数控编程方式篇1
关键词：数控机床；数控编程；后置处理
目前的数控机床自带有编程程序，可是有时自带的编程程序不能满足复杂的编程需求，这就要求编程人员对数控编程作后置处理并传输。
1基于网络的数控编程需要处理的参数
要用网络的数控方式编程，先需了解数控机床编程需要处理的对象。
数控编程要应用多轴加工的方式处理对象。过去，机床会应用两轴加工的方法，即Z轴固定，X与Y轴为可变座标轴，这种加工的方式过于粗放。目前人们应用了五轴机床三轴联动加工的方式。数控编程的编程对象即为五轴。数控编程的加工原理为右手笛卡尔坐标系为标准加工；标准座标轴原点为基础，该参数不可变，其余参数可变，数控编程需用程序控制可控参数；数控编程要用程序描述的方式控制刀具行动。数控编程具体的处理对象为刀位轨迹、切削工具、加工方式这三项内容。
数控编程人员要针对作业的需要了解编程后置处理的范围，给出编程的方案、调整编程的参数、在计算机上做好编程模拟实验，待编程模拟实验的结果满足数控机床加工的需求后，方可将上传数控机床加工的程序，让数控机床以此程序为依据开展生产作业。
2基于网络的数控编程需要应用的平台
构建网络平台――要做好数控机床的后置处理与传输，需要网络的支持。比如数控机床需要下载配套的后置配程软件或者与之相关的插件等。现代的数控机床都自带有连接网络的串行通信插口，在开展数控后置处理时，需让数控机床连上网络。
构建硬件平台――数控机床本身即为一个硬件系统，只要数控机床编程人员仔细阅读数控机床的说明书，就能掌握数控机床的硬件操作要点。比如RS-232串行口的数控机床可应用摭展卡与数联网连接。此时扩展卡可将数控机床的通信协议转换为以太网的通信协议，让数控机床可以接受互联网中的信息。如果数控机床自带有DnC智能插口，那么数控机床可以直接接受互联网的信息。
构建软件平台――要完成数控机床的后置处理工作，就需要给数控机床一个后续编程的环境。为数控机床提供网络环境与硬件环境的目的，实际上就是为了让数控机床能够下载DnC集成系统，数控编程人员需在该集成系统中完成数控编程后置处理工作。如果数控机床没有DnC集成系统，就需下载该系统；如果数控系统自带DnC集成卡，则可仅需完成DnC集成系统的升级。
3基于网络的数控编程后置处理的方法
数控机床一般自带有简易编程的功能，只是人们应用数控机床生产复杂的机械时，可能现有的数控编程命令不能满足人们特殊的生产需求，此时人们就要应用编程后置处理的方法完善这类程序，这个过程，就要依靠数控机床的后处理器完成。数控机床的后处理器就是要把人们下达的特殊指令转达为数控机床能够理解的命令。数控机床的后处理器具有接口功能、nC程序生成功能、专家系统功能、反向仿真功能，应用后置处理器，人们可以了解下达的指令是否可以满足数控生产的需要。
当人们设置好数控编程平台以后，人们要用编程的方式完成数控机床的后置处理。过去，人们要应用G语言为数控机床编程，这种编程方式不够直观，若未受过专业编程训练的工作人员可能不能完成编程操作。现在人们设计了一套宏命令指令串，这些指令串中自带有数控操作命令，人们如果要完成数控编程的后置处理工作，只需要给将这些宏命令串组合成程序指令，就可完成编程操作。以CaXa-me软件为例，该软件自带的宏命令串共计有35个：01――当前后置文件名poSt-name；02――当前日期poSt-Date；03――当前时间poSt-time；（下略）……
数控机床编程人员只需要向宏字符串下达程序操作指令，编写程序头，下达换刀指令，即可应用编程的方式完成特殊的数控操作。在这个过程中，编程人员需要通过编程的方式控制文件的长度、控置行号、控制编程的方法、数值的格式、圆弧的控制、做好文件扩展名的设置。
以编程人员要编写一个程序名为test1的文件，它的文件序号为1234为例，该程序的开始编号为100，而增量为2，刀具号为01号，主轴的转速设置为每秒1500r，该程序的后置步骤可描述为表2：
数控编程人员处理完程序以后，可传输编写的程序，该程序通过后置处理器的验证以后，若证实该程序能满足数控生产的需求，该程序即可被应用。
4总结
数控编程人员以此方法可对数控机床的程序作后置处理与传输，应用此方法，数控编程人员可编写出较为复杂的数控生产程序。
参考文献：
[1]范兴柱，王金伟，栋，楼佩煌，叶文华，戴勇.集成制造车间生产控制的小型DnC系统技术研究[J].机械制造与自动化，2001（05）.
数控编程方式篇2
关键词：数控编程；工艺分析
数控机床是一种使用数字信息控制机床按给定的运动规律进行自动加工零件的机电一体化加工设备。数控加工的实质就是通过用特定方式下的数字信息去自动控制机械装置进行工作。数控机床是数字控制技术与机床相结合的产物，机床数控技术是通过数控机床加工技术而实现的，应用数控技术的关键在于用好数控机床。
数控编程概述
在普通机床上加工零件时，一般是由工艺人员按照设计图样事先制订好零件的加工工艺规程。在工艺规程中制订出零件的加工工序切削用量机床的规格及刀具夹具等内容。操作人员按工艺规程的各个步骤操作机床，加工图样给定的零件。也就是说零件的加工过程是由人工完成.例如开车、停车、改变主轴转速、改变进给速度和方向、切削液开、关等都是由工人手工操纵的。
数控机床与以上机床是不一样的。它是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转数、进给量、背吃刀量等）以及辅助功能（换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等）按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这一程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件.这种零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。
数控编程的内容与步骤
1.数控编程的内容
数控编程的主要内容有：分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序、制作控制介质、校对程序及首件试切。
2.数控编程的步骤
（1）分析图样、确定加工工艺过程在确定加工过程时，编程人员要根据图样对工件的形状、尺寸、技术要求进行分析，然后选择加工方案、确定加工顺序、加工路线、装卡方式、刀具及切削参数，同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能，加工路线要短，要正确选择对刀点、换刀点、减少换刀次数。
（2）数值计算。根据零件图的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算零件粗、精加工、各运动轨迹，得到刀位数据。对于点位控制的数控机床，一般不需要计算。只是当零件图样坐标系与编程坐标系不一定时，才需要对坐标进行换算。
（3）编写零件加工程序单。加工路线、工艺参数及刀位数据确定以后，编程人员可以根据数控系统规定的功能指令代码及程序段格式，逐段编写加工程序单。
（4）制备控制介质。制备控制介质，即把编制好的程序单上内容记录在控制介质上作为数控装置的输入信息。
