導語：如何才能寫好一篇數控編程的編程方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:數控機床 手動編程 自動編程

中圖分類號:G71 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(c)-0022-01

市場經濟環境下,社會各個方面都飛速發展起來,多樣化的生活環境下出現了產品的加速更新換代過程。這樣數控機床在企業生產中就顯得更為重要,如何提高數控機床的工作效率成為企業努力的方向之一。要想提高數控機床的工作效率必須具備優質的硬件設備,如刀具、夾具及機床精準度等;軟件建設也同樣重要,科技的進步要求企業的軟件建設必須跟上形勢發展,制定并執行科學合理的編程方法,本文就數控機床的兩種編程方法進行了分析,指出了其科學可實用性的特點,在數控企業發揮了巨大的推動作用。

1 數控機床編程簡介

數控機床編程是數控機床的程序編制,是通過編制一系列的指令來完成數控機床的規定任務,由專門的編程者來進行編制,以滿足零件圖樣與工藝要求為原則,并且程序檢驗合格后才算完成整個過程,分為手工和自動編程。

2 手工編程方法研究

(1)加工方法的確定、加工計劃的制定。這兩項工作的完成需要對零件圖樣及工藝要求進行具體的分析,確定出一下六個方面的具體方案:①此零件安排在哪類或哪臺機床上來進行加工為合適;②加工路線圖的確定,就是對刀點、加工起點、走刀路線及程序終點的選擇;③刀具類型及數量的確定;④裝夾具選擇及裝卡位方法確定;⑤確定好加工過程中是否要換刀和什么時候來換刀,是否需要冷卻液等問題;⑥切削參數的確定(切削寬度及深度、主軸轉速等等問題)。

(2)坐標數據的計算。編程時需要的坐標數據要根據零件圖樣幾何尺寸計算出來,或計算刀具運行軌跡數據。

(3)加工程序單的編寫。編程者需要編寫科學的加工程序,必須根據確定的加工方法及獲得的數據,并運用自身豐富的工藝知識,才能編制出合理、實用的加工程序。

(4)控制介質的制作及輸入程序信息。在加工程序完成后,編程者將程序信息輸入計算機數控系統程序的存儲器中;也可以通過介質將信息導入計算機數控系統程序的存儲器中。

(5)程序運行檢查。在編號程序后要先進行檢查才能用于生產加工,或可以做零件試加工檢查。如何結果不是十分理想,便要進行調整或修改,往往要經過反復的實驗才能達到滿意結果。

以上的各項工作都是由人工完成的,這種編程方式被稱為“手工編程方法”。手工編程是目前一種普遍應用的編程方法,因為在許多機械制造行業里,需要加工大量的由直線或圓弧等形狀簡單的零件,數據計算也簡單,程序檢查簡單容易,所以普遍采用手工編程這種方式,而且手工編程使用的設備簡單易操作,因此操作者可由不同文化程度的人來組成。

3 自動編程方法

自動編程是計算機在編程過程中,除了手工編程的部分外,其余全部是計算機自動完成的。自動編程有效避免了手工編程容易出現的錯誤問題,提高了程序的工作效率,解決了手工編程無法解決的許多復雜零件的編程困難。自動編程是計算機根據特定的編程語言,自動計算出零件所需的數據,自動繪制出零件圖形和刀具運動軌跡,并自動進行檢查修改,自身制定出正確的加工程序。而且在這一系列過程中自動編程的速度要比手工編程快幾十倍甚至更多,大大節省了加工的時間及提高了準確率。

3.1 數控自動編程的類型

使用最為廣泛的自動編程方式是圖形數控自動編程;用數控語言代表加工零件的幾何尺寸、工藝要求的切削參數等,輸入計算機后進行處理得出的數控加工程序是語言數控自動編程;采用語音識別器將編程者發出的加工聲音指令轉變成加工程序,是語音數控自動編程。

3.2 常用的幾個指令編程技巧

(1)刀具補償參數D、H的功能相似,通常可以互換,但是為了防止錯誤出現,一般定H為刀具長度的補償地址,D為刀具半徑補償地址。H的補償號為1～20號,D是從21開始。

(2)M02和M30。二者功能也相似,不同在于執行到M02時,程序光標停在程序末尾,執行到M30時,光標返回程序頭位置,不管是否還有其他程序段。

4 安全操作加工

為了在幾個過程中機床不發生碰撞要注意幾點。

(1)計算機仿真系統的有效利用。

(2)注意機床自帶模擬顯示功能。

(3)機床的空運行功能檢查好走刀軌跡的正確性。

(4)鎖定功能利用好,數控機床進入輸入程序后,鎖定z軸,z軸的坐標值可以判斷機床是否會發生碰撞。

(5)刀具長度補償及坐標系的設置必須準確,機床啟動時坐標系和編程時一定保持一致,否則銑刀和工件就有可能會相碰。

5 結語

數控機床的編程方法對數控機床的現代化發展起著決定性的作用,目前的數控機床編程方法還不盡完善,為了提高數控機床的工作效率,必須合理使用數控機床的編程方法,并且要在現有的基礎上進行創新與發展,使我國數控機床未來的發展有所保障,讓現代化信息技術融入到數控機床的編程方法中去,提高數控機床的工作效率,為國家的經濟建設貢獻一份力量,為人類造福。

參考文獻

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關鍵詞： 數控編程;Pro/E;刀具;切削

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.225

0 引言

目前對于復雜模型數控加工程序的編寫，只依靠手工來完成相當麻煩，不僅容易出錯，而且不便于修改，但現在產品的形狀越來越多樣化，而且對加工也提出了更高的要求。Pro/E軟件是以統一的數據庫管理整個系統，數據庫將整個設計至生產過程集成在一起，數控編程應用Pro/E軟件進行，既可以避免了在加工中對產品的重復設計可能產生的錯誤，又不必在加工過程對產品進行二次建模，數據提取可靠，使用方便。

1 PRO/E進行數控編程的方法

PRO/E軟件不僅可以生成數控加工程序，還可以在計算機上動態的顯示零件的加工軌跡圖。使用PRO/E生成數控加工程序的工作過程是：先用它的CAD模塊的圖形編輯功能，繪制出零件的幾何圖形形成圖形文件，然后用數控編程模塊對刀具軌跡進行處理，從而設置機床類型、坐標和刀具類型等。整個過程中對零件加工軌跡上的每個節點的計算和數學處理，都是由計算機完成，在此基礎上刀位數據文件由計算機生成，然后再對刀位數據文件進行后處理，就可以自動生成數控加工程序了。由此看見，在加工設備固定的條件下，對于工作人員來說，使用PRO/E進行數控加工的關鍵問題就是：如何選擇刀具和怎么確定切削用量。

1.1 選擇刀具和刀具排順

1.1.1 選擇刀具

在PRO/E的NC模塊中，可以在"刀具設定"窗口中的"普通"選項卡中設置刀具的類型、幾何參數及材料等。在選擇刀具及刀柄時，工作人員應根據當前機床的加工能力、切削用量、加工工序等因素來確定。在刀具選擇的時候應遵循的總原則是：刀具要安裝調整方便，刀具本身剛性好、精度高并且不易磨損。同時為提高刀具的剛性，刀具選擇時還要遵循由大到小的原則。關于刀柄的選擇，在加工要求滿足的條件下，我們應盡量選擇短的刀柄。

