前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的數控編程方式主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2017)01B-0093-02
數控車床實訓教學是數控模具專業教學的重要組成部分,數控車床是依靠程序來加工零件的,若程序編寫錯誤或輸入錯誤,比如未輸入刀具號,未設換刀點,漏輸小數點,長度尺寸漏輸“負號”,鏜內孔、切槽,X 和 Z 軸聯動退刀,等等,都會導致撞刀現象發生。撞刀現象是學生剛接觸數控車床初期實訓過程中普遍發生的,很多剛接觸數控車床的學生對車床編程、操作等都不清楚、不熟悉,稍有不慎就容易使機床刀架與工件、卡盤或尾座發生碰撞。在此,筆者根據多年從事數控車床教學的經歷,粗淺談一下如何從編程入手有效預防和減少數控車床實訓教學中發生撞刀現象。
一、設置程序初始化是預防和減少撞刀現象發生的前提
中職教育學校在數控車床實訓教學中由于受場地限制以及車床設備成本普遍較高等原因,學校大多是采用多人一機、輪流操作的方式進行實訓教學,這樣既能節約教學成本,又有利于培養學生的團隊協作精神。但多人一機假如不重視數控車床程序初始化就容易發生撞刀現象,因為每個老師對編程教學方式和習慣不同,也會使學生效仿的實訓編程方式不同,因而學生在實訓中對機床程序進行初始化的設置也不同。這種情況在每年各類數控車床技能大賽中表現得尤其突出,比賽選手假如忽視了程序初始化設置,比如上位選手平時喜歡半徑編程,那么不用半徑編程模式的后面選手如果不重新進行初始設置必然受到影響。又比如實訓教學時,上一位操作機床的同學采用增量坐標進行編程,實訓結束后,下一位同學接著使用這臺車床進行實訓,但他不是用同樣的編程方式,而是用絕對坐標 G90 方式進行編程,如果他忽略了程序初始化,那么此時這臺車床的初始狀態就是增量坐標 G91 編程的默認方式。當使用這臺車床進行加工時,機床就會發生錯誤動作,甚至撞刀。因此,在實訓中,老師要教育學生養成良好的操作習慣,在編制程序第一段時要進行程序初始化,這樣做可以有效避免在車床加工時發生撞刀現象。我們就拿華中系統數控車床來說,編程時在程序第一段寫上 G94 G21 G40 G90 等,就對機床編程加工時的分鐘進給、公制編程方式、刀尖半徑補償取消、絕對坐標編程等進行了限制,這樣學生用機床進行編程加工時,就不受前一位學生加工時所設置的初始化的影響,可以隨意按照自己的編程習慣進行操作,不用擔心撞刀現象發生。
二、進刀和退刀路線的選擇是預防和減少撞刀現象發生的關鍵
(一)如何合理選擇進刀路線
在數控車床編程時要分析零件圖樣,這是工藝準備中的首要工作,分析零件圖樣后根據所要加工的毛坯尺寸和安裝刀具時其所伸出的實際長度等進行編程,合理選擇進刀路線。在編程時,為了提高加工效率,盡量縮短空行程,更不能在換刀點進行切削加工。一般來說,在空行程中,用 G00 指令快速從換刀點把刀具移動到靠近工件處,此時,刀具與加工工件的距離通常取離工件外圓及端面 2-5 mm 的安全距離,即循環起點或進刀點,然后才能進行切削加工。這一節距離很重要,太小易崩刀,太大空刀過多。實訓教學中經常會碰到以下現象,學生在加工時,工件毛坯較長,加工完畢,準備切斷的時候,不注意而發生撞刀現象。比如工件總長 56 mm,學生在外圓精加工時,一般也只會加工到長 60 mm 的位置,然后用 GOO 快速定位切斷刀(刀寬 4 mm),當定位到 Z-60 時,學生記住了刀寬,卻往往忘記了工件左邊毛坯的實際直徑尺寸,因少了這個尺寸,所以這時 GOO 定位的 X 坐標小于毛坯尺寸,使得刀很容易撞到工件左側毛坯,如圖 1 所示。
在深槽切削加工時,學生編程也往往采用兩軸聯動進刀,不考慮刀具運行軌跡,比如 G00 X Z 移刀至切槽定位點,很容易出現撞刀現象。正確做法是,應用單一坐標進刀方式,把 G00 X Z 分成兩行,先執行 G00 Z,再執行 G00 X,再在 X 方向切削加工外圓槽,如圖 2 所示,按虛線方向進刀。對于槽類零件加工來說,G00 進刀編程時應使刀具先走完 Z 軸方向尺寸,再走 X 方向尺寸,這樣就能避免刀具撞向工件。在工件較長,需要一夾一頂的時候,進刀時如不小心也很容易導致刀具撞上頂尖,正確的進刀路線如圖 3 所示,按虛線走刀,刀具先向 Z 方向移動,然后再向 X 方向移動,這樣刀就撞不上頂尖。
編程加工時要根據圖紙、工件的實際情況來確定進刀路線,編寫程序寫時要對應圖紙來確定刀具行程,要做到心里有數。
(二)如何合理選擇退刀路線
編程不夠熟練的學生,初學時很容易忽略確定退刀路線,或者說不理解指令里面的退刀參數的含義,因此,加工時往往使刀具在退回的時候與工件、尾座等發生碰撞,這種碰撞現象也是數控車床實訓教學中時常發生的現象。外圓退刀時,要按照先退 X 方向,再退 Z 方向;內孔退刀時,一般是先退 Z 方向再退 X 方向。實訓教學中,在進行工件切斷時常會碰到以下現象,學生先前裝刀時,刀具比工件中心高低了,因此在切斷指令指使切斷時,刀具卻無法切斷工件,此時假如選擇 G00 X100 Z100 兩軸聯動退刀又會發生撞刀現象。還有,如用 G01 指令切槽加工時,退刀時不能用 XZ 兩軸聯動退刀方式,應用單一坐標方向退刀,先在一個方向退刀完畢后,再在另一方向退刀。還有一種情況,槽加工完畢后,如采用 G00 X100 Z100 隨意兩軸同時運動,就會導致切槽刀具與工件相撞。為了避免切槽刀具在退刀時候撞刀,就要使刀具按圖 4 中虛線所示的退刀路線進行退刀,把 G00 X Z 分成兩段來執行,先退完 G00 X 再退 G00 Z。內孔加工時也經常出現撞刀現象,如圖 5 所示,工件內孔編程加工時,要考慮底孔直徑與刀桿進去后的間隙。尤其是小孔加工時,用循環指令如 G71 或 G75 加工時一定要注意程序里的參數“R”退刀距離,也要注意單位是微米還是毫米,數值不能過大,否則刀背會撞到工件孔壁。單一指令或手動加工內孔或內孔槽時,退刀先走 Z 方向,把刀具從孔里退出來,再走 X 方向使刀具移動至目標點。當需要頂尖輔助加工時,退刀路線為圖 6 所示虛線,先走 X 方向,退出的距離要大于頂尖尾座尺寸,然后再走 Z 方向,這樣就可以避免程序撞刀現象的發生。
三、合理使用刀補指令是預防和減少撞刀現象發生的有效手段
刀補功能在數控車床加工中有非常重要的作用。使用刀具補償功能后,如刀具磨損也不必改變加工程序的尺寸,它能將編程的計算量簡化,大幅提升加工效率。但假如在編程中刀補指令使用不當,就會出現多切、少切或撞刀現象。初學數控車床加工的學生在使用刀具補償功能時,由于對刀具補償功能不理解,使用刀具補償功能的方法和步驟不正確,容易出現刀具位置補償錯誤。表現為當某號刀執行刀補后,導致實際與理論不符,從而出現撞刀事故發生。如學生在試切對刀時,用 1 號刀去車工件外圓和端面,卻把 X 測量的數據和 ZO 輸入進 2 號刀存儲器里面去,在程序加工時刀具卻又寫上 T0101,這樣肯定會導致與理論不符的錯誤。要想在數控車床加工上編出完整合格的程序,車出尺寸標準的零件,就必須要很好地掌握和利用刀具補償功能。
