數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實訓(xùn)中的應(yīng)用實例

姚瑞敏

（山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030009）

0 引言

職業(yè)技術(shù)教育正值改革時期，數(shù)控加工課程教改的目的是培養(yǎng)具有良好職業(yè)道德和較強的創(chuàng)新精神，掌握本專業(yè)必備的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，能夠從事數(shù)控機床產(chǎn)品制造加工、數(shù)控設(shè)備的調(diào)試、運行、維護(hù)、維修、技術(shù)改造等崗位，適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、管理第一線的高端技能型專門人才。學(xué)生要獲得這種能力，學(xué)校必須投資購買數(shù)控機床、加工中心等設(shè)備，建設(shè)教學(xué)實驗環(huán)境。但此類設(shè)備價格昂貴，不適合學(xué)生的普及性教學(xué)和實訓(xùn)。因此，在實際教學(xué)過程中，源自美國基于虛擬現(xiàn)實加工技術(shù)的仿真軟件，在高職高專數(shù)控課程教學(xué)中發(fā)揮了巨大的作用。它可以實現(xiàn)對數(shù)控車床、數(shù)控銑床和加工中心零件加工的全程仿真操作，提高了學(xué)生的實際操作能力［1］。本文以數(shù)控車床操作仿真為實例，闡述其操作步驟。

1 宇龍數(shù)控仿真軟件在數(shù)控車床（華中系統(tǒng)）上的應(yīng)用［2］

1.1 零件圖

被加工零件如圖1所示，毛坯為Φ50mm×100的45鋼，利用G71指令編制程序，并完成零件的仿真加工。

1.2 刀具及切削用量的選擇

刀具及切削用量的選擇見表1。

1.3 工藝路線

（1）三爪卡盤夾持工件左端外圓。（2）用G71指令粗、精加工外輪廓。

1.4 參考程序

圖1 零件圖

1.5 操作步驟

（1）選擇機床：如圖2所示，選擇“機床”－“選擇機床…”命令，在彈出的“選擇機床”對話框中，選擇控制系統(tǒng)為華中數(shù)控，機床類型為車床，單擊“確定”按鈕。

（2）設(shè)置并安裝工件：選擇“零件”－“定義毛坯”命令，在“定義毛坯”對話框中輸入毛坯尺寸，單擊“確定”按鈕，如圖3所示。選擇“零件”－“放置零件”命令，系統(tǒng)會彈出“選擇零件”對話框，如圖4所示，在列表中選擇已定義的毛坯1，單擊“安裝零件”按鈕，系統(tǒng)自動關(guān)閉對話框，同時界面會出現(xiàn)控制零件移動的面板，如圖5所示，可以按動箭頭移動零件（使零件伸出約85mm），移動零件完畢后，單擊面板上的“退出”按鈕，關(guān)閉該面板。

表1 刀具及切削用量

圖2 選擇機床

圖3 “定義毛坯”對話框

圖4 “選擇零件”對話框

圖5 控制零件的移動面板

（3）輸入或?qū)氤绦颍簲?shù)控程序可以使用記事本或?qū)懽职宓染庉嬡浖斎?，并保存為文本格式的文件，也可直接用華中系統(tǒng)的MDI鍵盤輸入。此處采用已存有的NC程序文件“00005”，如圖6所示。

（4）選擇并安裝刀具：選擇“機床”－“選擇刀具”命令，在彈出的“刀具選擇”對話框中，選擇所需的刀片和刀柄，如圖7所示，單擊“確定”退出。

圖6 導(dǎo)入數(shù)控程序

圖7 “刀具選擇”對話框

圖8 機床移動位置

圖9 車去外圓表面一層

在MDI鍵盤上單擊“刀偏表”，用方向鍵將光標(biāo)移動到01號刀具的X位置，輸入“48.253”，回車，刀具X軸方向的對刀結(jié)束。用同樣的方法對Z軸方向進(jìn)行對刀，同時把光標(biāo)移動到Z位置，輸入“0”，回車，刀具Z軸方向的對刀結(jié)束，如圖11所示。

（6）檢查運行軌跡、自動加工：單擊操作面板上“自動”鍵，使其指示燈亮，單擊“自動加工”菜單，再單擊“程序校驗”，按“循環(huán)啟動”鍵，即可觀察數(shù)控程序的運行軌跡，如圖12所示。

圖10 “車床工件測量”對話框

繼續(xù)單擊“程序校驗”鍵，取消程序校驗，按“循環(huán)啟動”鍵，機床就會開始自動加工，加工后的工件如圖13所示。

圖11 刀偏表

2 結(jié)語

采用數(shù)控仿真軟件進(jìn)行數(shù)控實訓(xùn)，取得了如下成果：

（1）調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生在實際動手過程中，通過仿真軟件將書本中籠統(tǒng)、抽象的概念轉(zhuǎn)換成形象、直觀的實體操作，大大提高了對書本知識的理解，激發(fā)了學(xué)習(xí)數(shù)控編程與操作課程的學(xué)習(xí)興趣。

（2）數(shù)控仿真軟件使原來需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分功能可以在虛擬制造環(huán)境中實現(xiàn)，大大減少了在數(shù)控設(shè)備上的資金投入，從而加快了數(shù)控加工操作人員的培訓(xùn)速度。

（3）使得專任教師的業(yè)務(wù)能力得以提高。數(shù)控編程與操作課程要求教師不僅要對理論知識有深刻的理解，同時還要有過硬的實踐能力。通過仿真軟件的操作，教師能及時發(fā)現(xiàn)自己實際操作機床的問題，從而使其業(yè)務(wù)能力得到提高［3］。

圖12 刀具運行軌跡

圖13 零件加工結(jié)果

［1］王海根，蔣楊永，王紹讓.數(shù)控仿真軟件在數(shù)控實驗中的應(yīng)用［J］.機械與電子，2005（5）：66-68.

［2］景海平，張武奎.數(shù)控加工仿真與實訓(xùn)［M］.北京：人民郵電出版社，2010.

［3］宋玉梅，孔令波，王穎淑.數(shù)控實驗教學(xué)初探［J］.長春大學(xué)學(xué)報，2000（3）：74.