在實際加工零件時，選擇刀具可以參考下面幾個方面：對于凸形表面的工件，粗加工時，選擇圓角立銑刀或平端立銑刀，在精加工時，因為平端立銑刀的幾何條件沒有圓角銑刀好，所以選擇圓角立銑刀;對于凹形表面的工件，選擇球頭刀對其進行半精加工和精加工，而在對其進行粗加工時，因為球頭刀切削條件較差，所以選擇平端立銑刀或圓角立銑刀;選用錐度銑刀對帶脫模斜度的側面進行加工，盡管通過插值采用平端立銑刀也可以加工，但會因為加大刀具的磨損而影響加工的精度，同時會因為加工路徑變長而降低加工效率……總之，在實際加工中，刀具的選擇不僅要遵循原則，還要根據加工工件的實際情況做相應的選擇。

在實際加工生產中，工作人員銑削平面時常常會選用硬質合金刀片銑刀：采用立銑刀對平面零件周邊輪廓進行加工;選用高速鋼立銑刀加工凸臺、凹槽;會選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀粗加工孔或加工毛坯表面。工作人員常會采用球頭刀具對曲面進行精加工，因為球頭刀具可以保證加工精度，由于球頭刀具的端部切削速度等于零，可以使切削行距取得很密。但是球頭刀具與平頭刀具相比，球頭刀在切削效率以及對工件的表面加工質量都要比平頭刀具差一些，所以，加工工件的時候，在保證不過切的情況下，平頭刀是工作人員的優先選擇。

好的刀具價格自然要貴一些，但是好刀具的精度和耐用度很好，雖然好的刀具在價格上增加了成本，但是好的刀具會大大的提高加工效率以及加工質量，從而又降低整個加工成本，因而孰重孰輕需要我們工作人員自己衡量。

1.1.2 刀具排序

為了提高數控加工的效率，工作人員還需合理的安排刀序。在大多數數控加工中，需要人工對刀具進行測量、刃磨和更換，因而會占用較長輔助時間，從而降低工作效率。刀具排序應注意一下幾點：滿足加工前提下，盡量減少刀具數量;先銑后鉆;分開使用精、粗加工的刀具;裝夾一把刀具后，這把刀具要完成其所能加工的所有部位;先精加工曲面，后精加工二維輪廓;能利用自動換刀的盡量使用自動換刀。

1.2 確定切削用量

工作人員可以在Pro/NC主菜單【制造參數】的下拉菜單【設置】的子菜單中設置切削用量，將之前在計算機上擬定的工藝參數的值設置輸入對應的菜單選項中即可。切削用量設置時注意以下幾點：在粗加工時，提高生產率主要考慮的因素，加工成本也應該同時考慮。在精加工和半精加工時，首先要考慮的是加工質量，其次是加工成本以及切削效率。

加工參數的具體數值應結合實際操作經驗，并根據切削用量手冊、機床說明書來確定，在Pro/NC中有類型豐富參數設置功能。在設置加工參數時，會有很多選項需要設置，要想準確的對加工參數進行設置，工作人員必須充分理解這些參數的確切含義。例如：對于進給速度vF參數值的選擇，因為進給速度與零件的加工精度、刀具、工件表面粗糙度等因素有關，比如當對粗糙度要求高時，選擇進給速度vF的值就需要小些。因此我們在設置該參數的時候要全面考慮。又如：關于加工余量的設置，當X、Y、Z方向的加工余量一致的時候，可以通過選項“PROF_STOCK_ALLOW”完成。但是如果加工余量在X、Y、Z方向上不一致，那就不能設置此項，此時我們可以在“允許的未加工毛坯”和“允許的底部線框”這兩個選項中進行設置;如果要設置粗加工的加工余量，我們可以在“允許的未加工毛坯”這個選項中設置，用該項的設置我們可以同時指定X、Y兩個方向的值，當加工余量在X、Y兩個方向和z方向的值不同時，我們就要對此項進行設置。

要保證零件的加工指令準確和加工效率，關鍵的問題是刀具和切削用量的合理選擇，如何選擇刀具和確定切削用量，是每個工作人員必須考慮的問題，只有處理好這些，才能使數控機床高效率、高精度地完成零件的加工。

2 PRO/E進行數控編程的技巧

2.1 工作目錄的設置

對于工作人員來說，Pro/E的工作目錄的設置雖然很簡單，但是很重要的。設置工作目錄的方法是：啟動Pro/E后，在主菜單【文件】下拉菜單中點擊【工作目錄】命令，在彈出的窗口中設置文件的保存路徑即可。值得注意的是，在選擇工作目錄的路徑中不要出現中文名。

由于Pro/E的缺省啟動路徑是在它的安裝目錄下的BIN文件夾中，在該文件夾中存儲著Pro/E最重要的各種命令，如果開始工作時不設置工作目錄，當我們保存文件的時候，Pro/E會直接把生成的各種文件直接保存到BIN文件夾中，這樣會給之后的文件的管理工作帶來很多困擾。

2.2 Config文件的正確應用

配置文件是PROE的一大特色，掌握各種配置文件的使用不僅可以提高工作效率，減少不必要的麻煩，還有利于標準化、團隊合作等。Config.pro文件是Pro/E的系統配置文件，該配置文件非常重要，進行產品設計過程中我們需要用到Config.pro文件，在加工編程的時候我們也需要用到。因而，正確使用Config.pro文件，是我們每一個編程工作人員應該掌握的技能，這樣才會更加便于之后工作的展開。

2.3 工件坐標系選擇技巧

在實際加工中，工作人員需要選擇數控程序原點，一般情況下都會選擇工件上的某一點，并以該點為原點建立一個工件坐標系，實際加工時的工件坐標系就是Pro/E進行程序設計時的坐標系。工作人員在進行工件找正和數控編程的時候，合理的確定工件坐標系非常重要。

程序原點應盡量選在零件的工藝基準和設計基準上，這樣可以提高零件加工精度。在選擇程序原點時候，工作人員可以參考以下幾點：1） 程序原點在機床上應該容易找正;2）程序原點所引起的加工誤差小;3）編程方便，對刀誤差小;4）方便加工時檢查。如：為了容易找到交線的位置，程序原點可以選在互相垂直平面的交線上;對于以孔定位的工件，程序原點就可以選擇孔的中心。

總之，在Pro/E中進行數控編程的時候，工作人員除了熟悉Pro/E數控加工的工作流程以外，一定要注意刀具的選擇和排序原則，切削用量的設置方法，還需要注意一些技巧，切不可因為一個小小的疏忽而造成不必要的經濟損失。

參考文獻：

[1]王忠.淺析Pro/E數控加工中的參數設置[J].海南廣播電視大學學報，2008.

[2]丁暉.數控機床刀具的選用與編程[J].中國新技術新產品，2009.

[3]何志昌.淺談數控刀具與切削用量[J].大眾科技，2010.

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一、概述

數控加工技術已成為現代制造技術的核心，采用數控機床加工零件時，往往會遇到被加工的零件中有多個相同內容。零件在數控機床上進行加工時，對零件上的相同內容進行加工的刀具路徑是一樣的，因此相同部分的程序代碼也是一樣的。如被加工的零件中多個相同減輕重量的圓、多個相同的通風口等。對于數控編程者來說，遇到這種情況確定的加工方案與編程的方法很多。問題是要實現編制的程序精簡，也要便于管理，對于編程者來說采用固定循環就顯得尤為重要。

二、相同內容的編程方法

下面以一個實例，詳解相同內容的編程方法。需要說明的是：以下編程方法暫且不考慮刀具補償、設備轉速與進給。

1.主-子編程法

主-子編程法是將相同被加工內容編制成一個獨立的加工程序并將其作為子程序，在主程序中來反復調用。圖1所示的某產品機箱側板零件有54個相同的矩形，將54個相同的矩形加工路線編制成一個子程序，然后在主程序中增加子程序調用指令M98來反復調用子程序，程序如圖2所示。

