五轴数控编程培训篇1

关键词：虚拟机床 五轴加工 三维仿真

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）12-0036-02

1、引言

随着科学技术的迅速发展，国民经济各部门所需求的多品种、多功能、高精度、高品质、高度自动化的技术装备的开发和制造，促进了先进制造技术的发展。目前代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，它是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的唯一手段，对航空航天、军事、科研、精密器械等行业都起着举足轻重的作用。

但是五轴联动数控机床系统价格十分昂贵，加之在数控程序编制上存在着很大困难，因而如何使得五轴加工得以“平民”化应用，已经成为机床制造业的一个热点问题。本文从虚拟机床技术开发，探讨其在五轴加工的应用，实现仿真加工，优化数控程序，从而提升加工质量、提高加工效率、降低加工成本。

2、虚拟机床应用的优势

数控加工最终的好坏取决于以下5个因数中的短板：数控机床、控制器、刀具、数控编程和CAM软件。虚拟机床的应用正好可以解决以上短板问题，采用虚拟机床存在以下优点：

2.1 真实性

传统CAM软件驱动的标准模拟仿真是一种不完整的近似运动模拟，不能避免实际加工过程中的过切与撞刀。虚拟机床技术采用内置CNC控制器驱动的加工模拟仿真是真实可靠的，可以把加工中的各种风险（撞刀、过切等）降为零。

2.2 先进性

虚拟机床不仅可以仿真传统的车床、铣床、加工中心，而且可以仿真车铣复合和多轴联动机床。目前，西门子公司的虚拟机床对于不同CNC控制系统的特殊加工指令及FMS柔性制造系统可以进行仿真。

2.3 互操作性

虚拟机床不仅提供三维数字机床，而且包含虚拟控制面板，提供和车间环境一样的虚拟实训环境。应用虚拟机床，可以实现学生的大量仿真与真实机床没有区别。这对于目前企业紧缺的中高端数控人才，是一个很好的培训解决方案，使复杂机床的编程及加工操作培训费用降低50%，从且可以大大地降低培训成本。

2.4 开放性

虚拟机床可以有效地连接CAM编程和车间加工，接受不同CAM软件编制的NC程序或手工编程，方便与不同的软件环境对接。虚拟机床也可以按照不同的CNC控制系统和机床型号进行定制，以方便与机床硬件环境对接。

2.5 异地共享

目前对于五轴联动数控机床这样的高端机床，由于数量少和技术要求高，导致普遍使用率偏低。虚拟机床技术可以打破真实机床共享使用的地域限制，平衡投资，而且未来升级方便。

3、复杂零件五轴加工过程与解决方案

五轴加工环节包括：模具准备、刀具编制、仿真验证、后置输出、机床加工。五轴加工的过程是纯计算机模拟的。

3.1 加工模型准备

NX把CAD、CAE和CAM全部集合在一个系统中。通过最新的CAD技术，数控编程人员能够快速地完成模型准备。即使原始数据来源于第三方CAD系统也是一样的。（1）模型创建和编辑：运用强大的建模和编辑技术（CAD）创建用于CAM编程的零部件模型。（2）模型质量与验证：分析和验证几何条件——检验表面缺陷、壁厚、半径等。（3）零件制造信息：检查可能影响加工方法的更多模型信息（公差、表面粗糙度），这些信息可驱动CAM。（4）文档与绘图：基于3D模型快速创建用于加工的任何文档。

在此过程中的关键技术包括四点，第一是混合建模、同步建模技术，进行无约束设计，第二是采用轻量表示和NX WAVE技术将零件、产品的制作复杂度降低，第三是在设计过程中使用行业专门自动化技术加快设计进度，第四是设计开放，能够处理其他CAD数据。

3.2 五轴加工编程

五轴加工采用广泛的加工策略，提供灵活的刀具轴控制选项，轻易处理复杂的工作需求，实现高度灵活的编程。利用最新的加工设备和制造工艺，以更快的速度加工质量更好的零件。

在五轴加工编程过程中，点、线、面、边界等驱动，法向、插补、相对等刀轴实现了丰富的驱动方式和刀轴控制；可变轴轮廓加工可以通过简单选择底部几何体来自动加工复杂侧壁，识别叶轮几何，自动创建刀轨，便于便捷式的交互处理；不断改变刀具和毛坯表面的相对角度，使刀具的接触面积最大化，实现了曲率匹配这一新技术。

3.3 CAM/CNC一体化

CAM/CNC的有机集成，通过刀轨计算精度控制、优化后置处理、真实的模拟仿真，让CAM的输出充分考虑机床控制系统的高级功能，实现产能的最大化，并消除了风险。

4、五轴加工中虚拟机床的建立

真实的数控机床包括了机械结构和控制系统两部分。在VER ICUT 平台上构建虚拟数控机床也需要有两部分内容： 机床结构模型的建立和机床控制系统的建立。

4.1 虚拟机床结构模型的建立

4.1.1 五轴运动结构分析

根据ISO的规定，在描述数控机床的运动时，采用右手直角坐标系。其中平行于主轴的坐标轴定义为z轴，绕x、y、z轴的旋转坐标分别为A、B、C。各坐标轴的运动可由工作台，也可以由刀具的运动来实现，但方向均以刀具相对于工件的运动方向来定义。通常五轴联动是指x、y、z、A、B、C中任意5个坐标的线性插补运动，如图1所示。五轴实际是指x、y、z三个移动轴加任意两个旋转轴。相对于常见的三轴（x、y、z三个自由度）加工而言，五轴加工是指加工几何形状比较复杂的零件时，需要加工刀具能够在五个自由度上进行定位和连接。

4.1.2 虚拟机床结构模型的建立

构建虚拟机床有多种方法 其中利用专业的数控加工仿真平台， 通过二次开发构建虚拟数控机床的方法是现实而有效的。VER ICUT是先进而成熟的数控仿真加工平台软件，不仅含有丰富的数控机床库，并支持定制功能，可以构建出用户所需要的数控机床。

虚拟机床的结构部分包括床身、主轴系统、进给系统、夹具、工件等。创建虚拟机床结构的方法主要有2个：一是基于VERICUT自身的通用建模功能，在VERICUT库中找一个相似程度很高的虚拟机床结构，以此为基础通过修改、添加的方法构建出所需要的机床结构模型。二是对于复杂机床结构，利用VERICUT与其它CAD/ CAM软件接口，将建立好的特种机床实体模型导入VERICUT环境中并装配。

笔者在设计虚拟机床结构模型时，首先采用第一种方法，虽然创建较为简单，但是由于局部特征表达得不够清晰，使得模拟加工过程中碰撞干涉检验的能力降低。在吸取经验教训的基础上，通过SIEMENS NX 重新对绘制模型，将机床整体模型描述清晰，使得局部特征明显。但此种方法存储空间较大，在模拟加工过程中有可能会出现坐标漂移的问题。通过不断优化模型，降低了坐标漂移的可能性。

4.2 虚拟机床模型运动关系设置

以机床工作台主参考体测量，按图2所示结构树顺序采用相对运动约束关系，建立机床原点静止装配数据模型，完善后转化为*.STL文件，数据分别联接入仿真控制系统结构树，形成五轴联动机构。