（5）程序效验与首件试切。程序单和制备好的控制介质必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控装置中，让机床空运转，即以笔代刀，以坐标代替工件，画出加工路线，以检查机床的运动轨迹是否正确。
数控编程的种类
1.零件实例分析
数控机床中的一种主要功能是加工平面类零件，而加工的过程是先编程后加工，编程前先要进行工艺分析，确定加工工艺路线，针对所选用的数控系统指令的特点，确定编程的方法。目前数控编程一般分为手动编程，自动编程和计算机高级语言编程。下面通过加工图1所示工件，选取其中薄壁部分来阐述薄壁零件数控编程的特点和薄壁零件的加工方法。
2.手工编程方法分析
以FanUC数控系统为例，采用G代码的编程方法。
采用单一指令Go1代码编程，G01指令是一种单一动作的G代码，一个指令只表达了一个动作，因而编程时不但要算出精加工时的轮廓路线的各节点坐标，而且也要根据粗加工时设计的路线，计算出每条粗加工路线的各节点坐标，因而编程前要做的准备工作多，而且进刀和退刀路线都要通过G0代码编制，因而程序编制起来较复杂。但该指令编程时由于编程路线完全由编程者控制，因而可以很灵活地控制进退刀路线。所以程序运行时空刀路线最短，加工效率高，适用于各种毛坯件的加工编程。
在编程中加入宏程序变量以进行小量多次加工防止因切削量过大导致薄壁变形从而使产品报废。
粗加工完后去除轮廓内多于材料，然后采用钨钢刀具更改粗加工程序的转速及进给倍率进行精加工。精加工时须少量更改补偿半径同时使用凸件进行配合以达到最好的配合效果。但在配合时不宜用力过大防止使薄壁弯曲变形。
3.masterCam软件自动编程
除了用传统的手工编程的方法可以完成程序的编制外，也可以用相应的软件进行自动编程，自动编程的方法是在相应的软件里画出所要加工的轮廓线，根据给定的轮廓线，选择合适的刀具路线，自动生成刀具运动轨迹并后处理生成加工程序。整个过程由软件内相应的功能完成。其特点是编程快捷简单，不需要计算节点坐标，加工路线优化，加工效率高，后处理的程序全部采用单一指令代码，程序较长。但需要编程人员掌握相应的软件应用知识，即对编程人员的知识基础要求相对较高，下面是利用masterCam软件编程所得的程序。
G01指令编程特点：是一种直线逼近法编程方法，全部采用直线插补方法粗加工工件，编程复杂，程序较长，需计算的工艺坐标点多，因而编程时间长，但加工效率高，空运行路径最少，特别适用于批量较大的工件的加工情况，适合各种毛坯件的编程加工。
利用自动编程的方法编制程序，适合编制一些较复杂的加工零件，对于一些规模较大的企业，设有专门的编程人员，且是批量生产工件时，这种编程方法会起到提高加工效率的作用，其优点尤为突出。因此，如何编制薄壁零件铣削加工程序，要根据生产的实际条件，选用合适的G代码和编程方式。使机床和数控系统充分发挥其应有的作用。
数控编程方式篇3
关键词：数控系统，BeiJinG-FanUC0imate，SinUmeRiK840D，HnC-21m
数控加工作为现代制造业先进生产力的代表在航空航天机械电子船舶化工汽车等行业得到广泛应用并逐渐被其它行业广泛使用FanUC数控系统和SinUmeRiK数控系统是目前国内最流行的机床控制系统,华中数控系统作为国产数控系统中的代表，正逐步扩大自己在行业内的市场份额。本文作者主要针对国内行业中最常用的BeiJinG-FanUC0imate系统和SinUmeRiK840D系统和HnC-21m数控系统在铣削加工中的常用编程指令编程方法的异同作对比分析研究目的是供机床操作编程人员参考与借鉴。
1、程序结构的异同
数控加工程序段的格式有两种：字地址格式和分隔符格式。数控加工程序结构的异同数控加工程序有程序开始、若干个程序段、程序结束三部分组成。每个程序对应一个程序名称(即程序号)。
对于BeiJinG-FanUC0imate系统，主程序和子程序的程序名规定相同，由地址“o”和后面的4位数字组成如o1234。子程序与主程序是以“独立”的程序被保存在CnC存储器中。子程序由“m99”结束，主程序需用指令“m98”调用子程序。子程序可以嵌套4级子程序。
而对于SinUmeRiK840D数控系统,主程序和子程序的程序名规定相同,由任意字母或双字母与数字组合,主程序以.mpF为后缀子程序建立时用.SpF后缀来定义子程序,其结束语句为“Ret”。免费论文参考网。免费论文参考网。将子程序名作为主程序的一个程序段，即可实现子程序的调用。子程序可以嵌套11级子程序。
对于华中HnC-21m数控系统主程序文件名由地址“o”和后面的4位数字组成，如o1234，程序名由%和后面的4位数字组成。如%2345；子程序的程序名由“%”和后面的4位数字组成。子程序须紧跟在主程序的m02或m30后面，与主程序共同组成一个程序。子程序可以嵌套9级子程序。
2、刀具半径补偿功能指令的异同
在铣削零件轮廓时由于刀具半径尺寸的影响刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。为了避免计算刀具中心轨迹，数控系统提供了刀具半径补偿功能，编程人员可以直接按零件图样上的轮廓尺寸编程。
（1）相同之处
G41是刀具半径左补偿指令，即顺着刀具前进方向看，假定工件不动，刀具位于工件轮廓的左边：G42是刀具半径右补偿指令，即顺着刀具前进方向看，假定工件不动，刀具位于工件轮廓的右边，G40是取消刀具半径补偿指令使用该指令。使用该指令后，G41、G42指令无效。
（2）不同之处
对于BeiJinG-FanUC0imate数控系统和HnC-21m数控系统，G41或G42必须与G40成对使用，即编程中刀补方向改变时，必须先取消刀补，才能建立新的刀补。而对于SinUmeRiK840D数控系统，无需经过G40、G41、G42就可以相互转换。
刀具补偿值的输入BeiJinG-FanUC0imate系统可以用功能指令G10由程序输入，SinUmeRiK840D系统也具有类似的功能。这些功能能方便解决刀具补偿值随加工轨迹变化而变化的问题。
3、圆弧插补功能指令的异同
基本移动指令有G00、G01、G02、G03中，G00和G01的编程格式均相同。但圆弧插补有区别。对于BeiJinG-FanUC0imate数控系统和HnC-21m数控系统，圆弧插补有终点/圆弧半径和终点/圆心坐标两种编程方式（圆弧半径地址为R）而SinUmeRiK840D数控系统有更多编程方式，除上面两种方式外，还有中间点/终点、张角/圆心、张角/终点等极坐标编程方式（圆弧半径地址为CR＝），使圆弧的编程更为方便。免费论文参考网。
4、刀具长度补偿功能指令的异同
使用刀具长度补偿指令，可以方便解决使用多把刀具加工零件时刀具长度不等长所带来的问题。还可以方便解决加工时由于刀具磨损、更换刀具等原因引起刀具长度尺寸变化带来的问题。一般的数控系统都具备这样的功能，但在功能指令上有以下的不同。
（1）对于BeiJinG-FanUC0imate数控系统和HnC-21m数控系统须用功能指令来实现长度补偿功能。其中G43是建立刀具长度正补偿，G44是建立刀具长度负补偿；G49是取消刀具长度补偿。其编程格式为
G43（G44）ZH（建立长度补偿）
G49/G00/G01Z（取消长度补偿）