主-子編程法將被加工零件分解開，化整為單，簡化編程。但在FANUC Oi數控系統中子程序和主程序是相互獨立的，子程序和主程序一樣，必須有自己獨立的程序名，都是以大寫字母“O”開頭的（如主程名是O0188，子程序名是O0189），主程序和子程序也是單獨的存儲在系統中，和主程序一樣占用系統的程序容量和存儲空間。對于操作者和程序管理來說只看程序名，在系統程序目錄中往往難以區分程序的主、子關系。FANUC Oi數控系統在對程序編輯、驗證時，主程序和子程序又不能同時在系統工作界面上進行控制操作控制，要不斷地反復切換。在對程序管理和程序校驗時給操作者帶來了一定的麻煩。

FANUC Oi數控系統的程序名編號資源也是及其有限制的（通常是0000～9999），在實際應用中極易被用完，一旦用完，就需要將暫時不用的程序傳輸出來，因此往往需要反復輸出或輸入程序。在程序輸出或輸入過程中，也要將主程序和子程序分別進行輸出或輸入，這在程序管理上就給操作者和管理者帶來了不便。

2.順序編程法

順序編程法是按加工順序進行逐項編程。如圖1所示從左向右按順序進行加工54個矩形，程序如圖3所示。

順序編程法編制的特點是程序繁長，54個矩形要重復53次相同的程序段（N035～N085與N095～N145代碼相同），程序量很大，檢驗重復性工作太多，而且程序占用容量和存儲空間也相應的比較大。

3.固定循環編程法

固定循環是將被加工相同的內容的程序代碼在一個程序中反復循環。應用FANUC Oi數控系統（因FANUC Oi數控系統沒有某一段程序的反復循環指令）中的公共變量、邏輯比較運算及IF條件轉移語句來實現某一段程序的固定循環，程序如圖4所示。

采用固定循環法，同樣也是將被加工零件化繁為簡，將主-子編程法中的子程序（即第1個矩形的程序代碼序）放入主程序中反復循環執行，程序就得到了很大程度的優化，解決了程序編號資源。同時，也將順序編程法中的54個相同程序段合為一個，程序顯得更為精簡，從而使整個程序不顯得繁長。

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35kv岜盆、山圩、東門、中東、渠舊變電站為2010年農網升級改造工程35kV變電站增容技改項目，2013年10月6日出現開關遙控返校超時，無法對可控開關進行遙控返校操作。經過半年來大小十余次的反復實驗，最終找到了問題的主要原因。最后以設備的異步通信方式解決了變電站不能遠程遙控、返校的問題，在不更新通信設備的情況下，成功實現了5個技改變電站穩定遙控與返校。為公司節約了設備更新費用，同時也為公司推近變電站無人值守化奠定了物質基礎。

本文結合扶綏供電公司電網調度自動化系統廠站工程技改后的實際應用和存在問題，對如何解決本公司電網調度自動化系統5個廠站技改后無法進行遠程遙控返校的技術問題進行系統闡述，謹供同行交流、參考。

【關鍵詞】調度自動化；廠站；主站；協議轉換器；波特率

1 基本情況

35kv岜盆、山圩、東門、中東、渠舊變電站為2010年農網升級改造工程35kV變電站增容技改項目，綜合自動化設備于2012年9月19日前全部完成竣工驗收，2013年5月23日前全部完成調度自動化系統聯調，遙測遙信上傳均正確。渠舊站開關遙控均正確，變壓器檔位可升檔不可降檔；岜盆變除304開關及3011、3021刀閘外的其余開關可實現遠方遙控；山圩變0351、3011、3021刀閘遙控不成功，返校超時；東門變全站開關刀閘遙控點共23個，其中909開關遙控成功，其余開關刀閘未進行遙控試驗；中東變開關遙控正確。6月17日前完成了所有站聯調存在問題的整改，遙測遙信上傳均正確，開關遙控均正確。2013年09月底公司欲推進變電站無人值守工作，10月初對岜盆站進行開關返校試驗時，出現開關遙控返校超時，無法對可控開關進行遙控返校操作，經檢查發現山圩、東門、中東、渠舊4個技改變電站也存在相同的情況。

2 主要問題和情況

這五個變電站從技改到正式投運后，調度自動化主站端均不能正常對廠站進行遠程遙控返校。故障表現特征是：變電站通信機與協議轉換器只要任意一端設備重啟或者將變電站通信機與協議轉換器連接的RS232數據線拔出一定時間后，再接回系統，整個系統即刻恢復正常。但持續時間不長，好的情況半天后不能全站遙控返校，差的情況1～2小時后就不能全站遙控返校。換回技改前山東積成的通信機后無此故障出現，5個技改站有4個采用許繼的通信機，1個采用四方的通信機。其中，又以許繼的最為頻繁，四方的稍好。

3 問題主要方向和觀點

公司電力調度控制中心對故障處理方向和觀點：認為租用的電信通信線路和山東積成的CDT遠動規約是沒有問題的，故障的根本原因是變電站端的通信機與電信的協議轉換器設備沒有協調好造成的。應該可以通過兩種方式解決，一是要站端通信機去匹配電信的協議轉換設備。二是電信的協議轉換設備去匹配站端的通信機。由于對變電站端通信機工作方式與原理等不是很熟悉（歸口管理部門是輸變電），不能按廠端通信機設備廠家要求，提出變電站端通信機的修改意見。因此，我們主要從第二點去尋找解決問題的方法，即用電信的協議轉換設備去匹配站端的通信機。

4 現場處理過程

根據公司設備部、輸變電、電力調度控制中心三方故障處理協調會會議精神“務必使技改后的5個變電站實現‘四遙’，實現遠方監控，實現真正意義上的‘無人值守’”。根據這一要求，從2013年10月受命設備部要求解決該問題，至2014年4月中旬解決問題為止（設備穩定遙控返校），主要經歷了3次主要調試過程，期間我們還與輸變電配合進行過多次的小規模的調試。

第一次是2013年10月31日，由輸變電牽頭以岜盆站為基點進行測試，期間經過反復測試根據主站端的反饋，他們捕捉到了誤碼。我們隨即對誤碼展開分析，從通信上講出現誤碼問題只可能有三種情況，即語法、語義和時序（即定時與同步），又根據CDT規約的傳輸要求可以排除語法和語義的問題。因此，我們認為一定是時序（即定時與同步）可能出現了問題。所以隨后我們做了以下處理：（1）要求電信將自動化通信線路帶寬由4M升至10M（實際2M就可以滿足自動化通信的要求）。（2）根據RS232傳輸的特征由1200波特率降為600波特率，降低波特率主要是為了糾正誤碼。岜盆變電站經過這樣調整后，好消息是絕大部分開關可以長時間遙控，壞消息是岜盆變電站不定時的出現誤報。我們以為找到了大致處理問題的方向隨即對山圩變電站和中東變電站也做了相同的處理測試。經測試發現山圩變電站和中東變電站問題依舊（三個站都為許繼的通信機）證明岜盆站只是個特例不具有普遍性。

