電力調(diào)度控制中心牽頭以山圩變電站為基點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。針對(duì)岜盆變電站和渠舊變電站的“逐步改善但不穩(wěn)定的實(shí)際情況”，結(jié)合對(duì)許繼通信機(jī)發(fā)碼報(bào)文特征的分析，即“許繼站端報(bào)文長度要比山東積成的長”。檢查山圩變電站上傳的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)許繼通信機(jī)發(fā)送的每幀數(shù)據(jù)達(dá)到408個(gè)字節(jié)，用1200波特率上傳需要3500毫秒（3.5秒）才能傳送完成。將許繼通信機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的方式改為每秒1幀，協(xié)議轉(zhuǎn)換器、和許繼通信機(jī)波特率

調(diào)整為9600波特率，用這個(gè)波特率發(fā)送408字節(jié)只需要400毫秒左右。實(shí)際效果中，控制功能開關(guān)的速度比之前快了（這是由于用9600波特率發(fā)送一幀數(shù)據(jù)比用1200的波特率發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，節(jié)省了大約3秒時(shí)間，一個(gè)控制周期就縮短了大約6秒時(shí)間），但仍是有部分開關(guān)需要重復(fù)操作才成功。我們隨即又提出另一種設(shè)想，可不可以采用異步的通信方式去匹配許繼通信機(jī)的發(fā)碼？使主站協(xié)議轉(zhuǎn)換器能在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)處理完廠站上送數(shù)據(jù)不至于出現(xiàn)可能的數(shù)據(jù)擁塞。隨即我們?cè)趨f(xié)議轉(zhuǎn)換器上做了如下設(shè)置，發(fā)碼端（廠站）上送數(shù)據(jù)波特率不變，改大接收端（主站）接收的波特率。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試最終確定為1：8效果最為明顯，即以廠站通信機(jī)與單口協(xié)議轉(zhuǎn)換器以1200波特率的運(yùn)行方式發(fā)送接收信號(hào)，主站數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備與16口協(xié)議轉(zhuǎn)換器以9600波特率的運(yùn)行方式接收發(fā)送信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)了5個(gè)技改變電站穩(wěn)定遙控返校。

篇5

關(guān)鍵詞：職業(yè)教育；數(shù)控編程課程；教學(xué)銜接

一、引言

職業(yè)技術(shù)教育的銜接不僅有文化基礎(chǔ)課的銜接，專業(yè)基礎(chǔ)課的銜接，還有專業(yè)核心課的銜接。職業(yè)技術(shù)教育不同層次的銜接主要是綜合素質(zhì)能力的銜接，中職畢業(yè)生在鑒定和認(rèn)可的課程標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，再通過高職教育教學(xué)與實(shí)訓(xùn)，得到了自身能力的提高和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了中職技能型為主的人才教育向高職技術(shù)性為主的人才教育之間的轉(zhuǎn)化。這要依靠課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容的重新組合和創(chuàng)新，也有賴于整個(gè)教學(xué)全過程的整理優(yōu)化和設(shè)計(jì)。本文對(duì)高職數(shù)控專業(yè)核心專業(yè)課《數(shù)控編程與加工項(xiàng)目化教程》課程與中職數(shù)控專業(yè)核心課程《數(shù)控車床編程與操作基本功》課程的教學(xué)銜接進(jìn)行探討。

二、數(shù)控專業(yè)中、高職培養(yǎng)目標(biāo)的銜接

培養(yǎng)目標(biāo)銜接是課程銜接的前提條件。培養(yǎng)目標(biāo)是反映某類教育本質(zhì)特征的重要方面。數(shù)控專業(yè)中、高職教育在培養(yǎng)目標(biāo)上有許多共性，都具有特色鮮明的技術(shù)性和職業(yè)性，都注重學(xué)生職業(yè)能力或職業(yè)技能的培養(yǎng)與訓(xùn)練，注重學(xué)生專業(yè)理論知識(shí)應(yīng)用能力、專業(yè)技術(shù)使用能力和職業(yè)技能運(yùn)用能力的培養(yǎng)，但是兩者畢竟是不同層次和不同類型的教育培養(yǎng)。

數(shù)控專業(yè)的中等職業(yè)教育是針對(duì)數(shù)控車床操作這一具體的職業(yè)崗位，以培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握數(shù)控車床基本操作和專業(yè)基本理論，達(dá)到初、中級(jí)數(shù)控車床操作工的培養(yǎng)目標(biāo)。同時(shí)，圍繞這一職業(yè)要求所必須具備的文化知識(shí)、思想品德和職業(yè)道德。數(shù)控專業(yè)高職教育具有面向數(shù)控技術(shù)這一職業(yè)，它高于數(shù)控專業(yè)中職教育培養(yǎng)的技術(shù)型、操作型人才規(guī)格，是以職業(yè)崗位的技能和知識(shí)為導(dǎo)向，以主要獲取職業(yè)能力和提高整體素質(zhì)為目標(biāo)，通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)具有大專以上知識(shí)理論水平、掌握成熟的數(shù)控技術(shù)理論和管理規(guī)范、畢業(yè)后能勝任本職業(yè)崗位的高等應(yīng)用型人才。因此，數(shù)控專業(yè)中職教育為數(shù)控專業(yè)高職教育提供必要的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備和職業(yè)技能實(shí)訓(xùn)，數(shù)控專業(yè)高職教育是數(shù)控專業(yè)中職教育的延伸和提升，實(shí)現(xiàn)數(shù)控專業(yè)中、高職教育的合理銜接，即培養(yǎng)目標(biāo)的銜接。

三、課程主線的確定

中職《數(shù)控車床編程與操作基本功》課程以職業(yè)崗位所需要的技能和知識(shí)為導(dǎo)向，課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生以數(shù)控機(jī)床為對(duì)象，使學(xué)生較全面地了解數(shù)控車床的基本知識(shí)，掌握數(shù)控車削加工編程方法、掌握數(shù)控車床操作技能等。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生達(dá)到下列要求：

（1）了解數(shù)控系統(tǒng)的基本組成等基本知識(shí)；

（2）掌握數(shù)控車床的特點(diǎn)、工作原理等基本知識(shí)；

（3）掌握數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等；

（4）掌握數(shù)控車床的手工編程方法和技巧等；

（5）掌握數(shù)控車床的基本操作和要點(diǎn)方法。

高職《數(shù)控編程與加工項(xiàng)目化教程》課程以職業(yè)崗位所需要的技術(shù)和知識(shí)為導(dǎo)向，課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生具備數(shù)控機(jī)床操作加工、數(shù)控加工工藝分析與編程調(diào)試以及數(shù)控機(jī)床的選用、驗(yàn)收與維護(hù)的專業(yè)技能。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生達(dá)到下列要求：

