摘要：車床的數控化改造這門課程，以普通車床數控化改造和廢舊數控車床升級改造過程中的典型項目任務為載體，通過理實一體化教學實踐，探索“車床數控化改造”課程教學設計及實踐研究。課程改革后，學生課堂學習氛圍及積極性有了較大提高。

關鍵詞：數控化改造;理實一體化教;項目任務

車床的數控化改造課程是機床再制造專業的核心專業課程，它綜合了本專業機床電氣控制與PLC、數控系統連接與調試、數控機床PLC控制與調試、數控機床機械部件裝配與調整和數控機床液壓與氣壓傳動等課程內容，是前期這些課程知識和能力的綜合應用，對于提高本專業學生從事機床數控化改造或機床再制造方面所需核心技能具有重要意義。

1課程的基本信息

車床的數控化改造課程是“機床再制造專業”專業綜合應用性課程，開設于二年級學生第四學期后半學期，實行理實一體化項目教學，集中上課，邊做邊學；整合課改前72學時理論授課，4周機床數控化改造實訓（實訓結束后進行數控機床裝調與維修工技能鑒定），變成目前課改后的理實一體項目化授課120學時，數控機床裝調與維修工技能鑒定前1周集中培訓。

2課程的目標與定位

【摘要】本文主要對數控加工中的參數化編程進行詳細闡述并分析，提出相應的宏程序開發的方法和步驟。

【關鍵詞】數控加工；變量；數據；參數化；宏程序

1什么是參數化編程

參數化的編程也可以叫做零件類的編程，也就是說，一組零件中的各個部件的屬性都相同的，屬于同一類，這種情況下，就可以用變量來對數據進行編程了，爾不單單是只可以用特定的數據了。在這種類型的編程中，包含著決策，基于已知數據并帶有某種約束，和一些標準的CNC的編程來進行比較大的話，參數化編程需要的編程工具要相對的需要強大一些。宏程序可提供這些工具。參數化程序一定是宏程序，但宏程序在相似零件類的意義上并不一定是參數化程序。數控編程數據可以分為常量數據和變量數據。在數控加工過程中任何數據都可以成為變量數據。加工條件的設定是根據材料硬度不同進行的。比如說刀的型號、使用的機床型號、尺寸數據、以及表面光潔度的要求、以及通常我們所說公差精準度。在加工件基本特征不同的情況下，刀具設定的下刀深度，主軸的進給速度也會隨之改變。例如，在加工零件的過程中，指定了零件的長和寬。長與寬屬于尺寸特征，在進行矩形零件的加工時，這就是屬于變量。這就要求每一個矩形零件都有自己單獨的程序。為了使加工變的簡單化，目前最為有效的方法就是設定相應的宏觀程序，這個簡單的編程使用于任何的矩形件的加工。在這其中變量是長度和寬度，之后所有的編程可以按照這個程序。

2參數化編程的優勢

生產中的快速轉換是宏程序中零件類的最大優點。開發宏程序比開發標準程序常常需要更多的時間，尤其是如果經常使用宏程序的話。參數化編程的優點主要體現在以下幾個方面。

［摘要］數控加工技術是中等職業學校數控專業中一門十分重要的課程。這門課程對于中職數控專業學生的理論基礎和實踐能力有著十分重要的作用。受客觀教學環境的限制，在傳統教學方式中有許多教學內容無法全面展現給學生。然而，在現代化的教學環境中，教師可以利用新型數字化資源讓課堂教學內容更加豐富，甚至讓學生的學習可以超越課堂限制，達到更高效的學習效果。

［關鍵詞］數字化資源；信息技術；數控加工

隨著“中國制造2025”的提出，數控加工技術應用越來越受到人們的關注。中等職業學校是培養先進制造領域大國工匠的搖籃，數控加工專業已經成為我國中職學校中一個常見專業，主要為社會輸送數控機床編程和加工等方面的人才。近些年隨著信息技術的快速發展，很多學校都將新型的教學方式引入課堂，為數控加工專業的學生提供一個更好的學習環境，而我們今天想要科學地引入這些教學方式，就必須做到有針對性的教學改革，讓學生真正能夠從新的教學方式中有所收獲。

