数控编程范文第1篇
摘 要：《数控编程与加工技术》是一门机械设计制造及自动化以及数控技术专业实践性很强的核心课程。本文介绍了我校《数控编程与加工技术》课程教学现状，以及《数控编程与加工技术》课程一体化教学改革目及思路，阐述了《数控编程与加工技术》课程改革内容，探讨了《数控编程与加工技术》理实一体化实施必要条件，为其他专业课程的一体化教学改革提供有益参考。
关键词：数控编程与加工技术 理实一体化 教学改革
1 引言
新疆工程学院2012年由专科院校升为本科院校后，确定了应用型本科的办学方针，以培养应用型人才，随着近些年的不断完善，专业人才培养方案以及课程大纲逐渐以应用型人才培养为导向，逐渐培养了一批高水平的应用型人才以及关键技术领域应用型人才。
《数控编程与加工技术》是我校机电工程学院机制专业以及数控专业的一门专业核心课，实践性较强的课程，《数控编程与加工技术》主要内容包括绪论、数控机床结构、数控编程与操作部分，这门课传统的教学方式：理论讲授与实训操作。理论讲授通常为40学时，在多媒体教室进行，实训操作为3周60学时，在机房和实训工厂进行，这种教学方式在存在理论和实践脱节的情况，有些知识点与实际加工应用存在偏差，和工厂生产存在脱节，未能以应用型人才培养为目标，因此，我院这些年积极探索运用理实一体化这一新的教学理念对《数控编程与加工技术》课程进行项目课程改革。《数控编程与加工技术》理实一体化改革势在必行。
2 一体化教学改革目标及思路
2.1 《数控编程与加工技术》改革目标
本课程面向新疆工业企业所急需的高素质、技能型的工程技术应用人才，参考职业资格标准，与行业企业合作进行课程开发，遵循学生学习能力培养的基本规律，整合、优化教学内容，由简到繁、由易到难、循序渐进地设计典型项目和学习任务，利用项目化教学的优势，实现更高水平的“教、学、做”一体化[1]。在教学中以学生为中心、成果为导向、过程为抓手、项目为载体，使我们的学生能够在有限的教学时间内学到更多的知识和技能理论知识与实践操作，提高课堂效率，提升教学的有效性，最终形成项目化育人环境，达成应用型人才培养目标。
2.2 《数控编程与加工技术》改革思路
《数控编程与加工技术》课程重点应该培养学生的数控编程、数控加工工艺和数控机床操作的基本技能。它对学生的编程知识和实践能力要求很高，传统教学方法已不能满足教学的需求。理实一体化就是理论与实践的结合的教学方法。这种教学方式突破了以往理论环节与实践环节相分离的情况，教学周期较短，教学环节比较集中，需要在充分了解人才培养方案和课程教学大纲的基础上，对课程教学内容进行整理和优化，删除较抽象和理论性强的内容，如数控轨迹控制原理，检测装置等，强化数控编程知识点，结合典型的数控加工零件，将相关的数控加工过程知识和编程指令整合到零件加工过程中，在教学环节中，强调充分发挥教师的主导作用，让师生双方边教、边学、边做，全程构建素质和技能培养框架。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，没有固定的先实后理或先理后实，而理中有实，实中有理。突出学生动手能力和专业技能的培养，充分调动和激发学生学习兴趣的一种教学方法[2]。
3 《数控编程与加工技术》课程改革内容
3.1 课程内容体系改革
结合数控操作工国家职业标准，将《数控编程与加工技术》课程内容分解成数控车编程与加工以及数控铣编程与加工两大模块。数控车编程与加工模块分为阶梯轴加工、圆弧面轴加工、螺纹轴加工以及综合应用加工;数控铣编程与加工模块包括平面轮廓铣加工、型腔铣加工[3]。
以法兰克系统数控车阶梯轴加工项目为例。数控车阶梯轴是数控车编程与加工的初级环节，也是重要环节，可以将本项目内容分解成3个任务。
任务1：车加工工艺知识（1学时）：本任务主要以理论讲解为主，主要讲解阶梯轴的加工方法，走刀路线的设定、阶梯轴主要尺寸计算、刀具的分类及选用、切削用量的设定等内容。
任务2：数控车编程基本知识（5学时）：本任务主要理论讲解和软件仿真练习为主;主要讲解编程的基本知识、G01代码以及G00代码的格式以及应用;可以通过斯沃数控仿真软件进行练习。
任务3：车床操作（4学时）：本任务由老师示范操作，学生分组进行操作。主要讲解编写阶梯轴零件工艺卡（工序卡、刀具卡、程序单），以及数控车床对刀原理以及操作，由老师示范一次，学生进行分组练习。