编制数控控制指令系统文件（fidia20.ctl文件）与数控机床构造文件（FOREST-LINE.mch文件），模拟FIDIA C20数控指令系统，翻译识别检查FIDIA C20系统（GM）指令，驱动结构树内X轴部件、Y轴部件、Z轴部件（线性运动）、C轴部件（旋转运动）和A轴部件（摆动）同步联合运动。

设置机床仿真系统工作行程软边界：X轴、Y轴、Z轴、C轴和A轴工作行程的上下边界。

4.3 建立机床刀具库和砂轮库

启动刀具管理器可以创建所需要的加工刀具。在刀具管理器中主要提供了很多刀具参数，如刀具类型、刀具直径、长度、刀柄等。在VERICUT软件中按所需建立的铣刀类型（包含直齿铣刀、球头铣刀、锥度铣刀及用户自定义等），设置刀具几何参数，然后可以单独保存，并可以提供给不同的虚拟机床调用。然后再用自画图方式，添加机床实际用的刀套Holder。依照此方法，，建立一系列常用的刀具库。

此外，由于VERICUT软件没有提供设置砂轮的模块。我们可以根据砂轮的切削原理采用铣刀类刀具模块创建砂轮，来满足仿真要求。结合特种回转面刀具的几何成型过程中的不同工序要求， 在VERICUT 中可以创建多个砂轮以供不同加工工序调用。

4.4 机床相关设置

（1）数控系统设置；根据机床的控制系统功能和指令格式，对准备功能G 代码、辅助功能M 代码、寄存器地址和状态指令等进行设置，并保存该文件。（2）设置干涉检查；（3）设置机床行程；（4）设置机床初始位置；（5）其他设置，如机床参考点、换刀位置等。

4.5 模型定位仿真加工

在仿真控制系统结构树内填加夹具和毛坯联接树结构接口，分别定义空间位置并进行位置装配约束，进行调用拼装组合夹具定位或模锻件定位加工。

其中夹具接结构树接口可以直接读取，其中专用工装夹具可以与公司产品相应工艺装备文件连接。标准组合夹具可以直接调用拼装夹具标准件库，然后在仿真系统内组合装配应用。

5、虚拟机床在五轴加工中的应用测试

图3所示涡轮增压器中复杂曲面叶轮的加工投产前，在五轴联动加工的数控仿真系统内模拟应用。该零件的工艺装备最大外形500mm×335mm×245mm，其中成型面为复杂双曲面，采用长度方向两侧局部拼接加工。叶轮在五轴联动加工时，边界为：X 50.779，Y-123.586，Z-58.258。位置主轴角度为：B-5.894°，C158.287°，工装定位未超出机床工作行程。通过仿真系统分析两次定位模拟加工，显示零件加工过程的直观状态，C轴部件和A轴部件大角度联动空间状态可以在不同视角观测，以验证工艺过程合理性，避免工件装夹位置错误导致主轴刀具与工件碰撞。

6、结语

通过上述研究实验的证明，利用虚拟机床技术，可以提高加工效率，保证数控编程质量，减少数控技术人员与操作人员的工作量和劳动强度，提高五轴联动加工的数控编程制造加工一次成功率，缩短产品设计和加工周期，提高生产效率。

参考文献

[1]Rong Shean Lee， Yan Hong Lin. Development of universal environment for constructing 5-axis virtual machine tool based on modified D–H notation and OpenGL[J].Robotics and Computer-Integrated Manufacturing， 2010，26：253–262.

[2]姚兴军，刘连军，张凤阳.虚拟数控机床的开发及其在教学中的应用[J].机床与液压，2010（6）：101-103.

[3]张哲山，姚斌，陆如升，李飞，姚博世.五轴数控工具磨床的虚拟加工仿真技术研究[J].工具技术，2011（41）：46-49.

五轴数控编程培训篇2

关键词：提高 数控铣 培训效果 创新尝试

一、引言

随着我国大力发展装备制造业，数控技术设备已成为当今机械制造业的骨干，越来越多的新建企业以及老企业设备更新换代都开始应用数控机床，数控技术为各类机械制造业带来勃勃生机，创造了巨大财富，如何适应企业发展、设备更新对人才的需求标准不断提高的新形势，尤其在我校数控机床少、学生多的情况下，尽快适应市场需求，全面提高数控铣职业技能培训效果，培养出专业技能强的高、精、尖的数控专业技术人才是我们面临的新课题。

二、培养学习兴趣是奠定数控铣职业技能培训的基础

现在的大学生在步入大学之前主要接触的是基础理论教育，在思想上没有接受实践教学的心理准备，而且大部分学生存在着“重理论，轻实践”的倾向，因此应大力开展强化数控铣技能培训的宣传，使每个学生都认识到只有掌握了较强的实践操作技能才能多一些生存的本领，在今后的就业中才能多一些选择的机会，才能适应社会的需要，从而在思想上树立起就业的危机感和掌握实践操作技能、提高实际动手能力的紧迫感，激发起学生的学习兴趣，为强化数控铣职业技能培训，培养学生的动手能力打下坚实的基础。

三、制定切实可行的实践教学计划是搞好数控铣职业技能培训的前提

针对学生基础差的现实，我们在给学生讲授知识的时候应尽量做到深入浅出，制定教学计划，应遵循以培养职业岗位能力为中心的原则；在教学手段上，要广泛利用现代信息手段，如幻灯片、多媒体、电视录像等形式提高学生的学习兴趣，激发他们的学习热情。针对数控铣职业技能培训制定了如下的教学计划：

1、基础课要先行

数控技术的应用将传统的机械制造与微电子、计算机、信息处理、现代控制理论等多种学科技术融为一体，是知识密集、技术密集的一门学科，是机与电相结合的产物。只有打下扎实的理论基础，才能为实践操作提供安全保障。

2、基本操作不可忽略

数控机床相对于普通机床虽然有一定的先进性，但又有许多与普通机床相似之处。

例如切削用量的选择、工件装夹方式、刀具角度、加工工艺、夹具设计等。如果学生没有普通机床的加工基础，直接使用数控机床，很容易出现因操作失误而损坏数控机床的可能，而数控机床的维修成本要比普通机床高得多。

3、培训内容要循序渐进

数控培训与其它教学内容一样，是一个循序渐进的过程。数控铣职业技能培训可以从平面铣过渡到三维曲面加工、四轴联动、五轴联动加工。从机床安全的角度考虑，给学生训练的教材可以从软到硬，基本可按腊铝件钢件。

4、手工编程为主，自动编程为辅

数控编程分为手工编程和自动编程。对于简单图形的轮廓加工建议用手工编程，它可提高加工的效率，对于用手工编程无法完成的复杂图形的轮廓加工要用自动编程，自动编程是指通过CAD/CAM处理后自动生成NC程序的编程方法。手工编程是数控编程学习的基础，课堂上加强学生手工编程的学习和练习，可以最大程度的减少学生在实际操作机床时错误操作几率。对于自动编程，我们使用的是 Cimatron E 8.5，对于该软件让学生知道如何进行简单实体设计，通过该实体又如何生成NC程序，重点让学生知道NC程序的生成过程，会简单制图即可。对于该软件不占用过多的时间学习，防止出现培训教学变成单纯软件练习的现象，在不抛弃软件教学的前提下，有的放矢安排软件教学内容，收到了不错的效果。

