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關(guān)鍵詞：數(shù)控車床編程；操作；任務驅(qū)動；教學實例；探究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.234

0 引言

數(shù)控車床編程與操作這門課程對于數(shù)控專業(yè)學生職業(yè)能力的培養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)的形成起著關(guān)鍵作用，它是前期專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課知識能力的綜合應用，也為后續(xù)課程頂崗實習打下扎實的基礎(chǔ)。

從近幾年職業(yè)學校招生情況分析來看，學生的整體素質(zhì)在逐年下降。學生缺乏積極向上的精神，主動性、自覺性較差。面對教學現(xiàn)實狀況，用傳統(tǒng)的教學方法向?qū)W生灌輸各種專業(yè)理論知識，往往得不到好的教學效果。同時，通過對企業(yè)調(diào)研，對勞動者知識水平、職業(yè)素養(yǎng)、實踐能力的要求越來越高，而中職學校的數(shù)控教學往往沿襲傳統(tǒng)教學模式，理論教學與實習教學分開進行教學，各自為政、互不干涉。加之教學方法死板 、教學手段陳舊，已不能滿足企業(yè)用工需求。

通過實施任務驅(qū)動教學，以任務技能訓練為主線，強化專業(yè)理論的指導作用，突出學生實際操作能力的培訓，強化學生的社會能力、方法能力和專業(yè)能力的提高。經(jīng)過一學期的理實一體化教學，從實踐效果來看，激發(fā)了學生的學習興趣、充分調(diào)動了學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的核心能力，特別是獨立工作能力、創(chuàng)新能力，從而提高他們解決實際問題的綜合能力。

下面以教材中項目三“螺桿軸零件加工”的教學為例，嘗試構(gòu)建任務驅(qū)動教學模式。

1 傳統(tǒng)教學模式

螺桿軸零件加工，傳統(tǒng)教學中要求學生掌握：讀圖、數(shù)控加工工藝分析、零件編程等相關(guān)理論知識，通過實訓課加工零件。這就需要學生學習機械制圖、數(shù)控編程技術(shù)、數(shù)控加工工藝、普通車工技術(shù)等課程理論。而這些理論課程分別開設在不同學期，數(shù)控車工實訓又安排在第三～第四學期，中間間隔時間過長，理論課與實訓課由不同教師承擔，相互間交流較少，實訓老師必須對新舊知識重新講解分析、梳理。從課堂的評價來看，仍以筆試成績或操作考核成績?yōu)橹饕问?，很難正確判斷學生的職業(yè)能力、專業(yè)能力、創(chuàng)新能力。

2 任務驅(qū)動教學模式

2.1 教學設計思路

通過每個專業(yè)模塊下任務驅(qū)動教學模式，將基礎(chǔ)課程、數(shù)控理論與實訓課相互融合，把教學內(nèi)容巧妙地設計隱含在單個的任務中，實行理實一體化教學。讓學生以分組完成任務的方式領(lǐng)會學習的核心內(nèi)容，在學生完成任務的同時培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力以及自主學習的習慣。

2.2 創(chuàng)設情景

根據(jù)班級實訓人數(shù)進行小組學習分組。分組的情況，會直接影響學生的學習效果。一般分組根據(jù)為：學習成績、性格特點、學習能力、性別等，采用互補搭配。分組數(shù)目結(jié)合車間設備的情況，每組確定一名組長，全面負責小組的學習任務，小組采用協(xié)作學習的方式，在組長的支持下進行分工，各司其職。本例，將學生分成9個工作小組，每組3位學生，并對小組成員進行分工，確定質(zhì)量管理記錄員、操作員、展示員，這樣有利于培養(yǎng)學生間團隊協(xié)作精神，又有助于順利完成任務。

2.3 確定任務

本任務要完成的零件加工要求見圖1。

（1）能夠根據(jù)數(shù)控加工工藝文件選擇、安裝和調(diào)整數(shù)控車床常用刀具，能夠刃磨常用車削刀具；

（2）熟練操作數(shù)控車床、并能加工出中等復雜程度的零件，達到數(shù)控車中級工水平；

（3）培養(yǎng)學生安全與質(zhì)量意識，加強職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識，增強團隊合作精神。

（4）分析螺桿軸零件圖，試編寫其數(shù)控車加工程序并進行加工。

2.4 自主學習，制定實施計劃

（1）根據(jù)任務要求學習本任務中所涉及的理論知識。

（2）制定任務實施計劃。

通過學生小組討論、教師指導的方式，分析螺桿軸加工過程的操作步驟，并根據(jù)任務的內(nèi)容和教學時間，每個學習小組從以下幾個環(huán)節(jié)：分析零件圖樣、填寫數(shù)控加工工藝卡片、零件加工、零件檢測、評價展示、填寫實驗報告制定合理的任務計劃。

