數(shù)控車床對(duì)刀實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)方法的探索

閆振杰

(天津?yàn)I海職業(yè)學(xué)院 天津 300451)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷提高,數(shù)控車床的使用越來越廣泛,在機(jī)械制造行業(yè)也越來越普及,企業(yè)對(duì)數(shù)控車床操作人員的需求也越來越大。各類職業(yè)學(xué)?；谄髽I(yè)需求,開始大量購買數(shù)控設(shè)備,調(diào)整人才培養(yǎng)方案,開設(shè)了相關(guān)課程。但在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中,由于學(xué)生沒有機(jī)床操作經(jīng)驗(yàn),程序編寫時(shí)常產(chǎn)生錯(cuò)誤,稍有不慎極易發(fā)生刀具與工件及卡盤的碰撞事故,這樣不僅造成刀具和機(jī)床零部件的損壞,還易造成學(xué)生人身的傷害,產(chǎn)生心理陰影,在后面的操作學(xué)習(xí)中畏手畏腳,影響了實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量,這是我們要極力避免的。保障學(xué)生的人身安全,減少碰撞事故的發(fā)生,就成為實(shí)訓(xùn)課教師必做的功課。筆者結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐,分析實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中發(fā)生撞刀現(xiàn)象產(chǎn)生的原因并進(jìn)行總結(jié),提出切實(shí)可行的解決措施和教學(xué)方法,以降低撞刀發(fā)生率,提高教學(xué)質(zhì)量。

1 認(rèn)識(shí)機(jī)械坐標(biāo),相對(duì)坐標(biāo)和絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)值的來歷

數(shù)控車床技能訓(xùn)練是強(qiáng)化學(xué)生的操作技能,通過訓(xùn)練使學(xué)生具備使用機(jī)床的能力,如果額外要求學(xué)生弄清數(shù)控機(jī)床的工作原理,就偏離了數(shù)車實(shí)訓(xùn)的教學(xué)大綱,但如果學(xué)生對(duì)機(jī)床工作原理一無所知,也不利于學(xué)生對(duì)機(jī)床的操作與使用。這就需要教師用通俗易懂的語言及示范操作讓學(xué)生理解必要的知識(shí)點(diǎn),比如機(jī)械坐標(biāo),相對(duì)坐標(biāo),絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)值的來歷。

在介紹機(jī)床操作面板時(shí),圖形模擬是不可缺少的講解內(nèi)容,當(dāng)鎖定機(jī)床,以自動(dòng)加工模式運(yùn)行程序時(shí),顯示器可以清晰地顯示刀具的走刀路線,這時(shí)點(diǎn)下pos按鍵,切換到坐標(biāo)界面,大家可以看到機(jī)械坐標(biāo)值沒有變化,相對(duì)坐標(biāo)與絕對(duì)坐標(biāo)值隨程序的運(yùn)行而變化,這說明三坐標(biāo)數(shù)值的來歷是不同的。當(dāng)機(jī)床鎖定,運(yùn)行程序時(shí)刀架與溜板沒有運(yùn)動(dòng),機(jī)床的位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到刀架和溜板在機(jī)械坐標(biāo)系的位置沒有變化,所以機(jī)械坐標(biāo)值亦沒有變化,機(jī)械坐標(biāo)值是位置檢測(cè)裝置檢測(cè)而來的。相對(duì)坐標(biāo)與絕對(duì)坐標(biāo)值隨程序運(yùn)行而不停變化,這說明其數(shù)值是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)通過運(yùn)算得來的,我們看到的走刀軌跡就是運(yùn)算點(diǎn)的連線。明確了三坐標(biāo)數(shù)值的來歷,為后面強(qiáng)調(diào)回機(jī)床參考點(diǎn)做下鋪墊。

2 回機(jī)床參考點(diǎn)