四、把斯沃数控仿真软件充实到职业技能培训中去

通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，该仿真软件与上机操作相结合，它具有与数控机床操作系统相同的面板和按键功能，不存在任何的安全问题，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。在该仿真软件上具有真实感的三维数控机床和操作面板，让学生在很短时间内掌握各系统数控车、数控铣及加工中心的操作；该软件支持ISO-1056准备功能码（G代码）、辅助功能码（M代码）及其它指令代码 ，学生可以在软件上直接编程、仿真、加工；而且可直接调入UG、PRO-E、Mastercam等CAD/CAM后置处理文件模拟加工；此外，该仿真软件还具有工件选放、装夹 、基准对刀、手动对刀、加工后的模型的三维测量、还可实现远程监控，随时得到学生的操作情况；也可对学生进行测试等 。

通过该软件的学习，可大大减少学生直接操作机床的危险性，可手动编程或读入CAM数控程序加工，教师通过网络教学，可随时获得学生当前操作信息，不但可以解决设备少、学生多的矛盾，而且可大大减少昂贵的设备投入，但仿真软件又不可替代上机操作。

五、结语

五轴数控编程培训篇3

关键词 数控技能大赛 学生选拔 技能培训 综合能力

中图分类号：G718.3 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2014）06-0010-02

数控技能大赛的举办是职业教育工作深入贯彻落实国务院关于大力发展职业教育的方针，深化改革、加快发展所取得的成果的一次大检阅，是职业院校广大师生奋发向上、锐意进取的精神风貌和熟练技能的一次大展示，对于进一步宣传职业教育，营造关心支持职业教育发展的良好社会氛围，对于全面落实科学发展观，加快发展职业教育，提高办学质量和效益，实现又好又快的发展具有重要意义。于是，各省、市的数控技能竞赛也如火如荼地开展起来。那么，我想通过我这几年分别作为选手和指导教师参加数控技能大赛的情况浅谈一下数控技能大赛。

一、数控技能大赛在不断地进步发展

首先，从几届的数控技能大赛出题命题特点来看：

1. 2004年第一届数控大赛：只有一件简单的零件，主要考察选手的数控加工技能；

2. 2006年第二届数控大赛：两件公母配合件加工，不但考察选手们的基本数控加工技能，还要考察选手们的综合能力；

3. 2008年第三届数控大赛：多件零件加工和自动编程（CAD/CAM软件应用），要求选手们具有高度数控加工工艺积累、精度控制能力和熟练的自动编程能力；

4. 2010年第四届数控大赛：不但会应用传统的数控机床，还要会应用更先进的多轴数控机床；不但是一个选手操作，还要多个选手配合团体操作；不但会传统的加工工艺，还要具备更先进的复合数控技术加工工艺。

5. 2012年第五届数控大赛：比赛试题不但注重创新概念的考核，还关注细节，重视过程；同时还新增设了数控装调与维修的赛项（团队比赛）。

从2004年举办的第一届全国数控技能大赛开始，数控技术大赛经历了从简单到复杂，从单件到多件，从手工编程到电脑自动编程，从单项到多项配合加工不断发展的趋势，也充分体现了数控技术在我国快速应用发展。

其次，从2012年第五届全国数控技能大赛的情况来看：2012年全国职业院校技术技能大赛现代制造技术比赛，于6月26日至28日在天津机电学院新校园区隆重举行，来自全国36个省市（计划单列市）518名优秀选手参加了七个项目的角逐。本届比赛是自2004年以来数控大赛项目最多、参赛选手最多、水平最高、影响最大的一次比赛。技能大赛得到了职业院校各级领导高度关注，同时示范、引领了先进的工艺技术和操作技能。经过赛前训练和比赛锻炼，选手技能水平、指导教师综合素质都有了非常大的提高，受到中职学校的欢迎和认可。

另外，本届大赛在组织工作方面做了很多创新。在各赛区选拔赛期间，组委会组织专家到赛区做技术培训；在全国开展全国决赛试题及方案征集活动。在各赛区选拔赛结束后，组委会针对各赛区参赛选手，组织了免费的“数控多轴加工技术及工艺”培训班、“数控多轴加工软件应用”培训班；将实操试题提前公布，以便参赛选手学习及训练；在实操赛场安装视频监控系统，便于场外领队、教练、选手观摩学习；在实操现场组织配套展览，加强宣传及交流工作等。除了以上这些创新工作外，组委会还组织了数控技术发展及数控技能人才培养论坛；还将继续开展多种形式的技术点评活动等。

从几届的数控技能大赛出题命题特点以及2012年第五届全国数控技能大赛的情况看，数控技能大赛不管是在技术要求，还是在选手的综合能力、人数以及大赛的组织方面都有了很大的突破与发展。因此，这就需要我们作为职业教育者要不断地努力，为数控技能大赛做更高要求的准备。

二、数控技能大赛选手的选拔与培训

选手的选拔和培训是数控技能比赛前期两个至关重要的环节，它们直接影响到比赛成绩。我根据自身参赛和培训竞赛选手的体会，对职业学校数控技能比赛学生的选拔和培训做了以下探讨。

（一）选拔学生是基础

俗话说“强扭的瓜果不甜”，挑选的时候应该体现一种自愿原则，在自愿报名的前提下再对其进行筛选。有些老师可能把听话、学习认真的同学当作首选，这种做法似乎过于片面。我们在挑选时首先需要参照的应该是学生的专业理论成绩，包括机械制图、机械基础、切削原理等，这些专业知识将直接影响到他们以后对数控培训接受能力的好坏。其次需要考虑的应该是学生的心理素质，这点往往容易被忽视掉。最后关注学生的动手能力，比如实训中对各种工量具的使用。动手能力差的学生在短时间内想要提高是很难的。

确切地说，选拔是一个促进与提高的过程。培训期间老师可根据日常表现及考核采取淘汰制，做到优胜劣汰。起初挑选的人数可以是正式比赛的3至4倍，随后逐轮淘汰，这样一来学生有了竞争意识，学习的劲头将会大大提高。当然，有些技能不错的学生在培训期间会觉得培训过于枯燥，出现严重失误后会产生后怕心理，打退堂鼓，这就少不了指导老师的正确引导。

（二）技能培训是关键

1.操作技能的培训

技能培训是一个系统化工程，指导老师应准备详细的进程安排，方能做到有条不紊。初步筛选的学生可能已学过数控方面的知识，但对编程和操作掌握的还不够全面，在培训过程中应遵循循序渐进原则，由浅入深再对每个指令进行系统的讲解、分析和演示，打下良好的基础，有利于以后培训的安排。有些指导老师或许存在着这样的心态，怕自己在演示中出错，我认为没这种必要，老师跟学生应该以探讨交流的形式进行培训，万一出错可以和学生一起解决问题，这样比纸上谈兵效果更好，学生接受新知识的时候也更直观。