2.5 任務實施。

各個學習小組團隊按制定好的計劃，確定具體的實施步驟，并按計劃嚴格實施。在任務實施過程中，教師加強巡回輔導，解決學生活動中的疑問。

（1）零件圖樣分析。從主要工作面尺寸精度、表面粗糙度進行分析。

（2）零件加工工藝分析。包括：確定裝夾方案、確定加工順序及走刀路線、刀具選擇、切削用量的選擇。

（3）填寫相關(guān)工藝卡片。將前面分析的各項內(nèi)容填入到數(shù)控加工工藝卡片中；

（4）編制加工程序。根據(jù)螺紋軸圖樣的要求，編制數(shù)控加工程序單；

（5）零件加工。請在教師指導下在數(shù)控車床上進行加工。

2.6 檢測與評價

對任務的檢測與評價是教學中活動中的一個重要環(huán)節(jié)，本例借鑒德國雙元制評價方式，采用多元性整體結(jié)果的評價。由傳統(tǒng)的教師主體評價向教師、學生、企業(yè)和社會等多元主體的共同評價轉(zhuǎn)變。特點是讓學生在參與評價的過程中充分發(fā)揮評價主體的作用，大大激發(fā)學生的主體意識，激勵學生學習熱情，提高學生學習的內(nèi)驅(qū)力和自覺性，促進學生學習能力的養(yǎng)成。在教學中實施的評價主體有學生自評、互評、教師評價、學生間相互評價等主體評價的形式。充分考核學生在學習過程中表現(xiàn)出來的收集處理信息的能力、獲取新知識的能力、知識積累能力、分析和解決問題的能力、語言文字表達能力以及團結(jié)協(xié)作和社會活動的能力。本任務檢查方法采用學生自評、互評、教師評相結(jié)合進行，詳見表整體評價表1。

2.7 教師總結(jié)評價

同時教師要對學生完成案例的過程和結(jié)果進行歸納、總結(jié)和評價，對知識點進行總結(jié)和查漏補缺，對部分難點要進行示范，注重學習方法和學習過程的評價，實行鼓勵性評價，同時注意鼓勵學生的創(chuàng)新思維，激勵學生的成就感。結(jié)合評價給出學生案例完成成績，作為該任務總評成績的一部分。

表1 整體評價表

3 任務驅(qū)動教學法運用效果分析

3.1 教師層面的能力提升

任務驅(qū)動教學法的理念指導下，越來越多的教師嘗試在這一新理念下進行改革與實踐，傳統(tǒng)的以知識傳授為目標的教學模式、教學方法、評價方式都發(fā)生著變化，能講能做的“雙師”型教師脫穎而出。教師對所教知識的教學目標和知識結(jié)構(gòu)的認知能力加深。

3.2 學生層面的能力提升

教學任務的創(chuàng)設，根據(jù)學生特點設置。教師通過一個個任務保持將數(shù)控教學理論知識形象化，不斷地創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學生潛在的求知欲，使之自覺地去思考，從學生的能力培養(yǎng)上為重點突破。將技能實踐融入課堂教學，變被動學習為主動參與。增強學生解決綜合問題的能力，強調(diào)學生方法能力和社會能力的發(fā)展，符合中職教育的規(guī)律。

通過實踐研究表明，教師能合理有序安排學生實習任務、培養(yǎng)節(jié)約意識，使學生在掌握一定理論知識以后可以得到快速的驗證，提高了課堂學習有效性，學生技能鑒定一次通過率達到95%以上。促使學生的理解能力得到較大的提高，并且在實習過程中也可以避免資源的重復浪費，有效的提高了數(shù)控設備的利用率。培養(yǎng)了學生愛護設備和良好的職業(yè)道德。

綜上所述，任務驅(qū)動教學法在本課程實施以來，教師的專業(yè)素質(zhì)、業(yè)務能力和學生的學習效果得到了明顯提高。但是，任務驅(qū)動教學法對教師的教學能力、專業(yè)知識、技能水平、教學場所等要求較高。同時，對于實踐性不強的課程采用任務驅(qū)動教學法的實施效果較差，這種課程的教學實踐需要我們進一步研究。

參考文獻：

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[3]周杏芳.職業(yè)技術(shù)教育中“模塊式”教學法的探索與實踐[J].襄樊職業(yè)技術(shù)學院學報，2003（02）.

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1 項目教學法的定義

項目教學法是教師和學生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，老師在進行教學的時候，可以通過項目的形式來給學生交待需要問的問題和需要完成的任務，老師可以通過指導，學生可以采取個人或者分組的形式，在一起商量、討論制定相應的計劃，最后讓學生自己結(jié)合實際工作來完成相應的任務。教學過程中的從教案的重點逐漸轉(zhuǎn)換為以完成項目為重點的教學，實行項目教學法就是讓學生可以把課堂中學習到的理論知識與實踐相互結(jié)合在一起，從而來提高學生對實際問題的解決能力，不斷的激發(fā)學生的創(chuàng)造能力和思維能力。

2 項目教學法與傳統(tǒng)教學方法的區(qū)別

首先，在傳統(tǒng)的教學中，主要的教學目標就是為了傳授知識和技能，而在項目教學法中，是培養(yǎng)學生能夠解決問題的能力和學習知識能力。其次，教學形式的不同，傳統(tǒng)的教學方法都是以教師為主體，教師一直在講，而學生為只是負責聽，項目教學法是在教師的指導之下，學生進行主動的學習。第三，交流方式的不同，傳統(tǒng)的教學方法，學生都是處于被動的位置，而項目教學法是通過分組，學生在一起討論，和教師一起互動。第四，參與程度，傳統(tǒng)的教學方法，學生都是按照教師的指揮來學習，而項目教學法學生可以按照自己的興趣來進行選擇。第五，教學中的特色不一樣，傳統(tǒng)的教學方法，教師對課堂內(nèi)容的補充，教師來發(fā)現(xiàn)學生的不足之處，而項目教學法教師結(jié)合學生各自的優(yōu)點，來不斷的開展教學活動。

