Master CAM 在數(shù)控教學中的應用

2013-05-02 by:廣州有限元分析、培訓中心-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)濟有效的全方位的CAD/CAM 軟件系統(tǒng)。它也是我國目前機械加工行業(yè)中使用最普遍的一種軟件,利用它的圖形設計與仿真等多方面的功能,在數(shù)控教學中進行應用,改善了目前數(shù)控技術課程教學中效果不理想、效率較低的現(xiàn)象,提高了學生數(shù)控編程、數(shù)控技術應用的能力。

關鍵詞:Master CAM 數(shù)控技術數(shù)控教學編程

目前,數(shù)字控制技術與數(shù)控機床,給機械制造業(yè)帶來了巨大的變化。數(shù)控技術已成為制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎技術,計算機輔助設計與輔助制造和計算機集成制造技術,都是建立在數(shù)控技術之上。數(shù)控技術不僅是提高產(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)一個國家綜合國力平的重要標志。新世紀機械制造業(yè)的競爭,其實就是數(shù)控技術的競爭。基于數(shù)控技術在機械制造業(yè)的重要性,很多高職院校陸續(xù)都開設了數(shù)控課程。但由于教學條件的限制,許多院校只能傳授理論知識,而不能將理論付諸于實踐。這樣培養(yǎng)出來的學生畢業(yè)后走上工作崗位不能很快的獨立完成在數(shù)控技術應用方面的工作任務。因此,怎樣提高數(shù)控技術課程的教學質(zhì)量就顯得尤為重要。現(xiàn)在,職業(yè)技術教育正處在改革時期。改革的目的是為了培養(yǎng)素質(zhì)高、口徑寬、基礎厚、適應面廣、能力強的現(xiàn)代工程技術人才。在數(shù)控技術方面,學生獲得這種能力有幾種途徑:一是有合適的實習基地,但在目前國內(nèi)的情況下很難做到這一點;二是學校用有限的資金投資購買數(shù)控設備建設教學實驗環(huán)境。此類設備價格昂貴,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,都不大適合學生的普及性教學和實驗。因此,如何改善和提高數(shù)控技術課程的實驗環(huán)境,使學生能學有所練、學用結(jié)合,是數(shù)控技術教學工作面臨的一個非常大的難題。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,但就其性能價格比來說更具靈活性。它對硬件要求不高,且操作活,易學易用,能在計算機上進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)控教學中可以開展如下工作:

一、工藝參數(shù)輸入.零件加工工藝設計

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,然后綜合運用所學過的如《機械制造技術》、《機械制造工藝學》、《金屬切削機床》等課程的相關知識,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、精加工所對應的不同加工表面的刀具、切削用量、進退刀路線等參數(shù)后,該系統(tǒng)便自動計算出加工余量,并動態(tài)顯示出和粗加工、半精加工、精加工所對應的不同加工表面的刀具路徑和機床代碼,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)控機床、數(shù)控加工等課程有機地結(jié)合起來,使學生覺得以前所學的知識不再孤立、枯燥,在數(shù)控技術課程中達到了融會貫通,并在計算機上變得生動、形象起來,鞏固了學生的加工工藝方面的知識,強化了利用Master CAM 系統(tǒng)進行數(shù)控教學的效果。

二、刀具路徑模擬及實體切削仿真

Master CAM 具有刀具路徑模擬及實體切削仿真的功能,可以進行三維真實感動態(tài)仿真加工,每個學生都有模擬加工的機會,省時間、省材料、省設備投人。在仿真過程中,刀具沿著所定義的加工軌跡進行動態(tài)加工,學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,刀位計算是否正確,加深了學生對加工工藝的理解和對刀具軌跡的認識。通過對照加工后的結(jié)果,學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,與學生對零件加工工藝知識掌握的熟練程度有密切的關系。學生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造性和綜合能力,對不滿意的加工結(jié)果重新進行零件建模或重新建立刀位跡,實現(xiàn)虛擬設計與虛擬加工。結(jié)合當前的一些數(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),還可進一步進行仿真加工以判斷NC程序在數(shù)控機床上的執(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)

控機床中.并控制數(shù)控機床進行實際加工NC程序和實際的加工聯(lián)系起來,總的理解是停留在理論知識上,感性認識不足,實際應用能力的訓練環(huán)節(jié)很不夠。因此在經(jīng)過系統(tǒng)的理論學習及仿真加工的基礎上,就可以讓學生將利用Master CAM軟件生成的NC程序通過數(shù)據(jù)接口傳至數(shù)控機床,控制機床進行加工。(Master CAM 提供了當前主流的CNC 后處理器,選擇適合的后處理器就可以生成與之對應的NC代碼)在這個過程中,學生可進一步學習掌握數(shù)控機床的操作、NC程序的傳送、工量夾具的使用等技能。作為數(shù)控技術應用型人才,應該能熟練掌握數(shù)控編程、數(shù)控加工等各個方面的專業(yè)基礎知識,并有相應的實踐技能訓練。

四、利用Master CAM 可對手工編編制的程序進行校驗

數(shù)控程序的手工編制是計算機自動編程的基礎,應用計算機軟件進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)控技術人才,不僅是數(shù)控技術的應用者,更應該是數(shù)控技術的開發(fā)者。因此要使學生知其然并知其所以然,手動編程是學生熟悉并掌握NC程序基本原理的一個重要途徑。但數(shù)控指令枯燥、不易記憶,編寫的程序又不得不到驗證,學生學習的興趣不高,也得不到應有的實際動手的訓練。同時對同一零件編程,學生編寫的程序會有多種,老師批改作業(yè)、檢查學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代碼導入該系統(tǒng),通過加工軌跡校驗,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)控教學中,應盡量結(jié)合實際情況,想辦法發(fā)掘現(xiàn)有資源的潛在用途,不但可以改善教學條件,提高教學效果,還可以進行項目研究,提高教師自身的業(yè)務水平。同時,可積極開展校企合作,對外技術培訓和技術服務,以及承接加工任務等,從中獲得一定的經(jīng)濟效益,用以改善實驗實訓條件、促進正常的教學科研活動,推動教學改革與課程的建設。

參考文獻

1、機械工業(yè)出版社,何偉編,Mast~ CAM 基礎與應用教程

2、冶金工業(yè)出版社,嚴烈編,Master CAM8模具設計教程

3、機械工業(yè)出版社,張導成,三維CAD/CAM—MasterCAM 應用

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