Master CAM 在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用

2013-05-02 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

摘要:MasterCAM 是美國CNC Software公司研制開發(fā)的基于PC 平臺的CAD/CAM 系統(tǒng),是最經(jīng)濟(jì)有效的全方位的CAD/CAM 軟件系統(tǒng)。它也是我國目前機(jī)械加工行業(yè)中使用最普遍的一種軟件,利用它的圖形設(shè)計(jì)與仿真等多方面的功能,在數(shù)控教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用,改善了目前數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)中效果不理想、效率較低的現(xiàn)象,提高了學(xué)生數(shù)控編程、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的能力。

關(guān)鍵詞:Master CAM 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控教學(xué) 編程

目前,數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床,給機(jī)械制造業(yè)帶來了巨大的變化。數(shù)控技術(shù)已成為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù),計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造和計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù),都是建立在數(shù)控技術(shù)之上。數(shù)控技術(shù)不僅是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率的必不可缺少的手段,也是體現(xiàn)一個(gè)國家綜合國力平的重要標(biāo)志。新世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競爭,其實(shí)就是數(shù)控技術(shù)的競爭?；跀?shù)控技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)的重要性,很多高職院校陸續(xù)都開設(shè)了數(shù)控課程。但由于教學(xué)條件的限制,許多院校只能傳授理論知識,而不能將理論付諸于實(shí)踐。這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位不能很快的獨(dú)立完成在數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方面的工作任務(wù)。因此,怎樣提高數(shù)控技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量就顯得尤為重要。現(xiàn)在,職業(yè)技術(shù)教育正處在改革時(shí)期。改革的目的是為了培養(yǎng)素質(zhì)高、口徑寬、基礎(chǔ)厚、適應(yīng)面廣、能力強(qiáng)的現(xiàn)代工程技術(shù)人才。在數(shù)控技術(shù)方面,學(xué)生獲得這種能力有幾種途徑:一是有合適的實(shí)習(xí)基地,但在目前國內(nèi)的情況下很難做到這一點(diǎn);二是學(xué)校用有限的資金投資購買數(shù)控設(shè)備建設(shè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。此類設(shè)備價(jià)格昂貴,即使用大量資金買回一臺兩臺,無論從數(shù)量上、還是從成本安全性上考慮,都不大適合學(xué)生的普及性教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。因此,如何改善和提高數(shù)控技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,使學(xué)生能學(xué)有所練、學(xué)用結(jié)合,是數(shù)控技術(shù)教學(xué)工作面臨的一個(gè)非常大的難題。Master CAM 作為基于PC平臺的CADCAM 軟件,由Design(造型),Mill(銑削加工)、Lathe(車削加工)和Wire(線切割)4個(gè)功能模塊組成,雖然不如工作站級軟件功能全,模塊多,但就其性能價(jià)格比來說更具靈活性。它對硬件要求不高,且操作活,易學(xué)易用,能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行手工編程和自動編程、并能動態(tài)模擬加工軌跡、數(shù)控機(jī)床有良好數(shù)據(jù)接口,正好解決了上述種種問題。利用該軟件系統(tǒng),在數(shù)控教學(xué)中可以開展如下工作:

一、工藝參數(shù)輸入.零件加工工藝設(shè)計(jì)

利用Master CAM 系統(tǒng)中的CAD繪圖建模功能繪制生成的二維或三維零件模型,或利用該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口將在其它CAD 系統(tǒng)中做好的零件模型數(shù)據(jù)讀入,然后綜合運(yùn)用所學(xué)過的如《機(jī)械制造技術(shù)》、《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《金屬切削機(jī)床》等課程的相關(guān)知識,選擇合適的加工工藝方法,安排零件的加工工序,確定粗加工、半精加工、精加工所對應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量、進(jìn)退刀路線等參數(shù)后,該系統(tǒng)便自動計(jì)算出加工余量,并動態(tài)顯示出和粗加工、半精加工、精加工所對應(yīng)的不同加工表面的刀具路徑和機(jī)床代碼,省去了人為編制NC程序的煩惱。這一過程將數(shù)控編程、制造工藝、刀具、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工等課程有機(jī)地結(jié)合起來,使學(xué)生覺得以前所學(xué)的知識不再孤立、枯燥,在數(shù)控技術(shù)課程中達(dá)到了融會貫通,并在計(jì)算機(jī)上變得生動、形象起來,鞏固了學(xué)生的加工工藝方面的知識,強(qiáng)化了利用Master CAM 系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控教學(xué)的效果。