3 項目教學法在數(shù)控車床編程與加工技術(shù)工中的應用

3.1 對項目進行確定

首先需要對項目進行確定，了解項目中的任務。項目中的任務也需要合理的計劃，這是實施項目教學的首要前提，在項目確定的時候有幾個因素需要考慮：第一，在項目進行選擇的時候要按照教學中的內(nèi)容，結(jié)合教學大綱中的要求，將教學大綱中的知識和每一個項目結(jié)合在一起，還需要一定的想象空間，這樣不僅能夠提高學生學習知識的能力，還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。其次，根據(jù)學生的學習水平、學習層次來制定項目的難易程度，來提高學生的學習興趣，每一個項目都盡量能讓學生接受。最后，設定的項目要有一定的實用價值，例如：在在數(shù)控車床編程與加工技術(shù)工中可以選用一些小酒杯來作為項目中的教學，分析小酒杯中的零件圖紙，通過圖紙上的尺寸要求，來對尺寸進行控制并進行加工。

3.2 制定相應的計劃

要制定計劃的時候，需要提供相應的資料。可以將學生分為幾個小組，并從其中選出一個組長，在老師的指導下，對本組人員進行職務上的分配。老師給學生提供相應的零件加工資料，并且告訴學生需要完成的項目是什么以及這個項目的操作順序，這樣可以減少學生在操作中容易出現(xiàn)差錯。每個小組可以根據(jù)酒杯的零件圖紙來進行加工，小組成員通過一起商量和探討來進行編寫，教師可以通過對加工工藝的程序進行相應的指導，對小組中出現(xiàn)程序錯誤的進行改正。這樣一來，不僅能夠提高學生的合作能力、交流能力，還能達到教學中的目的。

3.3 對計劃的實施

在確定好項目之后，教師需要對項目在實施過程中遇到的一些問題進行解決，這樣能夠總結(jié)經(jīng)驗，來更好的對學生指導。在教學中，可以給學生展示一些關(guān)于數(shù)控車床編程與加工技術(shù)工中的案例，來提高學生的學習興趣。在實施項目計劃的過程中，教師要不斷地激勵學生勇敢的嘗試，提高學生的自主學習能力，學生之間也可以互相的交流和合作，來對項目中的任務更好的完成。學生在項目完成之后，老師可以通過階段性測試，來檢驗學生對知識的掌握程度，學生也能清楚的知道自己哪方面知識不足，教師也可以看到學生知識存在的漏洞，可以進行再次的講解和指導，來增加學生的理解能力和學習興趣，更好的完成項目中的任務。

3.4 進行總結(jié)和評價

在學生對項目加工完之后，教師可以讓每一組學生的作品結(jié)果進行展示，找出符合加工要求、質(zhì)量比較高的小組，來進行講評和總結(jié)。對在加工中出現(xiàn)問題的小組，找出出現(xiàn)問題的原因，并進行一定程度上的指導，給出相應的解決辦法。例如：學生在對酒杯進行加工的過程中，內(nèi)孔刀的選擇和切削用量對準確對酒杯的內(nèi)表面的加工質(zhì)量是比較重要的。因此，教師可以讓學生對項目加工中需要注意的事項進行總結(jié)，以及學生在項目學習過程中的表現(xiàn)進行評價，教師對這些問題進行糾正，并給出相應的建議，方便學生在下一個項目任務中更好的表現(xiàn)。

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[關(guān)鍵詞]數(shù)控車床；壓縮機支架；工藝分析；編制程序；

中圖分類號：TG633 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）26-0014-02

1 引言

數(shù)控機床是一種技術(shù)密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設備，是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。隨著數(shù)控機床的發(fā)展與普及，現(xiàn)代化企業(yè)對于懂得數(shù)控加工技術(shù)、能進行數(shù)控加工編程的技術(shù)人才的需求量必將不斷增加。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一，本文就數(shù)控車床壓縮機支架加工中的加工工藝和程序編制問題進行探討。

2 壓縮機支架的數(shù)車加工

2.1 加工圖樣和工藝分析

工藝處理是數(shù)控車床加工過程中較為復雜又非常重要的環(huán)節(jié)，與加工程序的編制、零件加工質(zhì)量、效益都有著密切的聯(lián)系。做好工藝處理工作，對于數(shù)控車床加工中程序的編制和零件的加工是非常重要的。

（一）加工工藝分析如下：

1、分析零件圖樣

1）本工件材料是鑄鋁合金，外形、內(nèi)孔已鑄成形；屬批量生產(chǎn)。（見圖2、3）

如圖1所示（因該零件設計屬商業(yè)秘密，故只給出數(shù)車加工部位的零件尺寸），工件加工精度、表面粗糙度要求很高，屬批量生產(chǎn)。如圖6，加工部位已標有七處，分布在毛坯件的兩端，至少需裝夾兩次。

2）分析尺寸公差、表面粗糙度要求。

Φ98.4±0.01，加工精度最高；10.56，Φ33.43，Φ139，加工精度要求次之。表面精糙度方面，Φ33.43內(nèi)孔要求是Ra0.8，其他Ra1.6。

3）形狀和位置公差要求。

數(shù)控機床安裝在恒室溫的環(huán)境，主軸精度高，全跳動0.05um的要求不難保證。兩端的平行度要求是0.10mm，由裝夾保證。

根據(jù)以上分析，通常的加工方法是用三爪自定心卡盤內(nèi)外爪兩次裝夾工件，用一般的合金刀加工，經(jīng)濟節(jié)省。但會遇到以下問題：

1）零件數(shù)控車床加工部分的表面粗糙度最低要求是Ra1.6，卡爪極易將工件夾傷，造成整件零件作廢。

2）硬質(zhì)合金刀比高速鋼刀硬、耐磨、耐熱，但在大批量的實際生產(chǎn)中，刀具極易發(fā)生磨損，影響產(chǎn)品質(zhì)量，從而影響生產(chǎn)效率。

