數控機床教學中編程及編程中的簡便計算方法

摘 要：培養數控專業的人才，必須重視機床(包括普通機床)加工工藝的重要性，重視數控自動編程的教學，重視編程過程中數值計算的學習，重視實際操作及操作技能的水平。

關鍵詞：數控機床 數控編程 數值計算 基點計算 加工工藝

數控技術是現代制造業實現自動化、柔性化和集成化生產的技術底層平臺，它是提升產品質量、提高勞動生產率必不可少的物質手段，也是國防現代化的重要戰略保證。隨著機電一體化技術的發展，數控機床的使用正越來越普遍，而數控機床的使用和維護都需要專門的技術人員來進行，因而需要大批懂得數控編程和數控機床加工的工程技術人員。

數控機床教學包括數控加工過程中有關工藝分析、數值計算、基本編程功能指令等，數控編程是一門對學生科學思維要求很強的專業技術基礎課，這當中數控編程特別重要，其中的數值計算牽涉到學生的數學知識，特別是基點計算，計算量大、復雜，對中等職業學校學生來說有些困難，必須要有一種簡便、明了的方法才行。經過較長時間的摸索、研究，將有關常用基點計算歸納為十分簡捷的數值計算方法。教學實踐證明，這些方法學生能很快掌握，且計算過程迅速準確，出錯率低。

基點是指各幾何元素間的聯結點。而直線與圓弧是構成零件輪廓的最基本的幾何元素。與直線或圓相關的基點計算，包括直線與直線相交、直線與圓相交或相切、圓與圓相交或相切，以上基點計算通常均需采用聯立方程求解的方法完成，而作為二次曲線的圓方程，聯立求解則過程甚繁。改進的方法是，若能利用幾何元素間的三角函數關系，則可避免求解聯立方程。為了確定幾何元素間的三角關系，學生必須先正確作圖，處理過程很繁。這樣就產生了以下要說明的簡便計算方法，學生用計算器即可迅速完成計算。類型分別介紹如下:

類型1.直線與圓相切求切點坐標

相對于“±”符號前點坐標位置確定的。所有計算均假設水平軸為軸且向右為正，垂直軸為y軸且向上為正。后面各類型計算中，正、負號判斷與此方法全同，故不再說明。

類型2.直線與圓相交求交點坐標

類型3.兩圓相交求交點坐標

對于哪一點計算。

有關數值計算方面，還包括非圓曲線節點計算與列表曲線節點計算，通常只能采用計算機輔助計算完成或直接使用自動編程軟件。隨著數控機床的發展和信息集成的需要，從單機CAD/CAM到FMC、FMS以及CIMS，無不對數控機床起著基石的作用，特別是CAM的使用，將使數控機床的技術更上一個臺階。我們在熟悉了數控機床的單機使用后，MASTER CAM軟件的使用可使我們對數控機床的應用有一個質的飛躍。

數控編程在數控機床學習中較為重點，數控編程實踐性很強，除了讓學生掌握一些數控編程代碼(語言)外，要通過實際操作來加強感性認識。它也牽涉到其它相關專業知識，如數控機床的組成、特點、工作原理、代碼、加工工藝、測量技術、編程知識及機械制圖知識等。學生首先應能看懂圖紙，會根據圖紙分析出零件的特點及技術要求。更重要的是制定加工工藝，如果加工工藝不正確，加工出的工件誤差會增大，甚至會報廢，所以要注意培養學生在這方面的能力。

要重視讓學生學習普通機床操作并掌握加工工藝。因為普通機床的加工是數控機床加工的基礎，普通機床工藝技能的掌握對數控技術的掌握有很大的促進和幫助作用。筆者在教學實踐中就深有體會：凡是普通車工技能掌握好的學生，在數控加工的編程和操作中會有明顯的優勢。比如在數控車床上加工螺紋，加工時一些具體的工藝問題、技術技巧問題，目前研制的數控系統還沒有“考慮”得那么細致，也不可能面面俱到，這此問題可通過加工人員在編程中處理解決。加工人員在編程時，必須把自己的一些加工經驗融會到加工程序中去，才能比較妥善地、合理地解決這系列的問題。如果對普通機床操科不好的學生，直接到數控機床上車削螺紋，就會因為經驗不足而出現很大的問題。因此要重視傳統金工的基本技能訓練。過分重視數控編程操科與理論而忽視傳統金工實習的做法是不科學的，將會直接影響數控加工專業學生的綜合能力。

在掌握零件加工工藝后，熟悉數控編程指令的基礎上，可先讓學生自己制定加工步驟，然后找出幾個典型，進行討論、分析，讓學生提出優點及不足，然后教師再綜合這個方案的優點提出一個合理的加工步驟。這種方法效果很好，能培養學生的思維能力及分析問題、解決問題的能力。同時也能加深學生對這個工藝的正確理解。教師指導學生裝夾工件，指明欲加工的內容和將要使用的刀具，用單步運行的方式逐段運行程序，可收到事半功倍的效果。

參考文獻：

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注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文?！?/p>