如何規避數控仿真加工中的問題

閔玲

摘 要：數控加工仿真軟件在數控教學中正在逐步推廣，仿真加工由于不存在安全問題，所以學生可以大膽進行練習。但是，如果學生對于老師所講內容囫圇吞棗，不求甚解，就會在加工時頻繁出錯，不能在規定時間完成零件的加工，或者加工出的零件不合格。多次出錯后學生就會產生急躁情緒，失去學習的興趣，對教學效果產生很大的影響。為減少學生出錯，現將一些容易出現問題的地方指出以便引起老師在教學中的重視。

關鍵詞：數控仿真；問題；辦法

數控加工仿真軟件主要應用于數控編程與操作這一理論教學過程，還可作為數控操作技能訓練的輔助工具。數控加工仿真軟件在數控教學中正在逐步推廣，數控仿真系統教學的使用，讓學生在學習數控編程理論時，學習興趣更加濃厚，由于不存在安全問題，學生可以大膽地、獨立地進行學習和練習，并能檢測加工零件幾何形狀精度，為學生順利地進行實操訓練奠定了良好的基礎。但是，學生在學習和練習中容易出現一些錯誤，這些錯誤的出現，使仿真加工不能順利地進行或者加工出不合格零件，如果老師沒有及時的指出，而學生查不出問題，多次出錯后學生就會產生急躁情緒，喪失學習的興趣。這些問題在初學者中頻繁出現，對教學效果產生很大的影響。

仿真軟件模擬加工基本上可以分成六個步驟，即：機床開機并回零，安裝刀具，定義毛坯并裝夾，對刀，輸入程序并校對，模擬加工。在這六個步驟中，學生都可能出現不同的問題。初學者對刀過程出錯的情況比較多，其次是輸入的程序容易出現錯誤。下面以數控車床為例，就仿真加工中容易出錯的問題進行分析探討，并提出規避方法。

一、毛坯設置和裝夾

學生在設置毛坯時，由于尺寸設置不當，加工時會出現加工的零件不完整，或者出現毛坯過短而造成撞刀的情況。毛坯設置好了，但裝夾時伸出部分太短，也會出現上述情況。因此，毛坯的設置要根據零件尺寸而定，一般來說，毛坯直徑應比零件最大直徑大5mm左右；只需一次裝夾的零件，毛坯長度應比零件長2mm左右即可，如果需要掉頭車削，毛坯長度應設置的比零件總長度長5mm左右。放置毛坯時，需要將毛坯盡量向右伸出，直到不能再移動為止。

二、程序輸入

學生掌握了編程的格式和步驟，將編寫的程序輸入并進行校驗，結果發現程序沒有運行。出現這種情況應該檢查主軸正轉的指令是否正確，因為在輸入主軸正轉指令M03時，如果錯寫成M30，那么程序校驗時不會提示出錯，但程序卻不會繼續執行。在程序校驗時，如果系統提示語法錯誤，這時需對出錯的語句仔細檢查，可能是字母或數字混淆，比如將數字0打成字母o，將數字1打成字母I，查出問題并更正即可。

程序運行正常，沒有提示語法錯誤，但循環啟動后刀具卻因切入零件太多而無法加工。此時再校驗程序，觀察刀具軌跡，就會發現刀具軌跡只有一條輪廓線，這是因為復合循環程序未執行循環部分。在編程及輸入程序時，一定注意復合循環程序中開始段和程序結束段的段號不能省略。

校驗時程序能運行，但發現零件形狀不正確，說明程序中的指令或有關數值計算不正確，需對照零件圖逐一檢查編寫的程序。

程序校驗可以很好地幫助我們檢查程序并發現問題。通過觀察刀具軌跡，看精加工軌跡是否和零件輪廓相符，就能判斷程序的正確與否。

三、對刀

學生對刀過程中退刀方向不正確，加工零件時會出現零件不完整或刀具空運行，切不到毛坯，甚至出現切入毛坯太多，加工停止的情況。這個問題無論是在仿真教學或實訓加工中都要引起重視，避免產生事故。

就外圓車刀對刀而言，先車外圓或端面都可以，但要注意的是，車完外圓后，刀具一定不能沿X方向移動，必須沿+Z方向退刀。同樣，在車完端面后，刀具必須沿+X方向退刀。為避免對刀錯誤引起加工問題，老師除了反復強調操作順序，也可以通過檢查學生的刀偏表來判斷對刀是否正確。正確對刀后，所有學生刀偏表里的X偏置應該是一個相同的數值，毛坯長度相同的話，Z偏置也大致相同。

加工中需要多把刀具或則要更換刀具，在每把刀對刀結束后應把測量的數值輸到刀偏表中該刀具號相對應的欄，否則加工會出錯。

四、移動刀具

由于數控機床的行程有限，學生在手動操作時，不注意觀察刀具移動時的實際坐標，使刀具移到行程范圍之外就會出現超程情況，X軸超程尤為多。一旦超程，“超程解除”指示燈亮，此時需將刀具沿X軸或Y軸超程反方向移動，直到指示燈滅。機床通電后沒進行回零操作也會引起超程。老師在教學過程中指導學生，機床通電，打開“急停”按鈕后，一定先進行回零操作，避免在加工過程中超程。

五、掉頭車削零件

利用仿真軟件加工掉頭車削零件比機床上加工容易的多，因為工件可以在任意位置裝夾，而且不用考慮同軸度的問題，加工出的零件左右兩端一定同軸。但學生練習時加工出的零件尺寸卻不能保證，主要是零件長度不符合要求。

要解決此問題有兩種方法，一是利用“MDI”方式，在掉頭車端面后測量工件的長度，計算出工件長度方向上多出的尺寸L，在“MDI”方式下，利用增量編程，讓刀具向左移動L的距離，沿X方向進刀，切出多余部分，并在刀偏表“試切長度”欄輸零。二是車端面，測量并計算出多余長度，用刀具Z軸當前坐標值減去該數值，得到一新的Z坐標值，手動將刀具移到該Z坐標處，沿X方向進刀，切出多余部分，并在刀偏表“試切長度”欄輸零。

數控仿真加工軟件的使用，減少了機床操作時工件材料和能源的消耗，節約了實踐環節的成本，避免了學生在機床上操作的危險和不安全因素，但在教學過程中，學生由于沒有安全的約束，對老師的講解不求甚解，大膽地進行練習，致使錯誤頻發，影響課堂教學效果，也為以后的實操訓練埋下安全隱患。對于學生學習過程中容易出錯的問題，老師在課堂教學時反復進行強調以引起學生的重視，減少錯誤的出現，在實訓操作時遠離安全事故，真正發揮仿真軟件在教學中的作用。