一、傳統課堂對教學的限制

（一）純粹理論教學難以引起學生興趣。數控加工技術教學是有關數控專業理論的重要教學。學生學習這一方面的內容，對其以后專業學習以及日后的工作都有很重要的意義。然而，純粹的理論教學往往會產生一個問題，那就是理論過于抽象，讓學生難以直觀地去把握理解，學生在學習過程中很容易受挫甚至放棄學習。而一些教師在教學過程中，也往往會忽視理論的抽象性，在課堂中直接進行理論的講解。這樣的教學方式會加重學生對理論學習的抵觸心理。（二）學生的視野不夠開闊。在傳統的教學過程中，學生對社會的接觸是比較有限的，雖然學生的實踐課，可以通過進入一些企業進行參觀或學習來實現，可是這樣的學習是蜻蜓點水式的，不能讓學生深入地了解生產中的實際情況。這會造成學生的視野不夠開闊，不能看到更多更廣闊的企業實際操作情景。如果學生一直以一個狹窄的視野去看待自己未來的職業道路，那么其職業發展也不會走得長遠。

二、數字化資源在教學中的應用方式

摘要：隨著科學技術和計算機的不斷發展，我國機械制造業也取得了很大的進步，各種不同類型的機械產品正使得社會自身的生產效率不斷地提升。數控技術的發展已經顯著地提升了機械行業的生產效率，并讓制造業朝著高質量的方向發展。常見的數控技術指的是通過使用數字信息來對機械運動和工作的過程進行控制的技術，它是將機械制造技術、計算機技術、現代控制技術、傳感器檢測技術和網絡通信技術更好地結合為一體的現代化制造技術，在發展中更能展現出集成化和智能化的特點。為此本文重點分析數控技術在自動化機械制造中的應用策略，并深化數控技術在自動化機械制造中的應用效果。數控技術已經成為了現代科學技術中非常重要的組成部分，并在不同行業發展的過程中被廣泛應用，其中精確的數據控制也會在機械制造業發展中發揮更加重要的作用。因此，如果能夠將數控技術融入機械制造自動化發展中就可以更好地提升數控技術應用的質量，并提升自動化發展的速度。

1數控技術的概念和優勢

1.1數控技術的概念

最為常見的數控技術是由不同類型的信息構成的，更可以借助不同類型的形式來讓機械進行高效運作。在實踐中只有將數控技術和機械設備更好地結合在一起才能夠讓機械設備更好地實現自動化發展，這樣不僅節省了人力，也更好地提升了生產的效率，是一種相互結合之后的必然結果，更是現代化發展的重要標志。隨著信息技術不斷地發展各種技術將會變得更加成熟，相信將來會在不同的行業內部被應用，促進各行業高效向前發展[1]。

1.2數控技術的優勢

目前數控技術將會表現出如下幾點優勢：

摘要：在技工院校開展一體化教學主要就是將科學理論教學內容與實踐操作訓練結合起來，讓學生在掌握基本理論體系的同時也能夠有將這些理論實踐與實踐操作聯系起來的機會，已有的教學實驗表明一體化教學能更好地激發學生興趣和提高教學成效，目前一體化教學在技工院校專業教學中得到了廣泛認同。但當前的技工院校教學模式僅僅只是將理論和實踐環節簡單地疊加在一起，沒有實現兩個環節的有機融合，屬于粗放型一體化教學模式，沒有從根本上解決好教學需求方面的問題。本文以技工院校數控加工專業實施一體化教學作為研究對象，對如何進行高效的一體化教學方式進行了思考，并提出了自己的改進意見。

關鍵詞：數控加工；一體化教學；管理實施

1數控加工一體化課程概述

在技工院校以往的專業教學中，多采用的是填鴨式的教學模式，即以理論知識為主要的傳授內容，沒有重視學生的動手實踐環節，忽視了實際操作給教學成效和學生能力培養帶來的重要作用。這種教學模式將科學理論和實踐教學剝離開來，沒有達到職業教育應該實現的人才培養目標。隨著科學技術和設備的普及化，以及崗位對人才的要求逐步提高，掌握一定的科學理論知識同時還具備操作技能、能夠解決實際生產問題的人才越來越受到歡迎。為了符合人才培養的新要求，職業院校應該采取一體化的教學方式，將理論教學與實踐教學融為一體，解決好理論與實踐脫節的問題。數控加工是技工院校學生學習的專業之一，開展數控加工一體化課程即要求教師通過分析典型數控加工任務，按照工程流程和學生需要掌握的相關理論知識進行教學設計，讓學生在實踐中加深對數控工程的理解，同時掌握一定的數控加工操作技巧。

