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【關(guān)鍵詞】數(shù)字控制;數(shù)控加工;曲面定位;應(yīng)用
數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)的加工技術(shù)不同,數(shù)控加工技術(shù)需要在數(shù)控機床上對機器的零件進(jìn)行精細(xì)地加工技術(shù),該技術(shù)需要運用到機械加工和數(shù)字信息控制零件方法,而且數(shù)控加工這種技術(shù),能夠廣泛地運用在各種復(fù)雜的零件上,應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛。數(shù)控加工技術(shù)還具有精密度高的優(yōu)點,對零件的加工精細(xì)。在數(shù)控加工過程中運用到的數(shù)控機床,是一種應(yīng)用計算機來進(jìn)行控制的機床,數(shù)控系統(tǒng)又控制著數(shù)控機床,數(shù)控系統(tǒng)能夠根據(jù)程序員對零件的材質(zhì)、加工要求等規(guī)定的要求進(jìn)行程序編輯。
一、復(fù)雜曲面數(shù)控加工中的技術(shù)
隨著社會的高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在航空、造船、汽車等交通領(lǐng)域中,對零件的加工要求逐步的提高,人們要求的零件越來越精細(xì)與精確,因此,復(fù)雜曲面數(shù)控加工技術(shù)得到了快速的提升。由于數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用廣泛,該技術(shù)可以應(yīng)用在已有零件的復(fù)制、受損零件的還原、新零件的設(shè)計等等方面,因此,數(shù)控加工技術(shù)包含了方方面面的技術(shù),如:獲取數(shù)據(jù)的技術(shù)、曲面匹配的技術(shù)等。
數(shù)控技術(shù)是一種運用數(shù)字來對某一工程的全過程進(jìn)行有效地控制,并且能夠達(dá)到機械自動化的目的的一種新型技術(shù)。該技術(shù)能夠機械中的方位、角度、長度、速度等的物理量進(jìn)行機械化控制,數(shù)控加工技術(shù)伴隨著高級數(shù)學(xué)的研究而發(fā)展。在數(shù)控技術(shù)加工中,需要運用到數(shù)控機床進(jìn)行對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行操控,然后數(shù)控機床又是根據(jù)操作者的編輯來進(jìn)行操控的,在數(shù)控機床內(nèi)部中,機器內(nèi)部會自動地對操控著輸入的數(shù)據(jù)以及規(guī)定進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等復(fù)雜的工程式的操作,最后再通過一系列的機器自動操作,對需要加工的零件進(jìn)行制造,來完成這一零件加工的過程,即數(shù)控加工過程。數(shù)控技術(shù)一般分為數(shù)字控制、計算機控制、直接控制和微機控制。這幾種數(shù)控技術(shù)都是通過不同的機器來實現(xiàn)對數(shù)字的控制欲數(shù)字的轉(zhuǎn)換的過程。
二、數(shù)控加工技術(shù)的特點
數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)達(dá)與否是一個國家的工業(yè)發(fā)展的情況的標(biāo)志,因此,一個國家的工業(yè)是否發(fā)達(dá),與該國家的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展是密切相關(guān)的。那么數(shù)控加工這種技術(shù)為什么會占有如此重要的位置呢?以下讓我們一起了解一下數(shù)控加工技術(shù)具備的各種優(yōu)點。
(一)機械自動化
數(shù)控加工技術(shù)是一種全自動化的高科技的技術(shù),運用對數(shù)字的控制進(jìn)行機械自動運行的技術(shù)。在數(shù)控的加工過程中,操作者的工作量非常的簡單與便捷,操作者只需要在數(shù)控系統(tǒng)中按下規(guī)定的數(shù)據(jù),對零件進(jìn)行裝卸以及定時的給機械換道具,并且在過程中進(jìn)行監(jiān)督。機械的自動化,可以大大地減少工業(yè)員工的工作量,減輕了員工們的工作負(fù)擔(dān),給人們帶來了許多的方便。在工業(yè)的生產(chǎn)過程中,運用數(shù)控加工技術(shù),可以使復(fù)雜的手工操作過程變得簡便許多。
(二)精確度高
運用數(shù)控加工技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)中的零件進(jìn)行加工,能夠在加工的過程中進(jìn)行很精確地計算,由于數(shù)控技術(shù)的機械化,計算非常精確,從而能夠確保產(chǎn)品的高度精確,在很大一定程度上,滿足了人們對產(chǎn)品的高度精細(xì)的要求,該技術(shù)的精確度高,不僅保證了零件的精細(xì)程度,而且為大型機器的制造奠定了堅實的基礎(chǔ)。
(三)工作效率高
由于數(shù)控加工技術(shù)在運用數(shù)控機床加工能夠在一次的裝卸中同時對多個零件的表面進(jìn)行加工,就僅此這一個步驟,就比人工的操作快了許多,在數(shù)控加工過程中,還在許多過程上的效率高,如:數(shù)據(jù)的檢測、劃線等方面。這種數(shù)控加工技術(shù)大大地縮短了零件的加工時間,這也很大程度上方便了人們,為工業(yè)生產(chǎn)的員工減少了工作的壓力。
(四)用于創(chuàng)新產(chǎn)品的研制
在數(shù)控加工技術(shù)中,操作人員不要太多的制造過程,只需要對機器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行高級編輯就能夠快速地制造出一種新型的產(chǎn)品出來,因此,運用數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)出創(chuàng)新的產(chǎn)品,就比以往降低了一個等次,變得容易了許多。