解決辦法：

1）卡爪采用軟爪裝夾，先用圖6（b）的方法裝夾，試切一刀Φ98.4±0.01內(nèi)孔，然后采用圖6（a）的方法裝夾，分別粗、精加工1、2、3、4部位，最后拆下零件，用圖6（b）的方法裝夾，粗精加工5、6、7部位。這樣既保證產(chǎn)品的質(zhì)量，又提高了裝夾效率。

2）粗、精加工皆故考慮用涂層刀具，提高其耐用度。另外，出于粗糙度要求的考慮，加工Φ33.43內(nèi)孔，用具有極高硬度及耐磨性的金剛石刀具，可保證內(nèi)孔的尺寸精度和Ra0.8要求。

2.2 數(shù)控車床刀具的選擇

在數(shù)控車床中，產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率在相當大的程度上受到刀具的制約。考慮到加工材料為鑄鋁合金，生產(chǎn)批量大，加工精度、表面粗糙度要求高等原因，故采用涂層和金剛石刀具。

2.3 工件的裝夾和對刀點的選擇

工件在機械加工時，首先要解決的一個重要問題，就是如何使其在機床上（或夾具中）獲得一個正確的位置，通常稱為定位。這是被加工表面獲得所要求的加工精度（尤其是相互位置精度）的前提和保證。如果工件的定位產(chǎn)生差錯，那么在加工中所做的其它一切工件都是徒勞的。

我們所熟悉的普通車床、數(shù)控車床上常用的三爪自定心、四爪單動卡盤、各類頂尖及通用夾頭等夾具在工作時，大多與車床主軸一起，帶動工件高速回轉(zhuǎn)。

為保證工件的加工要求，工件在工位上安裝時必須保證其對于刀具及刀具的切削成形運動處于正確的空間位置。凡使用夾具的工序應通過兩個環(huán)節(jié)來保證滿足這一要求：一是工件在夾具中裝夾時，要保證相對夾具處于正確的空間位置。對于批量生產(chǎn)的工件，要考慮多個工件重復地放置到夾具中時，應能保證整批工件相對夾具均應占據(jù)同一個空間位置，這一環(huán)節(jié)要靠夾具的定位裝置來保證。另一環(huán)節(jié)是，要保證夾具與機床連接時，其對于機床、刀具及其切削成形運動應具有一正確的相對位置，這一環(huán)節(jié)要靠夾具的對定裝置和通過夾具的正確調(diào)裝來保證。

我們知道：在工件的定位中，我們用由空間合理分布的最多六個定位點，來限制工件的最多六個空間位置不定度，這一原理稱為工件的六點定位基本原理，簡稱六點定位原理。

采用通用夾具――卡盤軟爪裝夾對該工件定位，能保證工件軸線與主軸軸線合一，定位精準。另外卡盤裝拆方便，適合批量生產(chǎn)。（如圖6）

對刀，將工件兩端面中心點設為X0，Z0。

2.4 程序編制

T0101 外圓粗車刀；T0202外圓精車刀；T0303鏜孔粗車刀；T0404鏜孔精車刀。

端面中心點為編程原點，零件的加工程序（以GSK980TA系統(tǒng)編程為例）

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全國40所職技高師類院校教育情況調(diào)查報告

市場體制下的人力資源競爭與制度創(chuàng)新

本刊聲明

美育與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)

論先進文化的繼承和創(chuàng)新

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基于幾何質(zhì)量和后驗誤差的網(wǎng)格優(yōu)化設計

短脈沖紫外激光輻照下硅材料表面剝離過程研究

JettaGTX轎車ABS液壓制動管路壓力瞬態(tài)特性模型

三維直線插補算法的優(yōu)化及精度分析

基于工業(yè)設計的紡織復合材料產(chǎn)品造型設計

基于CAN總線的冷庫溫度測量設計

用兩種算法實現(xiàn)的自適應判決反饋均衡器性能比較

基于尾氣分析的發(fā)動機故障診斷專家系統(tǒng)

基于PC機的開放式數(shù)控系統(tǒng)的設計

宏編程技術(shù)在數(shù)控車床上的應用

IC卡門鎖的電路設計

MEMS及其在生物醫(yī)學領(lǐng)域中的應用

以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展綜述

一般二元關(guān)系下的粗糙度不等式

線性網(wǎng)絡簡化分析法的討論

英國高等教育管理特點及其啟示

美國研究生教育發(fā)展的特點與借鑒——兼論職技高師職業(yè)技術(shù)教育學碩士研究生的培養(yǎng)

發(fā)展機器人教育培養(yǎng)綜合型創(chuàng)新人才的研究與實踐

應用語言學研究綜述

在基礎(chǔ)英語教學中培養(yǎng)學生的綜合技能

基于幾何質(zhì)量和后驗誤差的網(wǎng)格優(yōu)化設計

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基于工業(yè)設計的紡織復合材料產(chǎn)品造型設計

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發(fā)展機器人教育培養(yǎng)綜合型創(chuàng)新人才的研究與實踐

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一、引言

編制數(shù)控車床加工程序時，理論上是將車刀刀尖看成一個點，如圖1所示的P/點就是理論刀尖。但為了提高刀具的使用壽命和降低加工工件的表面粗糙度，通常將刀尖磨成半徑不大的圓?。ㄒ话銏A弧半徑R是0.2―1.6之間），如圖2所示X向和Z向的交點P稱為假想刀尖，該點是編程時確定加工軌跡的點，數(shù) 圖1帶圓弧刀尖 圖2刀尖切削位置