通过理实一体化改革，减少了枯燥的理论学习，以实际加工应用进行讲解，学生更容易理解掌握。
3.2 教学模式改革
为全面提高应用型本科专业课程教学质量， 适应社會岗位（ 群）的需要， 采用项目导向任务驱动的教学方式，课程内容按岗位职业能力要求对学生进行针对性培养，使学生在教学过程中获得知识和职业技能[5]。
传统的《数控编程与加工技术》课程教学模式为：理论40-48学时，实训为60学时（三周），这种方式理论与实践结合不够紧密，学生学习效果不佳。目前该课程采用理实一体化方式，集中在4周时间内进行，上课时间放在其他课程理论教学后，不影响其他教学学时。课程各项目学时分配表如表l。
通过课时整合为4周，理论实践相结合的方式，学生更容易掌握，学习效果显著提升。
3.3 课程考核改革
传统的数控编程与加工技术课程考核方式为：理论课中，理论成绩占70%，平时成绩占30%;实训课中，实践操作成绩占70%，平时成绩占30%;成绩为两门课程的成绩，这种考试方式注重学生理论成绩的掌握，对学生的实际操作考核不够全面，为突出应用型人才培养的特点，以及参考国家职业技能证书的考核办法，提出了新的考核方式：总成绩为：理论考核占30%，平时成绩占30%，实践考核占40%。其中，实践考核以学生的加工操作过程以及加工零件质量进行评定，实践考核成绩取5次过程性考核的平均分，以40%成绩记入总成绩。
4 理实一体化实施必要条件
4.1 建立数控一体化专用教室
要开展《数控编程与加工技术》项目一体化教学，就必须具备满足理论教学、又满足实训教学的“一体化”教室[4]。理实一体化教室必须具备足够数量的数控机床、装有数控仿真软件的电脑，以及多媒体黑板，只有完善的硬件设施，为学生更好地学习专业知识、掌握数控编程与加工技术专业知识创造了良好的教学环境[5]。
4.2 建设丰富的教学资源库
要进行理实一体化教学，必须建立丰富的教学资源库，设计符合我校学生学情的《数控编程与加工技术》课程项目模块，编写《数控编程与加工技术》项目化教学教案，制作项目化教学多媒体课件，编写《数控编程与加工技术》项目化教学内容指导书，编写《数控编程与加工技术》项目化教学理论试题题库以及实践测试题库。
4.3 专业师资队伍
教师的实际应用水平是课程改革效果的关键之一。应用型人才培养模式，教师不仅要传递理论知识，更应当培养学生的职业技能，因此，教师要掌握专业的理论知识，还应当具有一定的实践水平和职业技能，通过理实一体化课程建设，全程参与课改方案的设计、论证、课程标准制定、工作页编写等工作，促进教师专业化成长，建设一支高水平的理实一体化教師队伍。培养数控类课程相关教师专业技能水平，打造双师型教师教学团队[6]。
5 结束语
以上是笔者从事《数控编程与加工技术》课程教学中，对《数控编程与加工技术》课程教学改革的一些探索和思考，要真正达到应用型数控人才的培养目标，培养出高质量、高素质的从事一线生产、制造、服务与管理的应用型人才，就必须将理论与实践结合起来，深入产、学、研结合，加强培养学生的实践能力和创新能力，有效的教学改革，不但提高了应用型人才培养质量，也帮助企业节约了用人成本，同时为学生走向后期的工作岗位增加了信心。
基金项目：新疆工程学院校级教学改革立项项目-《数控技术》课程项目化教学研究与实践（2021gcxyjg10）。
参考文献：
[1]汪雨蓉.《数控机床编程与操作》课程思政教学研究与探索[J].现代农村科技，2021（10）：81-83.
[2]石从继，周志鹏.智能制造背景下数控类课程教学改革探索[J].机械管理开发，2021，36（09）：306-307.
[3]杨书婕.基于OBE理念的数控技术专业基础类课程教学实践研究[J].黑龙江科学，2021，12（15）：72-73.
[4]顾荣.项目教学法在《数控铣床编程与加工》教学中的运用[J].内燃机与配件，2021（13）：250-251.
[5]陆海强.分析“理实一体化”教学法在数控铣教学中的实践[J].现代职业教育，2021（25）：124-125.
[6]史红燕.基于理虚实一体化的“数控加工编程与操作”教学改革研究[J].现代农机，2021（03）：96-97.