（1）了解機(jī)械加工工藝過程的一些基本概念，了解機(jī)床夾具的組成及作用，掌握工件在夾具上定位分析，掌握工件夾緊的基本方法；了解常用刀具的種類，幾何角度，耐用度和壽命，了解工件主要表面加工方法及加工方案；

（2）學(xué)會(huì)正確選擇數(shù)控加工內(nèi)容，掌握數(shù)控加工工藝分析方法，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝路線，學(xué)會(huì)編寫數(shù)控加工文件；

（3）了解數(shù)控刀具系統(tǒng)的種類及特點(diǎn)，掌握數(shù)控刀具的選用方法，了解數(shù)控機(jī)床附件的種類及其使用方法；

（4）了解數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系、工作坐標(biāo)系、附加坐標(biāo)系及坐標(biāo)系的原點(diǎn)等基本概念；掌握手工編程、自動(dòng)編程及CAD／CAM編程原理和方法；

（5）掌握數(shù)控加工程序編制方法和步驟、學(xué)會(huì)進(jìn)行數(shù)控編程的數(shù)值計(jì)算，掌握刀具補(bǔ)償?shù)幕靖拍?，掌握手工編程技巧?/p>

（6）掌握數(shù)控車床編程基本技巧；掌握數(shù)控銑床編程技巧；掌握數(shù)控加工中心編程技巧。

綜上所述，中職《數(shù)控車床編程與操作基本功》課程主線強(qiáng)調(diào)基本知識(shí)和具有運(yùn)用、操作數(shù)控車床的能力，這是以動(dòng)作技能為主、有一定心智技能的能力。高職《數(shù)控編程與加工項(xiàng)目化教程》課程主線強(qiáng)調(diào)基本知識(shí)和具有操作數(shù)控機(jī)床編程操作熟練的能力，這是以技術(shù)應(yīng)用為主的能力，如分析、判斷、編程計(jì)算和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用等技術(shù)。

四、課程知識(shí)點(diǎn)的銜接

中職《數(shù)控車床編程與操作基本功》與高職《數(shù)控編程與加工項(xiàng)目化教程》是數(shù)控專業(yè)的一門核心主干課。中職與高職層次課程知識(shí)點(diǎn)具體如下：

中職一共分七個(gè)項(xiàng)目二十三個(gè)任務(wù)：

項(xiàng)目一：數(shù)控車床的基本認(rèn)識(shí)。任務(wù)一：數(shù)控車床的認(rèn)識(shí)；任務(wù)二：數(shù)控車削加工工藝；任務(wù)三：數(shù)控車床中的坐標(biāo)系。

項(xiàng)目二：軸類零件的車削。任務(wù)一：外圓的車削；任務(wù)二：階梯軸的車削；任務(wù)三：錐面工件的車削；任務(wù)四：圓弧工件的車削；任務(wù)五：復(fù)雜軸類工件的車削。

項(xiàng)目三：槽類工件的車削。任務(wù)一：淺槽的車削；任務(wù)二：深槽的車削；任務(wù)三：V型槽的車削；任務(wù)四：圓弧槽的車削；任務(wù)五：復(fù)雜槽的車削。

項(xiàng)目四：編制螺紋的車削。任務(wù)一：連續(xù)螺紋的車削；任務(wù)二：三角形外圓螺紋的車削；任務(wù)三：梯形螺紋的車削。

項(xiàng)目五：盤類工件的車削。任務(wù)一：簡單盤類工件的車削；任務(wù)二：復(fù)雜盤類工件的車削。

項(xiàng)目六：套類工件的加工。任務(wù)一：簡單套筒類工件加工；任務(wù)二：復(fù)雜套筒類工件加工。

項(xiàng)目七：綜合工件的加工。任務(wù)一：復(fù)雜軸類工件的加工；任務(wù)二：配合件的加工；任務(wù)三：批量生產(chǎn)。

高職一共分三個(gè)工作模塊十一個(gè)項(xiàng)目：

工作模塊一：數(shù)控車削編程與加工。項(xiàng)目一：手動(dòng)車削定位銷；項(xiàng)目二：數(shù)控車削錐軸；項(xiàng)目三：數(shù)控車削球頭螺桿；項(xiàng)目四：數(shù)控車削軸套；項(xiàng)目五：數(shù)控車削球頭聯(lián)軸節(jié)；項(xiàng)目六：數(shù)控車削橢圓軸。

工作模塊二：數(shù)控銑削編程與加工。項(xiàng)目一：數(shù)控銑削U形槽板；項(xiàng)目二：數(shù)控銑削六方模板；項(xiàng)目三：數(shù)控銑削凹半球曲面。

工作模塊三：數(shù)控加工中心編程與加工。項(xiàng)目一：加工孔板；項(xiàng)目二：加工座板。

五、教學(xué)方法的銜接

中職《數(shù)控車床編程與操作基本功》課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)的基本內(nèi)容，特別是數(shù)控車床編程的相關(guān)內(nèi)容，在高職《數(shù)控編程與加工項(xiàng)目化教程》課程中可以根據(jù)具體內(nèi)容省略、精講或拓寬加深，如數(shù)控車削橢圓軸用宏程序編程加工。其次，數(shù)控銑床和加工中心的教學(xué)是中職教學(xué)的一個(gè)延伸和提高，另外，高職針對(duì)《數(shù)控編程與加工項(xiàng)目化教程》的課程專門設(shè)置了2周數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)、2周數(shù)控銑床和加工中心實(shí)訓(xùn)，這樣既在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，更加強(qiáng)化了動(dòng)手操作能力和職業(yè)素養(yǎng)能力，培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)性、專業(yè)性、技能性，并且以職業(yè)資格證書考核學(xué)生技能，如中級(jí)、高級(jí)數(shù)控車工和中級(jí)、高級(jí)數(shù)控銑工等，提升了學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平，為其提供了很好的就業(yè)前景。

