Master CAM 在数控教学中的应用

2013-05-02 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线

摘要:MasterCAM 是美国CNC Software公司研制开发的基于PC 平台的CAD/CAM 系统,是最经济有效的全方位的CAD/CAM 软件系统。它也是我国目前机械加工行业中使用最普遍的一种软件,利用它的图形设计与仿真等多方面的功能,在数控教学中进行应用,改善了目前数控技术课程教学中效果不理想、效率较低的现象,提高了学生数控编程、数控技术应用的能力。

关键词:Master CAM 数控技术数控教学编程

目前,数字控制技术与数控机床,给机械制造业带来了巨大的变化。数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术,计算机辅助设计与辅助制造和计算机集成制造技术,都是建立在数控技术之上。数控技术不仅是提高产品质量、提高劳动生产率的必不可缺少的手段,也是体现一个国家综合国力平的重要标志。新世纪机械制造业的竞争,其实就是数控技术的竞争。基于数控技术在机械制造业的重要性,很多高职院校陆续都开设了数控课程。但由于教学条件的限制,许多院校只能传授理论知识,而不能将理论付诸于实践。这样培养出来的学生毕业后走上工作岗位不能很快的独立完成在数控技术应用方面的工作任务。因此,怎样提高数控技术课程的教学质量就显得尤为重要。现在,职业技术教育正处在改革时期。改革的目的是为了培养素质高、口径宽、基础厚、适应面广、能力强的现代工程技术人才。在数控技术方面,学生获得这种能力有几种途径:一是有合适的实习基地,但在目前国内的情况下很难做到这一点;二是学校用有限的资金投资购买数控设备建设教学实验环境。此类设备价格昂贵,即使用大量资金买回一台两台,无论从数量上、还是从成本安全性上考虑,都不大适合学生的普及性教学和实验。因此,如何改善和提高数控技术课程的实验环境,使学生能学有所练、学用结合,是数控技术教学工作面临的一个非常大的难题。Master CAM 作为基于PC平台的CADCAM 软件,由Design(造型),Mill(铣削加工)、Lathe(车削加工)和Wire(线切割)4个功能模块组成,虽然不如工作站级软件功能全,模块多,但就其性能价格比来说更具灵活性。它对硬件要求不高,且操作活,易学易用,能在计算机上进行手工编程和自动编程、并能动态模拟加工轨迹、数控机床有良好数据接口,正好解决了上述种种问题。利用该软件系统,在数控教学中可以开展如下工作:

一、工艺参数输入.零件加工工艺设计

利用Master CAM 系统中的CAD绘图建模功能绘制生成的二维或三维零件模型,或利用该系统提供的数据接口将在其它CAD 系统中做好的零件模型数据读入,然后综合运用所学过的如《机械制造技术》、《机械制造工艺学》、《金属切削机床》等课程的相关知识,选择合适的加工工艺方法,安排零件的加工工序,确定粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路线等参数后,该系统便自动计算出加工余量,并动态显示出和粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具路径和机床代码,省去了人为编制NC程序的烦恼。这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来,使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥,在数控技术课程中达到了融会贯通,并在计算机上变得生动、形象起来,巩固了学生的加工工艺方面的知识,强化了利用Master CAM 系统进行数控教学的效果。

二、刀具路径模拟及实体切削仿真

Master CAM 具有刀具路径模拟及实体切削仿真的功能,可以进行三维真实感动态仿真加工,每个学生都有模拟加工的机会,省时间、省材料、省设备投人。在仿真过程中,刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工,学生可以直观地掌握数控加工的过程,判断刀具轨迹的连续性、合理性,是否存在刀具干涉、空走刀、撞刀干涉等情况,刀位计算是否正确,加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。通过对照加工后的结果,学生明白了不同的刀位轨迹,其加工结果有很大的差异,加工刀具轨迹定义的合理与否,与学生对零件加工工艺知识掌握的熟练程度有密切的关系。学生可以发挥自己的创造性和综合能力,对不满意的加工结果重新进行零件建模或重新建立刀位迹,实现虚拟设计与虚拟加工。结合当前的一些数控加工仿真系统,如广州宇龙公司的数控加工仿真系统(具有FANUC、SIEMENS等众多数控系统功能),还可进一步进行仿真加工以判断NC程序在数控机床上的执行效果。

三、将刀具轨迹转换成数控加工程序。通过数据接口传送到数

控机床中.并控制数控机床进行实际加工NC程序和实际的加工联系起来,总的理解是停留在理论知识上,感性认识不足,实际应用能力的训练环节很不够。因此在经过系统的理论学习及仿真加工的基础上,就可以让学生将利用Master CAM软件生成的NC程序通过数据接口传至数控机床,控制机床进行加工。(Master CAM 提供了当前主流的CNC 后处理器,选择适合的后处理器就可以生成与之对应的NC代码)在这个过程中,学生可进一步学习掌握数控机床的操作、NC程序的传送、工量夹具的使用等技能。作为数控技术应用型人才,应该能熟练掌握数控编程、数控加工等各个方面的专业基础知识,并有相应的实践技能训练。

四、利用Master CAM 可对手工编编制的程序进行校验

数控程序的手工编制是计算机自动编程的基础,应用计算机软件进行自动编程最终也还要经过后置处理转换成NC程序代码。作为数控技术人才,不仅是数控技术的应用者,更应该是数控技术的开发者。因此要使学生知其然并知其所以然,手动编程是学生熟悉并掌握NC程序基本原理的一个重要途径。但数控指令枯燥、不易记忆,编写的程序又不得不到验证,学生学习的兴趣不高,也得不到应有的实际动手的训练。同时对同一零件编程,学生编写的程序会有多种,老师批改作业、检查学生掌握情况也十分困难。这一难题在MasterCAM 系统中就迎刃而解了:只要将NC代码导入该系统,通过加工轨迹校验,NC程序的结果就非常直观通过刀具路径显示出来了。在数控教学中,应尽量结合实际情况,想办法发掘现有资源的潜在用途,不但可以改善教学条件,提高教学效果,还可以进行项目研究,提高教师自身的业务水平。同时,可积极开展校企合作,对外技术培训和技术服务,以及承接加工任务等,从中获得一定的经济效益,用以改善实验实训条件、促进正常的教学科研活动,推动教学改革与课程的建设。

参考文献

1、机械工业出版社,何伟编,Mast~ CAM 基础与应用教程

2、冶金工业出版社,严烈编,Master CAM8模具设计教程

3、机械工业出版社,张导成,三维CAD/CAM—MasterCAM 应用

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