数控编程范文第2篇
摘要：在工业零件的机械加工中，孔加工应用的范围较大。孔加工的精度直接关系到零件自身的质量，所以在孔加工中，应该详细了解孔的用途以及相关设计要求，在保证加工质量的基础上，可以通过工艺和技术的改进来提高孔的加工质量。文章首先阐述了数控铣削机床孔加工工艺，然后对孔加工的精度控制进行了分析，为促进数控机床孔加工工艺的改进和提升提供参考。
關键词：数控机床;孔加工;加工工艺;精度
Key words： CNC machine tool;hole processing;processing technology;precision
0 引言
在机械设备组装的过程中，大部分机械零件的连接基本都是需要机械孔进行固定和拼接。但是孔的用途不同，大小和形状也有所不同，所以在加工时需要不同的加工工艺，加工精度的控制方式也不相同。数控铣削机床与普通机床在孔加工中虽然加工方法和加工工艺都比较相似，但是由于数控机床为自动化加工方式，所以在制定加工工艺时需要考虑到影响孔加工精度的因素，然后有针对性的制定改进措施。在实际加工中，工件的材料不同，孔的用途不同，所采用的加工方式和使用的工具都有很大的差异性，所以需要结合具体情况具体分析，切实保证孔加工质量。在数控铣削机床的孔加工过程中，需要设计出孔加工模块，专门负责孔加工工艺，通过对刀具的管理能够独立完成孔系加工。数控铣削机床刀具的性能参数以及加工时的工序等，都会对孔加工的精度有所影响，所以在实际加工中，应该认真核对每个环节，切实保证孔加工质量，为促进我国机械制造业的进一步发展奠定良好的条件。
1 数控铣削机床孔加工工艺
1.1 数控铣削机床钻孔加工工艺
钻孔是孔加工中较为常见的加工工艺，在利用数控铣削机床进行孔加工的过程中，需要根据相应的设计标准来调整孔的深度和钻头的直径。如果钻孔的尺寸较大，选择硬质合金扁钻较为合适，在刚度上能够达到加工要求。在钻孔加工中通常会采用普通的标准麻花钻，且一般不会设置钻套进行方向引导。在钻孔的过程中，麻花钻很容易因为两切削刃受力不均而发生钻孔偏斜的现象。为了提高钻孔加工精度，可以提高两切削刃的刃磨精度，同时要保证两切削刃的长度处于一致，顶角与钻头轴心线处于对称的工作状态。为了保证钻孔加工的效率，可以对麻花钻进行相应的处理，在钻头表面进行涂层处理，能够显著提升钻头的抗粘结性和耐磨损性，断屑效果也会有所提升，降低轴向切削力，同时还可以延长钻头的使用寿命。如果钻孔的直径在20～60mm之间，可以选择硬质合金浅孔钻，在钻杆的芯部设置冷却通道，在前部设置排屑槽，钻头外缘处的刀片应该具有较强的耐磨性，钻芯附近的刀片应该有较强的韧性，既能够提高加工效率，又能够保证加工精度，这种加工工艺在箱体类的钻孔加工中应用较为广泛[1]。
1.2 数控铣削机床铰孔加工工艺
铰孔加工主要是利用铰刀切除工件孔壁上多余的金属层，以此来提升孔加工的精度和孔表面的平滑度。因为铰刀的刀齿数量较多，切削余量小，切削阻力小，导向性好，加工精度高，所以在钻孔或扩孔完成后，对于提升孔壁的加工精度会较好的效果。铰孔一般会采用数控铣削机床的浮动铰刀进行加工，在铰孔加工过程中所产生的误差，大多是因为刀具安装不精准以及刀杆的径向跳动所致。但是浮动铰刀在自动化加工状态下，能够自动完成误差补偿，刀杆会根据加工状态不断自我调整。为了保证铰孔加工过程中的稳定性，一般会在铰前孔口的位置设置倒角，这样浮动铰刀的定心会更加精准，误差也会大大降低。为了保证铰孔加工的效率和质量，要保证有适宜的铰削余量，避免因为铰削余量过大而增加刀齿的切削负荷，从而导致孔壁表面粗糙度增加，同时也会加剧铰刀的磨损。而铰削余量过小，则会影响到对上道工序残留变形的纠正，铰削精度无法达到预期的效果。为了避免铰削时碎屑粘附刀刃，应该使用切削液冲洗掉碎屑，同时还能够降低工件和铰刀的温度，防止热变形[2]。
1.3 数控铣削机床镗孔加工工艺
镗孔加工一般是对已经预加工过的模具进行扩大孔的操作，其工艺特点是被加工的模具旋转，然后刀具做进给运动。这种加工方式能够保证孔的轴心与机床主轴轴心的一致性，从而提升加工的精度。镗孔加工工艺相对较难，因为其不能在加工中调整下刀量，也不能靠调节数控机床按钮来更改加工直径，所以只能通过调整组织和全自动补偿功能来控制加工精度。在镗孔加工中，主要是采用悬臂加工的方式，所以在加工过程中要保证两刃或者两刃镗刀头对称性良好，在加工时保证径向切削力的平衡性，以此来降低孔加工中出现振动，提高孔加工精度[3]。
2 数控铣削机床孔加工精度控制
2.1 钻孔加工精度控制
提高钻孔加工精度。钻孔加工是孔加工的第一道工序，会直接影响到孔加工的整体质量，同时作为下道工序开展的前提和基础，数控铣削机床转孔加工过程中需要注意刀具的选择和加工流程的控制。在孔加工过程中，钻孔加工作为首道工序，钻孔加工精度会对孔加工整体质量带来直接的影响，同时也是下道工序实施的基础。因此在数控铣削机床孔加工时，需要合理选择刀具，并控制好加工流程。在钻孔加工作业时，宜选择高速钢钻头和硬质合金钻头，而且在具体安装之前，还需要保证钻头的比直性。通常情况下工作人员宜在平面台上平放钻头，并用手轻转钻头，对钻头的具体情况进行观察，判断钻头的比直度，当钻头与平板接触区域透光不均匀时，则表明钻头为弯钻头，不允许在钻孔加工作业中进行处理。同时还要对钻头两个主切削刃的对称性进行分析，对着光举起钻头，并对两条主切削刃的长度进行观察，需要重要关注棱边交接处的高度。当高度不相等时，则应该修磨切削刃，确保两主切削刃保持良好的对称状态，这样对钻出孔直径的扩张区域具有较好的限制作用[4]。
