周緯遠(yuǎn) 何永玲 張千鋒 孫騰 鐘家勤
摘 要:在現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)模式下,已有的機(jī)械設(shè)備加工模式發(fā)生了極為深刻變化,逐步呈現(xiàn)出智能化與數(shù)字化的趨勢(shì)。機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)作為一種新的加工技術(shù)手段,降低了加工成本,提升了加工準(zhǔn)確度,增強(qiáng)了加工自動(dòng)化水平,憑借上述優(yōu)勢(shì)逐步成為目前主流的一種機(jī)械加工手段。我國機(jī)械數(shù)控加工起步較晚,與發(fā)達(dá)國家之間有著明顯的差距,為了穩(wěn)步提升我國的機(jī)械數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效能,文章以CAXA作為研究核心,穩(wěn)步提升數(shù)控編程加工能力,確保機(jī)械數(shù)控加工工作的有序進(jìn)行。
關(guān)鍵詞:CAXA軟件;機(jī)械加工;數(shù)控技術(shù)課程
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.226
1 機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)概括
數(shù)控加工是在傳統(tǒng)機(jī)械加工體系的基礎(chǔ)上,將計(jì)算機(jī)編程與控制技術(shù)引入其中,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械加工設(shè)備控制的自動(dòng)化,在這一過程中,穩(wěn)步增強(qiáng)了機(jī)械加工的效能以及加工的準(zhǔn)確度。數(shù)控機(jī)械加工,充分滿足了現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)體系下,對(duì)于機(jī)械加工活動(dòng)的客觀要求,對(duì)于經(jīng)濟(jì)的換擋提速有著極為深遠(yuǎn)的影響,為我國加工制造能力的提升產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。為了確保技術(shù)應(yīng)用能力,使用計(jì)算機(jī)編程手段,對(duì)相關(guān)運(yùn)行程序進(jìn)行創(chuàng)設(shè)與優(yōu)化,對(duì)相關(guān)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行必要管控,并將相關(guān)參數(shù)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī),既能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備加工活動(dòng)的自動(dòng)化,又能夠減少必要的成本投入,降低設(shè)備故障發(fā)生故障的機(jī)率,為企業(yè)成本控制工作的進(jìn)行創(chuàng)造了良好條件。當(dāng)前我校處于轉(zhuǎn)型發(fā)展期,培養(yǎng)掌握數(shù)控加工技術(shù)人才,服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展,是應(yīng)用型地方本科高校辦學(xué)特點(diǎn)的有力彰顯。
2 數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)
數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是數(shù)控加工生產(chǎn)的流程中,能夠根據(jù)實(shí)際的使用要求,隨時(shí)對(duì)加工工藝進(jìn)行調(diào)整,使得各項(xiàng)參數(shù)能夠設(shè)備加工操作的客觀要求,對(duì)于新產(chǎn)品的研發(fā)以及設(shè)計(jì)工作的開展創(chuàng)造了極為便利條件,貼合了現(xiàn)階段生產(chǎn)加工的客觀要求,適應(yīng)了目前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系下,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)展的基本特點(diǎn)。機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用,在工件更換的過程中,降低了控制與調(diào)整的困難度,一般情況下,機(jī)械加工在傳統(tǒng)模式下,無法對(duì)復(fù)雜零件進(jìn)行必要處理,尤其是曲面結(jié)構(gòu),而數(shù)控加工模式下,曲面結(jié)構(gòu)加工難題得到快速解決,縮短了加工時(shí)間,并且換刀等加工工具得到快速更換,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化。
3 CAXA軟件在機(jī)械數(shù)控加工中的具體應(yīng)用
3.1 可編程控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