雖然,運用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行零件的加工具備了很多的優(yōu)點,但是這種技術(shù)也具有一些不足之處,如:數(shù)控技術(shù)的投資大、工業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險高、數(shù)控系統(tǒng)的維修要求高、運行數(shù)控機床時遵守的規(guī)則繁瑣等缺點。數(shù)控技術(shù)的這些缺點也成為了該技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得不到推廣的主要原因,許多企業(yè)家不愿意投資大筆的錢財在工業(yè)生產(chǎn)中,從而放棄了數(shù)控技術(shù)的這種新型加工技術(shù),從而,在一定程度上,限制了數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。
三、復(fù)雜曲面數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用
數(shù)控加工技術(shù)在許多的領(lǐng)域里都可以應(yīng)用得到,不單單對復(fù)雜的曲面上可以應(yīng)用,在許多的零件中需要應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)這樣的大型機器才可以進(jìn)行,面向各個領(lǐng)域的高科技術(shù),數(shù)控技術(shù)的發(fā)展獲得了很大的提升,如今,在工程上的數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)子航空、航天等方面也得到了很廣泛的應(yīng)用,曲面的匹配技術(shù)也應(yīng)用在了許許多多的方面,如:建筑設(shè)計上的各種家具的相互匹配等。由于零件的配置應(yīng)用在人們生活中的方方面面,在汽車?yán)?,會有零零碎碎的零件,在飛機中、航船中等等的大型機器當(dāng)中,也是由零件構(gòu)成的??傊?,數(shù)控加工這種先進(jìn)的技術(shù),在以后具有很大的發(fā)展?jié)撃?,且?yīng)用十分的廣泛。
(一)數(shù)控技術(shù)在交通行業(yè)中的應(yīng)用
數(shù)控技術(shù)最早就是運用在機器中的零件的制造當(dāng)中,隨著數(shù)控技術(shù)對零件的加工過程應(yīng)用得越來越多,在汽車、船舶、航空等交通運輸行業(yè)中,交通工具的內(nèi)部的構(gòu)造的零件中,開始廣泛地使用數(shù)控技術(shù),對繁瑣、眾多的細(xì)小零件進(jìn)行精確地加工,在數(shù)控加工中,大到可以加工交通工具的發(fā)動機,小到可以加工一個細(xì)小的螺絲。因此,在現(xiàn)今的數(shù)控加工技術(shù),已經(jīng)普遍地應(yīng)用于交通工具的制造當(dāng)中。
(二)數(shù)控技術(shù)在軍事裝備中的應(yīng)用
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用,不僅僅局限在交通生產(chǎn)方面上,海能夠推廣到軍事裝備的制造當(dāng)中。許多國家的軍事上的武器,已逐步地需要運用數(shù)控加工這種技術(shù)。這一技術(shù)之所以能夠應(yīng)用于軍事武裝上面,最主要的原因在于該技術(shù)制作的精確性高,許多國家考慮到武器對國家的國防的重要性,制造出一種高度精確精細(xì)的武器成為了首先需要解決的問題,運用數(shù)控技術(shù)又恰好的符合了制造精確的零件的要求,而且,制造出一種精確度高的武器,也能很好地保證了武器的安全性與使用性。
(三)數(shù)控技術(shù)在通信行業(yè)中的應(yīng)用
如今的計算機產(chǎn)業(yè)、手機通信的產(chǎn)業(yè)以及電視機產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,大多需要運用到一種含有納米技術(shù)、超精技術(shù)的高科技的精細(xì)制造配置。這些通信產(chǎn)品的內(nèi)部的精細(xì)構(gòu)造中,許多的零件需要有高度的精細(xì)與精確性,數(shù)控加工技術(shù)在很大地程度上滿足了制造通信產(chǎn)品中的這一要求,運用數(shù)控技術(shù)加工通信產(chǎn)品的零件,將會成為通信生產(chǎn)行業(yè)的一大趨勢。
(四)數(shù)控技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備上的應(yīng)用
醫(yī)療行業(yè)當(dāng)中,數(shù)控技術(shù)將能夠應(yīng)用于現(xiàn)代的一些機械化的醫(yī)療器具當(dāng)中,現(xiàn)在醫(yī)院里的一些高科技的診斷設(shè)備實際上都應(yīng)用了數(shù)控技術(shù),這些設(shè)備的應(yīng)用大多數(shù)是運用了數(shù)控技術(shù)當(dāng)中的數(shù)據(jù)監(jiān)測的技術(shù),利用了數(shù)控技術(shù)的獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的特點。使得數(shù)控技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備上得到了應(yīng)用。
(五)數(shù)控技術(shù)在印刷行業(yè)上的應(yīng)用
在印刷行業(yè)中,印刷機器的內(nèi)部構(gòu)造同樣可以應(yīng)用到數(shù)控加工這種技術(shù)。該行業(yè)運用數(shù)控技術(shù),主要利用了數(shù)控技術(shù)的耗時少的特點,在相同的時間內(nèi),運用了數(shù)控技術(shù)的印刷機器比傳統(tǒng)的印刷機器的工作效率要打很多,使印刷術(shù)在短暫的時間內(nèi)得到最大量的工作量,滿足了人們對時間觀念上的要求,從而,使數(shù)控技術(shù)能夠在印刷行業(yè)中的得到了廣泛地應(yīng)用。