數(shù)控專業(yè)核心專業(yè)課高職《數(shù)控編程與加工項(xiàng)目化教程》與中職《數(shù)控車床編程與操作基本功》的教學(xué)銜接，是核心專業(yè)課教學(xué)銜接的核心內(nèi)容之一。本著以培養(yǎng)目標(biāo)的所需能力和知識(shí)，以教學(xué)主線為主，教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化教學(xué)，相關(guān)知識(shí)點(diǎn)也是由淺入深、由簡單到復(fù)雜、從基礎(chǔ)到提高、最后到提升的有機(jī)結(jié)合，以及在課程實(shí)踐教學(xué)中以技能訓(xùn)練為主過渡到以技術(shù)應(yīng)用為主的綜合實(shí)訓(xùn)。

要實(shí)現(xiàn)中、高職“數(shù)控編程”課程的合理銜接，我們要認(rèn)真分析中、高職課程的現(xiàn)狀，依賴多種銜接模式和教學(xué)配合，合理開發(fā)職業(yè)教育數(shù)控編程課程的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)大綱、合理地進(jìn)行教材選用，從而提高數(shù)控專業(yè)核心課程的教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)優(yōu)秀人才提供更好的臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 肖愛武，何榮譽(yù).數(shù)控編程與加工項(xiàng)目化教程［M］.南京：

南京大學(xué)出版社，2012.

［2］ 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程［M］.北京：高等教育出版

社，2006.

［3］ 郭仁生.高中職“機(jī)械基礎(chǔ)”課程的教學(xué)銜接研究［J］.

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，（4）：78-81.

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關(guān)鍵字:數(shù)控技術(shù) 智能化 知識(shí)工程 UG

Intelligent CNC programming system of

Liu Hao xu

(Tianjin Polytechnic university, Tianjin, Jixian 300160)

Abstract: In this paper, the advanced digital manufacturing technology in practical application problems, through analysis of the NC Technology and Industry Current, comprehensive development of numerical control technology in today world trends, discusses the development of NC technology. Study of knowledge acquisition, knowledge representation and knowledge reasoning in the CNC programming applications; in the intelligent NC programming system architecture language basis, to UG for the plateform use SQL Server database and UG Open API and Visual C + + develoption tools, development intelligent NC programming system; through the application programming examples demonstrate the feasibility and practicality of the research.

Keywords: Intelligent knowledge engineering CNC technology UG

一、數(shù)控編程系統(tǒng)智能化的概念和基礎(chǔ)

數(shù)控編程是數(shù)控加工準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容之一,通常包括分析零件圖樣,確定加工工藝過程;計(jì)算走刀軌跡,得出刀位數(shù)據(jù);編寫數(shù)控加工程序;制作控制介質(zhì);校對(duì)程序及首件試切。有手工編程和自動(dòng)編程兩種方法。總之,它是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。

數(shù)控編程分為手工編程和自動(dòng)編程.手工編程是指編程的各個(gè)階段均由人工完成。對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的零件需借助計(jì)算機(jī)使用規(guī)定的數(shù)控語言編寫零件源程序,經(jīng)過處理后生成加工程序,稱為自動(dòng)編程。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)不僅向用戶編程提供了一般的準(zhǔn)備功能和輔助功能,而且為編程提供了擴(kuò)展數(shù)控功能的手段。

而在數(shù)控編程系統(tǒng)的工作中,數(shù)字模型是工作的關(guān)鍵,同時(shí)也是數(shù)控編程系統(tǒng)的基礎(chǔ),它在編程系統(tǒng)中所包含的信息量直接決定了數(shù)控編程系統(tǒng)的智能化發(fā)展程度。同時(shí),這些在數(shù)字模型中所包括的信息在數(shù)控技術(shù)家中傳遞的方式也會(huì)對(duì)數(shù)控編程系統(tǒng)的智能化發(fā)展程度帶來一定的影響。同時(shí),由于數(shù)學(xué)模型的發(fā)展包括:線框、曲面和實(shí)體,這些模型在結(jié)構(gòu)上的不同,對(duì)描述同一物體所表述出來的信息量也是不一樣的。

二、數(shù)控編程系統(tǒng)智能化的研究現(xiàn)狀

就我國企業(yè)的發(fā)展上來看,國際上先進(jìn)的數(shù)字化制造技術(shù)并沒有在我國的企業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

而就目前數(shù)控編程系統(tǒng)的智能化的進(jìn)程上來看,主要表現(xiàn)在實(shí)體模型。在實(shí)體模型結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,數(shù)控編程系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分智能化。由于實(shí)體模型是通過特征造型的手段獲得的,因此在編程過程中,如何獲得這些特征,然后直接針對(duì)這些特征直接進(jìn)行編程操作,并在操作過程中根據(jù)專家系統(tǒng)的支持提供更多的自動(dòng)操作選項(xiàng),成為當(dāng)前智能數(shù)控編程系統(tǒng)的一個(gè)主要的發(fā)展方向。

三、基于UG的模具智能化數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)

(一)、知識(shí)庫獲取

數(shù)控編程是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的領(lǐng)域,CNC工程師的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)對(duì)加工效率、加工質(zhì)量都有著較大的影響。數(shù)控編程經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的主要特點(diǎn)有:首先,數(shù)控編程技術(shù)是無形的,只存在于CNC工程師的大腦中,并沒有實(shí)體上的形態(tài)。其次,由于數(shù)控編程技術(shù)的無形性,因此完全來源于CNC工程師自身的主觀意識(shí),但是由于不同的CNC工程師自身工作經(jīng)歷、知識(shí)結(jié)構(gòu)等因素的不同,他們對(duì)相同問題形成的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)可能產(chǎn)生一定的差異,這就說明數(shù)控編程技術(shù)是具有一定的差異性的。第三、CNC工程師隨著經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的積累或生產(chǎn)技術(shù)條件的改變和完善,他們對(duì)原來數(shù)控編程所存在的問題可能會(huì)出現(xiàn)有新的見解,從而就會(huì)原有的數(shù)控編程加以相應(yīng)的改善。為了最大限度地獲取和利用CNC工程師的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),針對(duì)上述這些特點(diǎn),本文制定了經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的獲取步驟,如圖一:

(二)知識(shí)的表示

根據(jù)數(shù)控編程知識(shí)的特點(diǎn),采用了將面向?qū)ο蟮谋硎痉ê虰NF范式(Backus-Naur Form,巴科斯-諾爾范式)相結(jié)合的表示方法.基于對(duì)象的BNF范式表示數(shù)控編程領(lǐng)域知識(shí)的句法如下:

::=類

類::=

::=

::=

::=

::=[規(guī)則推理(RBR)] | [實(shí)例推理(CBR)]