2.2 提高铰孔加工精度
铰削是保证孔加工精度的重要阶段，在铰孔加工过程中，为了提高加工精度，主要可从控制主轴跳动和降低铰刀误差两个方面入手。为了控制主轴跳动，在铰孔加工前，需要用百分表检测主轴的径跳状况，如果跳动频率处于允许范围内，则可进行孔加工，如果跳动频率超过允许的范围，则需对铰刀进行修磨处理。在数控铣削机床主轴径跳次数满足孔加工要求后，则需要检查铰刀的误差值，确保刀柄处的铰刀中心定位精度，提高加工流畅的可靠性[5]。
2.3 合理安排数控走刀路线
利用数控铣削机床加工孔时，在具体机械运作路线方面要合理安排。通过定位加工位置，在钻孔位置处做好加工机械的安装工作，在具体加工孔时，通常会在孔底动作，返回后至起始工作平面后则需要快速退回至初始点。实际数控机床损伤编辑时具有相对固定的格式，但通常以对坐标位置确定编程为主，通过合理对加工孔的位置进行确定，并完成坐标值的编入工作，控制加工孔的深度和孔底作业时间，还要针对加工机械进给速度进行控制，合理设置运作循环次数。在具体进行孔加工作业时，在针对加工机械进给路线确定时，一般需要对最短路线和精确定位的平衡进行综合考量，避免出现最短加工路线导致的反向间隙引入而对孔的位置精确度带来不利影响。因此需要合理选择与实际相切合的路线，这样可以有效的实现对误差的有效控制，进一步促进加工精确度的提升。而且在最短路线原则与精确定位之间发生冲突时，如果对精确度要求较高时，则需要将提高加工孔位置的精确度作为优先考虑的对象。针对加工效率具有较高要求的情况下，需要将选择最短路线作为优先选择，这样可以减少加工时间[6]。孔加工路線如图1所示。
加工图示孔系有图1（a）、图1（b）所示两种进给路线，经过比较发现，图1（a）所示路线最短，定位最快速，加工效率最高。
如图2所示，钻零件上的十个孔时有两种路线：路线一为1→2→3→4→5→10→9→8→7→6;路线二为：1→2→3→4→51→2→3→4→5起点→6→7→8→9→10。按路线一钻孔时，孔1～5的定位方向是从左到右，而孔10～6的定位方向是从右到左，上下两排孔的定位方向相反，X向的反向间隙会使定位误差增加，从而影响孔10～6的定位精度;按照路线二加工时，则孔1～10的定位方向一致，避免了反向间隙的引入。
在实际加工作业过程中，通常情况下操作平面（R平面）处于加工位置上方2～5mm处，初始平面位置一般处于加工位置上方50mm处。而且加工机械返回过程为了实现效率最高化，需要对返回平面进行确定。在具体选择过程中还要对操作机械的工作环境进行综合考虑，由于加工部位结构相对复杂，而且孔较多，因此要根据具体情况，确保退回过程中加工机械与被操作模具不会出现碰撞而导致工件损坏。在确保工作路线安全的同时，还要尽可能的减少空行时间。
如图3（a）加工单孔的路线。刀具先从初始平面快速移动到参考平面（R平面），然后工作进给加工孔，后快速退回到初始平面。如图3（b）所示：在加工多孔时的路线。刀具快速移动到参考平面（R面），然后工作进给加工孔，后快速退回到参考平面，再横向移动去加工下一个孔，直到最后一个孔加工完成刀具快速退回到初始平面。
孔加工时通常要考虑刀具导入量和超越量，如图4所示。兼顾考虑加工精度和加工效率，加工已加工平面时导入量（ΔZ1）一般取3～5mm;加工毛坯表面时，一般取5～8mm;攻螺纹时导入量要取得大些，一般取5～10mm。孔加工超越量（ΔZ2）一般在加工瞳孔时使用，即加工结束时刀尖超过孔底的距离。钻通孔时，超越量一般取Zp+（1～3mm）（Zp为钻尖高度，通常取钻头直径的30%左右）;绞通孔时，超越量一般取3～5mm;镗通孔时，超越量一般取1～3mm;攻螺纹时，超越量一般取5～8mm。
2.4 其他控制方式
在数控铣削机床的孔加工中，因为是自动化加工方式，所以可以采用智能化的方式来提高加工精度，比如自动补偿技术，通过程序设置等方式都可以进行动态调整。此外，还应该加强对机床和刀具的日常维护和保养，减少或者避免因为机械误差而影响到加工精度。
3 结语
对于机械零部件的孔加工，利用数控铣削机床加工的频率较高，因为加工效率高，加工质量好，所以孔加工的精度相对较高。但是由于工件的选材不同，用途不同，所以在实际加工中，会受到各种因素的影响而降低加工精度。孔加工精度直接决定了零件的质量，对于我国工业的发展也会产生一定的影响。利用数控铣削机床进行孔加工的过程中，可以总结出影响加工精度的因素，然后在工艺和刀具等方面进行改进，不断提升加工水平。
参考文献：
[1]高波，薛浩，田晓光.数控铣床关于孔加工的研究分析[J].数字技术与应用，2019，37（04）：3-4.