控系統(tǒng)控制該點的運動軌跡。然而實際切削時起作用的切削刃是圓弧的切點A、B，它們是實際切削加工時形成工件表面的點。很顯然假想刀尖點P與實際切削點A、B是不同點，所以如果在數(shù)控加工或數(shù)控編程時不對刀尖圓角半徑進行補償，僅按照工件輪廓進行編制的程序來加工，勢必會產(chǎn)生加工誤差。

二、假想刀尖的軌跡分析

1、加工圓錐面的誤差分析

車削外圓錐面時，實際切削點與理想刀尖在X、Z軸方向上都存在位置偏差（如圖3所示），以P點編程的軌跡為圖中實線，刀尖圓弧實際切削軌跡為圖中虛線，實線與虛線之間區(qū)域為欠切現(xiàn)象。由圖可知刀尖圓弧半徑越大，加工誤差也就越大 。 圖3車圓錐產(chǎn)生偏差

2、加工圓弧面的誤差分析

圓頭車刀加工圓弧面和加工圓錐面基本相似。如圖4是加工1/4凸凹圓弧，CD為工件輪廓線，O點為圓心，半徑為R，刀具與圓弧輪廓起點、終點的切削點分別為C和D，對應假想刀尖為C1和D1。對圖4a所示凸圓弧加工情況，圓弧C1D1為假想刀尖軌跡，O1點為圓心，半徑為（R+r）；對圖4b所示凹圓弧加工情況，圓弧C2D2為假想刀尖軌跡，其圓心是O2點半徑為（R-r）。 圖4圓頭刀加工圓弧

如果按假想刀尖軌跡編程，則要以圖中所示的圓弧C1D1或C2D2（虛線）有關(guān)參數(shù)進行程序編制。

在加工各表面的過程中，刀具實際切削點的位置會隨著加工表面的不同而變化，但不管實際切削點的位置如何變化，刀尖圓弧的圓心始終與實際切削點保持一個刀尖圓弧半徑值，故可采用刀尖圓心作為刀位點進行編程。在加工前，可通過數(shù)控系統(tǒng)使刀具刀心按規(guī)定方位偏離一個半徑值，這樣刀具實際切削的軌跡即為零件輪廓線的軌跡，稱該功能為刀尖圓弧半徑補償。

三、刀具半徑補償方法

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都有刀具圓角半徑補償器，具有刀尖圓弧半徑補償功能（即G41左補償和G42右補償功能），對于這類數(shù)控車床，編程員可直接根據(jù)零件輪廓形狀進行編程，編程時可假設刀具圓角半徑為零，在數(shù)控加工前必須通過數(shù)控系統(tǒng)的操作面板向系統(tǒng)存儲器中輸入刀具半徑的相關(guān)參數(shù)：刀尖圓弧半徑R和刀尖方位T。加工過程中，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)加工程序和刀具圓弧半徑自動計算假想刀尖軌跡，進行刀具圓角半徑補償，完成零件的加工。刀具半徑變化時，不需修改加工程序，只需修改相應刀號補償號刀具圓弧半徑值即可。需要注意的是：有些具有G41、G42功能的數(shù)控系統(tǒng)，除了輸入刀頭圓角半徑外，還應輸入假想刀尖相對于圓頭刀中心的位置，這是由于內(nèi)、外圓車刀或左、右偏刀的刀尖位置不同。

對于有些不具備補償功能經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的車床可直接按照假想刀尖的軌跡進行編程，即在編程時給出假想刀尖的軌跡。如果采用手工編程計算相當復雜，通常可利用計算機繪圖軟件（如AutoCAD、CAXA電子圖版等）先畫出工件輪廓，再根據(jù)刀尖圓角半徑大小繪制相應假想刀尖軌跡，通過軟件查出有關(guān)點的坐標來進行編程；對于較復雜的工件也可以利用計算機輔助編程（CAM），如用CAXA數(shù)控車軟件進行編程時，刀尖半徑補償有兩種方式：編程時考慮半徑補償和由機床進行半徑補償，對于有些不具備補償功能數(shù)控系統(tǒng)應該采用編程時考慮半徑補償，根據(jù)給出的刀尖半徑和零件輪廓會自動計算出假想刀尖軌跡，通過軟件后置處理生成假想刀尖軌跡的加工程序。對于這類數(shù)控系統(tǒng)當?shù)毒吣p、重磨、或更換新刀具而使刀尖半徑變化時，需要重新計算假想刀尖軌跡，并修改加工程序，既復雜煩瑣，又不易保證加工精度。

四、刀具半徑補償參數(shù)及設置

1、刀尖半徑 補償?shù)都鈭A弧半徑大小后，刀具會自動偏離零件輪廓半徑距離。因此必須將刀尖圓弧半徑尺寸輸入系統(tǒng)的存儲器中。一般粗加工取0.8mm，半精加工取0.4 mm， 精加工取0.2mm。

2、車刀形狀和位置 車刀形狀不同，決定刀尖圓弧所在的位置不同，執(zhí)行刀具補償時，刀具自動偏離零件輪廓的方向也就不同。因此也要把代表車刀形狀和位置的參數(shù)輸入到存儲器中。