第二次是2013年12月17日，由電力調度控制中心牽頭以山圩變電站為基點進行測試，期間經過反復的測試發現一個重要問題，相對于岜盆變電站，山圩變電站傳輸上無誤碼，但延時非常嚴重，即主站下發一個指令廠站需要2分鐘以上才能返回。通過表面現象看廠站是有馬上回了一個返校成功的指令給主站，但主站為什么會2分鐘后才收到呢？隨即展開了對電信協議轉換器的分析，通過對“變電站端通信機重啟或是協議轉換器重啟一下就正常一段時間”的情況分析又發現有兩種可能既：（1）因為協議轉換器是轉換協議的，因此必然存在存儲與轉發的過程，有存儲與轉發的過程，必然存在延時（即數據處理的開銷）。有沒有可能是協議轉換器存儲與轉發過程中，由于廠站端送來的數據過快未來得急處理而造成的擁塞？我們假設即廠站送來1200波特率的數據，協議轉換器可能只轉發或處理了1150波特率的數據（損耗說）。（2）就是廠站端上送的數據幀可能大于1200波特率，在一個時間周期內轉發不完，然后被分段傳輸經過不段的積累造成了延時。根據以上這兩個分析我們隨后做了如下處理：（1）與電信設備的供應商聯系看能不能修改協議轉換器的緩存清理機制，滿即清空。（2）提升主站和廠站端收發碼速率，由1200波特率改為9600和19200波特率，之所以提高轉發速率是讓數據幀能在一個時間周期內發送和處理完。對于第一點，電信設備供應商提供按我們要求修改的新8口協議轉換器接入岜盆、渠舊變電站效果明顯，岜盆、渠舊變電站大部分開關可返校正確。但仍不能完全解決問題。對于第二點山圩變電站在改大波特率后出現誤碼等情況，可視為無改觀。山圩變電站改回1200波特率后接到8口協議轉換器上，與岜盆變電站一樣效果明顯但仍不能完全解決問題。

第三次是2014年3月27日，還是由電力調度控制中心牽頭以山圩變電站為基點進行測試。針對岜盆變電站和渠舊變電站的“逐步改善但不穩定的實際情況”，結合對許繼通信機發碼報文特征的分析，即“許繼站端報文長度要比山東積成的長”。檢查山圩變電站上傳的數據，發現許繼通信機發送的每幀數據達到408個字節，用1200波特率上傳需要3500毫秒（3.5秒）才能傳送完成。將許繼通信機發送數據的方式改為每秒1幀，協議轉換器、和許繼通信機波特率

調整為9600波特率，用這個波特率發送408字節只需要400毫秒左右。實際效果中，控制功能開關的速度比之前快了（這是由于用9600波特率發送一幀數據比用1200的波特率發送一幀數據，節省了大約3秒時間，一個控制周期就縮短了大約6秒時間），但仍是有部分開關需要重復操作才成功。我們隨即又提出另一種設想，可不可以采用異步的通信方式去匹配許繼通信機的發碼？使主站協議轉換器能在一個時間周期內處理完廠站上送數據不至于出現可能的數據擁塞。隨即我們在協議轉換器上做了如下設置，發碼端（廠站）上送數據波特率不變，改大接收端（主站）接收的波特率。經過反復實驗和測試最終確定為1：8效果最為明顯，即以廠站通信機與單口協議轉換器以1200波特率的運行方式發送接收信號，主站數模轉換設備與16口協議轉換器以9600波特率的運行方式接收發送信號，最終實現了5個技改變電站穩定遙控返校。

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關鍵詞：職業教育；數控編程課程；教學銜接

一、引言

職業技術教育的銜接不僅有文化基礎課的銜接，專業基礎課的銜接，還有專業核心課的銜接。職業技術教育不同層次的銜接主要是綜合素質能力的銜接，中職畢業生在鑒定和認可的課程標準基礎上，再通過高職教育教學與實訓，得到了自身能力的提高和學習，實現了中職技能型為主的人才教育向高職技術性為主的人才教育之間的轉化。這要依靠課程結構和教學內容的重新組合和創新，也有賴于整個教學全過程的整理優化和設計。本文對高職數控專業核心專業課《數控編程與加工項目化教程》課程與中職數控專業核心課程《數控車床編程與操作基本功》課程的教學銜接進行探討。

二、數控專業中、高職培養目標的銜接

培養目標銜接是課程銜接的前提條件。培養目標是反映某類教育本質特征的重要方面。數控專業中、高職教育在培養目標上有許多共性，都具有特色鮮明的技術性和職業性，都注重學生職業能力或職業技能的培養與訓練，注重學生專業理論知識應用能力、專業技術使用能力和職業技能運用能力的培養，但是兩者畢竟是不同層次和不同類型的教育培養。

數控專業的中等職業教育是針對數控車床操作這一具體的職業崗位，以培養學生基本操作技能為主體，強調學生掌握數控車床基本操作和專業基本理論，達到初、中級數控車床操作工的培養目標。同時，圍繞這一職業要求所必須具備的文化知識、思想品德和職業道德。數控專業高職教育具有面向數控技術這一職業，它高于數控專業中職教育培養的技術型、操作型人才規格，是以職業崗位的技能和知識為導向，以主要獲取職業能力和提高整體素質為目標，通過對學生進行嚴格的教學和實訓，培養具有大專以上知識理論水平、掌握成熟的數控技術理論和管理規范、畢業后能勝任本職業崗位的高等應用型人才。因此，數控專業中職教育為數控專業高職教育提供必要的學習準備和職業技能實訓，數控專業高職教育是數控專業中職教育的延伸和提升，實現數控專業中、高職教育的合理銜接，即培養目標的銜接。

三、課程主線的確定

中職《數控車床編程與操作基本功》課程以職業崗位所需要的技能和知識為導向，課程的主要任務是培養學生以數控機床為對象，使學生較全面地了解數控車床的基本知識，掌握數控車削加工編程方法、掌握數控車床操作技能等。通過本課程的教學，使學生達到下列要求：

（1）了解數控系統的基本組成等基本知識；

（2）掌握數控車床的特點、工作原理等基本知識；

（3）掌握數控車床的機械結構特點等；

（4）掌握數控車床的手工編程方法和技巧等；

（5）掌握數控車床的基本操作和要點方法。

高職《數控編程與加工項目化教程》課程以職業崗位所需要的技術和知識為導向，課程的主要任務是培養學生具備數控機床操作加工、數控加工工藝分析與編程調試以及數控機床的選用、驗收與維護的專業技能。通過本課程的教學，使學生達到下列要求：

（1）了解機械加工工藝過程的一些基本概念，了解機床夾具的組成及作用，掌握工件在夾具上定位分析，掌握工件夾緊的基本方法；了解常用刀具的種類，幾何角度，耐用度和壽命，了解工件主要表面加工方法及加工方案；

（2）學會正確選擇數控加工內容，掌握數控加工工藝分析方法，學會設計數控加工工藝路線，學會編寫數控加工文件；

（3）了解數控刀具系統的種類及特點，掌握數控刀具的選用方法，了解數控機床附件的種類及其使用方法；

（4）了解數控機床坐標系、工作坐標系、附加坐標系及坐標系的原點等基本概念；掌握手工編程、自動編程及CAD／CAM編程原理和方法；

（5）掌握數控加工程序編制方法和步驟、學會進行數控編程的數值計算，掌握刀具補償的基本概念，掌握手工編程技巧；

（6）掌握數控車床編程基本技巧；掌握數控銑床編程技巧；掌握數控加工中心編程技巧。

綜上所述，中職《數控車床編程與操作基本功》課程主線強調基本知識和具有運用、操作數控車床的能力，這是以動作技能為主、有一定心智技能的能力。高職《數控編程與加工項目化教程》課程主線強調基本知識和具有操作數控機床編程操作熟練的能力，這是以技術應用為主的能力，如分析、判斷、編程計算和計算機輔助技術應用等技術。