数控技能比赛培训不同于一般的技能培训，培训的内容不能面面俱到。一般比赛都会使用指定的机床设备，教师可以根据比赛难度和比赛所用的机床来大概确定题目的类型。比如数控车床比赛，高级工难度，选用的机床大多是FANUC、GSK980TD或者华中系统等等，再根据比赛刀具清单，我们就可以大概确定是外圆台阶、凹凸圆弧、内/外螺纹、车槽、内孔等。这样培训的内容更具有针对性，与比赛内容更接近。

2.三个“度”的把握

数控比赛讲究三个“度”――速度、精度、粗糙度。在日常培训中，指导老师应时刻检查学生的工艺编排、程序编辑、切削用量选择及操作规范性等，因为每一个细节都会影响到三个“度”。怎样更好地保证这三个“度”呢？首先，一定要提高学生手工编程的能力，确保万无一失。在正式比赛中由于心理等因素，程序出错再去修改往往很难找到错误的地方，既浪费时间、加剧紧张又影响到速度。其次，对工艺的分析，有些学生一拿到图纸就盲目加工，对工艺细节考虑不够周到，加工到一半时发现工艺出错，不能继续加工，前功尽弃。在培训时一定要使学生养成习惯，宁可花十分钟认真分析工艺而不为图一时之快乱了大局。最后，切削用量的选择，加工不同材料，使用不同刀具都有不同的切削用量。有些学生为了抓紧时间而不断提高切削用量，这样精度难以保证而且会引起严重后果。当然切削用量也不是一成不变的，也要根据实际情况让学生学会及时调整。机床主轴的电机功率往往会被一些老师忽视掉，不同的主轴电机功率所选用的切削用量也是不一样的，选择不当会出现崩刀，甚至断刀等现象，在正式比赛前指导老师一定要及时提醒。

3.综合能力的培养

在实际操作竞赛中，由于选手对场地和机床性能的不熟悉，加上心理紧张和疏忽大意等因素，往往会出现程序编好后不能运行，加工中切削用量选择不当刀具突然断裂等现象。所以日常培训中不能一味追求技能的提高而忽略了应变能力及心理素质的培养。竞赛的题目都有一定的难度，里面都有一些难点的设置，用常规的编程模式或许加工不出来，培训中不能限制学生一定要按照老师的思路去编程，可以尝试不同的编程方法来加工同一个工序。有些老师忌讳学生在平时训练时断刀或发生刀具干涉等现象，我认为这些情况的发生不一定就意味着学生差，反而可以锻炼学生的随机应变能力和心理素质。当出现问题后，指导老师不要忙于解决，一定要让学生弄清楚问题出现的原由。不过一定要在保证学生和机床安全的前提下。

（三）培训时注意事项

1.劳逸结合：不要为了出成绩而搞得学生身心疲惫，合理的时间安排更有利于达到事半功倍的效果。

2.培训内容尽量少而精：有些老师采取“题海战术”，但里面很多内容都是大同小异的，更应注重培训质量而不是题目的多少，学生的技能不是老师“教”进去的，而是学生“学”进去的，也就是说学生必须愿意学，能够将学到的东西进行内化才是最主要的。

3.安全问题：必须时刻提醒学生做到胆大心细，程序里一个数字的错误或者操作失误都会酿成大祸，轻者零件报废，重者造成机床受损或人生伤害。

4.及时总结、提高：不但指导老师要及时总结，选手也要及时总结。只有这样才能从学习过程中发现问题，解决问题，积累更多的经验，快速的提高。

总之，通过数控技能大赛，数控技术向着高速、高精、高效、高复合的方向发展，这就要求作为数控技术职业教育者的我们具备更高、更强的综合能力，为我国的工业化建设作出更大的贡献而努力奋斗！

参考文献：

[1]顾力平.数控机床编程与操作（第二版数控车床分册）[M].北京：劳动和社会保障出版社，2005.

五轴数控编程培训篇4

关键词：卓越计划；校企合作；数控加工

中图分类号：G4

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.16723198.2016.25.080

为了培养一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，促进我国高等教育面向社会需求培养人才的发展，教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）于2010年6月正式启动。2012年，河南科技学院的机械设计制造与自动化（简称“机制”）本科专业被正式批准为河南省卓越工程师教育培养计划专业。相对于大众化教育背景下的普通机制专业本科生培养，“卓越计划”更注重对本科生的工程技术实践能力和创新能力的培养。

数控加工技能训练作为机制专业一个不可或缺的实践教学环节，其内容主要包括数控编程理论培训、数控仿真软件培训、CAD/CAM软件培训及应用、数控加工工艺设计以及数控机床实操等，对培养学生的动手能力、理论联系实际能力、分析问题及解决问题的能力、创新能力等具有重要的意义。但是，传统的数控加工技能训练模式是面向普通机制专业本科生培养的，还存在一些弊端，难以满足机制专业“卓越计划”的实施要求。

1传统数控加工技能训练存在的问题

1.1定位不明确

根据“卓越计划”的要求，本科生在企业实践环节的培养累计时长不能少于一年（约40周），所以一般都把企业实践环节放在大学第四学年。而数控加工技能训练也安排在第四学年上学期，时长为9周。在与企业实践时间发生严重冲突情况下，这就产生了一个如何定位数控加工技能训练的问题。如果完全不考虑其与企业实践的配合与衔接问题，在时间上势必会严重影响“卓越计划”企业实践。如果将其定位于服务企业实践的某一个具体岗位的培训，就要根据不同的企业要求重新购置专用设备并设置不同的训练内容，不仅存在设备、师资重复建设的问题，也不具备可操作性。

1.2培养目标、教学内容不匹配

数控加工技能训练作为校内实践教学环节的一部分，具有相应的教学大纲和考核标准。其培养目标是要求学生掌握基本的数控加工实践能力，在教学内容的设置上注重与《数控机床与编程》、《数控加工工艺》等理论课程的衔接，强调基础性、稳定性以及教学的可操作性。而“卓越计划”不仅强调制造企业密切参与学生的培养，而且强调按照行业标准培养专业人才。“卓越计划”的培养目标是使学生具备在制造企业工作所必需的专业知识和技能。因此按照“卓越计划”设置的培养目标、教学内容更注重专业性、实践性、时效性，难度更大，对学生的考核评价标准也更高。

1.3教学内容缺乏前瞻性，与企业要求脱节

现代制造企业要面对激烈的市场竞争，生产技术升级换代频繁，生产设备更新换代比较快。但是数控加工技能训练是按照教学大纲开展的，而教学大纲的制定就具有一定的滞后性。经过对大量制造企业调研得知，传统数控加工技能训练的教学内容已经严重落后于企业的发展需求，缺乏前瞻性，与企业对专业技术人才的要求严重脱节，主要反映在以下三个方面。