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不僅僅局限在以上的行業(yè)當(dāng)中,該技術(shù)甚至能夠滲透到人類的生活的方方面面當(dāng)中,由于數(shù)控技術(shù)的運行方便的特點,現(xiàn)代的紡織業(yè)、包裝業(yè)等等的行業(yè)當(dāng)中也看可以運用到數(shù)控這種技術(shù),在簡單的行業(yè)當(dāng)中也能很好的運用數(shù)控技術(shù)。在以后的手工產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,主要由數(shù)控機床來進(jìn)行操控,見見地取代人工的手工制造業(yè),方便人們的生活,減輕人們的勞動力。
四、總結(jié)
本論文主要對數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行簡要的陳述,讓讀者能夠?qū)?shù)控技術(shù)有了進(jìn)一步的了解,并且通過介紹數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢所在,向人們推廣這種數(shù)控加工技術(shù),向各大企業(yè)家推薦現(xiàn)今的數(shù)控技術(shù)是值得大家投入發(fā)展的技術(shù),最后,再深入地介紹數(shù)控技術(shù)在各個行業(yè)中的廣泛應(yīng)用,說明了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用的領(lǐng)域是非常廣闊的,是一種非常有用的技術(shù),是產(chǎn)品生產(chǎn)中的很有必要的一門技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù);改革;數(shù)控教學(xué);加工時間
一、數(shù)控技術(shù)發(fā)展及改革意義
裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過:“各種經(jīng)濟(jì)時代的區(qū)別,不在于生產(chǎn)什么,而在于怎樣生產(chǎn),用什么勞動資料生產(chǎn)。”制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外,世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策??傊?,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。為什么要改進(jìn)?可能是絕大部分人的共同疑問。隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷成熟提高,數(shù)控技能競賽也越來越難。在這樣的背景下,結(jié)合我們這近幾年的數(shù)控比賽,我覺得對我們技術(shù)的改進(jìn)是具有很重要的意義的。
二、分析現(xiàn)狀和未來展望
1.我們的加工時間可以分成三塊
(1)輔助時間:指我們?yōu)榧庸ち慵龅囊恍┹o助動作所用的時間總和。(2)編程時間:指我們?yōu)榧庸ち慵迷诰帉懥慵庸こ绦虻臅r間總和。(3)程序加工時間:指我們?yōu)榧庸ち慵迷谶\行零件加工程序加工零件的時間總和。
2.展望未來,我們的加工將是“有效加工”
就是在正確的時間里,操作者和機床在每一秒鐘里都在做有效的工作??上攵@樣的競爭力和我們以前擁有的競爭力的差距,肯定是有效加工>傳統(tǒng)加工。
三、程序改進(jìn)前后對比分析
輔助時間和編程時間是可以通過不斷的練習(xí)來快速有效地提高的,但程序加工時間在相同機床和相同參數(shù)下是相差無幾的,我們現(xiàn)在可以通過改進(jìn)程序格式,改變數(shù)控加工的路徑,達(dá)到數(shù)控加工的有效度的增加。下面以華中和FANUC兩種數(shù)控系統(tǒng)程序改進(jìn)前后的對比來說明(見上頁表)。
競賽促進(jìn)教學(xué)。這些年來參加的技能比賽都是全身心投入到比賽中了,為了適應(yīng)比賽,很多內(nèi)容都有了相應(yīng)的改變。包括這次改革的內(nèi)容,是把技能競賽中的內(nèi)容應(yīng)用到了普通教學(xué)中。這些知識是由數(shù)控競賽方面訓(xùn)練轉(zhuǎn)變而來,這也正是現(xiàn)在數(shù)控的各類競賽真正要達(dá)到的效果,就是由競賽促進(jìn)教學(xué)。
改進(jìn)后所產(chǎn)生的效果也是很明顯的,在同系統(tǒng)、同條件加工下,改進(jìn)的數(shù)控加工程序能為每個零件節(jié)省5~7分鐘的時間。可想而知,如果在工廠里大批量地加工,那可以節(jié)省多少資源。在資源嚴(yán)重不足的當(dāng)代是具有非常大的意義的。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計;教改;互動
0 引言
作為新建本科院校,培養(yǎng)服務(wù)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的應(yīng)用型人才是人才培養(yǎng)的主要目標(biāo)。數(shù)控技術(shù)作為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)課,對學(xué)生的應(yīng)用能力的培養(yǎng)就應(yīng)該放在首位。數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計是學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)課程后進(jìn)行的一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),可提高學(xué)生的數(shù)控編程能力,加深對數(shù)控原理及數(shù)控機床結(jié)構(gòu)的理解,為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)控機床知識及從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。本著理論夠用,重在實踐的教學(xué)思想,針對數(shù)控技術(shù)實踐能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)課程設(shè)計進(jìn)行必要的教學(xué)改革就勢在必行。