（2）对于SinUmeRiK840D系统，刀具调用后，对应刀具地址中的长度补偿值随即生效，长度补偿不需G指令建立，相反该系统将视G43/G44或G49指令为非法指令。
5、固定循环功能指令的异同
为了进一步提高编程工作效率，数控系统中一般设计了固定循环功能，它把一些典型加工中的固定、连续的动作用，一个程序段表达，即用固定循环指令来进行孔或槽的加工。
（1）对于BeiJinG-FanUC0imate数控系统和HnC-21m数控系统，常用的孔加工固定循环有钻孔、攻螺纹和镗孔等指令。这些循环通常包括在XY平面定位、快速移动到R平面、孔的切削加工、孔底动作、返回到R平面返回到起始平面6个基本动作。
其编程格式如下：
G90（G91）G98（G99）G73~G89XYZRQpFK/L
式中G90/G91表示绝对坐标编程或增量坐标编程；G98调用固定循环，并使刀具返回到起始平面；G99调用固定循环，并使刀具返回到R平面；G73~G89表示孔加工方式，如钻孔加工、高速深孔钻加工、镗孔加工等；X、Y表示孔的位置坐标；Z表示孔底坐标；R表示安全面（R平面）的坐标；Q表示每次切削深度；p表示孔底的暂停时间；F表示切削进给速度；K表示规定的重复加工次数；（FanUC0i数控系统）L表示规定的重复加工次数；（HnC-21m数控系统）固定循环由G80或01组的G代码撤消。
（2）SinUmRiK840D系统中固定循环的编程
SinUmeRiK840D数控系统的固定循环包括钻孔循环（如中心钻孔、深度钻孔、刚性攻丝、铰孔、镗孔等）钻孔样式循环（加工一排孔、加工一圈孔）和铣削循环（矩形槽、键槽和圆形凹槽）固定循环的功能更为强大。
掌握了不同数控系统的功能指令的差异在熟悉一种数控系统的nC编程的基础上可以轻松地完成其它数控系统的nC编程
参考书目：
1、SinUmeRiK840D/810D操作说明书
2、BeiJinG-FanUC0imate操作说明书
3、世纪星铣床数控系统HnC-21m编程说明书
数控编程方式篇4
1机械数控加工技术概括
机械数控技术顾名思义就是利用科技技术控制机械设备，使机械加工的准确度更高，实现高效率、高品质的高端加工水准。在机械数控加工中主要通过计算机对机械进行控制，实现加工产品的目的。在计算机系统中将加工程序设计出来并输入到控制机械设备的电脑中，这样的方式相对于传统的加工模式来说能够很大程度上减少人力、物力以及时间的浪费，技工手法也较为灵活、准确。
2我国目前机械数控技术的现状
由上文可知机械加工技术准确性较高、灵活性极强，在信息时代的今天，信息技术已经逐渐深入到工业中，机械数控技术便是计算机软件技术与信息技术完美结合的产物。因此，若是机械数控技术能够在设施维护、程序运转以及工作态度、员工素质等多方面进行改善，将计算机技术与机械制造技术结合并实际应用到生产加工中，可以提高产品生产质量，加强机械数控的稳定性。编制程序的编写精细程度与机械生产质量、效率具有直接关联，精细、优质的编制程序能够快速提高产品质量，但是，目前机床操作人员对编写程序这一环节并不重视，经常选择套用的方式编写程序。编程人员对机床指令了解不足，没有很好的将机床的功能展现出来。还有就是编程手法较为松散，可靠性较差，模拟计算机想切削时间较长，导致数控调试时间较少，编制程序把控合理性较差，大大降低了产品质量。
3如何体改机械数控技术水平
由下图能够清晰的看出数控技术的发展周期，演变成现代pLC技术，已经发展成为现在的pC及控制模式，专业的软件百年程序能够完全应付市场的需求，实现可持续发展的目标。
3.1引进CaXa软件技术
曲面与实体相互联系的CaD一体化软件属于CaXa工程师。该软件功能尤其广泛，工作效率相对较高，代码应用效果较好，是近几年生产自我国的编程软件。该软件中具有轨迹参数化功能，此项功能不但支持高速切削还可以直接设置曲面模型，此项功能可以在很大程度上保证机床加工时的质量，另外该软件还能对实体直接进行设定，提高生产效率。CaXa软件在数控加工时能够进行后置处理，具有通用功能、多轴数控、轨迹参数编写、验证代码等多种功能，尤其是曲面实体造型和组合功能，能够为数控机械加工带来很大的方便。CaXa机械数控加工程序可分为六个步骤进行，首先要了解图纸资料和加工工件；接下来就是设计图纸并确定设计方案；由于每个加工的加工手法、状态和精细程度要求均不同，因此，需要选择不同的轨迹参数和加工手段；最后就是进行实验加工阶段了，进行产品仿真加工，生成G代码。在CaXa中制造人员可以通过编程软件进行不同种类的造型设计，从中选取最符合要求的工艺参数进行编制，并根据工件的产品特点选择加工方式，仿真加工后完成刀具轨道和加工代码生成，很大程度上解决了手工编程的复杂性问题，在提高编程质量的同时可以更好地选择刀具和参数轨迹，提高产品生产效率。
3.2引进先进编程技术
编程能够利用变量运算正负办、Sin以及anD等高级语言编写形式进行混合运算，这一形式通常用于复杂程度大的零件加工程序中，用于评断、子程序互用分支中。此种加工手段不但能够加工相对繁琐的零部件而且可以批量生产，可以很大程度的减少编程时间。例如：椭圆短半轴和椭圆长半轴之间数值出现改变仅需修改a，B数值就可以。因此，采用这一形式加工编程技术在编写时编程人员必须了解数控机械编程知识外，还要有充分的计算机知识作为基础，数学建模知识辅助。在这样的背景下，计算机加工编程技术人员必须熟练掌握上述加工技术的知识点，所以，想要提高数控机械加工编程技术水平，首先要提高编程技术人员自身的文化素养，企业应大力培养数控加工编程技术人才，不断引进先进技术，提高企业生产效率。
4结语
数控编程方式篇5
关键字:数控技术智能化知识工程UG
intelligentCnCprogrammingsystemof
LiuHaoxu
(tianjinpolytechnicuniversity,tianjin,Jixian300160)
abstract:inthispaper,theadvanceddigitalmanufacturingtechnologyinpracticalapplicationproblems,throughanalysisofthenCtechnologyandindustryCurrent,comprehensivedevelopmentofnumericalcontroltechnologyintodayworldtrends,discussesthedevelopmentofnCtechnology.Studyofknowledgeacquisition,knowledgerepresentationandknowledgereasoningintheCnCprogrammingapplications;intheintelligentnCprogrammingsystemarchitecturelanguagebasis,toUGfortheplateformuseSQLServerdatabaseandUGopenapiandVisualC++developtiontools,developmentintelligentnCprogrammingsystem;throughtheapplicationprogrammingexamplesdemonstratethefeasibilityandpracticalityoftheresearch.