四、課程知識點的銜接

中職《數控車床編程與操作基本功》與高職《數控編程與加工項目化教程》是數控專業的一門核心主干課。中職與高職層次課程知識點具體如下：

中職一共分七個項目二十三個任務：

項目一：數控車床的基本認識。任務一：數控車床的認識；任務二：數控車削加工工藝；任務三：數控車床中的坐標系。

項目二：軸類零件的車削。任務一：外圓的車削；任務二：階梯軸的車削；任務三：錐面工件的車削；任務四：圓弧工件的車削；任務五：復雜軸類工件的車削。

項目三：槽類工件的車削。任務一：淺槽的車削；任務二：深槽的車削；任務三：V型槽的車削；任務四：圓弧槽的車削；任務五：復雜槽的車削。

項目四：編制螺紋的車削。任務一：連續螺紋的車削；任務二：三角形外圓螺紋的車削；任務三：梯形螺紋的車削。

項目五：盤類工件的車削。任務一：簡單盤類工件的車削；任務二：復雜盤類工件的車削。

項目六：套類工件的加工。任務一：簡單套筒類工件加工；任務二：復雜套筒類工件加工。

項目七：綜合工件的加工。任務一：復雜軸類工件的加工；任務二：配合件的加工；任務三：批量生產。

高職一共分三個工作模塊十一個項目：

工作模塊一：數控車削編程與加工。項目一：手動車削定位銷；項目二：數控車削錐軸；項目三：數控車削球頭螺桿；項目四：數控車削軸套；項目五：數控車削球頭聯軸節；項目六：數控車削橢圓軸。

工作模塊二：數控銑削編程與加工。項目一：數控銑削U形槽板；項目二：數控銑削六方模板；項目三：數控銑削凹半球曲面。

工作模塊三：數控加工中心編程與加工。項目一：加工孔板；項目二：加工座板。

五、教學方法的銜接

中職《數控車床編程與操作基本功》課程中已經學習的基本內容，特別是數控車床編程的相關內容，在高職《數控編程與加工項目化教程》課程中可以根據具體內容省略、精講或拓寬加深，如數控車削橢圓軸用宏程序編程加工。其次，數控銑床和加工中心的教學是中職教學的一個延伸和提高，另外，高職針對《數控編程與加工項目化教程》的課程專門設置了2周數控車床實訓、2周數控銑床和加工中心實訓，這樣既在理論學習的基礎上，更加強化了動手操作能力和職業素養能力，培養了學生的職業性、專業性、技能性，并且以職業資格證書考核學生技能，如中級、高級數控車工和中級、高級數控銑工等，提升了學生職業素養和技術水平，為其提供了很好的就業前景。

數控專業核心專業課高職《數控編程與加工項目化教程》與中職《數控車床編程與操作基本功》的教學銜接，是核心專業課教學銜接的核心內容之一。本著以培養目標的所需能力和知識，以教學主線為主，教學內容項目化教學，相關知識點也是由淺入深、由簡單到復雜、從基礎到提高、最后到提升的有機結合，以及在課程實踐教學中以技能訓練為主過渡到以技術應用為主的綜合實訓。

要實現中、高職“數控編程”課程的合理銜接，我們要認真分析中、高職課程的現狀，依賴多種銜接模式和教學配合，合理開發職業教育數控編程課程的培養目標和教學大綱、合理地進行教材選用，從而提高數控專業核心課程的教學質量，為培養優秀人才提供更好的臺階。

參考文獻：

［1］ 肖愛武，何榮譽.數控編程與加工項目化教程［M］.南京：

南京大學出版社，2012.

［2］ 陳洪濤.數控加工工藝與編程［M］.北京：高等教育出版

社，2006.

［3］ 郭仁生.高中職“機械基礎”課程的教學銜接研究［J］.

湖南工業職業技術學院學報，2003，（4）：78-81.

篇6

關鍵字:數控技術 智能化 知識工程 UG

Intelligent CNC programming system of

Liu Hao xu

(Tianjin Polytechnic university, Tianjin, Jixian 300160)

Abstract: In this paper, the advanced digital manufacturing technology in practical application problems, through analysis of the NC Technology and Industry Current, comprehensive development of numerical control technology in today world trends, discusses the development of NC technology. Study of knowledge acquisition, knowledge representation and knowledge reasoning in the CNC programming applications; in the intelligent NC programming system architecture language basis, to UG for the plateform use SQL Server database and UG Open API and Visual C + + develoption tools, development intelligent NC programming system; through the application programming examples demonstrate the feasibility and practicality of the research.

Keywords: Intelligent knowledge engineering CNC technology UG

一、數控編程系統智能化的概念和基礎

數控編程是數控加工準備階段的主要內容之一,通常包括分析零件圖樣,確定加工工藝過程;計算走刀軌跡,得出刀位數據;編寫數控加工程序;制作控制介質;校對程序及首件試切。有手工編程和自動編程兩種方法。總之,它是從零件圖紙到獲得數控加工程序的全過程。

數控編程分為手工編程和自動編程.手工編程是指編程的各個階段均由人工完成。對于幾何形狀復雜的零件需借助計算機使用規定的數控語言編寫零件源程序,經過處理后生成加工程序,稱為自動編程。隨著數控技術的發展,先進的數控系統不僅向用戶編程提供了一般的準備功能和輔助功能,而且為編程提供了擴展數控功能的手段。

而在數控編程系統的工作中,數字模型是工作的關鍵,同時也是數控編程系統的基礎,它在編程系統中所包含的信息量直接決定了數控編程系統的智能化發展程度。同時,這些在數字模型中所包括的信息在數控技術家中傳遞的方式也會對數控編程系統的智能化發展程度帶來一定的影響。同時,由于數學模型的發展包括:線框、曲面和實體,這些模型在結構上的不同,對描述同一物體所表述出來的信息量也是不一樣的。

二、數控編程系統智能化的研究現狀

就我國企業的發展上來看,國際上先進的數字化制造技術并沒有在我國的企業中得到廣泛的應用。

而就目前數控編程系統的智能化的進程上來看,主要表現在實體模型。在實體模型結構基礎上,數控編程系統已經實現了部分智能化。由于實體模型是通過特征造型的手段獲得的,因此在編程過程中,如何獲得這些特征,然后直接針對這些特征直接進行編程操作,并在操作過程中根據專家系統的支持提供更多的自動操作選項,成為當前智能數控編程系統的一個主要的發展方向。

三、基于UG的模具智能化數控系統的開發

(一)、知識庫獲取

數控編程是一個經驗性很強的領域,CNC工程師的經驗知識對加工效率、加工質量都有著較大的影響。數控編程經驗知識的主要特點有:首先,數控編程技術是無形的,只存在于CNC工程師的大腦中,并沒有實體上的形態。其次,由于數控編程技術的無形性,因此完全來源于CNC工程師自身的主觀意識,但是由于不同的CNC工程師自身工作經歷、知識結構等因素的不同,他們對相同問題形成的經驗知識可能產生一定的差異,這就說明數控編程技術是具有一定的差異性的。第三、CNC工程師隨著經驗知識的積累或生產技術條件的改變和完善,他們對原來數控編程所存在的問題可能會出現有新的見解,從而就會原有的數控編程加以相應的改善。為了最大限度地獲取和利用CNC工程師的經驗知識,針對上述這些特點,本文制定了經驗知識的獲取步驟,如圖一:

(二)知識的表示

根據數控編程知識的特點,采用了將面向對象的表示法和BNF范式(Backus-Naur Form,巴科斯-諾爾范式)相結合的表示方法.基于對象的BNF范式表示數控編程領域知識的句法如下:

::=類

類::=

::=

::=

::=

::=[規則推理(RBR)] | [實例推理(CBR)]

::=

::=[粗銑] | [半精銑] | [精銑] | [粗鏜] | [半精鏜] | [精鏜] | [鉆] | [擴] |[鉸] | [粗車] | [半精車] | [精車]

::=

::=

::=

::=

結束類

通過BNF范式可以有效地將數控編程領域的知識進行融合,同時也便于實現對數控編程知識庫中知識的管理和維護,支持知識庫中知識的檢索、查詢、更新,保持知識的有效性和一致性。

(三)知識的推理。CBR的推理過程主要由實例問題的描述、實例檢索、實例修正、實例存儲等組成。

1.實例問題的描述主要是在計算機中將待求解的問題通過合理的知識表示形式表達出來,以便于計算機識別和處理;