總之,程序的編寫、輸入與校驗在數控車床實訓教學中是一個重要的環節。在編程中要養成細心、認真、負責、校驗的習慣,一個好的編程習慣可以極大地避免一些不必要的碰撞現象。文中所講的這些問題也僅僅是其中的一部分,我們還要在編程加工中積極探索,注意做好每個環節,注意把握細節,最大限度地降低因編程錯誤而造成的撞刀現象,避免撞刀事故發生。
【參考文獻】
[1]王洪燕.數控車床床實訓事故預防和解決方法的探討[J].科技創新導報,2012(2)
[2]張浩峰.數控車床床實訓過程中易出現撞刀原因分析[J].淮北職業職業技術學院學報,2016(5)
【基金項目】2015年度廣西中職教改項目“提升機電專業群服務區域經濟適應河池產業發展的能力與研究”(GXZZJG2015A035)
摘要:近幾年隨著城市建設的迅猛發展,使得在城市規劃與建設方面發生了許多變化。如何對與城市規劃相關的各類信息及時地、準確地進行整合,建立、更新城市規劃空間數據庫,使之有效地服務于當前的城市規劃,為城市規劃研究提供科學依據?這是城市規劃領域在信息化建設進程中面臨的普遍問題。本文從建立北京城市規劃信息系統的整體思路出發,對北京城市規劃所涉及的信息進行了分類,基于局域網環境,對整合北京市城市規劃信息的方法進行了探索和實踐,闡述了以AutoCAD — SQL server/Oracle數據庫 — GIS為技術路線進行城市規劃信息整合的可行性。
關鍵字:城市規劃 信息資源 整合方法
一、引言
近年來,隨著科學技術的不斷發展,我國城市規劃部門的工作手段均發生了根本性的變化:許多城市的規劃管理部門都運用GIS技術建立了相應的城市規劃辦公管理系統和網絡系統,城市規劃設計部門也甩掉了圖板,全面實現了規劃設計成果制圖電子化。但由于在城市建設中,城市規劃與決策常常出現滯后現象,使得將城市規劃形容為“規劃規劃,紙上畫畫,墻上掛掛” 的狀況沒有得到根本性的改觀。這從一定程度上反映了公眾對城市規劃科學性的質疑,同時說明我們的城市規劃工作沒有起到確定城市發展方向的風向標作用。
尤其是跨入二十一世紀以來,北京的城市建設與開發量劇增,由此而引發的城市綠色生態保護問題、城市歷史文脈怎樣傳承問題、城市交通擁堵現象如何解決等諸多問題引起了社會公眾的廣泛關注。1999年編制的北京市中心區控制性詳細規劃由于信息資源整合的技術手段一直未能得到行之有效的解決,缺乏及時更新機制和整體分析的工具,使我們的“控規”法律效力低下,無法科學地指導城市建設。本文試圖從建立北京城市規劃信息系統的整體思路出發,通過對城市規劃信息資源的梳理、對“控規”信息資源整合方法的描述,與大家共同探討城市規劃信息系統建設的關鍵問題——城市規劃信息資源整合方法的可行性和可操作性。
關鍵詞:數控系統,BEIJING-FANUC0iMate,SINUMERIK840D,HNC-21M
數控加工作為現代制造業先進生產力的代表 在航空航天機械電子船舶化工汽車等行業得到廣泛應用并逐漸被其它行業廣泛使用FANUC數控系統和SINUMERIK數控系統是目前國內最流行的機床控制系統, 華中數控系統作為國產數控系統中的代表,正逐步擴大自己在行業內的市場份額。本文作者主要針對國內行業中最常用的BEIJING-FANUC 0i Mate系統和SINUMERIK 840D 系統和 HNC-21M數控系統在銑削加工中的常用編程指令編程方法的異同作對比分析研究目的是供機床操作編程人員參考與借鑒。
1、程序結構的異同
數控加工程序段的格式有兩種:字地址格式和分隔符格式。數控加工程序結構的異同數控加工程序有程序開始、若干個程序段、程序結束三部分組成。每個程序對應一個程序名稱(即程序號)。
對于 BEIJING-FANUC0i Mate系統,主程序和子程序的程序名規定相同,由地址“O”和后面的 4位數字組成如O1234。 子程序與主程序是以“獨立”的程序被保存在 CNC存儲器中。子程序由“M99”結束,主程序需用指令“M98”調用子程序。子程序可以嵌套4 級子程序。
而對于SINUMERIK 840D數控系統, 主程序和子程序的程序名規定相同,由任意字母或雙字母與數字組合,主程序以.MPF 為后綴子程序建立時用 .SPF后綴來定義子程序,其結束語句為“RET”。免費論文參考網。免費論文參考網。將子程序名作為主程序的一個程序段,即可實現子程序的調用。子程序可以嵌套11級子程序。
對于華中HNC-21M 數控系統主程序文件名由地址“O”和后面的4位數字組成,如O1234,程序名由%和后面的4位數字組成。如%2345;子程序的程序名由“%”和后面的4位數字組成。子程序須緊跟在主程序的M02或M30 后面,與主程序共同組成一個程序 。子程序可以嵌套9級子程序。
2、刀具半徑補償功能指令的異同
在銑削零件輪廓時由于刀具半徑尺寸的影響刀具的中心軌跡與零件輪廓往往不一致。為了避免計算刀具中心軌跡,數控系統提供了刀具半徑補償功能,編程人員可以直接按零件圖樣上的輪廓尺寸編程。
(1)相同之處
G41是刀具半徑左補償指令,即順著刀具前進方向看 ,假定工件不動,刀具位于工件輪廓的左邊:G42是刀具半徑右補償指令,即順著刀具前進方向看, 假定工件不動,刀具位于工件輪廓的右邊,G40是取消刀具半徑補償指令使用該指令。使用該指令后,G41、G42指令無效。
(2)不同之處
對于BEIJING-FANUC0i Mate數控系統和HNC-21M數控系統,G41或G42必須與G40 成對使用,即編程中刀補方向改變時,必須先取消刀補,才能建立新的刀補。而對于SINUMERIK 840D 數控系統,無需經過G40、G41、G42 就可以相互轉換。
刀具補償值的輸入BEIJING-FANUC0i Mate系統可以用功能指令G10 由程序輸入,SINUMERIK840D系統也具有類似的功能。這些功能能方便解決刀具補償值隨加工軌跡變化而變化的問題。
3、圓弧插補功能指令的異同
基本移動指令有G00、G01、G02、G03 中,G00 和G01 的編程格式均相同。但圓弧插補有區別。對于BEIJING-FANUC0i Mate 數控系統和HNC-21M數控系統,圓弧插補有終點 /圓弧半徑和終點/ 圓心坐標兩種編程方式(圓弧半徑地址為R)而SINUMERIK 840D 數控系統有更多編程方式,除上面兩種方式外,還有中間點/終點、張角/圓心、張角/終點等極坐標編程方式(圓弧半徑地址為CR=),使圓弧的編程更為方便。免費論文參考網。
4、刀具長度補償功能指令的異同
使用刀具長度補償指令,可以方便解決使用多把刀具加工零件時刀具長度不等長所帶來的問題。 還可以方便解決加工時由于刀具磨損、更換刀具等原因引起刀具長度尺寸變化帶來的問題。一般的數控系統都具備這樣的功能,但在功能指令上有以下的不同。
(1)對于BEIJING-FANUC 0i Mate數控系統和HNC-21M 數控系統須用功能指令來實現長度補償功能 。其中G43是建立刀具長度正補償,G44是建立刀具長度負補償;G49是取消刀具長度補償。其編程格式為
G43(G44) ZH (建立長度補償)
G49/ G00/G01Z (取消長度補償)
(2)對于SINUMERIK 840D系統,刀具調用后,對應刀具地址中的長度補償值隨即生效,長度補償不需G指令建立,相反該系統將視 G43/G44或G49 指令為非法指令。
5、固定循環功能指令的異同