::=

::=[粗銑] | [半精銑] | [精銑] | [粗鏜] | [半精鏜] | [精鏜] | [鉆] | [擴(kuò)] |[鉸] | [粗車] | [半精車] | [精車]

::=

::=

::=

::=

結(jié)束類

通過BNF范式可以有效地將數(shù)控編程領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)行融合,同時(shí)也便于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控編程知識(shí)庫中知識(shí)的管理和維護(hù),支持知識(shí)庫中知識(shí)的檢索、查詢、更新,保持知識(shí)的有效性和一致性。

(三)知識(shí)的推理。CBR的推理過程主要由實(shí)例問題的描述、實(shí)例檢索、實(shí)例修正、實(shí)例存儲(chǔ)等組成。

1.實(shí)例問題的描述主要是在計(jì)算機(jī)中將待求解的問題通過合理的知識(shí)表示形式表達(dá)出來,以便于計(jì)算機(jī)識(shí)別和處理;

2.實(shí)例的修正通過人機(jī)交互界面的方式實(shí)現(xiàn).在數(shù)控編程實(shí)例推理的過程中,當(dāng)檢索結(jié)果不能滿足實(shí)際需要時(shí),可以對(duì)加工方法、工件材料、刀具幾何參數(shù)、進(jìn)退刀設(shè)置等信息進(jìn)行修正,并作為新的實(shí)例添加到實(shí)例庫中,進(jìn)一步地充實(shí)實(shí)例庫。

(四)體系的搭建

在研究了知識(shí)工程技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控編程領(lǐng)域的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了智能數(shù)控編程系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。分為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層和用戶層。

1.用戶層提供了智能數(shù)控編程系統(tǒng)用戶接口,負(fù)責(zé)與用戶的交互,處于系統(tǒng)架構(gòu)的頂部.用戶通過人機(jī)交互界面,可以方便的操作、管理和維護(hù)系統(tǒng)。

2.應(yīng)用層為用戶提供各種服務(wù),是整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心.主要包括三部分:①前處理.運(yùn)用知識(shí)工程技術(shù)獲取數(shù)控編程方案,提供數(shù)控編程所需要的各項(xiàng)參數(shù)信息.②智能數(shù)控編程.依據(jù)數(shù)控編程方案,根據(jù)編程向?qū)У闹敢龑?duì)零件進(jìn)行加工,生成的編程操作由知識(shí)顧問診斷后反饋到知識(shí)庫中.③后處理.對(duì)創(chuàng)建的數(shù)控操作進(jìn)行后置處理,生成符合機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)要求的NC代碼,以文檔形式輸送到生產(chǎn)車間。

3.數(shù)據(jù)層包括了加工特征庫、編程資源庫(零件信息庫、機(jī)床信息庫、刀具信息庫及工藝信息庫)和知識(shí)庫,是智能數(shù)控編程系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ),采用了ODBC作為數(shù)據(jù)的底層訪問方法。

(五)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

由美國UGS公司推出的UG軟件,是面向制造業(yè)的集CAD/CAM/CAE功能于一體的三維參數(shù)化軟件,具有數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和分析功能.UG CAD與CAM高度集成,具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理,并包含了KF(Knowledge Fusion)知識(shí)熔接模塊,可以進(jìn)行知識(shí)處理.UG CAM為用戶提供了模板設(shè)置功能,可將常用的操作參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)值,自定義為加工模板,避免每次編輯新操作時(shí)重復(fù)定義參數(shù)的繁雜工作,提高零件編程效率.UG提供的二次開發(fā)功能.其開發(fā)語言簡單易學(xué),功能強(qiáng)大,可以方便用戶定制個(gè)性化的功能,便于為用戶開發(fā)有針對(duì)性的專用系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)單憑交互方式操作UG難以實(shí)現(xiàn)的功能,為企業(yè)在市場(chǎng)上的競爭力提供有力的平臺(tái).基于UG的諸多優(yōu)點(diǎn),本系統(tǒng)采用UG作為開發(fā)應(yīng)用平臺(tái),系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選用SQL Server2000,開發(fā)工具為UG/open、VC++6.0及UG后處理構(gòu)造器。UG提供的二次開發(fā)功能可以方便用戶定制個(gè)性化的功能,便于為用戶開發(fā)有針對(duì)性的專用系統(tǒng),在系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程中,遵循軟件工程理論,為用戶提供了良好的人機(jī)交互界面,采用模塊化思想,按照設(shè)計(jì)過程和模塊實(shí)現(xiàn)的功能將系統(tǒng)劃分為幾大功能獨(dú)立的模塊,模塊之間以及模塊的各組成部分之間也具有一定的獨(dú)立性。

綜上所述,數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心,是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、復(fù)合化等的基礎(chǔ)。知識(shí)工程作為一種新型的智能設(shè)計(jì)方法,利用知識(shí)工程技術(shù)可以在數(shù)控編程過程中提供相關(guān)的知識(shí),有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)控編程的參數(shù)化、自動(dòng)化和智能化,進(jìn)而提高企業(yè)數(shù)字化制造技術(shù)水平。在對(duì)知識(shí)工程技術(shù)的在數(shù)控編程中的應(yīng)用就出上開發(fā)出來的智能化數(shù)控編程系統(tǒng),就是為了更好的提高企業(yè)在數(shù)控技術(shù)上的發(fā)展水平,促進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展,從而帶來剛好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn):

[1]汪俊俊.論數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)――智能化數(shù)控系統(tǒng).裝備制造.2009(06);

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【關(guān)鍵詞】數(shù)控車；橢圓；編程與加工

1.引言

數(shù)控車床對(duì)橢圓零件的編程方法主要分為自動(dòng)編程和手工編程兩種。使用自動(dòng)編程軟件生成的程序，由于其程序冗長，使得加工時(shí)間拉長，加工效率并不高[3]。如果采用手工編程，根據(jù)數(shù)控機(jī)床的性能，合理選擇編程方法，既能避免零件程序冗長的缺點(diǎn)，提高加工效率，也能保證零件的加工質(zhì)量。

對(duì)橢圓零件手工編程的方法有輪廓直線擬合編程、四心法橢圓編程和宏程序編程三種。本文針對(duì)FANUC 0i Mate TC數(shù)控車床，詳細(xì)介紹各種橢圓編程方法，并對(duì)橢圓類零件的編程加工給出了合理建議。