2.實例的修正通過人機交互界面的方式實現.在數控編程實例推理的過程中,當檢索結果不能滿足實際需要時,可以對加工方法、工件材料、刀具幾何參數、進退刀設置等信息進行修正,并作為新的實例添加到實例庫中,進一步地充實實例庫。

(四)體系的搭建

在研究了知識工程技術應用于數控編程領域的基礎上,設計了智能數控編程系統的體系結構。分為數據層、應用層和用戶層。

1.用戶層提供了智能數控編程系統用戶接口,負責與用戶的交互,處于系統架構的頂部.用戶通過人機交互界面,可以方便的操作、管理和維護系統。

2.應用層為用戶提供各種服務,是整個系統結構的核心.主要包括三部分:①前處理.運用知識工程技術獲取數控編程方案,提供數控編程所需要的各項參數信息.②智能數控編程.依據數控編程方案,根據編程向導的指引對零件進行加工,生成的編程操作由知識顧問診斷后反饋到知識庫中.③后處理.對創建的數控操作進行后置處理,生成符合機床數控系統要求的NC代碼,以文檔形式輸送到生產車間。

3.數據層包括了加工特征庫、編程資源庫(零件信息庫、機床信息庫、刀具信息庫及工藝信息庫)和知識庫,是智能數控編程系統運行的基礎,采用了ODBC作為數據的底層訪問方法。

(五)系統的實現

由美國UGS公司推出的UG軟件,是面向制造業的集CAD/CAM/CAE功能于一體的三維參數化軟件,具有數字化產品設計、制造和分析功能.UG CAD與CAM高度集成,具有統一的數據管理,并包含了KF(Knowledge Fusion)知識熔接模塊,可以進行知識處理.UG CAM為用戶提供了模板設置功能,可將常用的操作參數設置為默認值,自定義為加工模板,避免每次編輯新操作時重復定義參數的繁雜工作,提高零件編程效率.UG提供的二次開發功能.其開發語言簡單易學,功能強大,可以方便用戶定制個性化的功能,便于為用戶開發有針對性的專用系統,可以實現單憑交互方式操作UG難以實現的功能,為企業在市場上的競爭力提供有力的平臺.基于UG的諸多優點,本系統采用UG作為開發應用平臺,系統數據庫系統選用SQL Server2000,開發工具為UG/open、VC++6.0及UG后處理構造器。UG提供的二次開發功能可以方便用戶定制個性化的功能,便于為用戶開發有針對性的專用系統,在系統的開發實現過程中,遵循軟件工程理論,為用戶提供了良好的人機交互界面,采用模塊化思想,按照設計過程和模塊實現的功能將系統劃分為幾大功能獨立的模塊,模塊之間以及模塊的各組成部分之間也具有一定的獨立性。

綜上所述,數控技術是先進制造技術的核心,是制造業實現自動化、網絡化、智能化、復合化等的基礎。知識工程作為一種新型的智能設計方法,利用知識工程技術可以在數控編程過程中提供相關的知識,有利于實現數控編程的參數化、自動化和智能化,進而提高企業數字化制造技術水平。在對知識工程技術的在數控編程中的應用就出上開發出來的智能化數控編程系統,就是為了更好的提高企業在數控技術上的發展水平,促進數字化制造技術的發展,從而帶來剛好的發展前景。

參考文獻:

[1]汪俊俊.論數控技術發展趨勢――智能化數控系統.裝備制造.2009(06);

篇7

【關鍵詞】數控車；橢圓；編程與加工

1.引言

數控車床對橢圓零件的編程方法主要分為自動編程和手工編程兩種。使用自動編程軟件生成的程序，由于其程序冗長，使得加工時間拉長，加工效率并不高[3]。如果采用手工編程，根據數控機床的性能，合理選擇編程方法，既能避免零件程序冗長的缺點，提高加工效率，也能保證零件的加工質量。

對橢圓零件手工編程的方法有輪廓直線擬合編程、四心法橢圓編程和宏程序編程三種。本文針對FANUC 0i Mate TC數控車床，詳細介紹各種橢圓編程方法，并對橢圓類零件的編程加工給出了合理建議。

2.輪廓離散逼近擬合編程

不同的數控車床對橢圓零件加工的插補原理基本相同，實現插補運算的方法有直線插補和圓弧插補兩種。輪廓離散逼近擬合就是采用直線插補和圓弧插補的原理編程的[1]。

如圖1所示零件圖（零件毛坯為Φ52棒料），將橢圓輪廓以3.0mm為間距橫向等分10部分，得到A、B、C、……G、H、I九個點，以O點為編程原點，得出該九個點的編程坐標如圖所示。其中曲線OAB段以三點確定一個圓的方法擬合得到圓弧段OB半徑為R16.86（AutoCAD繪圖得到）。則該橢圓曲線通過輪廓離散擬合的原理轉換成圓弧和若干直線段，這樣就可以用一般指令完成零件的編程加工，其NC程序如下：

3.四心法橢圓編程

四心法繪制橢圓是橢圓的一種近似畫法，四心法橢圓編程就是采用這種思想，利用AutoCAD繪圖軟件將橢圓零件圖（如圖2所示）轉換成用四心法繪制橢圓的零件圖（如圖3所示），將橢圓軌跡轉換成圓弧，這樣就避免了數控車床上沒有橢圓插補功能的不足，利用G02/G03圓弧插補擬合橢圓軌跡，其NC程序為O0002。

4.宏程序編程

宏程序就是采用變量的程序。與一般的程序編制相比，宏程序中的地址字符后為一變量，我們可以根據實際情況給變量賦值，并能進行變量間的計算和跳轉[2]。采用宏程序對橢圓零件編程可以分為直角坐標編程和極坐標編程兩種方法。

4.1 宏程序直角坐標編程

橢圓的標準方程為：

如圖4所示，OA為橢圓短半軸（OA=b），OB為橢圓長半軸（OB=a），α角為橢圓平面角，β角為橢圓極角。結合圖4可看出平面角不能完全反映橢圓動點C的長半軸和短半軸。要使橢圓正確加工達到終點，在編程中應將圖4中的極角β代替α才是正確的[2]。β角的確定方法有兩種：一種可以通過Auto CAD繪圖軟件直接得出極角，如圖5所示平面角度為120°，繪圖后得極角為111°；另一種方法也可以通過數學推導公式。（推導過程省略。）將橢圓參數方程轉換成數控車用參數方程如下：

5.結論

通過實際加工生產驗證，以上編程方法均能完成橢圓零件的加工，其特點如下：

（1）采用輪廓離散編程逼近橢圓時，其橢圓輪廓度與編程所用的步距大小有關，步距越小，加工精度越高，但刻意減小步距來保證加工精度又會使計算量加大，數控系統處理速度降低，進而影響加工效率[1]。

（2）四心法橢圓編程，是將橢圓曲線轉換成圓弧，用G02＼G03指令編程，簡單易懂，其關鍵是采用四心法將帶有橢圓圖紙的橢圓部分轉換成圓弧。但其橢圓度差些。

（3）宏程序編程中，其工件加工表面質量主要取決于每次增加Z向歩距或角度大小，增加量越小，其精度越高。當以角度作為變量編程時，其加工精度比前者高，且程序簡短，但需要特別注意編程角度為極角，而非平面角度。

用宏程序加工橢圓時，由于橢圓分層切削，加工路徑長，在數控競賽或批量生產時，為節約時間，提高生產效率，可采用前兩種方法作為粗加工，切除工件大部分余量，然后調用橢圓宏程序精加工。以上方法各具特色，對于橢圓零件的編程加工，應根據具體情況而定。

參考文獻

[1]吳凱.數控車床加工橢圓曲線輪廓編程方法的探討[J].機械研究與應用，2010（06）：51-54.