第一，CAD/CAM软件在制造企业的生产应用中起到了极为重要的作用，因此在数控加工技能训练中CAD/CAM软件培训及应用是重点内容。由于种种原因，以往软件培训中所讲授的某版本国产软件由于版本较低、功能相对较单一，在大多数制造企业中已经被功能更强大的同类型高版本国产软件或者其它国外软件所取代。所以以往很多毕业生尽管在软件培训中学得很好，但是进入制造企业工作后，必须要重新学习企业所需要的CAD/CAM软件。

第二，目前在很多制造企业中新型数控机床（如高速加工中心等）由于效率高、精度高已经得到了广泛应用，但因其数控编程方法和数控加工工艺的设计与普通数控机床有很大不同，企业迫切需要熟悉使用和维护此类数控机床的专业人才。但是普通数控机床的编程方法、数控加工工艺设计等仍然作为重点内容，新型数控机床的相关理论知识与专业技能培训却很少涉及到。

第三，现代制造业中柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）的应用越来越广泛，工业机器人起到越来越重要的作用。目前，制造企业大量采用的先进数控加工自动化生产线已经离不开工业机器人的普遍应用。很多制造企业反映掌握工业机器人控制技术的专业人才缺口相当大，但是面向制造企业的工业机器人控制技术的教学与实训仍未开展。

综上所述，教学内容的严重滞后性直接导致了以往很多机制专业毕业生所反映的“学的没有用、有用的没学”问题，已经极不适应“卓越计划”的实施与开展。

针对上述问题，以提高“卓越计划”本科生的工程实践能力、创新能力为宗旨，以满足现代制造企业对专业技术人才的需求为目的，以加强校企合作、校企共同培养为纽带，对传统数控加工技能训练模式进行改革，面向“卓越计划”的、紧贴企业需求的数控加工技能训练模式的研究与探索迫在眉睫。

2面向“卓越计划”的数控加工技能训练模式

2.1直接面向企业人才需求定位

经过对以往大量毕业生问卷调查和对制造企业调研得知，企业最希望招聘已经具备较强工程实践能力的毕业生，而能够达到企业期望的毕业生毕竟是少数的。毕业生入职后或者学生进入参加企业技术岗位实践后，有些企业会对刚入职人员开展岗位培训，但是培训时间普遍偏短，有的企业甚至只培训一个星期。另外由于大多数企业还承担着繁重的生产任务，几乎没有企业会让刚入职人员在岗位培训时练习操作生产设备。所以很多刚入职人员只能在工作时间以外加班自学，学习时间不充裕，学习效率较低，很难在较短时间内掌握适应企业需求的工作技能。因此，如果能解决好数控加工技能训练的定位问题，不仅有利于“卓越计划”学生无缝对接企业实践，而且有利于促进“卓越计划”毕业生在相关企业就业。

通过分析制造企业对不同专业人才的需求情况，依托学院目前的硬件设备和软件条件，对企业需求量大的专业人才所需掌握的专业技能按类型进行分类。根据分类结果，将现有数控加工技能训练定位于直接面向企业需求的、多模块的工程技术教学实践，每种类型的专业技能分别对应每个扩展教学实践模块（简称“扩展模块”）。扩展模块主要包括数控机床故障诊断与维修模块、数控特种加工模块、三轴加工中心编程及实操模块、多轴加工中心编程及实操模块以及工业机器人模块等。模块化设置的好处是学院可以根据教学大纲的修订、购置新数控设备或者企业对人才需求的变化等情况，比较方便地增删扩展模块。

学生可以根据自身兴趣自行选择一个扩展模块进行训练并完成实践任务。由于学院近年来已购置多种先进数控实验设备（如DMG五轴加工中心、四轴加工中心等），其性能质量和大多数企业所购置设备相比毫不逊色，部分设备性能质量已高于企业设备，而且这些设备基本无生产任务。在实训教师指导下，学生可以有充裕的练习操作数控实验设备时间，这有利于学生在较短时间内掌握一定专业技能继续参加“卓越计划”企业实践，进而在激烈的就业竞争中掌握一定的竞争优势。

在传统数控加工技能训练中引入多个扩展模块相当于将某些岗位企业实践的一部分内容引入到校园中，能够有效解决数控加工技能训练与“卓越计划”企业实践在时间上发生冲突的问题。另外，由于扩展模块不是针对某个具体企业岗位的培训，可以有效避免设备、师资重复建设的问题。

2.2校企合作制定培养目标、确定教学内容

设置可选的扩展模块的目的是直接与企业需求对接以培养企业所需人才，教学大纲所规定的基础性内容则精简调整为面向所有学生的基础模块，因此将面向“卓越计划”的数控加工技能训练模式设置为由基础模块和多个扩展教学实践模块组成。基础模块的教学内容主要包括数控车床、数控铣床的数控工艺设计、编程、使用维护以及CAD/CAM软件培训与应用等。针对以往选用的CAD/CAM软件版本低、功能较弱的问题，一方面积极引入高版本软件培训，另一方面购置世界先进的Hyper Mill软件并将该软件的基础应用培训也纳入基础模块之中。

由于扩展模块的设置是直接面向企业需求，因此其培养目标、教学内容的确定必须通过校企合作的方式由校企双方共同确定。目前学院已经和德国DMG MORI公司、德国OPEN MIND公司、日本FANUC公司、宁波海天精工股份有限公司、南京翼马数控机床有限公司、北京安德建奇公司等多家国内外业内知名企业建立了良好的校企合作关系。相关企业人员根据企业对人才的实际需求并按照专业性、系统性、开放性、创新性、前瞻性的要求制定培养目标、确定教学内容，校方人员根据学时要求、师资力量、现有软硬件条件以及选择不同扩展模块的学生人数等因素再进一步细化培养目标，合理选择教学内容，以保证学生能够在有限的时间内高效率地尽可能多学习相关知识，真正提高工程实践能力。

2.3按照企业标准安排实训及考核基础模块和扩展模块的实训及考核是不同的。基础模块的指导教师主要由校方教师担任，要求所有学生都要参加基础模块训练并完成实践任务。基础模块的实训要求、考核标准在符合教学大纲的要求下均由学院参照企业标准制定，强调紧密贴合企业工程实践。学生只要正常出勤参加基础模块实训后并通过考核即可获得基础模块的学分。

扩展模块的指导教师由校方教师和企业一线技术人员共同担任。扩展模块的实训要求、考核标准均由企业人员严格按照企业标准制定，除了具有专业性、开放性的特性以外，还要求具有创新性、前瞻性。根据扩展模块的不同，学生在实训期间除了要正常完成必修实训任务以外，还必须独立完成至少一个相关实践项目。学生通过实践项目答辩后，并通过该扩展模块考核才能获得扩展模块的学分。

3结语

河南科技学院构建的面向“卓越计划”的数控加工技能训练模式注重培养学生工程实践能力、创新能力，把满足企业对专业技术人才需求放在第一位，做到实训内容与企业工程实践无缝对接，是实施“卓越计划”实践教学的有效途径，很好地解决了以往人才培养与企业需求脱节的问题。这一训练模式在我校机制专业“卓越计划”实施以来，以及取得了较为理想的效果，得到了机制专业“卓越计划”毕业生和用人企业的一致好评。

参考文献

[1]王亚飞，李学华.基于个性化培养的“卓越计划”工程实践教学模式[J].实验室研究与探索，2016，（5）：178180，196.