為了進一步提高編程工作效率,數控系統中一般設計了固定循環功能,它把一些典型加工中的固定、連續的動作用,一個程序段表達,即用固定循環指令來進行孔或槽的加工。
(1)對于BEIJING-FANUC 0i Mate 數控系統和HNC-21M 數控系統,常用的孔加工固定循環有鉆孔、攻螺紋和鏜孔等指令。這些循環通常包括在XY平面定位、快速移動到 R平面、孔的切削加工、孔底動作、返回到R平面返回到起始平面 6個基本動作。
其編程格式如下:
G90(G91) G98(G99) G73~G89 X Y Z R QP F K/L
式中G90/G91表示絕對坐標編程或增量坐標編程;G98調用固定循環,并使刀具返回到起始平面;G99調用固定循環,并使刀具返回到 R平面;G73~G89表示孔加工方式,如鉆孔加工、高速深孔鉆加工、 鏜孔加工等;X、Y表示孔的位置坐標;Z表示孔底坐標;R表示安全面 (R平面)的坐標;Q表示每次切削深度;P表示孔底的暫停時間;F表示切削進給速度;K表示規定的重復加工次數;(FANUC 0i 數控系統)L 表示規定的重復加工次數;(HNC-21M 數控系統)固定循環由G80或01組的G代碼撤消。
(2)SINUMRIK 840D系統中固定循環的編程
SINUMERIK 840D數控系統的固定循環包括鉆孔循環(如中心鉆孔、深度鉆孔、剛性攻絲、鉸孔、鏜孔等)鉆孔樣式循環(加工一排孔、加工一圈孔)和銑削循環(矩形槽、鍵槽和圓形凹槽)固定循環的功能更為強大。
掌握了不同數控系統的功能指令的差異在熟悉一種數控系統的NC編程的基礎上可以輕松地完成其它數控系統的NC編程
參考書目:
1、SINUMERIK 840D/810D操作說明書
2、BEIJING-FANUC 0i Mate操作說明書
3、世紀星 銑床數控系統HNC-21M 編程說明書
關鍵詞:數控車床 加工精度 裝夾方法 加工工藝 加工工具 編程 技術水平
中圖分類號:TG519 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)04(c)-0061-01
數控車床雖然在理論上具有高精度、高速度、高質量的系統性優勢,但是在數控車床實際操作和生產環節中會受到內外因素的影響,產生數控車床加工精度不高的實際問題。常見的因素有:裝夾方法錯誤、加工工藝不科學、加工刀具不合理、數控編程不嚴格、操作者技術水平不足,這些問題會直接影響到數控車床加工的質量與精度。在數控車床實際操作中,應該從常見的問題出發,以合理確定工件裝夾方法、科學安排加工工藝、合理選擇加工刀具、嚴格數控編程、提升數控車床操作者技術水平為途徑,綜合提升數控車床加工的規范性與科學性,形成數控車床加工的標準化和程序化操作,做到對數控車床加工精度的有效保障。
1 合理確定工件裝夾方法
數控機床加工過程中裝夾方法直接決定工件的位置、刀具的行程,因此,要合理選擇數控機床工件裝夾的方法。要合理確定工件的定位基準,選擇有效的安裝和夾緊方式,控制錯誤裝夾的次數,以組合家居的方式來提升工件裝夾的準確性和穩定性。在選擇裝夾方法時一般應該采用三爪自定心卡盤直接裝夾,對于結構特殊和要求特殊的工件,要結合零件設計圖紙合理選擇裝夾方法,避免因裝夾方法不當而造成的加工精度不合格問題發生。
2 科學安排加工工藝
要做好工藝性分析與工藝處理工作,這是數控加工的前期準備工作,也是確保加工精度的重要措施,如果在數控機床加工性出現工藝性分析不全面,工藝處理不當,將可能造成數控加工的錯誤,直接影響加工的順利進行,甚至出現廢品。因此數控加工的編程人員首先要把數控加工的工藝問題考慮周全,才進行程序編制。合理進行數控車削的工藝處理,是提高零件的加工質量和生產效率的關鍵。因此應根據零件圖紙對零件進行工藝分析,明確加工內容和技術要求,確定加工方式和加工路線,選擇合適刀具及切削用量等參數。
3 合理選擇加工刀具
刀具的選擇、刃磨、安裝正確直接會影響到數控機床的使用性能,同時也會對加工工件的精度帶來直接影響。根據工藝系統剛性、具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮,采用不同的刀具和切削用量,對不同的表面進行加工,有利于提高零件的加工質量。粗車時,要選強度高、使用壽命長的刀具,以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給的要求。精車時,要選精度高、壽命長、切削性能好的刀具,以保證加工精度的要求。另外,刀具材料的選擇也是非常重要的一環,刀具材料在切削中一方面受到高壓、高溫和劇烈的摩擦作用,要求其硬度高、耐磨性和耐熱性好;另一方面又要受到壓力、沖擊和振動,要求其強度和韌性足夠。
4 嚴格規范數控機床的編程過程
4.1 確定數控機床的編程順序
在數控機床編程中要建立規范的順序,使數控機床刀具的行走做到科學規范,進而做到對數控機床功能的合理利用,確保數控機床加工出高精度的產品。此外在數控機床編程中要結合產品設計圖樣,以此來確保數控加工過程在高效率和高精度的范圍之中,進而提升數控機床加工的總體質量。
4.2 規范處理數控機床編程的關鍵步驟
一方面,要建立零件的數字化模型,數控機床操作者應該根據零件設計圖,以線框、特征和實體建模的方式建立起數控機床可以識別的零件幾何模型,使零件得到數字化,將設計完整地在程序下得到全面體現。另一方面,要確定零件加工的方案,在方案制定的過程中應該結合零件和產品的特點,明確零件質量要求的重點,確定零件加工的方法,以此來提升數控機床加工的精度。例如:對不同曲面的加工要確定投影方法還是放射方法,通過方案的比較形成對數控機床加工精度的保證。此外,要確定數控機床加工參數,應該根據數控機床的性能,結合零件設計圖紙,重點確定工件材料、刀具形狀、加工順序、行走路線等重要參數,做到對數控機床加工精度的保障。
5 提升數控車床操作者技術水平
操作者是數控車床加工的具體執行人,也是加工技巧應用的直接使用者,操作者技術水平、加工經驗對數控車床加工精度有著直接的影響。應該有計劃地展開對數控車床操作者的技術、技能培訓工作,對機床使用技巧、工具選擇方式、切削參數控制、加工工藝選用進行全面地培訓,做到對數控車床加工工作整體的強化,以做到對數控車床加工精度的有效保障。要結合數控車床的編程工作展開操作者的計算機語言培訓,通過編程水平的提升強化操作者應用能力,做到對數控車床加工精度的進一步保障。在培訓操作者的過程中還要重視職業道德建設,要將責任心作為重要的方面加以建設,通過樹立職業道德和培養責任心,使技術的應用和技能的使用達到一個更高的水平,充分發揮數控車床的效率、精度優勢,為數控車床加工質量的整體提升打下思想、技術和技巧的基礎。
6 結語
合理確定工件裝夾方法、科學安排加工工藝、合理選擇加工刀具、嚴格數控編程、提升數控車床操作者技術水平等措施是提升數控車床加工精度的有效保障,但是在實際的數控車床加工過程中操作者和技術人員還應該有清晰的認識,要看到數控車床加工工作的多樣性和復雜性,要展開對數控車床加工工作的進一步分析,形成數控車床加工的規范和體系,更好地指導數控車床加工實際操作,真正確保數控車床加工的精度。
參考文獻
[1] 馮永剛.數控車削中刀尖高度對零件加工精度的影響[J].新技術新工藝,2011(4).