篇8

關鍵詞：數控編程；UG；加工仿真

在當前機床加工的過程中，數控編程是一種十分有效的加工方式。其主要包含的內容有從加工要求中進行分析，并且在此基礎上滿足工藝設計的要求，進而對加工方案予以確定，同時還包括對機床、夾具以及刀具的合理選擇，這樣才能對走刀路線進行確定，保證切削用量的有效性。除此之外，在工件幾何模型的建立上，數控加工也具有重要的作用，保證加工程序的有效性以及合理性。本文主要探討的內容是基于UG環境下，數控編程以及加工仿真的具體過程，希望能夠今后的工藝加工有所幫助。

1 概述

在進行數控編程的過程中，如果問題的復雜程度有所不同，那么就可以采用數控加工程序進行編程，運用手工編程的方式或者計算機編程的方式，以有效的解決問題。在采用手工編程的過程中，主要是通過人工的方式完成的。在編程的各個步驟中可以對所編制的零件數加以有效的控制，其所需要解決的主要問題在于點位加工以及簡單形狀的幾何編程問題。而另外一種編程方式主要是運用了計算機進行輔的編程，在計算機的幫助下，可以實現自動化的加工，幫助零件的生成。計算機編程可以應對難度更加的編程問題，所以是當前比較倡導的一種編程方式。

2 數控編程技術在UG環境中的應用

在數控編程過程中，目前基本上都是在UG的環境下得以實現的，UG主要是以三維主模型為基礎建立起來的方法，能夠對刀具的運行軌跡加以生成，在這之中主要包含了幾種加工方法，例如銑削、線切割以及車削等。

在UG的環境下，采用數控編程技術的關鍵性步驟主要有以下幾點。首先是要將加工零件所使用的工藝進行詳細的分析，并且根據對零件形狀要求的不同，甚至是尺寸以及質量等要求的不同，選擇的工藝參數也具有一定的差異，在工藝參數的基礎上，進一步實現數控編程的過程。通常情況下，CAM環境是經常會遇到的一種UG環境，在對其設置時，對刀具以及父節點的選擇與建立都是相當重要的，其中當然還包含了對刀軌進行檢驗的內容。

具體的CAM環境在設計時，應該認識到加工環境直接影響著操作基礎，所以一定要嚴格對加工環境予以約束，保證其能夠順利的實現。所以配置與設置是相當重要的。配置是設置的前提條件，沒有合理的配置，就不能選擇正確的設置類型以及操作方式，這樣才能實現對設置進行有效選擇的目的。當啟動UG的相關模塊后，就會彈出相應的配置以及設置對話框，令人們進行自主選擇，然后才能自己進入到相應的UG加工環境中。

其次，在進行加工過程中，忽視了對刀具的選擇，同樣在開啟對話框后，就會以刀具視圖的形式展，進一步在UG道路中選擇相應的調入零件以及工藝流程。

第三個步驟是對父節點組進行創建。在這之中主要包含以下幾個方面的內容。一是要對幾何體進行創建，以固體火箭發動機中的陽球體為例進行分析，其中主要包含三個部分的內容，分別是零件、毛坯以及夾具，只有這三個部分結合在一起，才能最終運用數控編程程序將主模型進行裝配，主模型的主要作用是對指向零件進行文件裝配，其中還包含了對零件信息的引用。但是需要注意的是，幾何體只是存在于裝配文件之中的，而并沒有在裝配文件中得到復制。主模型的另外一項重要作用就是對零件予以保護，防止出現設計數據丟失的狀況，保證零件符合設計的標準，數控人員用用對裝配文件的可寫權以及對主模型的讀取權。主模型是引用到加工中的，因此編程人員不能修改主模型。但是，由于加工裝配文件引用了主模型的數據，所以任何對主模型修改都將更新整個裝配件。

第四，創建操作。進入向導對話框中的程序視圖，依據加工工藝規程創建相應的操作。在創建操作的過程中主要涉及到以下兩方面的內容：（1）操作類型設置。其中包括操作類型、父幾何體、刀具及加工方法等參數的選擇；（2）切削參數設置。在這里指定與具體加工過程中相關的一些參數置。主要有檢查幾何體、切削步長、行距、切削方式、進退刀方法等參數。參數項目的種類隨操作類型的不同而有些變化。

3 基于UG的加工過程仿真

由于零件形狀復雜多變，且在刀具軌跡生成過程中一般不考慮具體的機床結構和工件裝夾方式，因此所生成的零件程序并不一定能夠適合實際加工情況。所以在零件數控程序生成后，需要對其正確性進行進一步檢驗。

實際生產中可以用“空運行”和“試切”的方法對零件程序進行檢驗。但空運行只能對機床運動是否正確及有無干涉碰撞作粗略的估計，不夠精確；而“試切”方法，雖然精確，但是一項費時昂貴的工作，其效率低成本高，此外試切過程的安全性也得不到保障。

在計算機上利用三維圖形技術對數控加工過程進行模擬仿真，可以快速、安全和有效地對NC程序的正確性進行較準確的評估，并可根據仿真結果對NC程序迅速地進行修改，免除反復的試切過程，降低材料消耗和生產成本，提高工作效率。因此，數控加工過程的計算機仿真是NC程序的高效、安全和有效的檢驗方法。在UG中進行虛擬加工過程仿真需要做以下兩方面的工作：（1）建立機床的運動模型；（2）虛擬加工過程仿真。

在幾何模型基礎上，利用UG的機床構造器建立機床的運動模型。其中涉及到機床零點的設置、運動軸的位置、方向及范圍的設置等內容。為了能夠正常進行加工過程仿真，還需要生成機床驅動文件。利用UG工具即可生成機床的驅動文件。

加工過程仿真首先應該將零件裝配模型安裝到機床上，然后啟動UG集成仿真功能，進行虛擬加工過程仿真，根據仿真的結果對零件夾具模型的尺寸以及出現錯誤的NC代碼進行修改，消除機床部件及刀具之間的干涉和碰撞，最后生成正確的數控代碼。

結束語

利用UG的CAD/CAM模塊，一方面可以方便地實現復雜形狀零件的多坐標數控編程，生成高效、高精的NC程序。另一方面，可以通過切削檢查來校驗刀具軌跡的質量，及時地發現刀具跟零件之間的過切和欠切。此外，通過虛擬加工過程仿真能夠提前發現機床各運動部件及刀具之間的干涉和碰撞，便于對NC程序進行修改，從而大大提高實際加工的效率，進而縮短生產周期。

參考文獻

[1]李玉煒.UG的CAM數控編程實例[J].組合機床與自動化加工技術，2005（2）.