二、刀具路徑模擬及實(shí)體切削仿真

Master CAM 具有刀具路徑模擬及實(shí)體切削仿真的功能,可以進(jìn)行三維真實(shí)感動態(tài)仿真加工,每個(gè)學(xué)生都有模擬加工的機(jī)會,省時(shí)間、省材料、省設(shè)備投人。在仿真過程中,刀具沿著所定義的加工軌跡進(jìn)行動態(tài)加工,學(xué)生可以直觀地掌握數(shù)控加工的過程,判斷刀具軌跡的連續(xù)性、合理性,是否存在刀具干涉、空走刀、撞刀干涉等情況,刀位計(jì)算是否正確,加深了學(xué)生對加工工藝的理解和對刀具軌跡的認(rèn)識。通過對照加工后的結(jié)果,學(xué)生明白了不同的刀位軌跡,其加工結(jié)果有很大的差異,加工刀具軌跡定義的合理與否,與學(xué)生對零件加工工藝知識掌握的熟練程度有密切的關(guān)系。學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性和綜合能力,對不滿意的加工結(jié)果重新進(jìn)行零件建?；蛑匦陆⒌段慧E,實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)與虛擬加工。結(jié)合當(dāng)前的一些數(shù)控加工仿真系統(tǒng),如廣州宇龍公司的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)(具有FANUC、SIEMENS等眾多數(shù)控系統(tǒng)功能),還可進(jìn)一步進(jìn)行仿真加工以判斷NC程序在數(shù)控機(jī)床上的執(zhí)行效果。

三、將刀具軌跡轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序。通過數(shù)據(jù)接口傳送到數(shù)

控機(jī)床中.并控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)際加工NC程序和實(shí)際的加工聯(lián)系起來,總的理解是停留在理論知識上,感性認(rèn)識不足,實(shí)際應(yīng)用能力的訓(xùn)練環(huán)節(jié)很不夠。因此在經(jīng)過系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)及仿真加工的基礎(chǔ)上,就可以讓學(xué)生將利用Master CAM軟件生成的NC程序通過數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)控機(jī)床,控制機(jī)床進(jìn)行加工。(Master CAM 提供了當(dāng)前主流的CNC 后處理器,選擇適合的后處理器就可以生成與之對應(yīng)的NC代碼)在這個(gè)過程中,學(xué)生可進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握數(shù)控機(jī)床的操作、NC程序的傳送、工量夾具的使用等技能。作為數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才,應(yīng)該能熟練掌握數(shù)控編程、數(shù)控加工等各個(gè)方面的專業(yè)基礎(chǔ)知識,并有相應(yīng)的實(shí)踐技能訓(xùn)練。

四、利用Master CAM 可對手工編編制的程序進(jìn)行校驗(yàn)

數(shù)控程序的手工編制是計(jì)算機(jī)自動編程的基礎(chǔ),應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行自動編程最終也還要經(jīng)過后置處理轉(zhuǎn)換成NC程序代碼。作為數(shù)控技術(shù)人才,不僅是數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用者,更應(yīng)該是數(shù)控技術(shù)的開發(fā)者。因此要使學(xué)生知其然并知其所以然,手動編程是學(xué)生熟悉并掌握NC程序基本原理的一個(gè)重要途徑。但數(shù)控指令枯燥、不易記憶,編寫的程序又不得不到驗(yàn)證,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣不高,也得不到應(yīng)有的實(shí)際動手的訓(xùn)練。同時(shí)對同一零件編程,學(xué)生編寫的程序會有多種,老師批改作業(yè)、檢查學(xué)生掌握情況也十分困難。這一難題在MasterCAM 系統(tǒng)中就迎刃而解了:只要將NC代碼導(dǎo)入該系統(tǒng),通過加工軌跡校驗(yàn),NC程序的結(jié)果就非常直觀通過刀具路徑顯示出來了。在數(shù)控教學(xué)中,應(yīng)盡量結(jié)合實(shí)際情況,想辦法發(fā)掘現(xiàn)有資源的潛在用途,不但可以改善教學(xué)條件,提高教學(xué)效果,還可以進(jìn)行項(xiàng)目研究,提高教師自身的業(yè)務(wù)水平。同時(shí),可積極開展校企合作,對外技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù),以及承接加工任務(wù)等,從中獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益,用以改善實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件、促進(jìn)正常的教學(xué)科研活動,推動教學(xué)改革與課程的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

1、機(jī)械工業(yè)出版社,何偉編,Mast~ CAM 基礎(chǔ)與應(yīng)用教程

2、冶金工業(yè)出版社,嚴(yán)烈編,Master CAM8模具設(shè)計(jì)教程

3、機(jī)械工業(yè)出版社,張導(dǎo)成,三維CAD/CAM—MasterCAM 應(yīng)用

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