機(jī)床參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn),通常位于機(jī)床溜板正向移動(dòng)的極限點(diǎn)位置。它的數(shù)值是由廠家測(cè)量并輸入到系統(tǒng)中,用戶不得隨意修改。當(dāng)機(jī)床回到參考點(diǎn)位置,也就確定了各坐標(biāo)軸的原點(diǎn)位置,系統(tǒng)也就建立起了機(jī)床坐標(biāo)系。機(jī)床參考點(diǎn)是用于對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)與控制的固定點(diǎn)。換句話說,只有機(jī)床原點(diǎn)確定以后,車刀移動(dòng)才有了依據(jù);否則,極易發(fā)生碰撞事故。當(dāng)?shù)都芊祷貦C(jī)床參考點(diǎn)后,機(jī)械坐標(biāo)、絕對(duì)坐標(biāo)、相對(duì)坐標(biāo)三個(gè)坐標(biāo)數(shù)值相同,這時(shí)才可以進(jìn)行對(duì)刀操作或者自動(dòng)加工。

哪些情況會(huì)造成三坐標(biāo)不一致,需要我們進(jìn)行回參考點(diǎn)操作呢？在圖形模擬的時(shí)候,機(jī)床硬件被鎖定,機(jī)械坐標(biāo)沒有變化,絕對(duì)坐標(biāo),相對(duì)坐標(biāo)發(fā)生變化,當(dāng)模擬結(jié)束后三坐標(biāo)數(shù)值就有了差異,如果要進(jìn)行下面的操作(對(duì)刀或自動(dòng)加工),就需要先回機(jī)床參考點(diǎn)。結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐,以下情況易發(fā)生三坐標(biāo)不一致的現(xiàn)象,需要進(jìn)行回參考點(diǎn)操作。

(1)機(jī)床接通電源開關(guān)后。(2)機(jī)床解除急停狀態(tài)后。(3)機(jī)床鎖定開關(guān)使用后。(4)機(jī)床硬件超程解除后。

3 試切法對(duì)刀

數(shù)控車床常用的對(duì)刀方式有試切法對(duì)刀和對(duì)刀儀自動(dòng)對(duì)刀,在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中普遍采用試切法對(duì)刀。要保證學(xué)生對(duì)刀的正確率,只是一次示范操作是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。學(xué)生在進(jìn)行對(duì)刀操作時(shí),每一步動(dòng)作都要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,這就需要教師將對(duì)刀的步驟以文字的形式落實(shí)到黑板上,同樣學(xué)生將這些文字落實(shí)到自己的筆記本上,對(duì)應(yīng)文字教師加以示范指導(dǎo),可以大大提高對(duì)刀的正確率。筆者以FANUC數(shù)控車對(duì)刀操作為例,總結(jié)如下:

試切法對(duì)刀步驟:(1)移出刀架,返回參考點(diǎn)(回零操作)。(2)移動(dòng)刀架到中間位置, 安 裝刀具 ﹑ 毛坯。(3)使主軸旋轉(zhuǎn)。(MDI模式)(4)使用手動(dòng)或手輪方式使刀具快速接近工件。(5)用手輪(倍率×0.01)平一刀端面,寬度0.5mm左右,快到中心處速度要慢。(6)Z向不動(dòng),沿X向移出刀具到工件外。(7)打開刀補(bǔ)形狀界面,把光標(biāo)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)刀號(hào)的Z坐標(biāo),輸入Z0,按測(cè)量軟鍵。(8)用手輪(倍率×0.01)車一刀外圓,長(zhǎng)度5～10mm,速度要均勻。(9)X向不動(dòng),沿Z向移出刀具到工件外一段距離。(10)按一下主軸停止按鈕,測(cè)量剛加工的外圓直徑。(11)打開刀補(bǔ)形狀界面,把光標(biāo)移動(dòng)到對(duì)應(yīng)刀號(hào)的X坐標(biāo),輸入X+測(cè)量值,按測(cè)量軟鍵。(12)回機(jī)床參考點(diǎn)。

規(guī)范學(xué)生的基本操作能培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)并且降低碰撞率,減少事故發(fā)生！教師教學(xué)的過程不僅是將書本的知識(shí)傳授給學(xué)生,還要將自己的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)給學(xué)生。通過明確操作步驟,加以教師示范指導(dǎo),大部分學(xué)生都可以正確掌握試切法對(duì)刀的方法。對(duì)于數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)教學(xué)來說,能規(guī)范操作機(jī)床,準(zhǔn)確建立工件坐標(biāo)系,錄入的程序沒有錯(cuò)誤,發(fā)生碰撞的概率是很低的。

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