1 傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計的方法及存在的問題
1.1 傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計的方法
傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計主要是對針對數(shù)控編程部分,其流程如圖1所示:通常有老師指定相關(guān)的編程題目,學(xué)生根據(jù)相關(guān)的題目,按照數(shù)控編程的步驟編寫零件的加工程序;在宇龍或沃斯軟件上進(jìn)行簡單地設(shè)置后,對程序進(jìn)行加工仿真,檢驗程序的正確性。對課程設(shè)計的評價方法為一般的批閱相關(guān)資料,給出單一成績的方法。
圖1 數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計流程圖
1.2 傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計的不足
傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計存在的不足主要有:
1.2.1 滿足不了學(xué)生的多樣化要求。因為題目有老師指定題目比較單一,對一些要求比較高的學(xué)生,可能僅僅是平時練習(xí)題。對于基礎(chǔ)不好的同學(xué),可能又比較難。
1.2.2 數(shù)控技術(shù)課程的特點是理論與應(yīng)用并重,理論要指導(dǎo)實踐,在應(yīng)用中讓學(xué)生對理論的知識有更深層的理解。傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計強調(diào)了數(shù)控編程部分,對理論的知識涉及很少,使理論與實踐脫節(jié),達(dá)不到對學(xué)生全面能力培養(yǎng)的目標(biāo)。
1.2.3 評價方法不夠科學(xué)。通過學(xué)生上交的資料,僅能反映學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握,很難反映學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。同時師生互動比較差,學(xué)生存在的問題很難及時反饋到學(xué)生那里。批改后只有少數(shù)不合格的課程設(shè)計會發(fā)到學(xué)生那里,而大部分同學(xué)并不知道自己課程設(shè)計到底存在什么問題,看到自己合格了,就好像萬事大吉了,也不關(guān)心自己的課程設(shè)計是否存在問題。
2 教改思路和措施
2.1 教改思路
傳統(tǒng)數(shù)控課程設(shè)計存在種種缺陷,很難滿足應(yīng)用型本科對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)。針對以上問題,教改思路為:允許自主選題與教師選題并存;引導(dǎo)學(xué)生在課程設(shè)計中,積極創(chuàng)新,通過各種方式復(fù)習(xí)和驗證理論;改革考核方式,及時把課程設(shè)計的情況反饋到學(xué)生那里,使學(xué)生及時改正存在的問題。改革后數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計流程圖就如圖2所示。教改主要強調(diào)師生互動,通過集中指導(dǎo)和現(xiàn)場答辯等方式,課程設(shè)計流程不再是一個單一的開環(huán)系統(tǒng),而是帶有反饋調(diào)節(jié)的閉環(huán)系統(tǒng)。
圖2 數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計循環(huán)流程圖
2.2 教改措施
2.2.1 自主選題和指定題目相結(jié)合
老師選定的題目往往難度適中,滿足不了學(xué)生的多樣化要求。因此在選題的基礎(chǔ)上,允許學(xué)生根據(jù)自己的基礎(chǔ)和要求自主選題。部分基礎(chǔ)比較好的學(xué)生,可以選擇比較復(fù)雜的加工編程,比如泵殼、箱體、葉輪、模具等;選擇比較復(fù)雜的加工仿真方法,比如用Vericut軟件進(jìn)行仿真;也可以在手工編程的基礎(chǔ)上采用自動編程。這樣不僅可以檢驗學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握程度,而且可以培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和理論與實踐的綜合運用能力。部分基礎(chǔ)稍差的學(xué)生,可以選擇簡單點零件,仿真軟件采用宇龍或者沃斯。這樣也可以檢驗學(xué)生對編程基礎(chǔ)知識的應(yīng)用,達(dá)到課程設(shè)計的目的。
2.2.2 以機房為依托,集中指導(dǎo)
考慮到數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計的特點既有CAD,又有CAM,要大量采用電腦,因此把課程設(shè)計教室選在機房。這樣就解決了傳統(tǒng)課程設(shè)計放羊式的指導(dǎo)模式,為學(xué)生提供比較好的設(shè)計條件和設(shè)計環(huán)境。便于集中管理和集中指導(dǎo)。對在設(shè)計過程中普遍存在的問題,可以現(xiàn)場及時指導(dǎo),同時對設(shè)計進(jìn)度可以有比較好的把握和督促。方便在設(shè)計過程中進(jìn)行師生互動。
2.2.3 理論與實踐相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生積極創(chuàng)新
在課程設(shè)計過程中,不能為了編程而編程,要引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)知識加以驗證和靈活應(yīng)用,從而加深對基礎(chǔ)理論的掌握。比如對刀,在理論課中,學(xué)生對對刀沒有一個感性的認(rèn)識,僅有一個概念。在仿真的過程中,通過不同的對刀方式設(shè)置,讓學(xué)生對對刀有進(jìn)一步的了解。同時加深學(xué)生對機床的機械結(jié)構(gòu)和機械加工工藝裝備的認(rèn)識。
2.2.4 改革考核方法,提高課程設(shè)計效果