2開展數控加工一體化教學的重要意義

（1）增強學生的學習興趣。與以往枯燥的課堂所不同的是，一體化課程教學中將納入較多的實踐操作環節，這能夠有效地集中學生的注意力，讓學生有機會在學習中產生思考、提出問題和主動尋找解決問題的方法。比如子彈掛件加工，學生可以從設計到制作都發揮自身的能動性，讓學生有參與和體驗的機會，學生在動手的過程中能夠體會到樂趣，對這一專業的學習興趣也就增加了。（2）培養學生團隊協作精神。學生在完成某一項實踐任務時，由于涉及到網絡收集資料、討論加工工藝、明確檢測方法、準備材料及熟悉加工設備、進行加工操作等多個環節，往往需要進行團隊合作，將各自的知識運用到解決任務中去。比如加工零件，在老師安排好任務及分組后，組內需要進行任務分工，確定資料收集、圖樣分析、加工過程及材料準備等多個環節的負責人，通過共同的努力制定合理的加工方案并完成加工任務。這樣以來，不僅讓學生有獨立思考的空間，還增進了學生間的交流，培養了學生們的團隊合作意識。（3）拉近學生與崗位的距離。一體化教學中涉及的實踐操作多來源于實際生產，即按照生產過程進行實踐課程設計的，學生在參與的過程中，不僅加強了對理論知識的理解，還熟悉了生產環境、生產設備、生產過程等，能夠有助于將來更好地適應工作崗位。

摘要目前在數控編程軟件中，無法進行遠程協同仿真和評注，本文所設計的網絡化數控仿真環境基于Socket技術實現遠程同步仿真和評注，以及聊天室的交流工具，使身處異地的設計人員能夠通過網絡來對數控程序進行遠程的同步仿真和交流溝通，從而實現網絡化的虛擬制造。

關鍵詞數控仿真；同步；G代碼

隨著信息化和網絡化社會的到來，在經濟全球化的趨勢下，大型企業的不同分部之間，以及不同國家和地域的企業之間在設計、制造方面需要大量的分工協作，而飛速發展的互聯網為這種實際工作的需要提供了良好的平臺。而目前的通用的數控仿真軟件多為本地運行，難以進行遠程協同操作。因此基于網絡的數控仿真環境有許多優勢，如不受時空限制等，能夠進行實時的協同操作，針對數控G代碼中的問題進行交流。另一方面，本系統對于數控技術的教學也就有重要的作用。通過該軟件，使學生可以直觀地掌握數控插補的原理，達到較好的教學效果。

1系統總體結構

圖1網絡化數控仿真環境系統結構

網絡化數控仿真環境的系統結構如圖1所示，首先登錄的一方自動成為服務器端，并等待其他用戶的登錄請求，一旦有其他用戶登錄，雙方通過Socket技術建立起基于TCP/IP的網絡通信。其中一方讀入數控G代碼后首先通過內嵌的解釋器進行解釋，然后在繪圖區中繪制出仿真效果。與此同時，解釋出來的G代碼參數被傳遞給同步信息處理模塊，按照系統定義的應用層協議生成基于TCP/IP協議的同步信息，然后由Socket通信控件發送給客戶端并由客戶端的繪圖程序在繪圖區中繪制出來。雙方對G代碼的仿真結果進行討論時，通過協同評注工具如圓圈、直線等方式做出標記，然后用文字在聊天室中進行交流，其信息也通過基于Socket技術的同步信息來進行傳遞。

雖然現有的教學內容、教學條件已基本滿足數控專業的教學需求，然而從實際調查中發現，其在對于激發學習潛能、調動學習積極性、培養創新力以及提升學習興趣等方面與預想結果還存在著較大差距。于此，整合多年教學經驗，以落實學生為本的新課程教育理念，在現有的數控加工與編程教學中逐步融入多元化教學手段，能有效地彌補以往教學活動中存在的弊端與不足。

一、科學編制多層次教學內容

學生入校時，首先對他們的數控加工與編程這門課程所具備的基礎理論知識實施摸底考試，而后再參照基礎理論考核成績的高低對學生進行分組，最后在基于高等教育培養目標以及教學大綱等要求，將一套包含綜合創新、基礎知識以及綜合實踐等不同層次教學內容的教學體系構建出來。這樣做的目的在于分層教學，針對所處層次不同的學生選擇不同的考核方法、教學內容和教學目標，有助于調動起學生整體學習興趣，以此取得良好教學效果。