五、刀尖圓弧半徑補償?shù)囊饬x

刀尖圓弧半徑補償在數(shù)控車床加工工件的過程中，大大提高了工件的數(shù)值精確度。在編寫程序的時候更為簡單和容易，節(jié)省了大量的時間。生產(chǎn)同樣規(guī)格的工件，采用了刀具位置補償?shù)纳a(chǎn)企業(yè)能夠節(jié)省更多的時間，對于加強企業(yè)的競爭了來說是尤為重要的。株洲硬質(zhì)合金集團作為我國刀具企業(yè)的佼佼者在這一方面一直做得很好，通過與時俱進，引進最先進的技術(shù)來克服生產(chǎn)中的問，將生產(chǎn)效率提高了幾倍。在數(shù)控車床中進行刀具補償，減少了人力物力，給車間管理也帶來了很大的益處。簡化的程序幫助刀具在磨損的情況下仍然能夠加工出規(guī)格一致的工件。

六、參考文獻

[1]郎一民：數(shù)控車削編程技術(shù). [M].北京：中國鐵道出版社，2010，1

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[關(guān)鍵詞]數(shù)控技術(shù)；手工編程；數(shù)控加工

中圖分類號：TG552 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）26-0034-02

一、合理設定程序原點

數(shù)控車削編程時，首先要選擇工件上的一點作為數(shù)控程序原點，以此為原點建立一個工件坐標系。工件坐標系的正確確定，對數(shù)控編程及加工時的工件找正都很重要。程序原點的設定方式一般有兩種：1）工件軸線與右端面的交點2）工件軸線與左端面的交點。程序原點的選擇要盡量滿足程序編制的需要，尺寸換算少，引起的加工累計誤差小等條件。為了提高零件加工精度，方便計算和編程，我們通常將程序原點設定在工件軸線與工件右端面交點上，而且盡量使編程基準與設計、裝配基準重合。

另外，對于需要多把刀具進行加工的零件，也可根據(jù)實際情況的不同，設置不同的程序原點。如圖（1）所示的長拉桿，在編制加工程序時，外圓刀的程序原點可設置在毛坯裝夾后的軸線與右端面的交點。而切1.75mm槽時，由于頂尖的限制，在右端面進行切槽刀的Z軸對刀操作會形成干涉，此時，就可將切槽刀的Z軸方向程序原點設置在Φ19、85±0.2軸段的軸肩處。

二、合理選擇進給路線

進給路線是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，即刀具從對刀點開始進行進給運動起，直到結(jié)束加工程序后退刀返回該點所有的路徑，是編寫程序的重要依據(jù)之一。對于復雜的零件加工，我們通常需要用到單一和復合循環(huán)指令，如：G90、G71、G72、G73，這些指令的運用可以簡化程序，但是循環(huán)起點的設定卻非常重要，如果路線不合適，在返回參考點和退刀過程中，就會造成誤加工或者車刀撞到工件，所以合理地選擇進給路線對于數(shù)控加工是很重要的。編程時可以從以下幾個方面進行考慮：

1、縮短進給路線，減少空行程

（1）合理安排起刀點。在循環(huán)加工中，根據(jù)工件的實際加工情況，將起刀點與對刀點分離，在確保安全和滿足換刀需要的條件下，使起刀點應盡量靠近工件，減少空走刀行程，縮短進給路線，節(jié)省在加工過程中的執(zhí)行時間。外徑循環(huán)加工中，X軸循環(huán)起點一般大于或等于毛坯直徑，內(nèi)孔加工循環(huán)中，X軸循環(huán)起點一般稍小于鉆孔直徑，Z軸方向一般都是離開工件右端面2～5mm左右。

（2）在編制復雜輪廓的加工程序時，通常需要多把刀具進行加工，在進行換刀時，通過合理安排回零路線，使前一刀具的切削終點與后一刀具的切削起點間的距離盡量短，以縮短下一刀的進給路線，提高生產(chǎn)效率。通常安全的換刀距離在距離工件右端面100mm的位置上，以確保換刀時不碰撞工件，且可以縮短空行程的距離。

（3）在粗加工或半精加工時，毛坯余量較大，這時可采用普通機床的加工方式，在提高加工效率和保證機床性能的前提下，采用較大的背吃刀量和較大的進給量盡快的去除加工余量，然后采用合適的循環(huán)加工方式。如使用G73進行仿形循環(huán)加工時，可在保證被加工零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等加工工藝性等要求的前提下，選擇采取最短的切削進刀路線，提高生產(chǎn)效率。

2、保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求

（1）合理選擇起刀點、切入點和切入方式，保證切入方式平穩(wěn)，沒有突然沖擊。解決方式為可以定位刀具的起點位置在離開工件右端面2～5mm的位置。這樣主軸帶動工件充分旋轉(zhuǎn)后，刀具在緩沖位置平穩(wěn)進刀。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應安排在最后一次走刀連續(xù)加工出來。認真考慮刀具的切入和切出路線，盡量減少在輪廓處停刀，以免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。一般應沿著零件表面的切向切入和切出，避免沿工件輪廓垂直方向進刀而劃傷工件。

（2）選擇工件在加工后變形最小的路線。對細長軸零件或薄壁零件，為避免在加工過程中因受切削力影響而變形和熱伸長，應采用增加走刀次數(shù)，或?qū)ΨQ去處余量安排進給路線。螺紋工件的加工中，因螺紋刀的刀尖在刀頭的中間部位，在確定軸向移動尺寸時，必須考慮刀具的引入長度δ1和切出長度δ2。