[2] 易忠奇.提高數控車床加工精度的措施與技巧分析[J].湖南農機,2011(9).
[3] 唐蔡華,馮廣智.車床加工精度控制的創新方法探討[J].信息系統工程,2011(12).
【關鍵詞】教學改革;數控加工技術
“Numerical control Process technology” educational reform exploration
Liao Peiyuan
【Abstract】Does this article high specially “the machine manufacture craft and the equipment” in a specialty branch professional course “Numerical control Process technology” embark from the quality, how explores implements the educational reform method effectively. Through the educational reform implementation process analysis, demonstrated the specialized English the seepage teaching numerical control programming, the experiment, really teach the strengthening, as well as in the classroom interactive type teaching method deeply student’s welcome, student’s specialized ability was also obtained the enhancement.
【Key words】Educational reform; Numerical control process technology
《數控加工技術》是高職高專學校“機械制造工藝與設備專業”的主干課程。2002年,我們承擔了“《數控加工技術》課程教學改革方案”教改課題。在課題中強調了加強數控編程能力,相對淡化數控機床結構,滲入專業英語教學,加強實驗、實訓環節,提高學生對知識的綜合應用能力。在課題的教學方法改革中,強調了讓學生在學習過程中做自行研究課題,在課堂學習過程中多與老師一起互動學習。教改方案取得了有關專家的認可。2003年,為了確認方案的實施效果,我們在教學中使用了該方案,并對實施的前后過程進行了分析研究。
1 教改實施前的準備
1.1 授課計劃的制定:2003-2004學年第一學期,我們承擔了三年制國家級示范性專業(機械制造工藝與設備“先進制造技術”方向)學生的《數控加工技術》課程教學任務。根據教改后的教學大綱,結合現有實驗設備和實驗設備使用原則,我們制定了新的授課計劃。相對教改之前增加了實驗內容、手工及自動編程內容,相對淡化數控機床結構分析。時間安排上也作了調整,以前將數控車床的編程放在一起講,講完之后再講數控銑床的編程,同學們很容易遺忘前面學的車床編程內容。現在,將編程分為基礎篇和提高篇,將數控車床和數控銑床穿插在其中,不斷地提高學生的編程能力。
1.2 教學內容的準備:因為教學大綱和授課計劃作了充分調整,本學期我們重新對課程內容進行備課。講稿內容中增加了專業英語,從原版的數控教材中摘錄了一些數控知識,對數控專業詞語也作了英語注釋。教學過程中,對一些喜歡英語的同學來說,他們非常喜歡這樣的形式,平時在與同學們的交流中已得到及時反饋。
思考題及習題的準備也很有必要。通過布置思考題及習題,讓學生在學習之后有個思考和消化的過程。
自動編程內容和V-CNC程序驗證內容的準備。自動編程內容讓學生開拓視野,在學會手工編程基礎知識之后,提高技能,讓學生了解復雜零件的自動編程過程,以適應社會發展的需要。程序的編制需進行驗證,使用V-CNC虛擬仿真軟件,讓學生在上機床操作之前,先對操作環境,加工過程有個全面的認識,在仿真過程中發現問題,避免操作時發生碰刀、過切等錯誤。為此為學生準備了MasterCAM9.0和V-CNC的補充教材和CAI課件。
在教學內容中強化編程,特別在編程時讓學生必須考慮工藝問題,使學生在學習編程時懂得了工藝路線的確定、刀具的選擇和切削用量的設定方法,為期末的實訓作好準備,也為社會輸送能盡快適應數控機床操作崗位的人才作好準備。
2 教改實施
采用行為導向的教學方式:我們盡量采用行為導向的教學方式.讓學生有更多自主學習的機會。在開學之初,將授課計劃發給學生,讓學生知道本學期的學習內容和教學進度,對于認真學習的同學,可以讓他們做到課前預習。另外,還采用了布置自行研究課題的形式,在教學中部分采用以學生為中心的課堂教學方式,結合一些多媒體的教學方法進行編程知識的教學,并加強實驗、實訓環節,采用傳、幫、帶的方式進行實踐教學。
(1)自行研究課題:在學期開學初,我們就將課題內容公布給學生,并告知學生如何做、為何要做。學生在學習本課程的同時,能夠在課外翻看一些數控資料,在課余老師還曾帶學生去上海新國際展覽中心觀看工業設備展覽。期中,讓已經做好課題論文的學生在課前用5分鐘左右時間向同學介紹,期末時全部上交規定字數的小論文。
自行研究課題讓學生學會了收集資料、使用資料,學會了專業論文的書寫方式,更重要的是使他們了解了數控加工技術的最新發展方向,并激發部分同學對數控的學習興趣。讓學生在課外積累數控相關知識,擴大知識面,充分發揮了學生的主觀能動性。
(2)在教學中逐步滲透以學生為中心的課堂教學:《數控加工技術》課程教學內容較新,技術發展較快,但因為班級學生人數很多(每班有50左右的學生),也因為傳統的學習方式在學生心中根深蒂固,教學作大規模的改變也許會影響教學效果,所以,我們只在幾次課堂教學中選部分內容進行試點。
我們沒有作大規模試點的另一個原因來源于事先的調查研究。在調查中我們知道只有3%-5%的學生有預習習慣,12%-27%的學生在老師布置預習作業時會預習,人數不到一半,讓學生主動學習有些困難。在本學期的實施過程中確實也遇到了阻力,一般每堂課結束,老師會告知學生下堂課的內容,希望學生能進行預習,特別有兩次老師布置了預習題目,但結果也只有8%-11%的學生有預習習慣,21%-31%的學生完成了老師布置的預習作業。
雖然主動參與的同學不到一半,但也不能放棄嘗試。我們鼓勵完成預習作業的同學上臺講解.并提出他在預習中遇到的問題,大家一起解決,最終老師給出結論。通過幾次嘗試,學生的積極性有所調動,課堂氣氛活躍了許多。上臺講解既能鍛煉學生的表達能力,又能使教師了解學生對知識的掌握程度。