Keywords:intelligentknowledgeengineeringCnCtechnologyUG
一、数控编程系统智能化的概念和基础
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一,通常包括分析零件图样,确定加工工艺过程;计算走刀轨迹,得出刀位数据;编写数控加工程序;制作控制介质;校对程序及首件试切。有手工编程和自动编程两种方法。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。
数控编程分为手工编程和自动编程.手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序,经过处理后生成加工程序,称为自动编程。随着数控技术的发展,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。
而在数控编程系统的工作中,数字模型是工作的关键,同时也是数控编程系统的基础,它在编程系统中所包含的信息量直接决定了数控编程系统的智能化发展程度。同时,这些在数字模型中所包括的信息在数控技术家中传递的方式也会对数控编程系统的智能化发展程度带来一定的影响。同时,由于数学模型的发展包括:线框、曲面和实体,这些模型在结构上的不同,对描述同一物体所表述出来的信息量也是不一样的。
二、数控编程系统智能化的研究现状
就我国企业的发展上来看,国际上先进的数字化制造技术并没有在我国的企业中得到广泛的应用。
而就目前数控编程系统的智能化的进程上来看,主要表现在实体模型。在实体模型结构基础上,数控编程系统已经实现了部分智能化。由于实体模型是通过特征造型的手段获得的,因此在编程过程中,如何获得这些特征,然后直接针对这些特征直接进行编程操作,并在操作过程中根据专家系统的支持提供更多的自动操作选项,成为当前智能数控编程系统的一个主要的发展方向。
三、基于UG的模具智能化数控系统的开发
(一)、知识库获取
数控编程是一个经验性很强的领域,CnC工程师的经验知识对加工效率、加工质量都有着较大的影响。数控编程经验知识的主要特点有:首先,数控编程技术是无形的,只存在于CnC工程师的大脑中,并没有实体上的形态。其次,由于数控编程技术的无形性,因此完全来源于CnC工程师自身的主观意识,但是由于不同的CnC工程师自身工作经历、知识结构等因素的不同,他们对相同问题形成的经验知识可能产生一定的差异,这就说明数控编程技术是具有一定的差异性的。第三、CnC工程师随着经验知识的积累或生产技术条件的改变和完善,他们对原来数控编程所存在的问题可能会出现有新的见解,从而就会原有的数控编程加以相应的改善。为了最大限度地获取和利用CnC工程师的经验知识,针对上述这些特点,本文制定了经验知识的获取步骤,如图一:
(二)知识的表示
根据数控编程知识的特点,采用了将面向对象的表示法和BnF范式(Backus-naurForm,巴科斯-诺尔范式)相结合的表示方法.基于对象的BnF范式表示数控编程领域知识的句法如下:
::=类
类::=
::=
::=
::=
::=[规则推理(RBR)]|[实例推理(CBR)]
::=
::=[粗铣]|[半精铣]|[精铣]|[粗镗]|[半精镗]|[精镗]|[钻]|[扩]|[铰]|[粗车]|[半精车]|[精车]
::=
::=
::=
::=
结束类
通过BnF范式可以有效地将数控编程领域的知识进行融合,同时也便于实现对数控编程知识库中知识的管理和维护,支持知识库中知识的检索、查询、更新,保持知识的有效性和一致性。
(三)知识的推理。CBR的推理过程主要由实例问题的描述、实例检索、实例修正、实例存储等组成。
1.实例问题的描述主要是在计算机中将待求解的问题通过合理的知识表示形式表达出来,以便于计算机识别和处理;
2.实例的修正通过人机交互界面的方式实现.在数控编程实例推理的过程中,当检索结果不能满足实际需要时,可以对加工方法、工件材料、刀具几何参数、进退刀设置等信息进行修正,并作为新的实例添加到实例库中,进一步地充实实例库。
(四)体系的搭建
在研究了知识工程技术应用于数控编程领域的基础上,设计了智能数控编程系统的体系结构。分为数据层、应用层和用户层。
1.用户层提供了智能数控编程系统用户接口,负责与用户的交互,处于系统架构的顶部.用户通过人机交互界面,可以方便的操作、管理和维护系统。
2.应用层为用户提供各种服务,是整个系统结构的核心.主要包括三部分:①前处理.运用知识工程技术获取数控编程方案,提供数控编程所需要的各项参数信息.②智能数控编程.依据数控编程方案,根据编程向导的指引对零件进行加工,生成的编程操作由知识顾问诊断后反馈到知识库中.③后处理.对创建的数控操作进行后置处理,生成符合机床数控系统要求的nC代码,以文档形式输送到生产车间。
3.数据层包括了加工特征库、编程资源库(零件信息库、机床信息库、刀具信息库及工艺信息库)和知识库,是智能数控编程系统运行的基础,采用了oDBC作为数据的底层访问方法。
(五)系统的实现
由美国UGS公司推出的UG软件,是面向制造业的集CaD/Cam/Cae功能于一体的三维参数化软件,具有数字化产品设计、制造和分析功能.UGCaD与Cam高度集成,具有统一的数据管理,并包含了KF(KnowledgeFusion)知识熔接模块,可以进行知识处理.UGCam为用户提供了模板设置功能,可将常用的操作参数设置为默认值,自定义为加工模板,避免每次编辑新操作时重复定义参数的繁杂工作,提高零件编程效率.UG提供的二次开发功能.其开发语言简单易学,功能强大,可以方便用户定制个性化的功能,便于为用户开发有针对性的专用系统,可以实现单凭交互方式操作UG难以实现的功能,为企业在市场上的竞争力提供有力的平台.基于UG的诸多优点,本系统采用UG作为开发应用平台,系统数据库系统选用SQLServer2000,开发工具为UG/open、VC++6.0及UG后处理构造器。UG提供的二次开发功能可以方便用户定制个性化的功能,便于为用户开发有针对性的专用系统,在系统的开发实现过程中,遵循软件工程理论,为用户提供了良好的人机交互界面,采用模块化思想,按照设计过程和模块实现的功能将系统划分为几大功能独立的模块,模块之间以及模块的各组成部分之间也具有一定的独立性。
综上所述,数控技术是先进制造技术的核心,是制造业实现自动化、网络化、智能化、复合化等的基础。知识工程作为一种新型的智能设计方法,利用知识工程技术可以在数控编程过程中提供相关的知识,有利于实现数控编程的参数化、自动化和智能化,进而提高企业数字化制造技术水平。在对知识工程技术的在数控编程中的应用就出上开发出来的智能化数控编程系统,就是为了更好的提高企业在数控技术上的发展水平,促进数字化制造技术的发展,从而带来刚好的发展前景。
参考文献:
[1]汪俊俊.论数控技术发展趋势――智能化数控系统.装备制造.2009(06);
数控编程方式篇6
关键词：数控加工；数控编程；复杂型面零件；工艺技术
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.029
我国国民经济发展的基础产业之一就是机械制造业，随着科学技术的发展与社会经济的发展，人们对于产品的多样化要求越来越高，传统的机械制造方式也越来越不能满足人们的需求，传统的机械制造技术也就随着时代的发展和人们的需求发生了巨大的变革，世界各范围尤其是发达国家投入了巨资来创新发展新的制造技术，最终数控技术应运而生。数控技术融入了计算机技术、微电子技术、控制技术等多种高新的技术与一体，提高了产品的生产速率和质量，降低了劳动率，同时也能够加工一些复杂型面的零件，例如飞机、轮船、汽车上面的一些零件，这些零件的质量好坏影响着整个产品的性能，所以加工的难度更大，加工的要求也更严格，然而这些零件都可以由数控技术轻松完成。
1数控加工与数控编程的概念及特点