采用批改紙質(zhì)資料和組織現(xiàn)場答辯相結(jié)合的辦法。在批改紙質(zhì)資料的過程中會發(fā)現(xiàn)很多問題,采用現(xiàn)場答辯的方式,把這些問題及時反饋到學(xué)生手里。答辯類型分為三類,一類為申請答辯,如果申請優(yōu)秀或者良好,就必須申請答辯。這類學(xué)生,主要向同學(xué)們展示課程設(shè)計中的亮點,創(chuàng)新點。讓同學(xué)們都有一次共同學(xué)習(xí)的機會;一類為指定答辯,主要是在課程設(shè)計中有創(chuàng)新點的學(xué)生,和存在問題比較典型的學(xué)生。指定答辯的同學(xué),主要通過提問的方式,讓學(xué)生把創(chuàng)新的思路或者出現(xiàn)問題的思路給大家闡述出來。讓學(xué)生思路更加開闊。同時對照答辯同學(xué)存在的問題看自己有沒有出現(xiàn)同樣的問題,并且對存在的問題加以分析和解決。讓同學(xué)們對這些問題能有一個更深刻的認(rèn)識;另一類為隨機抽取。主要是推動大家對參與答辯的積極性和熱情,人人準(zhǔn)備,讓同學(xué)們不要覺得答辯跟自己沒關(guān)系,讓每個同學(xué)都通過答辯可以對課程設(shè)計中存在的問題和課程設(shè)計全過程進(jìn)行全面總結(jié)。
3 結(jié)論
通過以上教改措施,使學(xué)生更深入掌握數(shù)控編程方法、數(shù)控原理等方面的知識。同時更好培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決有關(guān)本課程實際問題的能力。提高了學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計的積極性,解決了課程設(shè)計中存在的眾多問題,取得了良好的教改效果。為理工科進(jìn)行課程設(shè)計教改提供了一種新的思路。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù)發(fā)展應(yīng)用
裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時代的區(qū)別,不在于生產(chǎn)什么,而在于怎樣生產(chǎn),用什么勞動資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動的最基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策??傊罅Πl(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域:(1)機械制造技術(shù);(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù);(3)自動控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動技術(shù);(5)傳感器技術(shù);(6)軟件技術(shù)等。
一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面[1~4]。
1、高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢
效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一,國際生產(chǎn)工程學(xué)會(CIRP)將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。
在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝,使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,甚至更高,空運行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上,伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上,表現(xiàn)出非常高的可靠性。
為了實現(xiàn)高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴大。
2、軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展
采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為,1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍,加之編程技術(shù)難度較大,制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。
當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床(含5面加工機床)的發(fā)展。
在EMO2001展會上,新日本工機的5面加工機床采用復(fù)合主軸頭,可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn),還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工,可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。
3、智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應(yīng)控制,工藝參數(shù)自動生成;為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。
為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,如美國的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、歐共體的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中國的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。