[2]尚佳策，卫炜，黄斌达，赵一鸣，仲庆龙.基于加工特征的舵机壳体孔系特征数控加工编程技术[J].组合机床与自动化加工技术，2020（07）：93-97，101.
[3]唱晓东，陶华萍，傅煜.薄壁钢机匣精密孔系的加工工艺改进[J].机械工程与自动化，2020（05）：123-125.
[4]苏庆双，赵孟利，付仕，李超，徐兆江.五轴数控机床叉形件孔加工优化及CATIA实现途径[J].精密制造与自动化，2020（03）：53-57，64.
[5]孙义婷，王玉琳.叉车电液控制阀孔加工机床的数控化再制造[J].现代制造工程，2020（03）：142-146.
[6]赵小亮，凌宏.五轴联动数控机床NAS试件的孔位置精度超差研究[J].科技与创新，2019（20）：26-28.
数控编程范文第3篇
计算机辅助设计 (CAD) 是人和计算机相结合、各尽所长的新型设计方法。包括分析和综合两方面的内容。
计算机辅助制造 (CAM) 是数控 (NC) 技术发展的必然需求, 它为解决复杂曲面加工编程问题提供了非常有效的途径, 它是利用CAD产生的几何模型, 借助于相关的程序自动生成用于控制数控机床进行加工的数控程序。CAM的应用取代了传统手工编程方法, 提高了编程的精度和效率。
CAD与CAM的有机集成而形成的CAD/CAM系统, 整个设计和制造过程中通过数据共享来使用公用数据库中的数据, 既提高了工作效率, 又降低了出错的可能性。
2 图形交互式自动编程的步骤
2.1 零件的几何建模
对于基于图纸以及型面特征点测量数据的复杂形状零件数控编程, 其首要环节是建立被加工零件的几何模型。
2.2 加工方案与加工参数的合理选择
数控加工的效率与质量有赖于加工方案与加工参数的合理选择, 其中刀具、刀轴控制方式、走刀路线和进给速度的优化选择是满足加工要求、机床正常运行和延长刀具寿命的前提。
2.3 刀具轨迹生成
刀具轨迹生成是复杂形状零件数控加工中最重要的内容, 能否生成有效的刀具轨迹直接决定了加工的可能性、质量与效率。刀具轨迹生成的首要目标是使所生成的刀具轨迹能满足无干涉、无碰撞、轨迹光滑、切削负荷光滑并满足要求、代码质量高。同时, 刀具轨迹生成还应满足通用性好、稳定性好、编程效率高、代码量小等条件。
2.4 数控加工仿真
由于零件形状的复杂多变以及加工环境的复杂性, 要确保所生成的加工程序不存在任何问题十分困难, 其中最主要的是加工过程中的过切与欠切、机床各部件之间的干涉碰撞等。对于高速加工, 这些问题常常是致命的。因此, 实际加工前采取一定的措施对加工程序进行检验并修正是十分必要的。数控加工仿真通过软件模拟加工环境、刀具路径与材料切除过程来检验并优化加工程序, 具有柔性好、成本低、效率高且安全可靠等特点, 是提高编程效率与质量的重要措施。
2.5 后置处理
后置处理是数控加工编程技术的一个重要内容, 它将通用前置处理生成的刀位数据转换成适合于具体机床数据的数控加工程序。其技术内容包括机床运动学建模与求解、机床结构误差补偿、机床运动非线性误差校核修正、机床运动的平稳性校核修正、进给速度校核修正及代码转换等。因此后置处理对于保证加工质量、效率与机床可靠运行具有重要作用。
3 典型的CAD/CAM软件
3.1 Master CAM软件
Master CAM软件是美国CNC Software INC研发的基于PC平台的CAD/CAM系统, 其销售量高居全球第一。这是专为复杂外形及曲面加工所设计的最经济有效的CAD/CAM工具软件, 它在造型功能、加工功能、仿真模拟、显示屏幕以及数据接口等领域均有上乘表现, 包括美国在内的各工业大国皆一致采用此系统, 作为设计、加工制造的标准。它可以帮助用户轻松构建2D或3D图形, 并可以通过设置刀具路径及参数来加工出用户需要的成品。它所构建的图形全部适用于Master CAM中的两轴至五轴铣削模块、车铣复合加工模块以及线切割等模块, 也可以与其他的CAD软件的输出图形兼容, 例如DXF、IGES、STL、STA文件等。Master CAM不仅提供可靠与精确的刀具路径, 更让NC程序设计师可以轻而易举地设计出最具效率的加工程序。