数控加工工艺是根据零件的图样和基本要求，编写好一个数控加工程序，再将程序输入到数控机床的数控系统当中，数控机床根据程序产生刀具和工件的相对运动，最终实现零件加工的一个过程，数控加工技术与传统的机械加工技术相比之下有很多相似之处，例如加工的方法和加工的内容等，但是数控加工技术采用了数控机床和数控系统，利用数字化的形式对零件加工的过程进行控制，利用计算机和数字自动控制系统替代了传统机械加工的人为操作，更加节省劳动力也提升了零件加工的质量和效率，由于采用数字化的形式进行控制，所生产出的零件也比人工加工生产出的零件更加规范，在很大程度上减小了误差。
数控编程，是数控技术准备阶段的一个重要过程，它指的是从分析零件图样到加工出合格的产品的全过程，数控编程包括手工编程和自动编程两种编程方法，手工编程就是在编程过程中大部分由手工完成的工件程序编程，手工编程一般是适用于轮廓外形比较简单的零件的加工，比较方便和经济；自动编程就是编程过程的大部分都由计算机完成的工件程序的编程，自动编程又可以成为计算机辅助编程，通常用于轮廓外形比较复杂的零件的加工，特别是应用于三维曲面零件的加工和有小凸缘的零件的加工，和刀具运行轨迹比较繁琐的情况，自动编程的效率比较高，并且不容易出现错误。
数控技术具有劳动化程度低的特点，数控技术有较高的自动化程度，除了在数控机床上装卸加工零件时需要人工操作，其他的全部加工过程都会由数控机床自动完成，大大减少了劳动力，减少了劳动者的负担；能够加工形状比较复杂的零件，飞机、轮船、汽车和其他动力设备当中的复杂零件的质量会影响到其整体的性能，所以对这些比较复杂的零件进行加工时一定要保证质量合格，数控技术就能够完成传统机械机械加工技术所无法完成的高难度的零件加工；准备周期短，数控技术在对零件进行加工时，主要的工序就是零件图样的设计以及控制程序的编写，在很大程度上缩短了生产准备的时间；加工精度高，质量好，在零件加过程中不需要人工参与进行调整，不受人的技术水平的影响；生产效率高，数控技术的自动化程度高，更换刀具和进行其他辅助操作时都是自动进行，在一次装夹中可以进行多表面的加工，省去了很多其他的工序，并且采用较大的切削用量，减少了切削的工时，缩短了生产周期，增加了生产效率。
2目前数控技术的发展现状
随着信息技术化社会的到来，传统工业领域发生了巨大的变化，世界各范围都开始对现代化的制造技术进行大力地研究和开发，尤其是对数控技术的研究。随着计算机技术发展的越来越成熟，数控技术已经成为机械制造的核心技术，它集合自动控制，自动检测，计算机，微电子等多种高新功能于一体，具有非常卓越的自动化的性能，灵巧敏捷具有多样化的功能同时还有超高的稳定精度，实现了机械制造业的智能化、集成化、自动化，目前在世界范围内很多重大的数控领域的研究已经启动，并且得到了广泛地支。然而现今数控技术也在不断地发展进步当中，它正向着通用型开放式的方向发展，实现动态全闭环模式，在集成化的基础上更加小型化，在智能化的基础上更加集合了计算机、多媒体等高科技技术，实现了数控技术更加高效的控制，同时数控技术的体系结构也更加模块化和层次化，具有较强的可操作性，可移植性，可扩展性和可缩放性在未来的发展中数控技术会得到大量地使用，更好地引领工业的发展。
3复杂型面数控加工工艺流程
数控加工技术是近展起来的一种自动控制技术，利用数字化的信息实现对机械设备的控制，虽然说数控加工技术与传统的机械加工技术在零件的加工方法和加工内容上有很多的相似之处，但是数控加工技g采用的是数字化的控制方法，相比于传统的手工操作更加精准也更加有效率，尤其是在现今科学技术发展迅速的现代社会，人们对于产品多样化的要求越来越高，所以数控加工技术得到了越来越广泛地应用。数控加工最重要的一个环节就是数控编程，数控编程是根据所需要加工的零件的图纸和技术、工艺要求将零件加工的工艺顺序，技术安排，刀具运动的轨迹和方向，工艺参数以及其他的辅助动作等利用数控系统所制定的规则、代码与格式等编写成文件，并将其输入到控制介质当中，数控编程可以按照所加工的零件轮廓以及外形的复杂程度划分为手工编程和自动编程，数控编程一般的步骤有：分析图样、确定工艺、相关数值计算、编写程序、制作控制介质以及程序校验和试切首件。
（1）分析图样就是分析零件的形状、尺寸和投影等基本要素，同时确定技术要求，根据所需加工的零件的尺寸和精度以及零件的形状等的要求等选择机床，再根据加工工艺的要求等选择合适的夹具，确定所加工的零件的位置与道具的位置，在选择夹具时要注意遵守以下几个原则：零件需要加工的部位要敞开，夹具不能影响进给；可以同时装夹几个加工时间短的小型零件一起加工；辅助时间要短，夹具装卸方便；保障零件最小加紧和最小变形；所选择的夹具应该便于与工件定位表面和工作台之间进行原件连接；以及尽量选择结构简单的夹具等。
（2）确定工艺就是确定在加工零件时工艺的基准和夹紧的方式，制定科学合理的工艺流程，工艺顺序，选取合适规格与类型的刀具和刀柄以及切削用量，最后拟订好工艺路线。在制定工艺流程时要注意遵守先面后孔，先基准后其他以及先粗后精的原则，以刀具为中心进行一次装夹，粗加工与精加工一次全部完成，同时要注意零件的加工精度、零件表面粗糙度以及热处理等情况。在选择切削的用量时，要注意粗加工、精加工和余量的问题，切削用量的三要素有切削深度、切削速度以及进给量，不同的加工方法要选择不同的切削用量，合理的切削用量可以在很大程度上提高生产的速率，在进行粗加工时要保证效率优先原则，保证刀具要有较高的耐用度以及保证较高的金属切除率，在进行精加工时要保证精度优先原则，要有较高的表面粗糙度与加工精度，其次才是效率问题，要选择参数较高的刀具与合理的几何参数，以确保切削的速度。在进行刀具的选择时要根据数控机床的特点与所需加工的零件的轮廓和加工的要求等进行选择，刀具的刚度、精度、耐用度和强度等都会在很大程度上影响到切削的工作速率，所以要根据不同的工序来选择不同的刀具，一般常用的刀具有高速钢、工具钢、质地较硬的合金等材料制成的刀具。
（3）在进行数值计算时，主要包括基点坐标值与节点坐标值的计算和辅助计算，坐标系的建立是生成源文件的基础，坐标原点和坐标轴的确定是非常重要的，另外在数值计算的过程中要注意零件误差以及编程误差的计算，以及中间结果和最后结果的精确度问题。
（4）在编写程序使要注意方法的选择，如果是简单零件的加工，最好是选择手工编程的方法，如果是比较复杂的零件的加工就需要选择自动编程的方法。手工编程的优点是，在进行点位加工或者是加工形状较为简单的零件时，计算量相对较少，程序段数也有限，能够更加直观地显现出现实的情况，并且更加经济和方便，但是对于具有空间自由的曲面和形状较为复杂额定零件，对于刀具轨迹的计算就相当繁琐，工作量也较大，并且在编程的过程中容易出错，难度较大。自动编程是利用计算机以及专用的编程软件对加工的对象和加工的条件自动计算生成指令，经常使用的编程软件有UG，一般用机零件的加工，它的优点是刀具路径可靠精确，能够直接在曲面上进行加工，客户可以自定义使用额界面更加人性化，有多种加工的方式可以选择，具有完整的刀具库并且具有加工参数管理功能等；Catia，它具有强大的曲面造型功能，并且具有^强的编程能力，可以满足一些比较复杂的零件加工要求；pro/e，广泛用于电子，机械，模具与玩具等民用企业，它具有多种功能，例如模具开发，零件设计，造型设计等，另外还有具有界面比较灵活的cimatron，具有强大造型功能的mastercam，具有超强的识别能力的delcam，caxa制造工程师以及edgcam。
4结束语
数控技术和数控编程在制造业有着非常重要的地位，数控技术的众多优势也为企业带来了巨大的经济效益，尤其是在复杂型面数控加工方面发挥了很大的作用。但是在进行复杂型面数控加工时还要注意工艺设计的优化，选择合适的机床、刀具、工序、走刀路径，切削用量等优化工艺路线和工艺内容，实现低消耗，高生产的最终目的。
参考文献：
[1]王娟平.转体类零件的数控加工工艺路线及工序进给路线的设计.新技术新工艺，2010.
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[4]张党飞，阮晓光，王寅晨等.浅谈数控加工中刀具的特点及选择[J].制造业自动化，2011（10）.