3、保證加工過程的安全性

加工過程中的安全操作至關(guān)重要，在程序編制中，一定要避免刀具和非加工表面的干涉，并避免刀具和工件相撞。在進行溝槽和切斷零件的加工中，在編程時要保證切斷刀進、退刀點應與溝槽方向一直，進刀速度不能用“G00”的快移速度。而且在編制退刀路線時一定避免“X、Z”同時移動。尤其是在切斷零件的編程時，習慣上認為直接切到工件中心，但是為了避免由于刀具未安裝在中心上引發(fā)的刀尖損壞，因此，在編制切斷程序時，應將切斷刀的切削終點設為X2～X3mm。此時，從理論上看工件是沒有被切掉的，若后續(xù)的退刀路線是X、Z軸同時退刀，刀具與工件會發(fā)生干涉而損傷刀頭。所以在使用切斷刀時，退刀路線盡可能地先退X軸，再退Z軸。

4、簡化數(shù)值計算，減少程序段數(shù)目和編制程序工作量

在實際的生產(chǎn)操作中，經(jīng)常會碰到加工形狀的重復出現(xiàn)，比如連續(xù)切槽和切斷，這種直徑方向尺寸不變，長度方向有規(guī)律的變化的工件，可以把這部分相同的操作編成一個子程序。在主程序中給定調(diào)用的次數(shù)，使主程序編寫變得簡單、快捷。對那些圖形一樣、尺寸不同或工藝路徑一樣、只是位置數(shù)據(jù)不同的系列零件的編程，可以采用宏指令編程，使用變量，減少計算復雜的過程和編程量。

三、準確掌握循環(huán)切削指令的加工特點并進行合理選用

在FANUC0i-Mate-TC數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控車床有十多種切削循環(huán)加工指令，每一種指令都有其加工特點，各自的編程方法也有所不同，我們在選擇的時候要仔細分析，合理選用，爭取編制出最優(yōu)化的加工程序。

1、如螺紋切削加工指令就有：G92、G76、G32，由于切削刀具的進刀方式不同，使這幾種指令的加工方法不同，各自的編程方法、造成的誤差情況和精度也不一樣。G92螺紋切削單一循環(huán)采用直進式進刀方式進行螺紋切削，螺紋中徑誤差較大，但牙型精度較高，一般多用于小螺距、高精度的螺紋加工，缺點是加工程序段要跟切削次數(shù)一樣多，稍顯繁瑣；G76螺紋切削復合循環(huán)采用斜進式進刀方式進行螺紋切削，牙型精度較差，但工藝性較合理、編程效率較高，不管要分多少刀加工螺紋，都只需要兩段程序，適用于大螺距、較低精度的螺紋加工，在螺紋精度要求不高的情況下此加工方法更為簡單、方便；基礎(chǔ)指令G32編程程序段多，容易出錯，但是加工精度高，使用范圍廣。我們掌握了各自的加工特點及適用范圍，就可以根據(jù)工件的加工特點與工件要求的精度正確靈活的選用這些循環(huán)指令。比如：加工高精度、大螺距的螺紋，就可以采用G92與G76混用的方法，即先用G76進行螺紋粗加工，再用G92進行精加工，需要注意的是粗精時的起刀點要相同，以防止螺紋亂扣。再比如圖（2）所示：溝槽很窄只有3L，如用G92、G76來加工根本達不到要求，因為它們都帶有退刀功能，還未加工到位就開始退刀（在不能自由的修改參數(shù)的情況下），螺紋不能完全清根，而G32就可以滿足這一點，在刀具寬度合適的情況下，只需要給定螺紋長度22加上超越長度δ2即可。

2、如將φ65mm的毛坯棒料加工成圖（3）所示零件。如果用最基本的方法編程，逐層的去除毛坯，我們需要計算在加工到圓錐和圓弧形狀時，每到哪一步必須退刀，不然很容易造成過切或者留有很大的余量。而用G71、G73的方法加工，就可以使編程簡單、切削厚度均勻，對于加工工藝也可以起到一定的作用，免去了計算的麻煩和誤差，大大的提高了生產(chǎn)效率。

四、靈活使用指令代碼，保證零件的加工質(zhì)量和精度

1、適當返回參考點

參考點是機床上一個固定的點，通過參考點返回功能，刀具可以很容易的移到該位置。參考點主要用作自動換刀或設定機床坐標系。刀具能否準確的返回參考點，是衡量其重復定位精度的重要指標，也是數(shù)控加工保證其尺寸一致性的前提條件。自動加工中，適當返回參考點，可以提高產(chǎn)品的精度。對于重復定位精度很高的機床，為了保證主要尺寸的加工精度，在加工前，刀具可先返回參考點再重新運行到加工位置。如此做法的目的實際上是重新校核一下基準，來確定加工的尺寸精度。

2、混合方式編程的結(jié)合運用

混合方式編程就是增量值U、W與絕對值X、Z的結(jié)合運用。增量編程是以刀尖所在位置為坐標原點，刀尖以相對于坐標原點進行位移來編程。就是說，增量編程的坐標原點經(jīng)常相互變換，運行是以現(xiàn)刀尖點為基準控制位移，那么連續(xù)位移時，必然產(chǎn)生累計誤差。絕對編程在加工的全過程中，均有相互統(tǒng)一的基準點，即坐標原點，所以累計誤差較增量編程誤差小。數(shù)控車削加工時，工件徑向尺寸的精度比軸向尺寸精度高，而且為了編程計算方便，一般采用絕對編程，但對于直接標注距離值的軸向尺寸，或者在工件的中間部位的直線倒角和圓弧倒角，為了計算簡便，常采用增量編程。綜合以上所述，在編程時按照工藝的要求，進行增量編程和絕對編程的混合靈活使用，即：直徑方向采用絕對值，長度方向采用增量值與絕對值。

總之，隨著科學技術(shù)的飛躍發(fā)展，數(shù)控車床由于具有優(yōu)越的加工特點，在機械制造業(yè)中的應用越來越廣泛。為了充分發(fā)揮數(shù)控車的作用，我們除了要在編程中掌握一定的技巧之外，還應注意一些細節(jié)問題，以編制出合理、高效的加工程序，保證加工出符合圖紙要求的合格零件，同時更能使數(shù)控車床的功能得到合理的應用與充分的發(fā)揮，更安全、可靠地進行工作。

參考文獻

[1] 《數(shù)控機床車削加工直接編程技術(shù)》.孫德茂.機械出版社

[2] 《數(shù)控車床培訓教程》.袁峰.機械工業(yè)出版社，2004.