二、合理推進多元化教學模式

基于數控加工與編程這一理論教學核心，逐步對教學內容結構進行優化，適當對理論教學學時進行控制(壓縮)，適時添加一些與研究、創新有關的綜合性教學實踐內容；此外，積極地對不同教學內容加以優化組合，引導傳統且單一的教學模式逐步轉變成多元化教學模式。1.應用基礎知識教學法。將基礎知識教學法應用到數控加工與編程教學中，可基本滿足低層次學生學習的需求。在科任教師的帶領下，有針對性的對教學內容進行優化，嚴格遵循“必需、夠用”等教學原則，由簡單到復雜、由淺入深的開展教學活動，教與學生一些基本的知識內容，給予足夠多的實踐機會，用以提升學習成績。2.應用多媒體教學法。信息技術時代，傳統“口”說教形式當進行轉變，應在現代科學技術手段的充分利用下，開展數控班加工與編程多元化教學活動。諸如：可在Flash、PPT、三維動畫以及視頻等信息技術利用下，改變煩悶、枯燥的課堂氛圍，使其變得生動、有趣起來，進而便能提升學生學習興趣以及整體學習效率。3.應用網絡教學資源。基于學校視角，當將一個專門用于數控加工與編程教學的精品課程網站構建出來。條件允許時，還可在校園網站上專門開設數控實踐、加工以及編程等論壇版塊，并聘請專業技術工作者，利用更多更為先進的信息技術，不斷對校園網絡資源進行豐富，由此將一個更加靈活且自由的學習新模式創設出來。通過此，學生可自由選擇學習時間、學習內容，在一定程度上可取得較好的學習效果。4.應用開放式教學法。待學生掌握到一定的數控基礎知識，并具備一定的實踐操作能力后，教師便可允許其結合自身排課情況、學習需求等，自由選擇實訓指導教師、操作項目以及操作時間等，且應用現代信息技術，眾院校應實現網上預約，如此新穎的學習方式、學習平臺，可極大地提升學生們的學習欲望。針對學習狀況較好的學生，可采取“綠色通行卡”制度，即在實驗室開放期間，學生能夠根據自身對數控基礎知識的了解以及設備使用情況，自由選擇實驗室數控實訓內容與方式。顯然這樣一種以學生為中心，充分顯現學生主體地位的教學方式，有助于強化學生在數控加工與編程教學中學習的積極性、主動性，同時也有助于提升學生整個的綜合創新思維能力、實踐技能和動手能力。5.應用虛擬仿真教學法。因教學資金短缺、實驗場地受限等問題，大部分職業院校都未能采購種類繁多、數量足夠且價格昂貴的數控設備，這意味著能提供學生動手實踐的機會較少。且根據數控設備的自身特性，學生若是在為足夠熟悉數控機床操作流程、數控機床操作程序的情況下就展開的動手操作，那么極有可能帶來非常嚴峻的數控機床操作風險。針對上述種種情況，應用虛擬仿真教學法就顯得非常有必要，在計算機技術的利用下對數控加工展開仿真教學，除了維護教學安全、提供學生足夠多的實踐機會外，清晰、直觀的仿真模擬流程，學生所掌握的東西并不會比實踐模擬差。可以這樣認為，虛擬仿真教學法不僅可以科學的將某些職業院校存在的教學資源不足、實驗設備匱乏等問題解決，而且還能適時激發出學生們的學習興趣與學習潛能，這對提升整體教學效果而言，貢獻巨大。6.不斷進行創新。現階段，某些學校沿用著的相對傳統的數控加工與編程模式，已遠離了實際應用軌道，這意味著學生所掌握的知識內容、數控技能無法學以致用。基于此，便需在新技術、新教學理念的結合下，不斷對教學模式進行創新。具體來講，將課堂所教授的知識點同企業生產實際結合到一起就是一個很好的例子，讓學生將課堂上學到的知識應用到企業的生產實踐中去，如此能夠有效地提高學生們整體學習的積極性與主動性。需注意的是，企業實踐活動中當添加大量與課程教學知識有關的操作技能、實踐方法等，由此才能真正取得學以致用的良好效果。