其實學生是喜歡這種形式的,因為在調查中可以看出,有66%-71%的學生喜歡互動式的教學方法,只是他們只想活躍課堂氣氛,但還不知道自己怎樣參與。通過進一步的引導,相信會收到更好的效果。
(3)多媒體教學方法:根據不同的教學內容,我們采用不同的教學方式。在自動編程內容的教學中,我們采用多媒體的教學方法。同學們能在計算機上直接看到自動編程的過程,從CAD設計、工藝參數的設定、刀具軌跡的生成到實體的仿真加工,最后通過后置處理,生成能夠直接在數控機床上使用的NC數控程序。教學過程中教師先作多媒體教學演示.后讓學生自己動手操作,讓學生自己體會自動編程過程。因為課時的關系,自動編程的教學在該課程中只能起到拋磚引玉的作用。
(4)加強實驗、實訓環節:實驗、實訓一直是深受學生喜歡的教學環節.學生確實在這一環節能鞏固數控加工知識并進一步學到一些實踐知識。我們以行為導向的教學模式為依據,盡量多為同學提供自我參與的機會。在批改學生的數控程序上,也相對傳統模式作了改革。對每位同學批改所有的數控程序,將花費任課老師大量的時間,再認真也難免會有所疏漏,沒有指出學生的錯誤,將誤導學生。為此,充分利用先進資源,將更有效地提高教學質量。對于學生所編的程序,要求學生在計算機房用 V-CNC虛擬仿真軟件進行驗證,老師在計算機房進行輔導,并對驗證結果當場評分。
在實驗環節中,我們要求每位同學完成指定的五個實驗,并完成實驗報告。實驗的教學方式采用傳、幫、帶的形式,第一批由老師講解并演示,以后的幾批同學均由他們上一組中的同學進行帶教,老師只在一旁作指導。這種方式使學生參與的機會更多,發現的問題也更多,學到的實踐知識也更多,實驗效果良好,得到同學們的認可。
實訓這一環節完全貫徹了行為導向的教學方式。實訓是提高數控加工技術、綜合驗證數控加工能力的一個重要環節。大部分學生比較重視這一環節。因為在這一環節,學生能學到很多實踐知識.并把所學知識融會貫通。實訓時,老師布置加工任務.要求學生對所給的零件安排加工工藝路線,設定切削用量,從毛坯開始,編制合理的程序.獨立完成整個零件的加工,并將尺寸和表面粗糙度控制在要求的范圍內。為盡量減少事故的發生,要求學生必須事先在仿真軟件上驗證加工軌跡.再上機床進行加工。通過獨立完成整個零件的數控加工,學生系統地掌握了數控機床的操作和數控編程及加工知識,很多同學在課程結束之后,參加勞動部組織的數控中級工能力考試.獲得了數控中級工證書。在實訓時同時強調安全知識及安全的重要性,避免事故的發生。實訓效果良好,滿意度在逐年增加。
3 教學改革結果分析
教改是否成功,只有通過具體實施,并進行比較研究總結,才能真正得出結論。在本學期進行教學改革之后,我們將《數控加工技術》課程學習情況問卷發給學生填寫,得到了一定的信息反饋。現將教改前和教改后的學生學習情況反饋進行比較,結果如附表一所示。從表中可以看出,通過教改,在學生的信息反饋中已取得了一些滿意的效果,具體表現為:
(1)教學改革在總體上得到認可,學生中認為學習效果很好的同學由原來的18%提高到 51%。
(2)教改中課程內容的安排更趨合理,學生對課程內容的興趣由原來的30%提高到57%。
(3)專業英語和自行研究課題的加入得到部分要求上進的同學的認可,各班的反映情況不一,歡迎的比例在34%-60%。
(4)教改之前,學生對自動編程內容感興趣,希望學;教改之后,通過對自動編程內容的接觸,學生們仍表示出廣泛的受歡迎程度。
(5)在實驗、實訓時間和內容的安排上,從數據就可看出,學生的滿意度在提高,只是因為學生人數較多(機0121班學生50人,機0122班學生48人),實驗設備較少(三臺數控車床、二臺數控銑床、一臺加工中心),以及學時的關系,學生對實驗時間和實驗內容還有更高的要求。
因為教改之后,學生學習的知識點有所變化,考卷的形式和知識點的分值安排也有所變化,考試的總成績不一定能評價教改結果,所以.我們將教改之前學生編程能力與教改之后學生的編程能力作了一個比較。教改之前,學生在期末的考試中對編程題的失分率高達42%,考試成績不太理想。教改之后,學生在考試中編程題的失分率下降到28%,學生編程時能主動考慮工藝問題,大大提高了所編程序的實用性。
關鍵詞:CAXA數控車 橢圓軸 自動編程加工
1 CAXA數控車軟件
CAXA數控車是在全新的數控加工平臺上開發的數控車床加工編程和二維圖形設計軟件,具有軌跡生成及通用后置處理功能,該軟件提供了功能強大、使用簡潔的軌跡生成手段,可按加工要求生成各種復雜圖形的加工軌跡,可輸出G代碼,并對生成的代碼進行校驗及加工仿真。
2 橢圓軸零件分析
本文以CAXA數控車軟件在實際加工中的運用為例,對于比較復雜的橢圓軸零件,利用CAXA數控車的加工功能,使用自動生成的加工程序加工零件。具體零件如下圖1所示:圖1中橢圓的加工,一般使用直線段或圓弧段逼近的數學方法。解決方法主要有宏程序編程及自動編程,而FANUC系統的宏指令功能雖然很全面,但是需要操作人員有很強的編程能力,具體一定的難度。若用直接的數學代入取點方法圓弧逼近,工作量十分大,工作效率低下。而自動編程很方便解決上述的困難,該軟件很容易找出刀具軌跡的生成及仿真過程中刀具及參數選擇的合理性等。
3 自動編程加工
3.1 橢圓粗車刀具軌跡生成 橢圓粗車可以有2種方法實現:一種用圓頭刀直接加工橢圓形狀,但這樣走刀次數比較多、刀具切削量大,對機床和刀具的要求較高;另一種采用切槽刀切深的方法,切出橢圓的形狀,最后利用圓頭刀精加工橢圓。相比較,后一種方法更經濟實用,對刀具的要求較低,本文采用的就是這種加工方法。
在菜單欄選擇[數控車(L)],再選[切槽(G)],繪圖窗口將彈出設置對話框,分別為切槽加工參數、切削用量、切槽刀具。完成參數設定以后按“確定”鍵完成設置,系統在狀態欄中將提示:[拾取被加工工件表面輪廓]按提示完成工件待加工表面輪廓的選擇并按右鍵結束選擇,屏幕將進一步提示:[輸入退刀點],按提示拾取或直接座標輸入退刀點完成最后的操作。此時屏幕顯示生成的刀具軌跡,如圖2所示。
完成軌跡生成后可以采用軌跡仿真檢驗加工軌跡,操作方式為:點擊菜單欄選擇[數控車(L)],再選[軌跡仿真(E)],提示[拾取刀具軌跡],選擇圖2生成的刀具軌跡,點擊右鍵,出現如圖3的仿真加工過程界面。
3.2 橢圓精車刀具軌跡生成 精加工操作與粗加工相類式,在菜單欄選擇[數控車(L)],再選[輪廓精車(F)],繪圖窗口將彈出設置對話框,分別為加工參數、進退刀方式、切削用量、輪廓車刀。設置針對精加工而定,與粗加工基本相同,刀具選擇是R8的圓頭刀(軌跡生成及仿真加工略)。