[2]孔建益，邹光明，侯宇等.卓越机械工程师培养的实践教学体系研究[J].高等工程教育研究，2013，（3）：1821.

五轴数控编程培训篇5

关键词：教学改革 项目化教学 数控编程与加工 教学设计

数控专业及机电专业部分课程开展项目化教学后积累了一些经验，现将数控编程与加工课程项目化教学实施过程与经验总结如下：

一、 “项目化教学”的解读

所谓项目化教学法就是以所制作的项目为载体，教师带领学生对实际生产项目进行分析、研究、开发和制作。项目化教学也是师生共同学习、探讨的过程。最后通过师生的共同努力完成项目的制作。

我们认为，必须摒弃“填鸭式”教学，充分发挥学生的主观能动性，由 “被学习”转变为“我要学”。教师已经不再是教学过程单一的讲授者，而应成为学生项目制作的引导者。

二、数控编程与加工课程培养目标与内容

通过学习本课程，要求学生掌握数控加工工艺设计方法：熟悉并掌握数控编程方法及其操作；教学过程中采用多媒体和现场教学相结合方式，采用实践性教学，让学生自己分析图纸，确定工艺路线，编写加工程序并在机床上完成加工，使学生具有独立使用数控机床并进行加工的工作能力。

该课程主要讲授数控机床的工作原理、组成及其分类；数控加工工艺设计方法；数控程序的编制、数控编程中的数值计算、刀具补偿概念和编程技巧；数控车床、数控铣床及加工中心的编程方法和编程实例。

三、数控编程与加工课程特点与要求

本课程属机械制造领域专业课，以技术应用为主，理论知识较少，实践性很强。本该课程要求学生具备以下能力：（1）工艺分析及手动编程能力；（2）实际操作能力；（3）数控机床维护维修能力；（4）自动编程能力；（5）仿真加工能力；（6）创新研究能力。

四、实施方法

数控编程与加工设置为两种工种，分为“数控车削与加工”和“数控铣削与加工”。数控车削与加工主要集中培养学生的数控车床实操能力，数控铣削与加工主要是加强学生数控铣床和加工中心的实际操作能力，这样设置是为了更好教学。每周6学时，因难度和实际情况，理论指导2～4学时，实践指导2～4学时。划分知识模块，每个模块由若干课题组成，每个课题为一个教学项目。以车削轴为例：

1.确立项目

学生选择感兴趣的零件图纸用作车削加工，例如 “子弹”“陀螺”等，也可以由教师依据学校教学资源提出若干个项目，再由学生选择其中之一。所选项目最好是来源于生产一线的，有实际应用价值的。对学生今后的实践和岗位培训要有一定帮助，本节课学生最后选的项目是轴的加工。 如下图示：

教师对学生提出要求：这个零件加工所需要的时间4课时，项目结束后，学生必须上交零件和自评报告。教师做出成绩评定，作为平时成绩，记入期末总评。

2.教师和学生的准备

教师在项目制作之前要准备好课件、实施提纲、仿真软件、项目制作的工具和材料，以及该项目化教学周工作配档，还要根据所选的项目确定数控系统。

数控系统可选择范围相对较小。目前主流的数控系统以西门子、法那克、法歌等为主。国产数控系统以华中数控、广州数控等为代表。西门子数控系统价格昂贵，往往占机床价格一半以上，也因数控系统与机床硬件不匹配造成浪费。法那克数控系统在我国市场占有率很高，多数企业在使用，价格高于国内系统，精度控制较好。国产数控系统能满足一般生产加工需要，且价格也能接受。华中数控系统从低端至多轴控制的高端系统都有，在各大高校应用较广，所以选用华中数控系统。

把学生按数控实训车床数，分为15个教学组。指导教师将项目的目标、任务、要求提供给每个学生或小组。学生之间相互讨论，初步确定各自的加工方案（包括项目工作计划、项目实施步骤和程序等），目的是使学生熟悉实际生产工艺过程，让学生独立思考，对知识点进行理解，探索工程中解决要点。

学生应该提前查阅项目相关资料，做好预习，为项目研究和生产做好准备。

3.项目实施阶段

（1）知识衔接

在项目正式进行前，教师要完成学生知识衔接的任务，教师有必要说明加工这个零件的工艺基础，如装夹方式、加工工艺、刀具选择、切削用量、程序编制和数控系统选择等等。

（2）分组讨论

15个组，每个小组选出一名负责人，在小组中组织同学讨论，每个小组自行讨论，研究制作方案，同时写出项目实施计划，计划中应包括零件图分析、所需材料的测算、工艺分析、程序的编制、相关技术参数确定等内容。

（3）计划实施

计划实施是项目化教学关键的一环，学生在小组讨论后归纳出实施计划，教师指导学生对该计划进行修正，然后按形成的最终方案实施计划。

五、教学总结

在尝试项目化教学法近半年的过程中，我们认为项目化教学法的优势在于，改变了单调枯燥的课堂教学，理论与实际相互融合，是“产学教”浓缩版，有利于培养学生的多种能力，学生专业素质也有很大提高。评价系统注重过程，不再单单看学生的理论课成绩，而是采用理论和实操相结合的方式进行考评，更能全面地评价学生。

项目化教学，适合应用类学科的教学，应该普遍推广。

参考文献：

[1]王爱玲.现代数控原理及控制系统.国防工业出版社，2002

[2]周济，周艳红.数控加工技术.国防工业出版社，2003

五轴数控编程培训篇6

国外对于高技能人才培养的研究较早，并形成了一些较为成熟的培养模式，较为典型的包括德国的“双元制”模式、美国的“合作教育”模式、日本的“企业教育”模式、韩国的“技能竞赛”模式等［1］。这些培养模式的成功有着基本的共性，都是非常注重实际动手能力的培养，在学习过程中充分将理论知识与实践过程相结合［2］。国内也有部分教育机构在技能人才培养模式上采用顶岗实习、任务驱动等模式［3］，一些高校甚至提出订单式人才培养模式，这些具有一定前瞻性的培养模式取得了可喜的阶段性成绩，但仍无法从根本上解决技术大于应用、人才输送与人才需求间的矛盾。国内一些职校对五轴加工技术应用工程师的培养进行初步探索，由学校同时承担理论课程及实践课程教学，然而所培养的技术人才并不能满足企业的人才需求。对比国外成功的培养模式，该培养模式失败的表层原因是实践教育环节由学校承担而非在企业开展。通过进一步分析发现，实训用的工具和设备不与企业同步是导致该培养模式失败的重要原因，然而除了硬件基准条件不足，更本质的原因是校内进行实践教育时，课程没有根据企业的实际情况及时进行更新，最终使实训变成按部就班的传统培养模式。