此工具软件具有下列几个特点:提供可靠与精确的刀具路径;可以直接在曲面及实体上加工;提供多样加工方式;提供完整的刀具库及加工参数数据库;拥有多种后置处理功能, 适合用来生成适用的NC程序。
3.2 Pro/ENGINEER软件
Pro/ENGINEER自从1988年问世以来, 已发展成为当今世界最普及的三维CAD/CAM系统之一, 广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航空航天、家电和玩具等各行各业。Pro/ENGINEER是一个全方位的三维产品设计开发软件, 集成了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析和产品数据库管理等多种功能。
3.3 UG软件
UG是UNIGRAPHIC的简称, 它起源于美国麦道飞机公司, 以CAD/CAM一体化而著称, 可以支持不同的硬件平台。它由CAD、CAE、仿真、质量保证、开发工具、软件接口、CAM及钣金加工等部分组成。该软件已广泛应用于机械、模具、汽车及航空领域, 它常用于注射模、钣金成形模及冲模设计与制造上。
CAD部分:包含特征造型 (Feature Modeling) 、曲线 (Curve) 、草图 (Sketch) 、自由成形特征及曲面 (Free Form Feature) 、绘图 (Drafting) 、装配 (Assembly) 、钣金 (Sheet Metal) 等模块。在此部分可以进行3D线框造型、3D实体造型、2D工程绘图、工程装配及检验、钣金设计等。
CAM部分:包含一般加工 (Point-To-Point) 、NC铣削加工 (Planer-Mill、Cavity Mill、Fixed-Mill等) 、NC车削加工 (Lathe-Rough、Lathe-Thread、Lathe-Drill等) 、线切割 (Wire-EDM) 等模块。在此部分根据CAD生成的模型或从外部输入的CAD模型, 选择相应的加工方法、刀具、工艺参数等, 生成加工刀具位置源文件 (CLSF) , 再经过后置处理成对应机床的加工程序即可使用。
CAE部分:包含有限元分析、机构分析等模块。在此部分能够对各种不同的设计方案进行快速的工作模拟, 进行结构解析和运动特性解析, 预测产品性能及功能。
3.4 CAXA系列软件
CAXA是北京航空航天大学海尔软件有限公司面向我国工业界推出的全中文界面的, 包括数控加工、工程绘图、注射模设计、注塑工艺分析、数控机床机床通信等一系列CAD/CAM/CAE软件的品牌名称。主要包括以下几种。
CAXA制造工程师 (CAXA-ME) :面向加工中心的CAM软件, 该软件具有强大的造型功能, 可快速建立复杂的三维模型, 具有灵活多样的加工方式。快速生成加工轨迹。通用后置处理适用于各种数控系统。支持三坐标测量机, 具有数控代码反读和真实感仿真功能。
CAXA注射模具设计 (CAXA-IMD) :注射模专业CAD软件。该软件提供注射模标准模架和零件库, 以及塑料、模具材料和注射机等的设计参数库。可随时查询、检索;并能自动换算型腔尺寸, 对模具进行各种计算。
CAXA注射工艺设计 (CAXA-IPD) :是与美国C-MOLD公司合作开发的面向注塑行业的CAE软件。采用国际CAE技术, 通过科学的分析方法和简便操作, 可预测注塑工艺过程, 确定优化的注塑工艺参数, 达到优化设计的目的。
CAXA线切割 (CAXA-WEDM) :数控线切割机床的CAM软件, 可以交互式绘制需切割的图形, 自动生成带有复杂形状轮廓的两轴线切割加工轨迹。输出3B或G代码, 支持快、慢走丝线切割机床的编程加工。
4 CAD/CAM数控编程系统的功能使用方法及应用过程
4.1 熟悉系统的功能与使用方法
1) 了解系统的功能框架。对于CAD/CAM数控系统首先应了解其总体功能框架, 包括造型设计、二维工程绘图、装配、模具设计、制造等功能模块, 以及每一个功能模块所包含的内容, 特别应关注造型设计中的草图设计、曲面设计、实体造型以及特征造型的功能, 因为这些是数控加工编程的基础。
2) 了解系统的编程能力。对于一个数控编程系统, 应了解其编程能力的编程能力。