3.3 程序代碼生成 在菜單欄選擇[數控車(L)],再選[代碼生成(C)],繪圖窗口將彈出設置對話框,如圖4所示,完成各項設置后點擊“確定”,然后選擇生成的刀具軌跡(圖2中的粗車軌跡),按鼠標右鍵結束選擇,屏幕將彈出已打開的程序文件,如圖5所示。
3.4 數控車床加工橢圓 生成的加工程序可以通過CF卡導入數控車床,具體操作步驟可以參考以下內容:將卡插在機床的面板PCMCIA接口。
①在SETTING(設定)畫面I/O通道設定為:4 。②方式選擇撥到EDIT (編輯)方式。③在系統編輯畫面翻頁,在軟鍵菜單下選擇“卡”,可查看卡里的內容。④按下功能鍵,顯示程序內容畫面或者程序目錄畫面。⑤按下軟鍵[(OPRT)]。⑥按下最右邊的擴展軟鍵。⑦輸入地址O 后,輸入程序號。如果不指定程序號,就會使用計算機中默認的程序號。⑧按下軟鍵[READ] 或[讀入] 然后按 [EXEC] 或 [執行],程序被傳送到數控車床中。
程序導入數控車床后,只要稍加修改就可以執行程序加工橢圓。在執行程序前可以在數控車床鎖定的情況下空運行并觀察作圖軌跡是否與目標輪廓一致,首先使用切槽刀執行橢圓粗車軌跡,加工出橢圓輪廓,接著使用圓頭刀執行橢圓精車軌跡,完成橢圓的加工。
4 結束語
以橢圓軸零件為例,通過對零件的分析,制定零件的加工工藝,熟練掌握自動編程軟件在數控車床上的運用,充分發揮CAXA數控車軟件的優勢,擴大數控車床的加工范圍。總而言之,CAXA數控車軟件在實際加工中的應用取得了一定的成效。因此,今后在課題的選用上要下功夫,緊緊結合崗位能力的要求來確定,爭取在該領域有更多的發展。
參考文獻:
[1]沈建峰.數控車床編程與操作實訓[M].國防工業出版社,2005.
控加工技術的特點及常用類型,并指出了多軸數控加工編程技術存在的問題、以及實現多
軸數控加工技術的難點。
關鍵詞:模具制造;多軸數控加工;多軸數控加工編程
TG659
一、建立多軸的概念
多軸數控加工一般指三軸半以上的數控加工,它一直是數控加工的難點。因為三軸以下的加工在我們頭腦中是一個比較直觀的東西,我們很容易想象三軸走刀的具體情況,同樣在CAM軟件中三軸以下的加工程序編制也容易的多。多軸加工則不然,多軸數控加工能同時控制4個以上坐標軸的聯動,將數控銑、數控鏜、數控鉆等功能組合在一起,工件在一次裝夾后,可以對加工面進行銑、鎖、鉆等多工序加工,有效地避免了由于多次安裝造成的定位誤差,能縮短生產周期,提高加工精度。
二、多軸數控加工的特點
采用多軸數控加工,具有如下幾個特點:
(1)減少基準轉換,提高加工精度。
多軸數控加工的工序集成化不僅提高了工藝的有效性,而且由于零件在整個加工過程中只需一次裝夾,加工精度更容易得到保證。
(2)減少工裝夾具數量和占地面積。
盡管多軸數控加工中心的單臺設備價格較高,但由于過程鏈的縮短和設備數量的減少,工裝夾具數量、車問占地面積和設備維護費用也隨之減少。
(3)縮短生產過程鏈,簡化生產管理。
多軸數控機床的完整加工大大縮短了生產過程鏈,而且由于只把加工任務交給一個工作崗位,不僅使生產管理和計劃調度簡化,而且透明度明顯提高。
(4)縮短新產品研發周期。
對于航空航天、汽車等領域的企業,有的新產品零件及成型模具形狀很復雜,精度要求也很高,因此具備高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的多軸數控加工中心可以很好地解決新產品研發過程中復雜零件加工的精度和周期問題,大大縮短研發周期和提高新產品的成功率。
三、多軸數控加工的類型
多軸數控加工中心具有高效率、高精度的特點,工件在一次裝夾后能完成5個面的加工。如果配置5軸聯動的高檔數控系統,還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工,非常適于加工汽車零部件、飛機結構件等工件的成型模具。
根據回轉軸形式,多軸數控加工中心可分為兩種設置方式:
⑴工作臺回轉軸。
作臺可以環繞x軸回轉,定義為A軸,A軸的一般工作范圍是+30°至-120°。工作臺的中問還設有一個回轉臺,環繞Z軸回轉,定義為C軸,C軸都是360°回轉。通過A軸與C軸的組合,固定在工作臺上的工件除了底面之外,其余的5個面都可以由立式主軸刀具進行加工。A軸和C軸的最小分度值一般為0.001°,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如果與X ,Y , Z3軸實現聯動,就可加工出復雜的空問曲面。這種設置方式的多軸數控加工機床的優點是:主軸結構比較簡單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大,承重也較小,特別是當A軸回轉角度90°時,工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。
(2)立式主軸頭回轉。
主軸前端是一個回轉頭,能自行環繞Z軸360°,成為C軸,回轉頭上還帶有可環繞X軸旋轉的A軸,一般可達到90°以上。這種設置方式的多軸數控加工機床的優點是:主軸加工非常靈活,工作臺也可以設計得非常大。在使用球面銑刀加工曲面時,當刀具中心線垂直于加工面時,由于球面銑刀的頂點線速度為零,頂點切出的工件表面質量會很差,而采用主軸回轉的設計,令主軸相對工件轉過一個角度,使球面銑刀避開頂點切削,保證有一定的線速度,可提高表面加工質量,這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。
四、多軸數控加工編程技術
多軸數控加工與三軸數控加工的本質區別在于:在3軸數控加工情況下,刀具軸線在工件坐標系中是固定的,總是平行于Z軸;而在5軸數控加工情況下,刀具軸線一般是變化的。因此3軸數控加工的研究關鍵在于加工特征的識別和刀具路徑的規劃,多軸數控加工的研究關鍵在于刀具姿態的優化。
多軸數控加工編程的一般步驟是:
⑴根據模型定義切削策略:可變軸輪廓銑是多軸加工的常用方式,首先從驅動幾何體上生成驅動點,將驅動點沿著設定的矢量映射到零件模型上,生成刀位軌跡。判斷刀位軌跡的要素為刀位軌跡的長短和方向的變化。
⑵刀軸控制方式:與3軸固定輪廓銑不同之處在于對刀具軸線矢量的控制,驅動方法通常有點、線、面等3種方式,其選擇的原則是盡量使刀具軸線變化平穩,以保持切削載荷的穩定。