篇9

關鍵詞：數控宏程序；使用；要求

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.181

1 數控宏程序

宏程序作為數控加工的一個難點，經常作為考核學生手動編程能力的一項重要指標，幾乎每一屆的數控大賽，都會有數控宏程序的身影。宏程序作為衡量一名優秀數控編程人員的重要指標，在教學中是一個重點和難點。

宏程序引入了變量和表達式，還有函數功能，具有實時動態計算能力，數控宏程序在解決一些特殊圖形和數學曲線（如橢圓，雙曲線，拋物線，三角函數曲線等）方面有著非常大的作用；使用數控編寫一些大批相似零件和工藝路徑一樣，圖形一樣，位置不同、尺寸有變化的系列零件時，可以用宏程序編寫，這樣只需要改動幾個數據即可，沒有必要進行大量重復編程，能極大地簡化編程，精簡程序，適合于復雜零件加工的編程。宏程序具有一定決策能力，能根據條件選擇性地執行某些部分.。宏程序與普通程序相比較，普通的程序字為常量，一個程序只能描述一個幾何形狀，所以缺乏靈活性和適用性。而在用戶宏程序的本體中，可以使用變量進行編程，還可以用宏指令對這些變量進行賦值、運算等處理。 因此，宏程序具有普通程序無法完成的優點。

2 數控宏程序的使用

數控宏程序具有上述優點，但是，數控宏程序在編制過程中對學生的要求較高，要求學生有一定的數學基礎，需要了解各類數學曲線（如橢圓，雙曲線，拋物線等）參數方程和數學表達式，能夠將曲線進行偏移，旋轉等變換。還要掌握編程語言、指令，熟悉編程方法和思維方式，因此在使用中存在很大的難度。特在此講述一下普通曲線的編程方法和對學生的要求。

檢查程序會發現，偏移工件坐標原點后，程序變化不大，唯一變化的地方就是擬合曲線切削程序G01 X[2*[#6+#7]]Z[#5+#4] ，其中#4為Z軸偏移量，#6為X軸偏移量，#7為標準橢圓方程的X值，#5為標準橢圓方程的Z值，也就是說實際計算時，還是以橢圓標準方程作為依據，所有參數不變，只是在轉化為實際點的時候，加上一個偏移量。例如，采用半徑編程，中心偏移量（10，-20），橢圓上的點（10，0），（0，20）；計算時還采用標準橢圓方程，最后轉化為（10+10，0-20）即（20，-20），（0+10，20-20）即（10，0）。采用這種方法可以簡化計算過程，運算時還是采用標準橢圓方程，只是在最后轉化為新坐標系的坐標，使得學生更容易掌握。

3 結論

另外，宏程序的使用，要求W生要熟悉編程語言，合理的選用條件跳轉、無條件跳轉指令和循環指令，掌握算術和邏輯運算的代碼，以及比較運算符號，并且能夠合理的調用宏程序。

篇10

關鍵字：數控機床編程與操作 教學實踐 反思

數控機床編程與操作是集數控加工、數控編程、數控機床操作于一體的新型課程。已廣泛應用于各個學科。隨著職業教育的發展，我校開設了這門課程。根據數控加工專業畢業生所從事崗位的實際需要和教學實際情況的變化，合理確定學生應具備的能力與知識結構，本課程在理論要求方面難度較高，筆者結合本人的教學實踐，談談數控機床編程與操作教學的一些見解。

一、在教學方法上，展開互動式教學

《數控機床編程與操作》課程具有多變性、綜合性、典型性、實踐性和實用性五大教學特點，在教學過程中，既有一般又有特殊，既有新授又有復習，既有理論又有實訓，既有工作原理又有編程方法，既有典型零件程序又有復雜實用案例，這就決定了我們教師一定要根據本課程不同教學內容及其特點，采取不同的教學方法，同時，無論是理論教學還是實踐教學，我們教師還要努力做到因材施教，在如何充分調動廣大學生學習積極性和發揮廣大學生主觀能動性上多下功夫。

在《數控機床編程與操作》課程教學上，尤其是數控指令及應用、編程方法和實際應用等教學內容上，最適宜于采取雙邊互動式教學方法。在教學中，大膽引入“行為引導學”教學方法。在教學過程中要想方設法地創造出一個可以實現雙邊互動式教學的環境和氣氛，通過創設情境、巧設疑問、共同討論、動手實踐等多種教學方式，有效地開展雙邊互動式教學。不僅是老師傳授給學生編程方法等，同時學生可以通過老師給出的任務書，從各方面獲取資料，充分發揮學生的想象。這樣不僅培養了學生的思維能力，而且在完成任務書的同時，不自覺地學會了解決問題的方法。例如：在介紹了一些基本指令后，讓每個組的學生自己討論這些指令能解決的基本問題，并動手畫有關的圖形，有興趣的加工出實物，供學生參觀他們所做的成果。

二、在選擇課題上，合理地改革教材

我們知道，用于教學的數控編程教材，在編寫時一般是按照：基本原理、基本指令、基本應用、基本操作等分成各個獨立的章節。編者按照結構嚴謹性進行編書，教師實施教學時，則要考慮有利于學習者的認知過程而開展教學。這是教材使用者要注意處理好的問題。如果任課老師按照教材的順序進行教學，就是要將全部基本指令學習完畢，再學習基本應用，基本學習完畢再進行基本操作的學習。這樣，在一段期間內學習完所有指令，學生學習后的印象不深刻，容易混淆，到基本應用的學習時，又得重新對所涉及的指令進行學習，效率不高。

為此，我在數控編程教學中采用了課題式單元教學，重新自編教學內容。搜集了上百個數控編程應用實例，并通過篩選、整合成五個單元，每個單元由幾個同類實例組成。每個課題以一個應用實例為主題。由幾個應用同類指令的實例課題組合成為一個教學單元，全部教學內容分為五個教學單元。五個單元主題分別是數控編程原理、FANUC系統的編程與操作、廣數系統的編程與操作、SIEMENS系統的編程與操作和中級職業技能綜合例題分析。這樣老師精選設計的每個實例課題有一定的科學性、連貫性，由簡到繁、由易到難。既能方便學生的學習，又要包含本課程的所有知識點。

三、在實習過程中，教學方法更新

目前在《數控機床編程與操作》課程實踐教學上，由于我們教師所編寫的實訓指導書詳盡有余，明明白白，學生在實習實訓時只需要進行程序輸入、對刀等簡單操作即可順利完成。這種實習實訓教學方法，目前已被我們教師廣泛認可和采用，但至少我認為：沒有問題的、不需學生動腦的實習實訓是毫無意義的。教師只有指導學生運用數控編程方法親自編程操作，在實習實訓中既動手又動腦，既能發現問題又能在教師啟發指導下分析問題和解決問題，才能從本質上學好這門課程。

首先在編寫實習實訓指導書時，我們教師應該根據企業對數控技術人才的需求，結合學校實際設備情況，針對本課程教學特點和教學目標，實習實訓教學同樣要做到因材施教，采取因人而異的分層教學，所有學生在實習實訓中都能夠得到相應的鍛煉和培養。除要求學生在規定時間做完基本的實習實訓項目外，還要安排一定量的選修實驗項目和研究性課題，師生共同找出問題的解決辦法。對于大型的實訓項目，如減速箱傳動件等，還可以采取分工合作的教學形式，將全班同學分成不同的小組，由教師明確各小組在實訓中的任務和目標，從而培養廣大學生團結協作的職業素質和能力。

四、在鞏固教學成果時，吸引學生的興趣

㈠ 學生學習興趣濃，學習熱情高漲，學習效果有保證。

每個課題以實例為重點，這些實例都是來自我們身邊的生活、生產。學生對教學課題感興趣，認識到所學的東西有用，能解決現實問題，學習熱情是自然地高漲起來。興趣是最好的老師，主要能調動學生的興趣，就容易激發學生的學習熱情，教學就成功了一半。因此在教學中，教師要把握時機，結合教材特點，把興趣的東西引入課堂，從而學生學習的自覺性和主動性也跟著提高。教師積極利用這一點，激發學生的興趣，引導學生分析問題，如何解決問題。逐漸地由學生提出問題，自行分析問題到解決問題。這樣不但提高了學生學習知識的興趣，而且還提高了學生的分析問題和解決問題的能力。

㈡ 逐步培養學生解決實際問題的能力。

課題實例來自生產、生活、要處理及注意的有關問題我們都向學生交待清楚，引導學生具體的處理辦法、解決方法步驟、方向。通過多個實例的學習、實踐與積累，學生能逐漸地提高解決實際問題的能力。

㈢ 提高競爭意識鞏固所學知識