3) 熟悉系统的用户界面及输入方式。系统是在图形交互方式下工作, 还是在命令交互方式下工作;系统是否具备批处理能力等。
4) 了解系统的文件管理方式。对于一个零件的编程, 最终要得到的是能在指定的数控机床上完成该零件加工的正确的数控程序, 该程序是以文件形式存在的。在实际编程时, 往往还要构造一些中间文件, 如零件模型 (或加工单元) 文件、工作过程文件 (日志文件) 、几何元素 (曲线、曲面) 文件、刀具文件、刀位文件、数控机床数据文件等, 应该熟悉系统对这些文件的管理方式及它们之间的关系。
4.2 分析加工零件
1) 分析待加工表面。一般来说, 在一次加工中, 只需对加工零件的部分表面进行加工。这一步骤的内容是:确定待加工表面及其约束面, 并对其几何定义进行分析, 必要的时候需对原始数据进行一定的预处理, 要求所有几何元素的定义具有唯一性。
2) 确定加工方法。根据零件毛坯形状以及待加工表面及其约束面的几何形态, 并根据现有机床设备条件, 确定零件的加工方法及所需的机床设备和工夹量具。
3) 确定编程原点及编程坐标系。一般根据零件的基准面 (或孔) 的位置以及待加工表面在毛坯上选择一个合适的编程原点及编程坐标系 (也称为工件坐标系) 。
4.3 对待加工表面及其约束面进行几何造型
这是上机编程的第一步。对于CAD/CAM数控编程系统来说, 一般可根据几何元素的定义方式, 在前面零件分析的基础上, 对加工表面及其约束面进行几何造型。
4.4 选择合理的刀具
一般来说, 可根据加工方法和加工表面及其约束面的几何形态选择合适的刀具类型及刀具尺寸。但对于有的复杂曲面零件, 则需要对加工表面及其约束面的几何形态进行数值计算, 根据计算结果才能确定刀具类型和刀具尺寸。这是因为, 对于一些复杂曲面零件的加工, 希望所选择的刀具加工效率高, 同时又希望所选择的刀具符合加工表面的要求, 且不与非加工表面发生干涉或碰撞。由于在某些情况下, 加工表面及其约束面的几何形态数值计算很困难, 只能根据经验和直觉选择刀具, 这时, 便不能保证所选择的刀具一定是合理的, 在刀具轨迹生成之后, 需要进行一定的刀位验证。
4.5 刀具轨迹生成及刀具轨迹编辑
对于CAD/CAM数控编程系统来说, 一般可在所定义加工表面及其约束面 (或加工单元) 上确定其外法向矢量方向, 并选择一种走刀方式, 根据所选择的刀具 (或定义的刀具) 和加工参数, 系统将自动生成所需的刀具轨迹。所要求的加工参数包括:安全平面、主轴转速、进给速度、线性逼近误差、刀具轨迹间的残留高度、切削深度、加工余量、进刀段长度及迟刀段长度等。当然, 对于某一加工方式来说, 只要求部分加工参数。一般来说, 数控编程系统对所要求的加工参数都有一个缺省值。刀具轨迹生成以后, 如果系统具备刀具轨迹显示及交互编辑功能, 则可以将刀具轨迹显示出来。如果有不太合适的地方, 可以在人工交互方式下对刀具轨迹进行适当的编辑与修改。刀具轨迹计算的结果存放在刀位文件 (.cls) 之中。
4.6 刀位验证
如果系统具有刀位验证的能力, 对可能过切、干涉与碰撞的刀位点, 采用系统提供的刀位验证手段进行检验。
值得说明的是, 刀位验证大量用到曲面求交算法, 计算时间比较长, 最好是在批处理方式下进行, 检验结果存放在刀位验证文件之中, 供分析和图形显示用。
4.7 后置处理
根据所选用的数控系统, 调用其数控系统特性文件, 运行数控编程系统提供的后置处理系统, 将刀位文件转换成数控加工程序。
摘要：CAM编程是当前最先进的数控加工编程方法, 它利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何形状计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程, 操作过程形象生动, 效率高、出错几率低。而且还可以通过软件的数据接口共享已有的CAD设计结果, 实现CAD/CAM集成一体化, 实现无图纸设计制造。
关键词：计算机辅助,CAD/CAM,数控编程
参考文献
[1] 赵国增.机械CADCAM.机械工业出版社, 2008.
[2] 庞恩泉.CAD/CAM数控编程技术一体化教程.山东大学出版社, 2009.