⑶切削參數的選擇:切削參數的選擇要考慮到整個加工系統的每個因素,其中,刀具和工件的影響最為明顯。在加工對象確定的情況下,根據工件的形狀、大小、切削性能等特點,選擇合適的刀具材料、直徑等各項參數,進而確定切削速度、主軸轉速、切削深度等參數。
五、實現多軸數控加工技術的難點
多軸數控加工由于干涉和刀具在加工空問的位置控制,其數控編程、數控系統和機床結構遠比3軸機床復雜得多。目前,多軸數控加工技術存在以下幾個問題:
(1)多軸數控編程抽象、操作困難。
這是每一個傳統數控編程人員都深感頭疼的問題。3軸機床只有直線坐標軸,而5軸數控機床結構形式多樣;同一段NC代碼可以在不同的3軸數控機床上獲得同樣的加工效果,但某一種5軸機床的NC代碼卻不能適用于所有類型的5軸機床。數控編程除了直線運動之外,還要協調旋轉運動的相關計算,如旋轉角度行程檢驗、非線性誤差校核、刀具旋D運動計算等,處理的信息量很大,數控編程極其抽象。
(2)刀具半徑補償困難。
在5軸聯動NC程序中,刀具長度補償功能仍然有效,而刀具半徑補償卻失效了。以圓柱銑刀進行接觸成形銑削時,需要對不同直徑的刀具編制不同的程序。目前流行的CNC系統尚無法完成刀具半徑補償,因為ISO文件中沒有提供足夠的數據對刀具位置進行重新計算。用戶在進行數控加工時需要頻繁換刀或調整刀具的確切尺寸,按照正常的處理程序,刀具軌跡應送回CAM系統重新進行計算,從而導致整個加工過程效率不高。
(3)購置機床需要大量投資。
多軸數控加工機床和3軸數控加工機床之問的價格懸殊很大。多軸數控加工除了機床本身的投資之外,還必須對CAD/CAM系統軟件和后置處理器進行升級,使之適應多軸數控加工的要求,以及對校驗程序進行升級,使之能夠對整個機床進行仿真處理。
參考文獻:
[1]宋放之,數控機床多軸加工技術實用教程,清華大學出版社,2010.4
【關鍵詞】數控車床;加工精度;技巧
數控車床的技術影響著我國整體科技的綜合能力,所以我們要不斷的提高數控車床加工的精度這樣才能從各個方面提高我國的整體實力。數控車床的精密度指標是加工精度還有定位、重復定位在精度方面的標準,這些指標也都是判斷數控車床先進程度的重要組成部分,所以判斷數控車床的精密度要根據這些方面來進行。下面就是要主要針對加工精度方面如何提高進一步提高數控車床的完善性。
1 提高數控車床加工精度的方式
1.1 在零件方面還有機床調整方面來提高數控車床加工的精度
第一,我們先從機械調整方面來研究如何來提高數控車床加工的精度。在機床調整方面主要包括這幾個部分,主軸、床身還有鑲條等等方面,這樣才能使車床滿足要求,提高數控車床加工的精度,在工作過程中也要實時監控,并且要不斷優化在車床方面的不足,以便及時調整生產出更好的產品。這是提高數控車床加工精度中最簡單便利的方式,這種調整方式不需要很好的技術,但是需要員工不時的進行檢查來進行調整。
第二,是在機電聯調方面進行的改進,要提高零件的加工精度主要是在反向偏差還有定位精度以及重復定位精度這幾個方面進行提高。在反向偏差方面我們對于偏差過大的時候要首先通過機械手動的方式進行修正,然后再當誤差小到一定范圍之內之后再用專業的方式進行進一步的優化。在定位精度方面的調整時通過顯微鏡的讀數來不斷優化誤差的。在這些方面進行優化的機電聯調方式,是這些調整方法中效率最高的一種方式。雖然會比較繁瑣但是效果比較好。
第三,這是通過在電氣方面進行的調整,這個方面的調整主要是包括兩個方面,一個是對機床參數的調整,在這個角度中又有兩個方面是影響加工精度的是系統增益以及定位死區,在系統增益方面我們要關注車床受機械阻尼的方面還有轉動的慣量,這些都影響著車床的加工方面的精度。還有就是盡量減少定位的死區,這樣也可以提高車床運作時的精確度。這兩方面是相輔相成的要同時進行調整。另一個方面就是可以通過一些系統的應用來進行調整,由于現在自動化程度不斷的提高,數控車床就是在運行過程中運用了自動來遠程控制,所以我們要在遠程控制時加入一系列的實時監控的程序,這樣就不需要人工的過多干預,這樣可以更加有效的進行監管,可以通過程序來監管甚至控制然后可以提高車床加工時的精度。
1.2 在進給機構方面進行調整來提高數控車床的加工精度
第一,在由滾珠絲杠導程誤差方面而造成的數控車床加工精度受到影響,在這方面影響的因素主要是脈沖,所以我們在制造滾珠絲杠的程序中,要盡量的減少誤差致使脈沖對數控車床加工精度的影響。
第二,在進給機構間隙對于數控車床加工精度的影響,這主要是由于其傳動機械的組成部分中存在的問題而導致的影響,從而降低了失控車床加工的精度。主要的構成部分是齒輪、連軸節、滾珠絲杠還有就是支承軸承構成的。這些構成部分之間出現的問題會影響數控機床加工精度,所以我們要加強他們結構之間的連接性。他們之間的緊密度就會影響到車床加工的精度,從而降低各個結構之間的縫隙,加強各個結構之間的緊密性就會提高數控車床加工精度。
第三,要通過編程減少程序之間的縫隙來加強數控車床加工的精度。由于機械類的車床在各個方面的連接對于整體的效率是至關重要的,所以我們要不斷的加強之間的誤差,通過程序上面的幫助來降低這種情況杜宇數控車床加工精度的提高。
1.3 在編程中出現的誤差的影響
數控車床與普通車床之間的區別就在于零件的精度不同,但是由于程序在編制過程中出現的偏差是可以盡量縮小的,這就要求我們從這幾個方面來減低誤差,從而提高數控車床加工的精度。第一,是由于插補誤差對車床精確度造成的影響。所以我們要盡量的采用一定的方式來減少編程出現的問題,采用絕對方式編程,還有可以消除誤差的是要用插入會參考點指令來進行程序中的編程。第二,就是逼近誤差對于最后精度的影響。由于在過程中有采用近似的情況所以這樣就會出現誤差。所以我們要盡量的掌握廓形方程來編程時就會在很大程度上減少誤差,這樣就可以消除對于數控車床加工的精度的影響了。第三,編程過程中由于圓整誤差的影響降低了數控車床的加工精度,所以我們在加工時要選擇脈沖當量所決定的直線位移的最小值來進行參考。所以在編程的時候要嚴格按照圖紙上面的規格作為基準進行工作。
2 總結
簡言之,數控車床加工精度的重要性是不容小覷的,所以我們要不斷完善它的技術,提高效率,加強這方面程序的管理。本文中在幾方面論述了這些方法,包括電氣調整,零部件的改進,以及在控制編程方面減少誤差的改進都可以完善數控車床加工的精度的。要合理的并且有效的運用先進的計算機技術來提高數控車床加工精度,所以我們要重點針對減少在編程過程中出現的誤差對于數控車床加工精度的影響。
【參考文獻】
[1]王曉峰,范晉偉,王稱心.通過幾何誤差分區來提高數控機床加工精度的研究[J].制造技術與機床,2011,14(8):45-46.