2.輪廓離散逼近擬合編程

不同的數(shù)控車床對(duì)橢圓零件加工的插補(bǔ)原理基本相同，實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)運(yùn)算的方法有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)兩種。輪廓離散逼近擬合就是采用直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的原理編程的[1]。

如圖1所示零件圖（零件毛坯為Φ52棒料），將橢圓輪廓以3.0mm為間距橫向等分10部分，得到A、B、C、……G、H、I九個(gè)點(diǎn)，以O(shè)點(diǎn)為編程原點(diǎn)，得出該九個(gè)點(diǎn)的編程坐標(biāo)如圖所示。其中曲線OAB段以三點(diǎn)確定一個(gè)圓的方法擬合得到圓弧段OB半徑為R16.86（AutoCAD繪圖得到）。則該橢圓曲線通過輪廓離散擬合的原理轉(zhuǎn)換成圓弧和若干直線段，這樣就可以用一般指令完成零件的編程加工，其NC程序如下：

3.四心法橢圓編程

四心法繪制橢圓是橢圓的一種近似畫法，四心法橢圓編程就是采用這種思想，利用AutoCAD繪圖軟件將橢圓零件圖（如圖2所示）轉(zhuǎn)換成用四心法繪制橢圓的零件圖（如圖3所示），將橢圓軌跡轉(zhuǎn)換成圓弧，這樣就避免了數(shù)控車床上沒有橢圓插補(bǔ)功能的不足，利用G02/G03圓弧插補(bǔ)擬合橢圓軌跡，其NC程序?yàn)镺0002。

4.宏程序編程

宏程序就是采用變量的程序。與一般的程序編制相比，宏程序中的地址字符后為一變量，我們可以根據(jù)實(shí)際情況給變量賦值，并能進(jìn)行變量間的計(jì)算和跳轉(zhuǎn)[2]。采用宏程序?qū)E圓零件編程可以分為直角坐標(biāo)編程和極坐標(biāo)編程兩種方法。

4.1 宏程序直角坐標(biāo)編程

橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為：

如圖4所示，OA為橢圓短半軸（OA=b），OB為橢圓長半軸（OB=a），α角為橢圓平面角，β角為橢圓極角。結(jié)合圖4可看出平面角不能完全反映橢圓動(dòng)點(diǎn)C的長半軸和短半軸。要使橢圓正確加工達(dá)到終點(diǎn)，在編程中應(yīng)將圖4中的極角β代替α才是正確的[2]。β角的確定方法有兩種：一種可以通過Auto CAD繪圖軟件直接得出極角，如圖5所示平面角度為120°，繪圖后得極角為111°；另一種方法也可以通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)公式。（推導(dǎo)過程省略。）將橢圓參數(shù)方程轉(zhuǎn)換成數(shù)控車用參數(shù)方程如下：

5.結(jié)論

通過實(shí)際加工生產(chǎn)驗(yàn)證，以上編程方法均能完成橢圓零件的加工，其特點(diǎn)如下：

（1）采用輪廓離散編程逼近橢圓時(shí)，其橢圓輪廓度與編程所用的步距大小有關(guān)，步距越小，加工精度越高，但刻意減小步距來保證加工精度又會(huì)使計(jì)算量加大，數(shù)控系統(tǒng)處理速度降低，進(jìn)而影響加工效率[1]。

（2）四心法橢圓編程，是將橢圓曲線轉(zhuǎn)換成圓弧，用G02＼G03指令編程，簡單易懂，其關(guān)鍵是采用四心法將帶有橢圓圖紙的橢圓部分轉(zhuǎn)換成圓弧。但其橢圓度差些。

（3）宏程序編程中，其工件加工表面質(zhì)量主要取決于每次增加Z向歩距或角度大小，增加量越小，其精度越高。當(dāng)以角度作為變量編程時(shí)，其加工精度比前者高，且程序簡短，但需要特別注意編程角度為極角，而非平面角度。

用宏程序加工橢圓時(shí)，由于橢圓分層切削，加工路徑長，在數(shù)控競賽或批量生產(chǎn)時(shí)，為節(jié)約時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，可采用前兩種方法作為粗加工，切除工件大部分余量，然后調(diào)用橢圓宏程序精加工。以上方法各具特色，對(duì)于橢圓零件的編程加工，應(yīng)根據(jù)具體情況而定。

參考文獻(xiàn)

[1]吳凱.數(shù)控車床加工橢圓曲線輪廓編程方法的探討[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2010（06）：51-54.

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關(guān)鍵詞：數(shù)控編程；UG；加工仿真

在當(dāng)前機(jī)床加工的過程中，數(shù)控編程是一種十分有效的加工方式。其主要包含的內(nèi)容有從加工要求中進(jìn)行分析，并且在此基礎(chǔ)上滿足工藝設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)而對(duì)加工方案予以確定，同時(shí)還包括對(duì)機(jī)床、夾具以及刀具的合理選擇，這樣才能對(duì)走刀路線進(jìn)行確定，保證切削用量的有效性。除此之外，在工件幾何模型的建立上，數(shù)控加工也具有重要的作用，保證加工程序的有效性以及合理性。本文主要探討的內(nèi)容是基于UG環(huán)境下，數(shù)控編程以及加工仿真的具體過程，希望能夠今后的工藝加工有所幫助。

1 概述

在進(jìn)行數(shù)控編程的過程中，如果問題的復(fù)雜程度有所不同，那么就可以采用數(shù)控加工程序進(jìn)行編程，運(yùn)用手工編程的方式或者計(jì)算機(jī)編程的方式，以有效的解決問題。在采用手工編程的過程中，主要是通過人工的方式完成的。在編程的各個(gè)步驟中可以對(duì)所編制的零件數(shù)加以有效的控制，其所需要解決的主要問題在于點(diǎn)位加工以及簡單形狀的幾何編程問題。而另外一種編程方式主要是運(yùn)用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔的編程，在計(jì)算機(jī)的幫助下，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的加工，幫助零件的生成。計(jì)算機(jī)編程可以應(yīng)對(duì)難度更加的編程問題，所以是當(dāng)前比較倡導(dǎo)的一種編程方式。

2 數(shù)控編程技術(shù)在UG環(huán)境中的應(yīng)用

在數(shù)控編程過程中，目前基本上都是在UG的環(huán)境下得以實(shí)現(xiàn)的，UG主要是以三維主模型為基礎(chǔ)建立起來的方法，能夠?qū)Φ毒叩倪\(yùn)行軌跡加以生成，在這之中主要包含了幾種加工方法，例如銑削、線切割以及車削等。