網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求,也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機,如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生產(chǎn)控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機床公司展出“ITplaza”(信息技術(shù)廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(開放制造環(huán)境,簡稱OME)等,反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。
二、對我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計
我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年,近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個階段:第一階段從1958年到1979年,即封閉式發(fā)展階段。在此階段,由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期,即引進(jìn)技術(shù),消化吸收,初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段,由于改革開放和國家的重視,以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善,我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間,即實施產(chǎn)業(yè)化的研究,進(jìn)入市場競爭階段。在此階段,我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期,國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50%,配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10%。
縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關(guān),總體來看取得了以下成績。
1、奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機、專機及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù),其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ),部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。
2、初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上,建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。蘭州電機廠、華中數(shù)控等一批伺服系統(tǒng)和伺服電機生產(chǎn)廠以及北京第一機床廠、濟(jì)南第一機床廠等若干數(shù)控主機生產(chǎn)廠。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。
3、建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。
雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步,但我們也要清醒地認(rèn)識到,我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā),尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快,但橫向比(與國外對比)不僅技術(shù)水平有差距,在某些方面發(fā)展速度也有差距,即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴大趨勢。從國際上來看,對我國數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計大致如下。
a.技術(shù)水平上,與國外先進(jìn)水平大約落后10~15年,在高精尖技術(shù)方面則更大。
b.產(chǎn)業(yè)化水平上,市場占有率低,品種覆蓋率小,還沒有形成規(guī)模生產(chǎn);功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低;外觀質(zhì)量相對差;可靠性不高,商品化程度不足;國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng),用戶信心不足。
c.可持續(xù)發(fā)展的能力上,對競爭前數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)、工程化能力較弱;數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強;相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。
a.認(rèn)識方面。對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程艱巨性、復(fù)雜性和長期性的特點認(rèn)識不足;對市場的不規(guī)范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足;對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候多,從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候少;沒有建立完整的高質(zhì)量的配套體系、完善的培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系。
c.機制方面。不良機制造成人才流失,又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新,且制約了規(guī)劃的有效實施,往往規(guī)劃理想,實施困難。