三、結語

1機床進行數控化改造的必要性

微觀上看，數控機床比傳統機床有以下突出的優越性，而且些優越性均來自數控系統所包含的計算機的威力。

由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。

可以實現加工的自動化，而且柔性自動化，從而效率可比傳統機床提高3～7倍。

由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規定的順序自動去執行，從而實現自動化。數控機床只要更換一個程序，就可實現另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產得以自動化，故被稱為實現了“柔性自動化”。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。

為了探究中職數控加工實訓課程項目化，筆者分析了數控加工技能的構成要素，找到各構成要素之間的關聯，從職業能力角度篩選出與數控加工技能相關的課程項目，構建了項目基礎平臺，并根據學校和學生情況，把確定的關聯要素細化，落實成具體的項目方案。

一、數控加工技能的構成要素與關聯性分析

數控加工是通過加工程序對數控機床的自動化控制，實現機床對工件的自動化加工制造。數控加工技能的構成要素可劃分為加工程序的編程能力和數控機床的操作能力。加工程序的編程能力是指把自動化過程寫成程序的能力，是思維能力；數控機床的操作能力是指人對機床進行控制的客觀行為，是行動能力。加工程序的編程能力和數控機床的操作能力是組成數控加工技能的兩個重要因素，兩種能力屬性截然不同，但兩者關聯緊密。加工程序的編程能力是基于意識形態的思維能力，與人認知理解知識的維度和深度有關；數控機床的操作能力是基于客觀實際的行動能力，與人的情感、態度、責任心等狀態有關。一方面，人的行為是生理機能的客觀表象，意識形態對人的行為具有一定支配性；另一方面，人的行為感知是思維的信息源，對意識的形成與提高具有促進作用。在常規教學中，教師會通過理論教學培養學生的創新思維，幫助學生掌握相應知識；通過實訓教學固化學生的職業行為，形成相關職業技能。常規教學模式把數控加工技能二要素分隔開實施教學，使實訓課程教學局限在行為能力的單一要素上，導致教學效能得不到充分發揮。數控加工技能關聯的主要要素有哪些？筆者從數控加工概念入手，對數控加工技能要素進行了細化分析。從數控加工概念來看，主要關聯要素指向加工程序、數控機床、工件加工要求。從數控加工過程來看，首先關聯的是對工件加工信息的認知和確定加工方案，其次關聯到加工程序編寫，最后關聯到數控機床操作，實現工件自動化加工制造。工件加工信息的認知和加工方案是對數控加工知識的運用，前者是對制圖知識的運用，后者是對工藝知識的運用。制圖知識是系統性的科學知識，《機械制圖》是制圖知識的學科課程，應在課堂教學中預先完成學習；工藝知識大多是經驗的科學總結，《機械制造工藝》是學習各種工件的工藝經驗與理論。數控加工實訓課程的項目化，即是把工藝知識融合到數控技能訓練中，形成項目化實訓課程。

二、數控加工實訓課程項目化平臺分析

筆者認為，通過理解理論課程的要素，我們能更好地理解數控加工實訓課程要素。理論教學是傳統教學活動，教材是理論教學內容的載體，教室是理論教學活動的主體環境。那么，我們如何理解數控加工實訓項目課程？筆者建議，從實訓項目課程內容載體和環境載體入手。數控加工實訓內容包括很多方面：從內容屬性分析、歸類數控加工實訓內容，可將內容分為操作和認知兩類。從數控加工實訓分析內容之間的關系，學生在操作中感知、深化對知識的理解，深入理解知識后，又促進和提高學生操作熟練水平。數據加工實訓課程項目化的目標是將關聯的兩種內容融合到一個項目中，學生通過實訓課程項目，有效形成數控加工能力。數控加工實訓內容的不同屬性和關聯性告訴我們，實訓課程項目內容載體在形式上與教材一樣，但其本質不同。傳統教材是知識的載體，而實訓項目課程“教材”是任務的載體。而項目課程的任務可能是關于操作的表述，也可能是關于認知知識的闡述，內容間不具有系統性。這種任務的文本稱為工作頁，是數控加工實訓課程項目化的內容平臺。

數控加工實訓車間是數控加工實訓的環境，類似于理論教學的教室，數控機床是數控加工工作臺，類似于理論教學課堂的課桌。教室、課桌都是學習的環境要素，與學習知識無關，即內容平臺與環境平臺無關。不同數控加工任務需要不同數控設備，不同數控設備又需要不同空間結構，它們與實訓任務密切相關，即項目課程內容平臺需要構建在環境平臺上。