数控编程方式篇7
【关键词】数控技术数控机床教学方法
一、提高教师队伍的责任心
指导教师都应该带有一种很强的责任感，尽职尽责地指导学生参加实习，而且要自始至终地，容不得半点松懈。同时，教师的所作所为、敬业精神也会影响到学生的实习态度，以至于直接影响到学生的学习效果。例如在学生操作机床时，教师要做到不离现场，而且还要来回反复巡看学生的操作过程，发现问题要及时指出并进行讲解更正。
二、加强实践环节
数控技术是现代先进制造技术的主要组成部分，实践性强，因此，在教学中结合专业特点采用的是理论和实践紧密结合的方法，以典型的数控设备―――数控机床为主，围绕数控加工的过程控制开展教学与实践。
2.1理论教学的实践性
在理论教学中，介绍数控机床的基本概念、原理、计算和设计方法，着重阐述计算机数控系统的硬件和软件结构、进给伺服系统、检测装置、数控加工程序的手工编制和计算机辅助数控加工编程等内容。以数控机床为主线，根据加工过程中数控系统内部信息流处理过程展开阐述、由浅入深、循序渐进，理论密切联系实际，并注重机电结合和系统理念，反映当今世界机床数控系统技术的发展前沿。对数控技术的几个重要内容、核心技术和最新技术成果作较为系统、深入的叙述。例如，在讲解手工编程和自动编程的教学内容中，着重强调以下几个方面：（1）引出编制程序的基本功能指令，它是数控机床自动加工工件的基础。首先，讲授数控机床的五大功能指令的作用；其次，介绍每个指令的含义，要求学生能牢记并能正确理解和应用。只有掌握了这些指令的区别与联系，才能选用符合加工要求的指令。例如，在加工中途工件尺寸的检验或排屑，合适的指令只能是moo和m01。（2）介绍编制加工程序的格式。目前，常用的数控系统有FanUC系统和SiemenS系统，这两种数控系统程序的格式框架基本相同，但也有一些区别。针对我校的实际数控系统，要求学生熟练掌握FanUC系统和SiemenS系统的程序格式。（3）通过大量编制程序的练习，达到熟悉编程的方法和步骤，提高程序编制的准确率。当然，对于其他的理论教学内容，比如插补原理、刀补原理、速度控制原理等，尽可能的注意理论教学的实践性。在进行了理论课程的学习后，如果直接通过实际操作来验证程序的实用性，在学生没有实践经验的前提下，应该说是非常危险的。因为，虽然在实习老师的指导下操作机床，但因缺乏经验，熟练程度欠佳，可能会有不正确的操作，造成刀具和机床损坏。因此，在实习环节之前增加数控加工仿真系统的学习和练习对更好的掌握这门技术非常必要的。
2.2实际操作训
练有了前两个环节，使学生较好的掌握了编程方法，通过仿真验证了程序的准确性，接下来的实践环节，就是让学生在实习教师的指导下动手加工零件。
（1）手工编程及加工。选择合适的零件，根据被加工零件的图纸、技术要求及其工艺要求等切削加工必要的信息，确定适合数控加工的内容，进行数控加工工艺性分析并做出相应的工艺处理和数学处理，按照数控系统所规定的指令和格式编制加工程序。提醒学生注意数控加工工序与普通工序的衔接。考虑到加工安全，要求学生采用仿真系统校验程序的正确性，指导教师还要核查工艺的可靠性，才允许学生在老师的指导下进行实物加工。先采用走空刀的方法，检验刀具路径是否有错误，是否碰撞零件、夹具或机床等；通过程序检验，然后采用蜡模为原材料，开机试切；通过对蜡模零件几何尺寸的检验，决定学生是否可以采用铝合金来代替石蜡进行正式加工；最后通过钢件的切削加工，使学生对材料的切削加工性能、合理的刀具和切削用量对加工质量的影响有更深的认识。（2）自动编程及加工。针对已采用手工编程加工的零件，让学生使用计算机为辅助工具，在学习CaD/Cam课程的基础上，采用CaD/Cam软件进行计算机辅助数控编程及加工，并与手工编程及加工相比较，使学生认识手工编程是基础，图形交互式自动编程是复杂零件数控编程的发展必然趋势，也是现在复杂零件普遍使用的数控编程方法。突出其编程速度快、直观性好、使用方便和便于检查等优点。
数控编程方式篇8
关键词宏程序数控车削应用
随着我国工业化进程的不断推进以及数控技术的发展，零件制造业取得了迅猛的发展，非圆曲线零件的应用也越来越广泛。在非圆曲线零件加工中，宏程序使用变量的组合以及各种算术、循环语句，能够有效增加程序的灵活性，实现传统数控编程无法直接实现的非圆曲线类零件的加工。基于此，笔者进行了相关介绍。
1零件分析
图1所示零件，此零件左端面是一个椭圆曲线回转面，中间为阶梯圆柱轴面，右端为一螺纹面。对于中间和右端的回转面，是由直线、斜线、圆弧等要素所组成，可以采用数控系统的G71、G72、G73、G82等循环指令进行编程加工。而左端的椭圆面则无法使用数控系统的指令直接编程，且图纸中并未给出椭圆的方程、椭圆的中心与加工时编程坐标系中心不重合，这些都给零件的编程加工带来一定的难度。因此，加工该零件需要解决三个问题：宏程序指令的表达、椭圆方程及转换、椭圆中心与编程坐标原点的转换。
2宏程序及指令表达
2.1宏程序的表达与赋值
在使用宏程序编程过程中，通常是以变量作为数据进行编程的。宏程序的变量表达为：#数字，例如：#1.还可以使用变量进行逻辑运算、算术运算和函数的混合运算表达，例如：#4=[#2+#3]*#1.需要注意的是，表达式中是不能出现小括号，只能使用中括号。对自变量可以直接赋值，其格式为：变量号后用“=”直接赋值，例如：#2=6，表示将6赋值给2号变量。也可以用表达式赋值，例如：#4=[#2+#3]*#1，表示将#2的值与#3的值相加后得到的和，再乘以#1的值得到的积赋值给#4.宏程序就是利用系统对变量可以重新赋值的特性，计算出整个非圆曲线上若干个点的坐标值，从而用若干段圆弧线或直线段来逼近理想的轮廓曲线。因此，在数控程序运行中，编程者只需给出轮廓曲线的数学表达式和算法即可，而非圆曲线的拟合线节点坐标则是由数控系统自动来完成的。
2.2宏程序的控制指令
非圆曲线轮廓零件加工常采用控制指令有：wHiLe语句、条件转移iF语句和跳转语句Goto。
（1）wHiLe指令程序格式为：
当条件式成立时，将重复执行wHiLe到enDw之间的程序段，直到条件不m足为止。当条件不成立，则执行enDw后面的程序段。
（2）iF语句指定一个条件表达式，当条件满足时，则执行某个程序。iF语句和跳转语句Goto一起使用。
3椭圆方程与坐标转换
3.1椭圆数控车削编程方程
数控车削在编制宏程序时，编程坐标采用的是Z、X轴坐标系，而椭圆方程数学表达是X、Y轴坐标系，因此编写椭圆程序时，要将坐标系转换为Z、X轴。由图纸可知，椭圆的X向半轴为b=15mm，Z向半轴a=25mm，则椭圆的方程为：
（1）椭圆参数方程式为：
通常以角度为自变量，则程序表达式为：
（2）椭圆标准方程式为：+=1
①若以X为自变量时，椭圆曲线上各点的Z坐标值表达式为：Z=25/15
则编程时的表达式可以写成：
式中：#1表示X轴坐标值；#2表示Z轴坐标值；
②若以Z为自变量时，椭圆曲线上各点X的坐标值表达式为：X=15/25（X为半径值）
则编程时的表达式可以写成：
式中：#1表示X轴坐标值；#2表示Z轴坐标值；
3.2椭圆中心与编程坐标原点的转换
数控车削零件的时候，编程坐标系原点往往与曲线中心不重合，因此，必须对椭圆轮廓曲线上的坐标值进行编程转换。通过计算椭圆的中心在编程坐标系中的位置，确定编程坐标值与数学坐标值之间的关系，为叙述方便，设定：
4宏程序在数控车削加工中的应用
4.1编制非圆曲线宏程序的步骤
（1）确定自变量。选择自变量时，通常首先选择已知变化范围的变量作为自变量，已知变量比较多时，再考虑已知变化范围的大小，选择范围较大的变量作为自变量。分析零件图形，确定Z为自变量，X为因变量。
（2）设置自变量的起止点坐标值，椭圆曲线Z向起点坐标为0，终点坐标为-25.
（3）调用循环语句。根据已知条件选择相应的循环指令及循环条件。采用wHiLe语句，宏程序的循环条件是Z≥-25，即#1Ge-25.