一、引言
數控機床的種類很多,按照不同數控系統和加工聯動軸數可以分2軸、3 軸、4軸和5軸等一系列數控機床,這些數控機床都是靠程序來進行走刀軌跡的控制,所以數控機床對操作人員的編程要求非常高。一個零件的加工質量往往取決于該零件的加工程序和加工刀具,這就需要我們在平時的數控加工過程中不斷積累和總結編程技巧,來滿足數控加工的高效率高精度的發展趨勢。
二、數控自動編程簡介
進入21世紀,數控技術的發展突飛猛進,編程技術作為數控領域的一個龐大分支,同樣獲得了飛速發展。目前,在市場上的軟件功能越來越強大,并引領了數控自動編程潮流,其影響力之廣,水平之高,使廣大數控愛好者和從業人員趨之若鶩,但是自動編程只能適應于既定類型(尺寸)的刀具,如果刀具類型(尺寸)發生變化,我們又需要重新編制程序。
自動編程獲得加工程序其實是對軟件應用熟練程度和對工藝知識了解水平過程的體現,至于該程序得以獲得的數學本質,自動編程人員并不需要知道,這對編程人員而言,缺少了對數控加工刀具軌跡生成過程的理論了解。
三、宏程序
宏程序屬于手工編程,是手工編程的高級階段。一個高級的數控編程人員必須掌握宏程序,因為宏程序具有無與倫比的優勢。宏程序對零件的柔性堪稱完美,對自動編程和常量式手工編程獲得的程序,我們無法做到讓它們適應同類但不同尺寸零件的加工,只要加工對象形狀或工藝尺寸發生變化,必須要重新編程,而宏程序卻可以適應這種變化。操作者所做的僅僅是更改宏程序中的相關變量值而已。也只有宏程序才是目前各類編程方法中,將數學本質和加工工藝完美結合起來的一種編程方式,其獨特的優勢成為高水平編程人員的最愛。
四、復合循環指令編程簡介
華中世紀星HNC―21系統內外徑粗車復合循環指令(G71)簡化格式及參數含義如下。
(1)無凹槽加工。
格式:G71 U(d) R(r) P(ns) Q(nf) X(x) Z(z) F(f) S(s) T(t)
(2)有凹槽加工。
格式:G71 U(d) R(r) P(ns) Q(nf) E(e) F(f) S(s) T(t)
其中,d :X 方向切削深度(每次切削量),半徑量。r :每次退刀量。n s :精加工路徑起始程序段順序號。nf:精加工路徑結束程序段順序號。x:X方向精加工余量。z:Z方向精加工余量。f:粗加工時的進給速度。s:粗加工時的主軸轉速。t:粗加工時的刀具功能。e:精加工余量,其為X方向的等高距離――外徑切削時為正,內徑切削時為負。華中系統中G71不分粗、精車。在此系統中,粗車完畢后就執行精車程序。
華中系統的G71指令可以代替FANUC系統的G73指令,也就是說可以進行帶有凹槽和凹曲面的復雜零件的加工,所以在編程的時候,還是需要根據操作者對加工零件的不同,合理選擇相應的數控系統和編程方法來進行數控加工。
五、手工編程
手工編程分為常量式編程和變量式編程(宏程序編程),手工編程的時候會碰到形狀非常復雜的零件,需要花費大量的時間去計算節點和宏運算,效率和精度很低。但是宏程序卻迫使編程人員必須掌握加工對象的數學基礎,結合工藝,將相關算法編入其中實現加工,看起來好像工作量繁重,但與收獲相比,這種付出是值得的。
手工編程實例:此次加工的工件有橢圓和拋物線,我們使用華中世紀星HNC―21T系統的G71指令進行手工編程,工件如圖1所示。
手工編程的代碼如下。
六、組合式編程方法的應用
針對復合循環指令的編程特點不難發現,復合循環所調用的只是需要加工的程序段,也就是輪廓編寫的程序段,即精加工程序段,然后利用復合循環指令的循環加工過程去除大量的毛坯,如果直接利用自動編程軟件生成程序,需要粗加工、精加工和后置處理等一系列步驟,最后生成的程序很長,不容易修改,加工路徑不靈活,可能會有很多空行程,不利于提高加工效率。
針對這一特點,我們通過反復編程加工實驗,總結出一套把自動編程和復合循環指令相結合的“組合式”編程方法來簡化編程。
方法如下:利用CAXA數控車2011進行自動編程的時候,把自動編程過程中的粗加工階段去除,直接編寫精加工程序和精加工的后置處理參數,然后將精加工自動生成程序段放入G71程序段之間進行循環走刀,既達到了粗加工的目的,又保證了精加工的精度控制,很好地避免了自動編程的這一缺點,大大提高了加工效率和編程速度,實現高精度高效率的產品加工。
根據圖1我們充分了解了加工零件的信息,考慮到其有橢圓和拋物線,可以應用自動編程自動生成軌跡,按照組合編程原理,只需生成一個精加工的軌跡,然后選擇其中對加工有用的G代碼和復合循環指令進行組合編程。又因其有凹槽,可以用華中世紀星HNC―21T系統G71進行組合編程。
設置好華中世紀星HNC―21T系統數控車后置參數后,自動生成的代碼如下。
(1)左側輪廓程序。
只是生成了精加工的程序就如此長,加上粗加工程序將非常麻煩,而粗加工的目的是去除大量毛坯,之后才進行精加工,因此無需自動編程的粗加工程序段,直接提取程序段N1~N2之間的程序,這樣省掉了自動編程的粗加工階段。我們發現,自動編程的精加工程序已經將拋物線和橢圓分成很多段圓弧進行連接,在整個生成代碼的過程中無需任何計算,非常方便。利用華中世紀星HNC―21T系統對G71指令進行組合編程,程序如下。
七、手工編程和“組合式”編程方法加工效果對比
手工編程速度慢,適應性不好,但是加工后表面粗糙度好、無刀痕且精度高。而運用組合式編程加工,通過實踐驗證,與手工編程相比幾乎縮短了一半的加工時間,且精度高。但組合式編程表面粗糙度似乎要比手工編程稍微遜色一些,具體如圖2、圖3所示。