d.技術(shù)方面。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強,核心技術(shù)的工程化能力不強。機床標(biāo)準(zhǔn)落后,水平較低,數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。
三、對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考
1、戰(zhàn)略考慮
我國是制造大國,在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移,即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù),否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,我國制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價,交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”,而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位,這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。
我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題,首先從社會安全看,因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè),制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平,而且還可緩解我國就業(yè)的壓力,保障社會的穩(wěn)定;其次從國防安全看,西方發(fā)達(dá)國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì),對我國實現(xiàn)禁運和限制,“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。
2、發(fā)展策略
從我國基本國情的角度出發(fā),以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向,以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo),用系統(tǒng)的方法,選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容,實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。
強調(diào)市場需求為導(dǎo)向,即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主,以整機(如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床、典型數(shù)字化機械、重點行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等)帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件(數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等)的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品;沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品;當(dāng)然,沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發(fā)方面,要強調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合,以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo),按國家意志實施攻關(guān),以解決國家之急需。
在競爭前數(shù)控技術(shù)方面,強調(diào)創(chuàng)新,強調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品,為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞 精加工;數(shù)控技術(shù);譯碼
中圖分類號TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2014)113-0201-02
1 數(shù)控車床精加工程序的分析
數(shù)控機床的所有工作程序和工作內(nèi)容全部是由其內(nèi)部程序控制的,工件最終加工成什么標(biāo)準(zhǔn)也是有這些程序來決定的,即數(shù)控加工程序是數(shù)控機床的控制大腦。實際上數(shù)控機床加工產(chǎn)品水平,一部分是由機床本身精密系數(shù)決定,另一部分就是由其內(nèi)部加工程序來控制的。數(shù)控車削加工操作要求輸入程序盡可能簡化,并一次輸入程序、調(diào)試程序和對刀,確保加工過程中不需要對程序進(jìn)行修改;數(shù)控車床加工操作程序通常情況下是根據(jù)零件輪廓來編寫的,這種程序?qū)嶋H上就屬于精加工程序,將其結(jié)合系統(tǒng)循環(huán)模塊之后,即可完成多余余量的切除操作。數(shù)控加工特點決定著每一個數(shù)控加工程序中都包含有切削參數(shù)、刀鋸運動類型、主軸轉(zhuǎn)速和機床狀態(tài)等相關(guān)信息,而且不同信息在程序中都有不同代碼和格式相對應(yīng)。在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中,不同廠家生產(chǎn)出來的數(shù)控機床規(guī)格性能和結(jié)構(gòu)等參數(shù)也不同,所以相應(yīng)的輸入其系統(tǒng)數(shù)控加工程序也不同。