（4）依据函数关系，确定因变量与自变量的表达式，则表达式为：#2=15*SQRt[25*25-#1*#1]/25。式中：#1表示Z轴坐标值；#2表示X轴坐标值；
（5）确定非圆曲线上各点的编程坐标值。
（6）采用G01指令，即用直线段拟合椭圆曲线的轨迹。
（7）确定自变量的变化规律。自变量可以递增，也可以递减。递增或递减的变化量的大小影响加工精度。零件中确定Z（#1）为自变量。赋初值：#1=0，因其终点值为-25，所以自变量采用递减变化，即#1=#1-0.1.
4.2编制宏程序的结构流程图
编制结构流程框图如图2所示。
4.3椭圆曲线轮廓零件参考程序（部分精加工程序）
5结语
综上所述，在数控车削加工中，应用宏程序，能够实现对非圆曲线类零件的加工，简化程序，扩展了应用对象的范围，大大增强了数控机床的使用功能。在数控车削加工中，编程人员要熟练掌握宏程序的编程指令，结合非园轮廓曲线的方程式及坐标转换，正确编写宏程序，从而提高非圆曲线类零件的加工效率。
参考文献
数控编程方式篇9
abstract：inthispaper，combiningtrainingrequirementsoftheappliedmechanicalundergraduatesandenterprisejobskills，accordingtotheactualteachingsituation，teachingreformandpracticeonnCmachiningandprogrammingtechnologycourseisdemonstratedfromtheaspectssuchasteachingcontent，teachingmethodandappraisalmethod.
关键词：教学改革；数控加工与编程技术；应用型本科
Keywords：teachingreform；nCmachiningandprogrammingtechnology；appliedundergraduate
中图分类号：G642.0文献标识码：a文章编号：1006-4311（2014）10-0285-02
0引言
数控技术的应用已经得到我国各级政府和企业家的高度重视，数控加工技术已经成为机械加工标志性技术并逐渐得到普及，而数控人才已经成为国家紧缺人才，社会需求巨大。
目前虽然我国各类高等院校加大了培养数控专门人才的力度，但始终不能满足我国数控人才的需求，主要原因之一是教学方法、教学内容和教学模式所培养的学生不能满足企业需求，操作技能不高，实践能力不强，综合应用与创新能力不足。
陕西科技大学机械工程学院在专业建设和教学过程中，摆脱“学科本位”的课程思想，以能力培养为主线，以能力训练为轴心。充分发挥学生学习的主动性，将理论知识和实践技能渗透到一系列的项目教学和实验中。使学生牢固掌握理论知识，熟悉零件的数控加工过程，提高学生的综合能力。
1教学内容的改革
①解构数控加工与编程技术课程的理论与实践脱节、知识模块相互独立的传统知识体系，把实践与综合应用创新能力的培养融入到相互紧密关联的数控加工工艺、数控加工与编程技术、数控加工综合实验的核心课程中；对课程的内容和实验环节进行重构，实施数控加工工艺-数控加工与编程技术-数控加工综合实验教学模块的系统化串联，即三位一体。
②精选传统内容，强化课程内容的应用型部分。注重编程技术及应用技巧等、实际案例的讲解；注重与机床实际操作、人际互动等相关知识点原理、概念、设置方法等内容的讲解与演示。
③增加CaD/Cam技术在传统编程教学中的比例，强调学生对工具软件的应用能力。增设实验上机环节，给定行业典型零件，要求完成三维建模、工艺规划、程序生成及加工仿真等环节。
④积极扩展新技术应用的内容，使学生及时了解专业前沿动态和应用“热点”，注重课程教学的实用性和前瞻性，合理更新教学内容，改变教学滞后的状况。数控装备的功能复合化、高速切削技术及刀具系统的多样化发展，带来了数控加工工艺的巨大变化，同时也对现代化数控编程技术的改进提出了更高的要求；通过播放日德等先进设备加工视频，查阅资料等，让学生了解数控领域发展的最新动态。
2突出实验和实践教学
数控加工与编程技术是实践性很强的综合技术，没有实践体验很难获得良好的教学效果。在教学过程中，制订了金工实训数控部分实习指导书、数控加工综合实验指导书、现代加工技术综合实验指导书，以满足学生不同阶段训练需要，对学生进行规范性指导。培养学生独立分析问题、解决问题以及理论联系实际的能力。
在教学设计过程中，把实践教学内容分成三大模块：基础技能、专业技能和综合技能。
基础技能和专业技能阶段，实训工件应完全按教学思想来设计，而不形成产品，遵循由简到繁、由浅入深、循序渐进的教学原则，培养学生全面、扎实的专业基本技能；综合技能阶段，完成实际典型产品的数控综合加工。
①理论教学之后接着进行实践操作（计算机加工仿真实验），充分利用完善的实训条件，强化理论的理解与提高实操的能力，为实际操作数控机床提供了有效训练途径；教学中，我们利用宇龙数控加工仿真软件，通过数控机床模拟仿真的操作，让学生扮演生产者的角色，在模拟仿真中进行工件的程序编写、程序调试与数控机床的操作，这样学生可以更好理解整个工件的生产过程。
②开设数控加工与现代加工技术两个综合实验，选取制造业中的典型零件，以小组为单位，实现零件的三维造型、工艺规划、程序生成、加工仿真、程序传输、机床操作与加工、零件精度检测等环节，训练学生对数控编程技术及相关工艺知识的综合应用能力。
③在传统的《机械制造技术基础》课程设计中，鼓励学生使用数控装备及工辅具等进行工艺规划，针对方案展开小组讨论和优化，提升学生的团队合作意识以及在传统制造领域应用数控加工与编程技术的能力。
3教学方法与手段改革
①课程采用“教中学、学中做，学做结合”一体化的教学手段，通过以学生为中心、以数控加工过程为导向的授课方式，项目引领，任务驱动。
以数控铣床编程为例，将原来的内容分解为平面加工、轮廓加工、型腔及孔加工四个模块，分别讲解编程指令、编程技巧、工艺知识等相关内容；在课程实验中分别设置相应的四个模块实验，理论与实践相结合，起到了良好的效果。
②现场教学与教师示范相结合，针对课程中实践性很强的内容，如试切对刀、程序的编辑与调用、安全操作规范的步骤等，安排在工程实训中心进行，达到现场教学与教师示范相结合的教学效果。
③以学生为中心的案例教学方法，教学内容尽量选择有代表性、实用性的案例来进行分析讲评，通过案例教学，教师组织协调，让学生参与讨论，充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神，调动学生的学习兴趣。
④采用多媒体教学，改变以往的“单纯课堂”的传统教学模式。充分利用现代化教学设施和手段，采用启发式、互动式、项目驱动等新的教学模式，对于促进教学改革具有重要意义。
⑤建设网络教学资源，推进网络教学发展。在教学建设中，本院建成了《数控加工与编程技术》省级特色精品课程网站，并在学校BBS上开设数控加工论坛版块，充分利用先进的信息技术、丰富的校园网络资源，构建一种教与学的新模式，进一步提高课程的教学质量。
4考核评价方式改革
建立能力考核为主的评价体系，改革传统的单一卷面考核和一次性终结考核方式来评定学生成绩的方法。考核由卷面考核和项目过程考核相结合，重点按项目和任务进行过程考核，着重考核学生完成工作任务的实际能力。
任课教师结合学生的日常课堂表现给出评价成绩；根据小组的产品精度检测结果及综合实验报告给出小组实验成绩，结合各小组组长提供的贡献率及答辩表现，给出每个组员的实验成绩；期终采用笔试给出理论考核成绩；上述三者分别以2：4：4的比例给出总评成绩。
5总结
由于数控技术的飞速发展，《数控加工与编程技术》课程的教学始终处在不断摸索的过程中，我们仍将积极实践与探索，以推动教学改革，提高教学质量。
参考文献：
[1]黄瑞，丁守成，尹小霈.加强实验中心建设，提高大学生创新能力[J].实验技术与管理，2006，23（12）：128-130.