機(jī)械加工技術(shù)表現(xiàn)出極強(qiáng)的靈活性與準(zhǔn)確性,尤其是在信息技術(shù)發(fā)展的快速迭代更新的背景下,機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)要想 獲得足夠的發(fā)展空間,就必須要借助于計(jì)算機(jī)軟件,利用編程切實(shí)提升數(shù)控加工工作的準(zhǔn)確性與效能。從目前機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)的使用實(shí)際情況來看,機(jī)械數(shù)據(jù)技術(shù)在長(zhǎng)期發(fā)展過程中能夠?qū)⒊绦蜻\(yùn)行、設(shè)備控制以及設(shè)備維護(hù)等方面的工作進(jìn)行高度銜接,對(duì)加工工作實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化處理,降低人為操作失誤等的影響??删幊炭刂谱鳛槟壳皺C(jī)械數(shù)控技術(shù)的重要組成部分,其在機(jī)械數(shù)控技術(shù)中的應(yīng)用切實(shí)提升了編程工作的科學(xué)性與合理性,增強(qiáng)了機(jī)械加工設(shè)備的質(zhì)量,穩(wěn)步提升機(jī)械加工企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,適應(yīng)市場(chǎng)運(yùn)行的基本訴求。但是從目前編程情況來看,數(shù)控機(jī)床操作人員對(duì)于編程并沒有引發(fā)足夠的重視,對(duì)編程參數(shù)缺乏認(rèn)知,使得編程人員即便進(jìn)行了相關(guān)編程,也缺乏必要的邏輯與嚴(yán)謹(jǐn)性,對(duì)于編程工作的實(shí)際效能帶來了極為不利的消極影響?;谶@種實(shí)際需要將CAXA軟件納入到編程工作之中,以此來緩解這一問題,確保編程工作的順利進(jìn)行,切實(shí)提升機(jī)械數(shù)控機(jī)床加工工作的效能。
3.2 CAXA軟件的引進(jìn)
機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)經(jīng)歷了長(zhǎng)期的發(fā)展過程,電子管控到PLC控制技術(shù),軟件控制的準(zhǔn)確性與專業(yè)化程度穩(wěn)步提升,CAXA軟件在機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)中的引入,實(shí)現(xiàn)了實(shí)體與曲面一體化的連接,CAXA軟件功能極為全面,編碼創(chuàng)設(shè)質(zhì)量較高,相比較于CAD軟件有著更為明顯的優(yōu)勢(shì)。CAXA軟件支持全面模型設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了模型的快速切削,借以提升機(jī)床加工的質(zhì)量與效能,CAXA軟件功能具體包括:多軸數(shù)控、軌跡參數(shù)設(shè)定、代碼驗(yàn)證與模擬、仿真加工等,通用性較高,適用于多種類型機(jī)床的機(jī)械加工控制。CAXA軟件的程序設(shè)計(jì)和應(yīng)用過程包括:
(1)在進(jìn)行編碼設(shè)計(jì)的過程中,要對(duì)加工圖紙進(jìn)行深刻了解,根據(jù)加工工件的具體特性,來確定編碼方案。
(2)要依據(jù)機(jī)械加工準(zhǔn)確性的要求,在編程過程中對(duì)軌跡參數(shù)以及加工手法進(jìn)行設(shè)置。
(3)在完成基本的程序編程之后,為了確保編程效果,需要進(jìn)行架構(gòu)實(shí)驗(yàn),通過產(chǎn)品仿真形成最后的G代碼,通過這種方式減少程序設(shè)計(jì)與創(chuàng)作的容量,提升編寫質(zhì)量。
3.3 先進(jìn)編程技術(shù)的應(yīng)用
從上述分析來看,程序編程在設(shè)計(jì)的過程中,編程效果直接影響數(shù)控效果,程序員在進(jìn)行代碼編寫的過程中,使用SIN、AND等高級(jí)編程語言,通過混合運(yùn)算來適應(yīng)復(fù)雜狀態(tài)下,零件加工活動(dòng)的客觀要求,在先進(jìn)編程技術(shù)應(yīng)用的情況下,適應(yīng)實(shí)際的工作要求,為后續(xù)工作的開展創(chuàng)造條件。例如在進(jìn)行橢圓形零件加工的過程中,由于長(zhǎng)半軸與短半軸之間有所變化,在傳統(tǒng)模式下,加工難度極大,但是借助于CAXA軟件,對(duì)機(jī)械數(shù)控進(jìn)行編碼,在編碼過程中需要對(duì)a、b參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,由于不需要改變整個(gè)程序的架構(gòu),因此操作相對(duì)而言較為簡(jiǎn)單,操作難度較低。在這種情況下,技術(shù)人員能夠在短時(shí)間快速實(shí)現(xiàn)加工工作的調(diào)整與完善,避免加工過程中出現(xiàn)加工失誤,穩(wěn)步提升加工精度,增強(qiáng)加工能力,滿足實(shí)際的使用需求。
4 CAXA軟件在機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用探索
4.1 引進(jìn)CAXA工程師軟件