數(shù)控加工程序可以看做是由多個程序段組成的,而每一個程序段就是整個程序的單位連續(xù)字節(jié),由多個代碼組成。每一個程序段所包含的內(nèi)容不同,在數(shù)控加工過程中所承擔(dān)的任務(wù)也不同。所謂程序段的格式,就是由哪些字母、數(shù)字或者符號,通過什么樣的形式連接在一起。我們可以根據(jù)數(shù)控機床的型號以及所需要完成的任務(wù)來進(jìn)行程序段的編寫,并按照規(guī)定格式將單位程序段連接在一起。字地址程序段主要由語句號字、代碼字以及程序段結(jié)束字符所組成,其中語句號字是數(shù)控系統(tǒng)識別成都段標(biāo)號的重要標(biāo)志,通常情況下程序段的起始符為N。
2 譯碼模塊的處理過程
每一個數(shù)控加工任務(wù)確定之后,首先要進(jìn)行的就是數(shù)控加工程序的編寫,之后就是非常關(guān)鍵的插補運算處理。插補預(yù)處理的主要內(nèi)容有譯碼、刀補計算以及加減速控制這三大塊。譯碼模塊在整個系統(tǒng)中的主要作用就是對數(shù)控加工程序進(jìn)行插補變化,從而代碼轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可識別的數(shù)據(jù)及控制信息。
1)譯碼準(zhǔn)則
譯碼模塊的程序段譯碼和數(shù)據(jù)處理要按照一定的規(guī)定進(jìn)行,且整個預(yù)處理過程必須遵循系統(tǒng)程序格式。
刀具上一段的終點即是下一段的起始點:數(shù)控加工過程是一個連續(xù)運動過程,刀具的運動軌跡是連續(xù)的,不能出現(xiàn)跳躍情況。因此在進(jìn)行數(shù)控加工程序編寫時,完全可以直接將刀具運動的終點作為接下來操作的起始點。
選擇刀尖中心為控制對象:數(shù)控機床加工刀尖是CNC控制軟件主要的控制對象,它被視為加工過程中的一個動點,任何幾何形狀的物體都需要經(jīng)過刀尖的運動得以完成。因此數(shù)據(jù)加工程序就是控制這一點運動軌跡的程序。
按機床坐標(biāo)系譯碼與計算:坐標(biāo)系是數(shù)控機床加工工具的運動范圍,每個機床自其制造完成之后,坐標(biāo)系就已經(jīng)固定了,因此數(shù)控加工程序的編寫要遵循數(shù)控機床坐標(biāo)系的規(guī)定和位置。
2)譯碼方法
編譯方法:所謂編譯方法即數(shù)控系統(tǒng)加工程序的預(yù)編譯,根據(jù)不同加工任務(wù)編譯出相對應(yīng)的加工程序,實際加工時通過插補模塊從系統(tǒng)中提取,用來控制加工工具的運動軌跡,從而實施加工操作。這種數(shù)控加工方法最大的優(yōu)勢就在于不需要在進(jìn)行程序代碼之間的轉(zhuǎn)換,大大提高了數(shù)控加工效率。但其不足之處是需要占用系統(tǒng)較大的存儲空間,而且對于加工零件較復(fù)雜的情況下,很容易影響系統(tǒng)的操作性能。
解釋方法:該方法采用的是逐行譯碼、預(yù)處理和插補技術(shù),在進(jìn)行下一步加工程序之前,首先由解釋程序?qū)庸ごa進(jìn)行預(yù)處理后,再用來控制加工工具。這種數(shù)控加工方法使用起來較為簡單,而且不需要系統(tǒng)提供較大的存儲空間。但由于不同模塊之間數(shù)據(jù)處理時順序串行的,所以對解釋程序的運行速度要求較高,必須要滿足在不同程序段之間的來回轉(zhuǎn)換。
3)數(shù)控加工程序的檢錯
數(shù)控加工程序的檢錯是譯碼過程的第一步,檢錯效果的好壞將直接影響著數(shù)控機床加工程序是否能夠有效控制加工工具。檢錯就是對程序結(jié)構(gòu)、詞法以及語法進(jìn)行檢查,只有正確合法的程序段才能夠進(jìn)入系統(tǒng)。
(1)程序結(jié)構(gòu)錯誤檢查
數(shù)個程序段按照一定順序連接后就組成了一個完整的數(shù)控程序,但單位程序段也可以看作是一個小型完整程序,其基本構(gòu)造也是起止符、程序號、程序主體等。所以程序機構(gòu)錯誤的檢查,實質(zhì)上就是對每一個程序段以及程序段之間聯(lián)系進(jìn)行檢查。
(2)詞法錯誤檢查
詞法也可以簡單理解為語法,即數(shù)控程序語句的編寫規(guī)則。數(shù)控加工程序詞法檢查主要設(shè)計不同功能代碼字以及數(shù)字類型等,不同代碼所對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型也不同。而且每一個數(shù)控加工程度中都不能出現(xiàn)未定義代碼。
(3)出錯處理
數(shù)控加工程序的編寫難免會出現(xiàn)一些錯誤,正常情況下如果數(shù)控加工程序中有錯誤信息,系統(tǒng)會向用戶進(jìn)行提示,并將具體錯誤信息的出錯原因和位置告知操作人員,以方便進(jìn)行下一步的編輯修改?;久恳粋€數(shù)控系統(tǒng)都會預(yù)留一定空間存儲區(qū),用于保存錯誤信息。這里我們給出錯誤信息的結(jié)構(gòu)定義:
#define ERROP_DATA_SIZE 50
Struct ERROR_DATA
{ Uint ErrorNo;
Uint Block_Num;
Char ErrorInfo[20];
Int ErrorType;
Char code[5];
}Error_Table[ERROR_DATA_SIZE];
(4)數(shù)據(jù)的整理和存放
數(shù)控加工程序整理過程可以簡述為:首先從待加工程序中選擇提取出需要加工的程序段,并對程序段進(jìn)行編碼,以明確其初始位置。按照字符串的形式將這些程序段存放至響應(yīng)存儲區(qū),同時按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行格式和詞義檢錯。如經(jīng)檢查沒有發(fā)現(xiàn)錯誤,即可將程序段進(jìn)行分割,以字符串的形式將這些程序段存入指定存儲區(qū)。
精加工數(shù)控技術(shù)是未來機械工業(yè)發(fā)展的重頭戲,其涉及到很多學(xué)科領(lǐng)域。筆者目前的主要工作內(nèi)容就是精加工數(shù)控技術(shù)的研究,雖然積累了一定的工作經(jīng)驗,但在理論基礎(chǔ)上還有待提高。在今后的工作中,筆者將致力于精加工數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,以期能夠在該領(lǐng)域做出一定成果。
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