数控编程方式篇10
关键词：数控编程；仿真软件；教学研究
中图分类号：G642.4文献标志码：a文章编号：1674-9324（2013）31-0084-02
数控技术与编程是机械工程专业的一门主干专业课程，是一门综合性、实践性很强的课程，它牵涉到机械制造技术、测量与公差、数控工艺与设备、数控原理、数控编程等专业理论知识，其实践性强，实训设备投资经费大[1]。如何为数控技术与编程课程教学提供切实可行的教学方法和手段，提高学生的理论水平和实践能力，一直是各高校本科课程教学改革研究的主要课题[2]。大连交通大学机械工程学院在数控技术与编程课程的改革中，将先进的教学理念引入课程教学过程，以德国KeLLeR数控仿真软件为基础，对传统的教学方法、教学内容进行改革与优化，取得了良好的教学效果。
一、传统数控教学中存在的问题
1.理论与实践脱节。在传统教学中，课程的理论教学一般采用的是单一的、以教师为中心的学生被动接受的“灌输式”教育模式[3]。由于数控技术与编程课程实践性强，单纯的理论教学对于缺少实际加工经验的学生而言，内容会显得枯燥，使学生学起来感到抽象、难学，很容易让学生产生厌学情绪，教学效果不理想。
2.数控机床设备不足。数控技术与编程课程，实践性很强，学生要想利用正常课堂授课的短时间内学好这门课，必须将理论与实践相结合，由于数控机床品种繁多且价格大多较高，数量必然有限，教学设备大多会不足，因而造成学生操作实训少、学习效果差。为了解决上述问题，必须寻求一种资金投入少，但是效果明显的数控编程课程新教学培养模式。数控加工仿真系统软件在教学中的合理运用是解决这一问题的有效途径。
二、基于德国KeLLeR数控仿真软件的教学研究
1.德国KeLLeR数控仿真软件简介。KeLLeRSymplusCnC仿真模拟软件是德国凯勒软件有限公司开发的系列产品[4]。它利用二维、三维模拟仿真的方法和大量的图、加工参数、名词解释和练习题，对CnC数控设备工作过程与原理、paLplus练习模块、CaD/Cam功能模块、车铣钻削加工编程、系统控制理论等，进行教学演示和仿真训练。通过这套仿真模拟软件的使用，可以达到各种CnC设备操作实训目的，大大减少昂贵的设备投入。凯勒CnC软件最主要的特点是易于操作、由浅入深、综合性强。整个软件由若干个系统组成，即：动态虚拟车间与机床设备、paLpuls多媒体模拟与仿真、FanUC与西门子控制系统仿真教学模块、CaD/Cam仿真模块。它涵盖了从基础培训到初级编程再到专业的制造加工编程的CnC和CaD/Cam技术，具备了现代的教学方法的特点。
2.KeLLeR仿真软件应用到数控理论教学中。在进行数控机床的工作过程的理论教学时，对于由数控程序到机床的执行动作过程，一般要有对输入指令进行译码、寄存和运算，向系统的各个坐标轴的伺服系统发出指令信号，经过驱动电路的放大处理，驱动伺服电动机输出位移和速度，实现进给运动的这样一个过程。但是，教学中由于学生对机床本身结构等知识了解较少，单纯的理论教学会显得枯燥，使学生学起来感到抽象、难学。利用KeLLeR数控仿真软件的DynamicVirtualworkshop模块，如图1所示，给出了数控机床工作工程中，加工信息流动的方向与方式，形象地给出了机床的工作过程，使学生一目了然地学习到了数控理论知识。
图1数控机床工作过程演示
3.利用KeLLeR软件进行数控关键知识点的教学。在数控车削加工中，刀尖处常带有圆弧过渡刃。一般数控装置都有刀尖圆弧半径补偿功能，为编制程序提供了方便。有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹，只按零件轮廓编程[5，6]。
为了解释清楚上述的数控编程的关键知识点，利用KeLLeR软件，如图2（a）（b）所示，当不考虑刀尖圆弧半径补偿时，会产生少切和过切现象，图中黄色线为要求的编程轨迹，再没有考虑半径补偿时，切削后的结果如灰色区域所示，可以看出产生了较大的误差。然而，在带有补偿功能的数控系统中，使用了G42的补偿指令后，依然按照要求的编程轨迹进行编程，这可以加工出与要求完全一致的实际轮廓，不会产生加工误差，如图2（c）（d）所示。
4.利用KeLLeR数控仿真软件进行手工编程教学。G71外圆粗车循环指令就是数控车床上经常使用的复合循环指令之一，适用于多次走刀才能完成的内外圆柱面、圆锥面的加工[7，8]。虽然G71指令功能强大，能够简化编程，但是在使用过程中，特别是在教学过程中，对于G71的复杂的走刀路线（和指令参数的含义，学生很难理解。此时，利用KeLLeR软件的paLpuls模块、控制系统模块，可以在实现G71编程以后进行二维及三维模拟（如图3所示），可以清晰直观地理解G71要指令的格式与使用要求，很好地完成车削加工关键指令的教学工作。
5.利用KeLLeR数控仿真软件进行CaD/Cam教学。由于交互式图形编程具有速度快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查和修改等优点，已成为目前国内外先进的CaD/Cam软件所普遍采用的数控编程方法。交互式图形编程的实现是以CaD技术为前提的。目前，绝大多数的数控编程软件同时具备CaD的功能，因而CaD/Cam编程也是数控编程教学中一个不可或缺的部分。
利用KeLLeR软件的CaD/Cam模块中的几何\工作计划\模拟器子模块功能，首先利用几何模块中的相关工具建立被加工件的几何图形，建立被加工件的工作计划，如图5（a），工作计划建立以后，可以利用仿真功能模拟演示其加工过程，如图4（b）所示，最后确认加工无误以后就可以生成满足要求的数控代码如图4（c）。通过以上的工作学生可以直观地学习CaD/Cam数控编程技术，较好地掌握交互图形编程方法。
三、教学效果
1.提高了数控编程课程的教学质量。数控仿真教学软件的使用，摒弃了原有的空洞的理论教学，而是将多媒体和仿真软件灵活运用到教学过程中，使教学过程具有互动性。数控仿真模拟了真实机床加工条件与加工过程，在对学生进行演示加工的过程中，把书本中抽象、笼统的理论转化为形象、具体的印象。学生在自己动手进行仿真编程的过程中自然而然地学习到了书本上的相关知识，也加深了对知识要点的理解，主动性与积极性大大提高，取得更好的教学效果。
2.有效降低了教学成本，提高了效率和安全性。利用虚拟机床代替实际机床，弥补了设备和师资的不足，仿真软件的教学方法，纠正了原有的“吃大锅饭”的课堂“填压式”的教学方法的弊端，让学生通过操作训练，达到一对一、手把手的教学效果，既保证了学生用最快的时间学会所要掌握的知识，提高了学习效率，同时又能有效地避免初学者直接上机床进行操作可能出现的各种错误现象，实现了学生对基本数控编程知识的迅速掌握。
由于数控技术的发展，出现了各种创新的数控机床、种类繁多的数控加工刀具、加工工艺与加工方法，而与之相适应的数控技术与编程课程的教学，往往受到了有限的资金投入和设备投入的限制。所以以现有的有限教学资源为基础，在不增加硬件设备的前提下，充分利用Keller仿真软件的进行辅助教学，必将对数控加工与数控编程等课程的教学起到更大的推动作用。
参考文献：
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