在UG的環(huán)境下，采用數(shù)控編程技術(shù)的關(guān)鍵性步驟主要有以下幾點(diǎn)。首先是要將加工零件所使用的工藝進(jìn)行詳細(xì)的分析，并且根據(jù)對(duì)零件形狀要求的不同，甚至是尺寸以及質(zhì)量等要求的不同，選擇的工藝參數(shù)也具有一定的差異，在工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)控編程的過程。通常情況下，CAM環(huán)境是經(jīng)常會(huì)遇到的一種UG環(huán)境，在對(duì)其設(shè)置時(shí)，對(duì)刀具以及父節(jié)點(diǎn)的選擇與建立都是相當(dāng)重要的，其中當(dāng)然還包含了對(duì)刀軌進(jìn)行檢驗(yàn)的內(nèi)容。

具體的CAM環(huán)境在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到加工環(huán)境直接影響著操作基礎(chǔ)，所以一定要嚴(yán)格對(duì)加工環(huán)境予以約束，保證其能夠順利的實(shí)現(xiàn)。所以配置與設(shè)置是相當(dāng)重要的。配置是設(shè)置的前提條件，沒有合理的配置，就不能選擇正確的設(shè)置類型以及操作方式，這樣才能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)置進(jìn)行有效選擇的目的。當(dāng)啟動(dòng)UG的相關(guān)模塊后，就會(huì)彈出相應(yīng)的配置以及設(shè)置對(duì)話框，令人們進(jìn)行自主選擇，然后才能自己進(jìn)入到相應(yīng)的UG加工環(huán)境中。

其次，在進(jìn)行加工過程中，忽視了對(duì)刀具的選擇，同樣在開啟對(duì)話框后，就會(huì)以刀具視圖的形式展，進(jìn)一步在UG道路中選擇相應(yīng)的調(diào)入零件以及工藝流程。

第三個(gè)步驟是對(duì)父節(jié)點(diǎn)組進(jìn)行創(chuàng)建。在這之中主要包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。一是要對(duì)幾何體進(jìn)行創(chuàng)建，以固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中的陽球體為例進(jìn)行分析，其中主要包含三個(gè)部分的內(nèi)容，分別是零件、毛坯以及夾具，只有這三個(gè)部分結(jié)合在一起，才能最終運(yùn)用數(shù)控編程程序?qū)⒅髂Ｐ瓦M(jìn)行裝配，主模型的主要作用是對(duì)指向零件進(jìn)行文件裝配，其中還包含了對(duì)零件信息的引用。但是需要注意的是，幾何體只是存在于裝配文件之中的，而并沒有在裝配文件中得到復(fù)制。主模型的另外一項(xiàng)重要作用就是對(duì)零件予以保護(hù)，防止出現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)丟失的狀況，保證零件符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)控人員用用對(duì)裝配文件的可寫權(quán)以及對(duì)主模型的讀取權(quán)。主模型是引用到加工中的，因此編程人員不能修改主模型。但是，由于加工裝配文件引用了主模型的數(shù)據(jù)，所以任何對(duì)主模型修改都將更新整個(gè)裝配件。

第四，創(chuàng)建操作。進(jìn)入向?qū)?duì)話框中的程序視圖，依據(jù)加工工藝規(guī)程創(chuàng)建相應(yīng)的操作。在創(chuàng)建操作的過程中主要涉及到以下兩方面的內(nèi)容：（1）操作類型設(shè)置。其中包括操作類型、父幾何體、刀具及加工方法等參數(shù)的選擇；（2）切削參數(shù)設(shè)置。在這里指定與具體加工過程中相關(guān)的一些參數(shù)置。主要有檢查幾何體、切削步長、行距、切削方式、進(jìn)退刀方法等參數(shù)。參數(shù)項(xiàng)目的種類隨操作類型的不同而有些變化。

3 基于UG的加工過程仿真

由于零件形狀復(fù)雜多變，且在刀具軌跡生成過程中一般不考慮具體的機(jī)床結(jié)構(gòu)和工件裝夾方式，因此所生成的零件程序并不一定能夠適合實(shí)際加工情況。所以在零件數(shù)控程序生成后，需要對(duì)其正確性進(jìn)行進(jìn)一步檢驗(yàn)。

實(shí)際生產(chǎn)中可以用“空運(yùn)行”和“試切”的方法對(duì)零件程序進(jìn)行檢驗(yàn)。但空運(yùn)行只能對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)是否正確及有無干涉碰撞作粗略的估計(jì)，不夠精確；而“試切”方法，雖然精確，但是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)昂貴的工作，其效率低成本高，此外試切過程的安全性也得不到保障。

在計(jì)算機(jī)上利用三維圖形技術(shù)對(duì)數(shù)控加工過程進(jìn)行模擬仿真，可以快速、安全和有效地對(duì)NC程序的正確性進(jìn)行較準(zhǔn)確的評(píng)估，并可根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)NC程序迅速地進(jìn)行修改，免除反復(fù)的試切過程，降低材料消耗和生產(chǎn)成本，提高工作效率。因此，數(shù)控加工過程的計(jì)算機(jī)仿真是NC程序的高效、安全和有效的檢驗(yàn)方法。在UG中進(jìn)行虛擬加工過程仿真需要做以下兩方面的工作：（1）建立機(jī)床的運(yùn)動(dòng)模型；（2）虛擬加工過程仿真。

在幾何模型基礎(chǔ)上，利用UG的機(jī)床構(gòu)造器建立機(jī)床的運(yùn)動(dòng)模型。其中涉及到機(jī)床零點(diǎn)的設(shè)置、運(yùn)動(dòng)軸的位置、方向及范圍的設(shè)置等內(nèi)容。為了能夠正常進(jìn)行加工過程仿真，還需要生成機(jī)床驅(qū)動(dòng)文件。利用UG工具即可生成機(jī)床的驅(qū)動(dòng)文件。

加工過程仿真首先應(yīng)該將零件裝配模型安裝到機(jī)床上，然后啟動(dòng)UG集成仿真功能，進(jìn)行虛擬加工過程仿真，根據(jù)仿真的結(jié)果對(duì)零件夾具模型的尺寸以及出現(xiàn)錯(cuò)誤的NC代碼進(jìn)行修改，消除機(jī)床部件及刀具之間的干涉和碰撞，最后生成正確的數(shù)控代碼。

結(jié)束語

利用UG的CAD/CAM模塊，一方面可以方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的多坐標(biāo)數(shù)控編程，生成高效、高精的NC程序。另一方面，可以通過切削檢查來校驗(yàn)刀具軌跡的質(zhì)量，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)刀具跟零件之間的過切和欠切。此外，通過虛擬加工過程仿真能夠提前發(fā)現(xiàn)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件及刀具之間的干涉和碰撞，便于對(duì)NC程序進(jìn)行修改，從而大大提高實(shí)際加工的效率，進(jìn)而縮短生產(chǎn)周期。

參考文獻(xiàn)

[1]李玉煒.UG的CAM數(shù)控編程實(shí)例[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2005（2）.