1數控技術在工業機器人中的應用

（1）計算機數字技術的簡介。數控系統是數字控制系統簡稱，英文名稱為NumericalControlSystem，早期是由硬件電路構成的稱為硬件數控（HardNC），1970年代以后，硬件電路元件逐步由專用的計算機代替稱為計算機數控系統。計算機數控（Computerizednumericalcontrol，簡稱CNC）系統是用計算機控制加工功能，實現數值控制。CNC系統根據計算機存儲器中存儲的控制程序，執行部分或全部數值控制功能，并配有接口電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統。直接數控（DNC）是直接數控（DirectNumericalControl）的英文簡稱。它是用電子計算機對具有數控裝置的機床群直接進行聯機控制和管理，英文縮寫DNC。直接數控又稱群控，控制的機床由幾臺至幾十臺。且直接數控是在數控（NC）和計算機數控(CNC)基礎上發展起來的。微機數控（MNC）是微型計算機數控（Micro-computerNu-mericalControl）的英文簡稱。它是指用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數控裝置。（2）工業機器人的特點。工業機器人技術是把精密機械技術、檢測傳感技術和自動控制技術等多項技術于一身的集大成者，具有運行穩定、操作靈活、自由度多等優點，可完成工作強度大、生態環境惡劣、精度要求高、危險性大的各項工作。因此，工業機器人在自動化程度高的領域應用的越來越廣泛，比如汽車制造、航天航空和軍事裝備生產等。工業機器人的應用有以下特點：①用途廣，機器人只要根據工作任務要求配備合適的自由度，就可以勝任大多數的操作工作。②高可靠性、高速度、高精度，有利于提高生產效率，節省加工時間。③靈活、多功能，因操作工具的不同功能也不同，可以實現一機多用。④可重復編程，所有的運動均按程序運行，安全可靠。⑤可用于惡劣、危險的環境，工作質量穩定，可提高產品質量。⑥從長遠來看，工業機器人運行成本比較低，單件產品的投入產出比大，具有較好的經濟效益。