二、搭建“双元一体，与时俱进”的培养模式

由上述分析可知，要在校内培养五轴加工技术应用工程师不仅需要有基本的硬件基础，更重要的是要建立起校企间的信息交互。厦门理工学院已具有先进的五轴加工中心，结合实际条件，提出“双元一体，与时俱进”的培养模式，“双元一体”是指由学校同时负责理论课程与实践课程教学，而“与时俱进”是指培养课程及评价体系根据校企信息交互及用人单位的建议反馈进行实时更新。该培养模式定位于不仅能为校内学员提供系统的五轴加工技术应用工程师培养，同时也能为企业技术人员提供进一步学习的培养指导。图1为该培养模式的框架图。该培养模式能有效改善学校培养的五轴加工技术应用工程师与企业所需不符的矛盾，且能有效减少学员进入企业后的适应时间。由于传统的培养模式缺乏及时有效的信息交互，学员进入企业后需要有较长的磨合期与技能提高期，该培养模式定期的技术交流可提前将上岗后的常见问题集中化，并通过课程更新、评价体系更新等方式集中在授课过程中解决这些问题，这是一种行之有效、运作成本较低的教育模式。

三、探索“双班并行，因材施教，升级进阶”的教学方式

“双班并行”是指针对学员的不同基础及不同学习时间同时开展传统的“理论－三轴－五轴”和创新性的“理论－五轴”两种教学方式。这里提到的理论教学并非与实践学习相脱离，而是理论和实践一体的理论授课方式，更多的课程都是在设备车间开展。对“理论－三轴－五轴”有较为成熟的经验可以借鉴，然后对于“理论－五轴”的教学模式目前较为少见。对于参与“理论－五轴”的学员，首先应采用集训的方式建立起学员对于五轴技术应用的加工基本理论知识、五轴机床操作、加工编程、加工操作、设备维护的知识框架，在建立知识框架并经过阶段评价考核的情况下进入下一步学习。“因材施教”的教学方法在很多教学场合都得到了应用，例如，对专业技能的培训采用“一对一”的教学方式，取得了非常好的效果，然而由于学校的学员数量大，学校开展五轴加工技术应用工程师培养的教学课程，采用“一对一”的教学方式显然不符合实际情况。在这种矛盾的情况下要如何实施“因材施教”，首先要解决如何区分“材”的问题，然后根据其特质设定相应的课程，最终实现因材施教。由于该培养模式定位于不仅能为校内学员提供系统的五轴加工技术应用工程师培养，同时也能为企业技术人员提供进一步学习的培养指导，学员主要来自校内学生及企业的普通技术人员。校内学生包括部分具有三轴数控理论及简单实操基础的学生，以及一些对于数控加工了解甚少的学生;而对于企业，技术人员包括熟练程度不同，有三轴、四轴加工基础的技术人员，一部分具有使用五轴加工的基础。如果基于简单的生源区分进行培养是不合适的，因为同一来源的学员在技能水平上参差不齐，采用技能等级划分的方式对学员进行不同技能水平的等级划分，根据不同的阶段等级进行相应的课程教授。然而，对于校内较高年级、且没有数控基础的学生或者是企业中希望从事五轴应用的人员，如果也采用传统的“理论－三轴－多轴”教学，显然在时间上较紧迫。“因材施教”与“进阶升级”是相互依存的，“因材施教”是指根据学员处于不同的技能水平等级进行相应的课程教授;“进阶升级”是指只有通过了当前技能水平阶段考核才能进入下一个阶段的课程学习，只有通过所有阶段的考核才能获取最后由校方提供的五轴加工技术应用工程师认证证书。

四、教学内容

虽然开设了两种不同的教学班，但最终的培养目标是一致的，都是为了培养满足企业实际用人需要的五轴加工技术应用工程师，因此，五轴加工技术应用工程师培养技能目标基本一致。“理论－三轴－五轴”教学班要比“理论－五轴”教学班的要求多，增加了一项能操作加工三轴数控机床的技能。其基本的技能要求包括:机械制造基础能力、CAD/CAM软件应用能力、数控机床加工和维护能力三部分。其中的机械制造基础能力又包括简单零件测绘能力、机械设计基础能力和材料性能基本了解，机械制造基础能力是要求学员本身就具备的知识，不是本次五轴加工技术应用工程师培养教学包含的内容;CAD/CAM软件应用能力主要包括二维CAD软件使用，三维CAD软件使用，使用加工编程软件编辑三轴和五轴加工程序(常见的加工编程软件包括POWERMILL、UG、MASTERCAM等);数控机床加工和维护能力主要包括三轴数控机床加工操作，五轴数控机床加工操作，机床日常维护，机床PLC外设控制了解，机床常见问题判断。

五、评价体系探索

在教学方法中涉及到阶段学习考核及最终的五轴加工技术应用工程师的授予，然而国内目前尚未有权威机构设定五轴加工技术应用工程师的鉴定标准，在学习过程中对阶段性评价的研究更是一片空白，因此，建立一套完整的评价体系是完善整套教学模式不可缺少的重要环节。阶段性评价的标准制定主要由具备资深执教经验的校内教员进行编写，而最终的五轴加工技术应用工程师的鉴定标准则主要按照企业用人单位对不同能力人才的定位进行编写。

作者:易吉祥 汪海林 单位:厦门理工学院

参考文献:

［1］叶梦姣．大连市高技能人才培养问题研究［D］．大连:大连海事大学，2015．

［2］阳立高，韩峰，杨华峰，等．国外高技能人才培养经验及启示［J］．中国科技论坛，2014，(7):121—126．

五轴数控编程培训篇7

关键词：数控加工中心；FANUC系统；G54；编程；操作

一、引言

随着我国科学技术的高速发展，机械制造技术也发生了深刻的变化，以数控技术为核心的先进制造技术正在逐步取代传统的机械制造技术。要实现培养大批既有专业理论知识，又具有专业操作技能的复合型、实用型、现代型的数控技术加工人才这一目标，实践环节显得尤为重要。2002年省教育厅和湖北工业大学共同投资，购入一批数控设备，如何充分利用先进的教学设施，运用先进的实训设备，以先进的教学手段来达到目的，下面结合笔者多年来在实习教学及生产科研一线的实践经验，来谈谈加工中心编程与操作的做法和体会。

二、提出要求

第一，了解加工中心的组成、功能及特点；掌握手工编程和计算机辅助编程的基本原理；能够准确操作、使用和维护机床；能够排除加工中心的常见故障。

第二，在数控编程与加工的实际工作中掌握正确的操作方法，在操作中逐步养成良好的习惯，形成工程概念。

三、了解加工中心的组成、特点及CNC工作流程

在学习编程和操作之前必须了解加工中心的组成、该数控系统的特点及系统的优势、机床加工范围、性能指标等知识。湖北工业大学选用了FV-1000A三轴联动立式加工中心，采用FANUC0M控制系统。从操作角度而言可分为3大部分：机床操作面板部分、MDI键盘面板、CRT软件。

要完成一项工作需要哪些步骤，需要了解CNC的工作流程（见图1），这样才有利于自己对数控的理解。有了一定的理论基础，就可以在实践加工过程中少走弯路、做得更好。

四、掌握数控编程

数控加工技术水平的提高，除了与数控机床的性能和功能相关外，数控加工工艺与数控程序也起着相当重要的作用。加工程序的编制工作是数控机床使用最重要的一环，因为程序编制的优势直接影响数控机床的正确使用和数控加工特点的发挥。