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關(guān)鍵詞：數(shù)控宏程序；使用；要求

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.181

1 數(shù)控宏程序

宏程序作為數(shù)控加工的一個(gè)難點(diǎn)，經(jīng)常作為考核學(xué)生手動(dòng)編程能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)，幾乎每一屆的數(shù)控大賽，都會(huì)有數(shù)控宏程序的身影。宏程序作為衡量一名優(yōu)秀數(shù)控編程人員的重要指標(biāo)，在教學(xué)中是一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

宏程序引入了變量和表達(dá)式，還有函數(shù)功能，具有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)計(jì)算能力，數(shù)控宏程序在解決一些特殊圖形和數(shù)學(xué)曲線（如橢圓，雙曲線，拋物線，三角函數(shù)曲線等）方面有著非常大的作用；使用數(shù)控編寫一些大批相似零件和工藝路徑一樣，圖形一樣，位置不同、尺寸有變化的系列零件時(shí)，可以用宏程序編寫，這樣只需要改動(dòng)幾個(gè)數(shù)據(jù)即可，沒有必要進(jìn)行大量重復(fù)編程，能極大地簡化編程，精簡程序，適合于復(fù)雜零件加工的編程。宏程序具有一定決策能力，能根據(jù)條件選擇性地執(zhí)行某些部分.。宏程序與普通程序相比較，普通的程序字為常量，一個(gè)程序只能描述一個(gè)幾何形狀，所以缺乏靈活性和適用性。而在用戶宏程序的本體中，可以使用變量進(jìn)行編程，還可以用宏指令對(duì)這些變量進(jìn)行賦值、運(yùn)算等處理。 因此，宏程序具有普通程序無法完成的優(yōu)點(diǎn)。

2 數(shù)控宏程序的使用

數(shù)控宏程序具有上述優(yōu)點(diǎn)，但是，數(shù)控宏程序在編制過程中對(duì)學(xué)生的要求較高，要求學(xué)生有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，需要了解各類數(shù)學(xué)曲線（如橢圓，雙曲線，拋物線等）參數(shù)方程和數(shù)學(xué)表達(dá)式，能夠?qū)⑶€進(jìn)行偏移，旋轉(zhuǎn)等變換。還要掌握編程語言、指令，熟悉編程方法和思維方式，因此在使用中存在很大的難度。特在此講述一下普通曲線的編程方法和對(duì)學(xué)生的要求。

檢查程序會(huì)發(fā)現(xiàn)，偏移工件坐標(biāo)原點(diǎn)后，程序變化不大，唯一變化的地方就是擬合曲線切削程序G01 X[2*[#6+#7]]Z[#5+#4] ，其中#4為Z軸偏移量，#6為X軸偏移量，#7為標(biāo)準(zhǔn)橢圓方程的X值，#5為標(biāo)準(zhǔn)橢圓方程的Z值，也就是說實(shí)際計(jì)算時(shí)，還是以橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程作為依據(jù)，所有參數(shù)不變，只是在轉(zhuǎn)化為實(shí)際點(diǎn)的時(shí)候，加上一個(gè)偏移量。例如，采用半徑編程，中心偏移量（10，-20），橢圓上的點(diǎn)（10，0），（0，20）；計(jì)算時(shí)還采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓方程，最后轉(zhuǎn)化為（10+10，0-20）即（20，-20），（0+10，20-20）即（10，0）。采用這種方法可以簡化計(jì)算過程，運(yùn)算時(shí)還是采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓方程，只是在最后轉(zhuǎn)化為新坐標(biāo)系的坐標(biāo)，使得學(xué)生更容易掌握。

3 結(jié)論

另外，宏程序的使用，要求W生要熟悉編程語言，合理的選用條件跳轉(zhuǎn)、無條件跳轉(zhuǎn)指令和循環(huán)指令，掌握算術(shù)和邏輯運(yùn)算的代碼，以及比較運(yùn)算符號(hào)，并且能夠合理的調(diào)用宏程序。

篇10

關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床編程與操作 教學(xué)實(shí)踐 反思

數(shù)控機(jī)床編程與操作是集數(shù)控加工、數(shù)控編程、數(shù)控機(jī)床操作于一體的新型課程。已廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科。隨著職業(yè)教育的發(fā)展，我校開設(shè)了這門課程。根據(jù)數(shù)控加工專業(yè)畢業(yè)生所從事崗位的實(shí)際需要和教學(xué)實(shí)際情況的變化，合理確定學(xué)生應(yīng)具備的能力與知識(shí)結(jié)構(gòu)，本課程在理論要求方面難度較高，筆者結(jié)合本人的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)剶?shù)控機(jī)床編程與操作教學(xué)的一些見解。

一、在教學(xué)方法上，展開互動(dòng)式教學(xué)

《數(shù)控機(jī)床編程與操作》課程具有多變性、綜合性、典型性、實(shí)踐性和實(shí)用性五大教學(xué)特點(diǎn)，在教學(xué)過程中，既有一般又有特殊，既有新授又有復(fù)習(xí)，既有理論又有實(shí)訓(xùn)，既有工作原理又有編程方法，既有典型零件程序又有復(fù)雜實(shí)用案例，這就決定了我們教師一定要根據(jù)本課程不同教學(xué)內(nèi)容及其特點(diǎn)，采取不同的教學(xué)方法，同時(shí)，無論是理論教學(xué)還是實(shí)踐教學(xué)，我們教師還要努力做到因材施教，在如何充分調(diào)動(dòng)廣大學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和發(fā)揮廣大學(xué)生主觀能動(dòng)性上多下功夫。