2運用切削型工業機器人實現復雜零件的加工案例

使用末端執行器為銑刀的KUKA機器人加工一個葉輪零件為例，說明復雜零件數控加工的流程可以實現。（1）機器人切削組件。切削加工組件主要包括有數控主軸、主軸變頻器、主軸轉接頭以及輔助加工的工作臺等部件。在切削加工中，最為重要的部分是數控主軸。常用的數控主軸有水冷數控主軸和風冷數控主軸兩種，水冷數控主軸通過循環水對主軸進行冷卻，風冷數控主軸通過風扇進行冷卻，重量較大。機器人的載荷為6kg，本系統選擇水冷數控主軸進行加工。通過變頻器調整輸出電壓和工作頻率，可以實現0~24000rpm無極調速，具有高速度、低噪聲、低振動、低溫升的特點。采用主軸變頻器控制轉速。將高速數控主軸通過一個轉接頭固定在工業機器人的末端執行器上，安裝上相應的加工刀具，再將驅動電源和數控主軸連接起來，使用一個數控加工的旋轉臺，方便泡沫的固定以及加工，即構成了一套完整的機器人切削加工系統。（2）數控加工軌跡規劃。如圖1所示，文章研究的葉輪是數控多軸加工典型的零件，它是發動機中的關鍵零件，采用普通的三軸加工工藝方法整體性加工難以實現，特別是對于扭曲葉片，只能使用多軸機床進行加工，才能保證葉片質量。目前五軸加工可以實現渦輪葉片的整體性加工，但是加工費極2017年第4期機電技術為昂貴。工業機器人具有六個自由度，在理論上完全可以滿足渦輪葉片的加工。采用專用的代碼轉換軟件可以將五軸加工的軌跡轉換為機器人識別的代碼，完成渦輪葉片的加工。圖1數控多軸加工零件基于UG/CAM模塊完成渦輪葉片五軸加工的軌跡規劃，UG提供了多軸編程的模塊。如圖2所示，依照UG數控編程的順序，依次建立加工坐標系、加工幾何體以及加工刀具等信息。針對葉輪加工，分為粗、精加工兩道加工工序。為了提高加工效率，粗加工利用平刀采用型腔銑去除大量的剩余材料，最后大致加工出葉片的形狀。但在粗加工時需留取足夠的余量，以防止切掉型面。加工完成后將刀具改為6mm的球頭刀進行精加工，依次對葉輪表面和葉片表面進行軌跡規劃。在葉輪表面精加工時，以流線方式驅動刀軸，刀軸方向垂直于驅動體。如圖3所示。而精加工葉片以曲面方式驅動刀軸，刀軸側刃垂直于驅動體。等到加工完成，分別將各個刀軌導出保存，為后續機器人實際加工做好準備。圖2UG數控編程圖3葉輪表面精加工（3）基于UG/Motion的機器人加工仿真。通過UG/CAM模塊對加工軌跡進行了規劃，但是在實際加工中，由于機器人自身的結構，必須對加工軌跡進行驗證，以防止機器人產生碰撞和關節之間的干涉。若在機器上試運行進行檢測，會占用大量時間，降低機器人的加工效率。而在UG/Motion環境中直接對機器人加工進行運動仿真分析以及對碰撞和干涉進行檢測。因此，基于UG/Motion的機器人加工仿真相比傳統檢測具有很大優勢。利用UG/Motion的功能能夠賦予各個關節一定的運動特性，再在各個關節之間設立一定的驅動關系，建立一個運動仿真模型。由于UG/Motion可以對機器人進行運動合理分析工作，諸如干涉檢測、軌跡包絡等，就可以得到相關的運動參數。通過對機器人運動仿真模型進行運動學和動力學運動分析就可以驗證加工軌跡的合理性，并且可以利用圖形輸出各個關節的扭轉角、加速度和力的變化，不僅可以對機器人加工實時監控還可以對加工軌跡進行優化。確定如下原則，地基是固定不動的。如圖4所示，A1是繞Z軸旋轉，組件類型為C軸。A2是繞X軸旋轉，組件類型為A軸。A3是繞X軸旋轉，組件類型為A2軸。A4是繞Y軸旋轉，組件類型為B軸。A5是繞X軸旋轉，組件類型為C2軸。A6是繞Y軸旋轉，組件類型為B2軸并且還要在A6上面要加載主軸頭和刀具。圖4機器人三維模型建立機器人三維模型后，可通過各種約束限制構件之間的相對運動，由于工業機器人各個關節之間主要是旋轉副連接，所以想要減少系統的自由度，可以在系統上加約束。然后在UG/Motion中將六個關節設置為連桿，添加相應的性能參數。對于KUKA機器人，對六個關節之間分別建立旋轉副，連桿之間相互咬合。在添加約束中，需對機器人底座添加一個固定運動副，底座固定。建立約束以后，機器人在約束條件下運動。除了約束以外，還需添加相應的驅動使運動模型運動。而UG就能提供多種驅動方式，如：恒定、簡諧、函數和鉸鏈運動驅動。由于機器人運動軌跡不是規律的函數，因此需要將KUKA切削加工系統中生成的各個關節變量值以表格的形式建立成特定的XY函數作為驅動函數。所謂驅動函數就是對六個關節分別建立以時間橫坐標，以旋轉角度為縱坐標的XY函數。

3數字化測量簡述

與三坐標接觸式測量相比較，非接觸式三維掃描具有掃描速度快、不接觸物體表面、能對物體多方位視角掃描等優點，主要包括：結構光法、激光測量等測量方法。CREAFORM系列三維掃描儀是具有雙光投影功能的光學三維掃描系統，可實現光學LED燈與曝光時間的控制、相機拍攝圖像和轉臺旋轉，能提供清晰的條紋圖像和白光圖像，配合數控轉臺，實現實物的數據獲取.其測量精度達到0.02mm，該測量系統將可見光光柵條紋圖像投影到待測物體（鼠標）的表面，然后通過CCD將拍攝到的條紋圖像輸入計算機，應用三維圖像處理軟件，可根據條紋按照曲率變化的形狀再利用相位法和三角法就能精確計算出物體表面每一點的X、Y、Z坐標，獲得實物表面的三維點云數據。最后將掃描得到的數據結果導入到GEOMAJIC程軟件中，進行數據處理和優化。由于三維掃描儀不能很精確的測量凹槽部位，就會造成掃描的實體會缺損部分信息，所以還要在逆向工程中需要對這些部位進行填充修補。而數字化測量目的是檢測，所以可以用其對關鍵位置進行分析。這樣就可以實現三維掃描技術快速的精確檢測模型的加工精度。