数控编程范文第4篇
1 宏程序简介
随着数控技术的发展, 现在先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能, 而且为编程提供了扩展数控功能的手段, 宏程序的出现为此类图形的编程提供了很好的解决办法。把用某一组命令构成的功能像子程序一样存储在存储器中, 将存储的功能用某一个命令代表, 只根据写入的代表命令就能执行其功能。把存储的一组命令叫用户宏程序主体, 把代表命令叫用户宏程序命令。也可省略用户宏程序主体而简称宏程序。用户宏程序由于使用变量、算术和逻辑运算及条件转移, 使得编制相同加工操作的程序更方便, 更容易, 可将相同加工操作编为通用程序, 使用时加工程序可用一条简单指令调出用户宏程序, 和调用子程序完全一样。用户宏程序的最大特点是在用户宏程序主体中, 可以进行变量问题的运算。用宏命令可以给变量设定实际值。
2 宏程序运用实例
宏程序用公式来加工零件, 若没有现成公式就用数学方法拟合成经验公式。如果不运用宏程序, 需要逐点算出曲线上的点, 然后慢慢来用直线逼近, 如果是个光洁度要求很高的工件, 就要计算很多的点。应用宏程序则只要把公式输入到系统中, 给出Z坐标和步长值, 就能自动算出X坐标并进行切削加工。
2.1 有数学公式的图形
例1.如图1所示, 椭圆方程为:
毛坯为φ32×100, 刀具:外圆车刀 (kr′=300) 。
椭圆部分的加工程序为:
G90G90G54G40;
M03S600T0101;
G01X#1Z#2;
G00X40Z2M8;
G01X0F60;
Z0;
WHILE[#2GE0]D01;
2.2 无数学公式的图形
如图2所示, 该曲线方程未知, 只是标注了10个点的坐标 (坐标值略) , 如果用直线指令编程, 加工出来的曲线不光顺, 有明显折点。如果加工要求表面很高的工件, 则需要插补计算非常多的点, 工作量过大且效果不好;应用宏程序则工作量大幅减少, 加工出来的曲线光顺、表面光洁。
步骤1.用最小二乘法拟合得到经验公式:
步骤2.编程 (程序略)
#150= (6 0-3 1.5) /2=1 6 (最大切深量)
#1 03= (初值为5 0, 终值为-50, 步距值为0.5, 控制Z向坐标) ;
#106=#150+2*#105 (刀尖点的X值) ;
#107=#103-50 (刀尖点的Z值, 编程原点与工件原点) 。
3 结语
宏程序编程, 介于手工编程与图形交互式自动编程之间, 应用灵活, 形式自由, 具备了计算机高级语言的表达式, 逻辑运算及类似的程序流程, 使加工程序简练易懂, 实现普通编程难以实现的功能。
摘要：对于数控车削中的一些曲线轮廓编程, 不能使用G代码或者编程异常复杂, 可以使用宏程序编程。本文通过典型实例探讨了一些非圆曲线轮廓使用宏程序编程的方法和技巧。
关键词：数控车削,编程,宏程序
参考文献
[1] 袁锋.全国数控大赛试题精选[M].北京:机械工业出版社, 2005.
数控编程范文第5篇
PMC的编码编程方法就是, 两个信号组合用一位输出来表示, 四个信号用两位输出来编码表示, 八个信号用三位输出来编码表示, 以此类推。例如异或门功能实现, 两个信号用一个输出来表示, 低电平, 我们编程用常闭信号, 高电平, 我们用常开信号, 怎样来实现这异或功能, 就来寻找表格中输出有高电平项, 来编写梯形图。如图1所示, 这样编码方式很容易书写梯形图。
一、FANUC数控系统工作模式G代码
FANUC数控系统采用G43中位5位来进行编码, 如表1所示。这里有7种工作模式, FANUC数控系统用了5位编写7种工作代码, 例如编辑工作模式是00011, FANUC数控系统只要查到G43寄存器G43.7, G43.5, G43.2, G43.1, G43.0对应是00011, 系统就处于编辑状态。G43.0这位梯形图如何编写, 选出G43.0输出高电平项, 与工作模式切换一起完成梯形图。如图2所示。其它位的编码可以按G43.0方式编写。
二、梯形图编写解码
数控机床工作模式常用转换开关, 8种工作模式以内, 常用3位格雷码转换开关, 出来是一个3位格雷码, 如何完成格雷码解码成对应模式梯形图编程, 输入是高电平用常开触点, 输入是低电平用常闭触点, 找出工作模式R1.0是高电平选项, 编写梯形图如图4所示。其它工作模式解码PMC编写可参照工作模式R1.0编程。
数控机床PMC常常处于这种功能框图编码, 解码编写梯形图, 编码是把输入信号并起来, 解码是把输入信号串起来, 只要掌握这种编写规律, 编写梯形图时就轻而易举。
摘要：数控机床操作模式不会超过8种模式, 如何让系统知道处于何种工作状况, PMC是如何进行编程, 使机床处于当前需要工作状态。这里介绍工作模式PMC编程处理的。
关键词：编码,解码,格雷码,二进制码
参考文献
[1] 杨学智, 杨绘弘, 胡任祥.基于主轴电机电流检测的数控机床保护系统研究[J].黑龙江科学, 2018, 9 (18) :52-53.
[2] 徐海, 徐庆波.基于工业以太网的数控机床监控方法研究[J].机床与液压, 2018, 46 (14) :123-127.