在《數(shù)控機(jī)床編程與操作》課程教學(xué)上，尤其是數(shù)控指令及應(yīng)用、編程方法和實(shí)際應(yīng)用等教學(xué)內(nèi)容上，最適宜于采取雙邊互動(dòng)式教學(xué)方法。在教學(xué)中，大膽引入“行為引導(dǎo)學(xué)”教學(xué)方法。在教學(xué)過程中要想方設(shè)法地創(chuàng)造出一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)雙邊互動(dòng)式教學(xué)的環(huán)境和氣氛，通過創(chuàng)設(shè)情境、巧設(shè)疑問、共同討論、動(dòng)手實(shí)踐等多種教學(xué)方式，有效地開展雙邊互動(dòng)式教學(xué)。不僅是老師傳授給學(xué)生編程方法等，同時(shí)學(xué)生可以通過老師給出的任務(wù)書，從各方面獲取資料，充分發(fā)揮學(xué)生的想象。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，而且在完成任務(wù)書的同時(shí)，不自覺地學(xué)會(huì)了解決問題的方法。例如：在介紹了一些基本指令后，讓每個(gè)組的學(xué)生自己討論這些指令能解決的基本問題，并動(dòng)手畫有關(guān)的圖形，有興趣的加工出實(shí)物，供學(xué)生參觀他們所做的成果。

二、在選擇課題上，合理地改革教材

我們知道，用于教學(xué)的數(shù)控編程教材，在編寫時(shí)一般是按照：基本原理、基本指令、基本應(yīng)用、基本操作等分成各個(gè)獨(dú)立的章節(jié)。編者按照結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)性進(jìn)行編書，教師實(shí)施教學(xué)時(shí)，則要考慮有利于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程而開展教學(xué)。這是教材使用者要注意處理好的問題。如果任課老師按照教材的順序進(jìn)行教學(xué)，就是要將全部基本指令學(xué)習(xí)完畢，再學(xué)習(xí)基本應(yīng)用，基本學(xué)習(xí)完畢再進(jìn)行基本操作的學(xué)習(xí)。這樣，在一段期間內(nèi)學(xué)習(xí)完所有指令，學(xué)生學(xué)習(xí)后的印象不深刻，容易混淆，到基本應(yīng)用的學(xué)習(xí)時(shí)，又得重新對(duì)所涉及的指令進(jìn)行學(xué)習(xí)，效率不高。

為此，我在數(shù)控編程教學(xué)中采用了課題式單元教學(xué)，重新自編教學(xué)內(nèi)容。搜集了上百個(gè)數(shù)控編程應(yīng)用實(shí)例，并通過篩選、整合成五個(gè)單元，每個(gè)單元由幾個(gè)同類實(shí)例組成。每個(gè)課題以一個(gè)應(yīng)用實(shí)例為主題。由幾個(gè)應(yīng)用同類指令的實(shí)例課題組合成為一個(gè)教學(xué)單元，全部教學(xué)內(nèi)容分為五個(gè)教學(xué)單元。五個(gè)單元主題分別是數(shù)控編程原理、FANUC系統(tǒng)的編程與操作、廣數(shù)系統(tǒng)的編程與操作、SIEMENS系統(tǒng)的編程與操作和中級(jí)職業(yè)技能綜合例題分析。這樣老師精選設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)例課題有一定的科學(xué)性、連貫性，由簡到繁、由易到難。既能方便學(xué)生的學(xué)習(xí)，又要包含本課程的所有知識(shí)點(diǎn)。

三、在實(shí)習(xí)過程中，教學(xué)方法更新

目前在《數(shù)控機(jī)床編程與操作》課程實(shí)踐教學(xué)上，由于我們教師所編寫的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書詳盡有余，明明白白，學(xué)生在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)時(shí)只需要進(jìn)行程序輸入、對(duì)刀等簡單操作即可順利完成。這種實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法，目前已被我們教師廣泛認(rèn)可和采用，但至少我認(rèn)為：沒有問題的、不需學(xué)生動(dòng)腦的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)是毫無意義的。教師只有指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用數(shù)控編程方法親自編程操作，在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中既動(dòng)手又動(dòng)腦，既能發(fā)現(xiàn)問題又能在教師啟發(fā)指導(dǎo)下分析問題和解決問題，才能從本質(zhì)上學(xué)好這門課程。

首先在編寫實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書時(shí)，我們教師應(yīng)該根據(jù)企業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)人才的需求，結(jié)合學(xué)校實(shí)際設(shè)備情況，針對(duì)本課程教學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)同樣要做到因材施教，采取因人而異的分層教學(xué)，所有學(xué)生在實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中都能夠得到相應(yīng)的鍛煉和培養(yǎng)。除要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間做完基本的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目外，還要安排一定量的選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和研究性課題，師生共同找出問題的解決辦法。對(duì)于大型的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，如減速箱傳動(dòng)件等，還可以采取分工合作的教學(xué)形式，將全班同學(xué)分成不同的小組，由教師明確各小組在實(shí)訓(xùn)中的任務(wù)和目標(biāo)，從而培養(yǎng)廣大學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的職業(yè)素質(zhì)和能力。

四、在鞏固教學(xué)成果時(shí)，吸引學(xué)生的興趣

㈠ 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃，學(xué)習(xí)熱情高漲，學(xué)習(xí)效果有保證。

每個(gè)課題以實(shí)例為重點(diǎn)，這些實(shí)例都是來自我們身邊的生活、生產(chǎn)。學(xué)生對(duì)教學(xué)課題感興趣，認(rèn)識(shí)到所學(xué)的東西有用，能解決現(xiàn)實(shí)問題，學(xué)習(xí)熱情是自然地高漲起來。興趣是最好的老師，主要能調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，就容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教學(xué)就成功了一半。因此在教學(xué)中，教師要把握時(shí)機(jī)，結(jié)合教材特點(diǎn)，把興趣的東西引入課堂，從而學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性也跟著提高。教師積極利用這一點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，如何解決問題。逐漸地由學(xué)生提出問題，自行分析問題到解決問題。這樣不但提高了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣，而且還提高了學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。

㈡ 逐步培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

課題實(shí)例來自生產(chǎn)、生活、要處理及注意的有關(guān)問題我們都向?qū)W生交待清楚，引導(dǎo)學(xué)生具體的處理辦法、解決方法步驟、方向。通過多個(gè)實(shí)例的學(xué)習(xí)、實(shí)踐與積累，學(xué)生能逐漸地提高解決實(shí)際問題的能力。

㈢ 提高競爭意識(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)