拿到一张图纸应先仔细分析该零件该如何加工，不要急于编程，应选择好的工序。数控编程的内容：分析零件图纸、确定加工工艺过程；计算走刀轨迹、得出刀位数据；编写零件加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试加工。

编程分为手工编程和自动编程。由于这是一门实践性非常强的课程，在基础阶段，应以手工编程为主，选择一些较简单的零件（轮廓、挖槽、孔、面铣）进行编程加工。多交流、多探讨、反复练习、及时总结，使自己能熟练运用数控工艺方法，积累编程经验。只有这样才能步步为营，一课一得，养成耐心和严谨的作风，才能为进一步学习自动编程，如复杂曲线轮廓、三维曲面等复杂型面的自动编程加工打下坚实的基础。由于数控机床本身的价值、精度、自动化程度较高，机床加工过程是靠编制程序来自动完成的，一但失误造成事故，有可能损坏机床。只有养成良好的习惯，有了扎实的基本功，才能避免错误出现，发生事故。

五、熟练掌握加工中心的操作

操作加工中心要遵循一系列基本操作与步骤来进行。FANUC有多种数控系统，但操作方法基本相同。操作者在操作机床前，必须查阅机床操作规程及相关手册，操作时要细心，及时观察机床的运转，发现异常立即停机检查。合理操作是确保零件加工质量和防止发生事故的重要保障。由于数控系统CNC是一种软件，不能进入相应界面，实训学生就无法进行机床操作，让机床完成所要求的工作。所以先应以通俗易懂的方法让学生上手，再逐步加深讲课内容。

第一，机床操作面板和MDI面板的操作。

一是机床作业前启动与作业后关机操作规程。

二是机床操作面板各功能模式的使用―原点复归、手轮、寸动、快速移动、MDI、编辑、自动运行等。

第二，G54工件坐标系的设定：使用寻边器分中、对刀仪对刀确定工件坐标原点。

第三，刀具补偿值的确定与赋值：半径补偿与长度补偿值的设定。

第四，程序的输入，检查和修改。

第五，程序预演、调用程序，机床自动加工。

第六，零件检测及分析。

第七，注意事项。

一是进入操作界面一般先进行“三步曲”操作，即选择机床操作面板部分选择MDI键盘面板中相对应的6个功能键之一选择CRT相关软件。系统即可进入相应的工作界面。

二是G54分中对刀过程影响着工件的加工质量，选择刀位点要遵循方便数学处理和简化程序编制；在机床上容易找正，在加工中便于检查；引起的加工误差要小。零件加工较复杂、加工时间较长时，要事先预留第二基准以备用。Z轴坐标最好先以工作台对刀，数据备案后，再在工件上对刀。

三是对FANUC系统而言，输入程序段中数值时，不可省略小数点。

四是刀具补偿号与刀具补偿值一一对应。可防止出现过切、欠切和撞刀事件的发生。补偿值的测量及输入工作由一人完成，严禁多人同时操作。

五是由于FV-1000A采用了FANUC-0M系统，其内存较小，应尽量减少机台存储程序的个数、容量，提高加工中心的搜索、运行效率。

通过手动模式下各功能练习，熟悉机床的运动、辅助功能的使用、刀具系统及加工过程；通过编辑区的练习，熟悉数控系统的操作界面，程序管理工作；通过加工练习，掌握设定G54工件坐标系，设定刀具补正，按操作规程和步骤进行机床的数控加工；通过检测及分析，提出改进工艺规程的方法，优化加工程序，培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力。

六、结束语

综上所述，在学习过程中由单项到综合，逐步深入，做到由浅入深，由表及里。实践证明，在教学和生产过程中采用以上方法和步骤收到了一定效果，学生在老师的指导下完成了零件加工，提升了自己对数控技术这门课的兴趣；使自己能全面、周到地考虑零件加工全过程，正确合理地编制零件的加工程序，同时也培养认真负责的工作态度、严谨的工作作风及良好的工作习惯。

参考文献：

1、友嘉精密机械有限公司培训中心.友嘉CNC加工中心学习手册[Z].

2、日本FANUC公司.FANUC 0M使用与维修说明书[Z].

五轴数控编程培训篇8

【关键词】：数控 机床 管理 维修

随着我国制造企业技术装备的升级，中、高档数控机床设备的应用越来越广泛了。随之而来的是如何充分保证设备的有效利用率，设备出现故障时，要尽快将设备恢复正常使用。因此，在日常车间管理中，数控机床设备管理与维修就变得越来重要了。数控机床管理是一项十分丰富的综合工程，既要有科学的设备管理，又要有好的设备维修。

数控机床的主体机构有以下特点：1）由于采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，数控机床的极限传动结构大为简化，传动链也大大缩短；2）为适应连续的自动化加工和提高加工生产率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小；3）为减小摩擦、消除传动间隙和获得更高的加工精度，更多地采用了高效传动部件，如滚珠丝杠副和滚动导轨、消隙齿轮传动副等；4）为了改善劳动条件、减少辅助时间、改善操作性、提高劳动生产率，采用了刀具自动夹紧装置、刀库与自动换刀装置及自动排屑装置等辅助装置。

一、需要复合型人才对数控机床进行管理与维修

数控机床是机电一体化的典型产品，数控机床控制技术是集计算机及软件技术、自动控制技术、电子技术、自动检测技术、液压与气动技术和精密机械等技术为一体的多学科交叉的综合技术，其控制系统复杂、价格昂贵，因此它对设备管理与维修人员素质方面提出了比普通设备更高的要求。

数控系统的说明书一般都较多，有操作、连接、编程、功能说明、冗编程、安装调试、维修手册等。要认真学习与维修有关的部分，同时由于配套的说明书、资料往往使用原文资料，数控系统的报警文本显示亦以外文居多。这就要求维修人员必须掌握一定的专业外语基础。

维修人员必须能熟练的操作数控机床，在维修过程中，维修人员有时要进入一般操作者无法进行的特殊操作方式，如：进行机床参数的设定与调整、利用？编程器监控、通过计算机以及软件联机调试等。此外，分析判断故障原因过程中，往往还需要编制相应的加工程序，对机床进行必要的运行试验与工件的试切削。因此，从某种意义上说，一个高水平的管理与维修人员，其操作机床的水平应比操作人员更高，运用编程指令的能力应比编程人员更强。

二、加强数控机床的基础管理和技术管理

对于企业来说，数控机床的拥有是企业的竞争实力体现，最大限度地利用数控机床，对企业提高效率和竞争力都是十分有益的。只有保持完好的技术状态，才能充分发挥数控机床的效用。制定相应的管理制度，使设备管理更加规范化和系统化，建立建全数控设备维护档案及交接班记录，将数控机床的运行情况及故障情况详细记录，特别是对设备发生故障的时间、部位、原因、解决方法和解决过程予以详细的记录和存档，以便在今后