曲面與實(shí)體相互聯(lián)系的CAD一體化軟件屬于CAXA工程師軟件。該軟件功能尤其廣泛,工作效率也較高,代碼應(yīng)用效果較好,是近些年我國自主研發(fā)的編程軟件。該軟件中具有加工軌跡參數(shù)化功能,此項(xiàng)功能不但支持高速切削,還可以進(jìn)行實(shí)體造型編輯、生成加工軌跡以及加工工藝卡片,該功能可以在很大程度上保證機(jī)床加工時(shí)的質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。因此,作為機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生,在走向工作崗位以前,對(duì)普遍應(yīng)用于制造業(yè)的CAXA工程師軟件進(jìn)行一定程度的熟悉與掌握,無疑將有利于學(xué)生的就業(yè)以及就業(yè)質(zhì)量的提升。通過CAXA工程師軟件的引進(jìn),強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè),豐富了學(xué)生實(shí)際操作的媒介。學(xué)生通過實(shí)際操作可以驗(yàn)證并深化課堂理論知識(shí),同時(shí)CAXA工程師軟件強(qiáng)大的模擬模具與零部件實(shí)際切削加工的環(huán)境,以及加工刀具的干涉檢查功能,將會(huì)極大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,降低學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中心甚至工作崗位中操作數(shù)控加工設(shè)備的出錯(cuò)率。此外,CAXA工程師軟件同樣可以引入到學(xué)生日常教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中,將相關(guān)章節(jié)課后習(xí)題零部件加工的G代碼作為作業(yè),讓學(xué)生編寫并在個(gè)人電腦上的CAXA軟件進(jìn)行驗(yàn)證并解釋代碼含義,進(jìn)一步鞏固軟件的使用及對(duì)于代碼編寫的熟練程度。
4.2 圍繞數(shù)控編程技術(shù),構(gòu)建新穎的理論教學(xué)模式
CAXA軟件能夠利用SIN以及AND等高級(jí)語言編寫的形式實(shí)現(xiàn)變量參數(shù)進(jìn)行混合運(yùn)算,這一形式還可用于復(fù)雜程度大的零件加工程序、評(píng)斷子程序調(diào)用等。此種加工手段不但能夠加工結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、程序相對(duì)繁瑣的零部件而且可以進(jìn)行批量生產(chǎn),從很大程度上縮短了工時(shí),提高了效率。因此,在這樣的背景下,采用這一形式加工零部件時(shí),編程人員除必須了解數(shù)控機(jī)械編程知識(shí)外,還要有充分的計(jì)算機(jī)知識(shí)作為基礎(chǔ)。所以 ,就需要構(gòu)建圍繞數(shù)控編程相關(guān)專業(yè)的知識(shí)體系與教學(xué)模式。一是,夯實(shí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程知識(shí),在教授相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí),剝絲抽繭,進(jìn)行細(xì)化,提煉重點(diǎn)。二是,整合梳理,理清JAVA、C語言、VB、Delphi等編程語言與CAXA軟件編程語言之間的共通之處,構(gòu)筑編程語言共性,消除陌生感,提高編程質(zhì)量與效率,構(gòu)建跨學(xué)科的知識(shí)儲(chǔ)備,拓寬編程渠道。培養(yǎng)數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用型創(chuàng)新人才,需要在人才培養(yǎng)方案,課程的先后設(shè)置予以全盤綜合考慮,由淺至深,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,構(gòu)筑培養(yǎng)綜合型應(yīng)用人才培養(yǎng)體系。
5 結(jié)束語
綜上所述,CAXA軟件是一款穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、性能良好的機(jī)械數(shù)控加工控制程序,可以為機(jī)械數(shù)控加工質(zhì)量提供保障,同時(shí)對(duì)相關(guān)從業(yè)者也有相當(dāng)高的專業(yè)素養(yǎng)要求。通過引進(jìn)CAXA軟件,可以最大限度的解決數(shù)控程序不適用的問題,確保程序編制符合加工實(shí)際需要。在此基礎(chǔ)上,使用先進(jìn)的編程技術(shù),提高編程人員和機(jī)床控制人員的綜合素質(zhì),可以使機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用效果得到進(jìn)一步提升。將CAXA軟件引入機(jī)械數(shù)控加工技術(shù)課程當(dāng)中,首先要改變?cè)撜n程與其他課程相對(duì)孤立、毫無聯(lián)系的傳統(tǒng)教學(xué)觀念,與時(shí)俱進(jìn),構(gòu)建跨專業(yè),甚至跨學(xué)科的理論教學(xué)體系,不斷探索,創(chuàng)新教學(xué)方式。應(yīng)用型人才的培養(yǎng),還需致力于教學(xué)平臺(tái)等基礎(chǔ)建設(shè),并充分有效利用平臺(tái)條件優(yōu)勢(shì),鍛煉學(xué)生實(shí)操技能,促進(jìn)高校相關(guān)專業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展。本文進(jìn)行的探討與研究感謝廣西高校臨海機(jī)械裝備設(shè)計(jì)制造及控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大力支持。
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