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中職學校數(shù)控專業(yè)實踐教學存在著缺乏有效的實踐技能訓練實訓、設備數(shù)量不足且使用率較低、師資力量短缺等問題。解決的對策：一是增加數(shù)控實踐教學設備的投入，二是組織學生進入崗位實習，三是理論課程與實踐課程的設置，四是不斷提升實踐教學師資隊伍質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】

中職學校；數(shù)控專業(yè)；實踐教學；問題；對策

中職學校主要是為社會各崗位培養(yǎng)各種各樣的技術(shù)型人才，這就要求中職學生必須要具備一定的實踐能力，這樣在其進入社會工作崗位之后才能夠盡快適應以及滿足崗位的具體要求。數(shù)控技術(shù)在我國生產(chǎn)制造行業(yè)有廣泛的運用，該行業(yè)對人才的專業(yè)知識以及實踐技能的要求較高，因此，中職學校在培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)型人才時不僅要注重對學生專業(yè)知識的培養(yǎng)，更要強化學生實踐能力的提升，做好數(shù)控專業(yè)的實踐教學工作勢在必行。

一、中職數(shù)控專業(yè)實踐教學存在的問題

1、缺乏有效的實踐技能訓練

由于中職院校的數(shù)控方面的教學內(nèi)容比較陳舊，再加上課程的設置不夠合理，致使學生的基礎(chǔ)理論知識不夠扎實，對數(shù)控編程知識以及數(shù)控機床缺乏全面的了解。受學生理論基礎(chǔ)知識的限制，其在實際操作的過程中，只能掌握一些數(shù)控機床方面的簡單的操作，而對于數(shù)控自動編程、刀具的選擇與刃磨、工裝的選擇和調(diào)試以及切削用量的具體選用等各個方面的專業(yè)技能訓練則極其缺乏，這就使學生的操作水平只是處于一個較低的水平，很難滿足未來工作崗位的需要。

2、中職學校數(shù)控實訓設備的數(shù)量不足并且使用率較低

很多中職學校雖然開設了數(shù)控實踐教學，但是其實訓設備卻極度缺乏，數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控線切割機以及數(shù)控仿真等的數(shù)量均不能滿足開展數(shù)控實踐教學的需要。并且除了數(shù)控機床的使用次數(shù)較多之外，其他的數(shù)控設備通常會處在一種閑置狀態(tài)之下。我國中職學校開設實踐教學時一般是學，由于設備數(shù)量較少，通常會數(shù)人或者十幾人同時使用一臺機床，這不僅使實踐教學的質(zhì)量以及效率大大下降，同時還使車間管理的難度大大增加，使數(shù)控實踐教學帶有很大的危險性。在這種情況之下，學生對數(shù)控操作以及數(shù)控編程的掌握也不夠扎實，這樣其在參加資格考試時合格率就會大大降低，即使部分學生通過資格考試，含金量也比較低，這給學生將來的工作可能會帶來很大的影響。

3、數(shù)控專業(yè)的師資力量短缺

在傳統(tǒng)的教學模式下，數(shù)控專業(yè)多是以理論知識教學為主，在實施教學改革之后，部分數(shù)控專業(yè)的教師承擔著理論教學與實踐教學雙重任務。數(shù)控專業(yè)師資力量的缺乏致使學生在實際操作的過程中沒有比較專業(yè)的技術(shù)指導，致使學生實踐訓練的質(zhì)量以及效率大大下降，這給學生實踐技能的提升帶來很大的影響。

二、提高中職數(shù)控專業(yè)實踐教學質(zhì)量的對策

1、增加數(shù)控實踐教學設備的投入

各種數(shù)控教學設備是有效開展數(shù)控實踐教學的基礎(chǔ)性條件，要提高學生的數(shù)控技能必須要通過反復訓練使學生掌握操作的基本技巧，因此，中職學校必須要加大數(shù)控專業(yè)實踐教學設備的投入，使數(shù)控實踐教學的場地以及各種實訓設備在質(zhì)量以及數(shù)量上均達到標準化的要求。保證數(shù)控設備的數(shù)量可以消除數(shù)人甚至十幾人共用一臺數(shù)控設備的現(xiàn)象，使學生均能夠?qū)嵤┳灾餍圆僮鳎@樣就可以使學生在自作的過程中不斷提高自身的實踐技能；而提高數(shù)控教學設備的質(zhì)量主要是指中職學校要是對數(shù)控教學的設備配置進行及時的更新，各種教學設備要盡量體現(xiàn)出數(shù)控方面的最新技術(shù)，并及時淘汰各種技術(shù)比較落后的數(shù)控設備，這樣學生所掌握的操作技術(shù)才能夠和社會工作崗位的需要接軌，避免出現(xiàn)所學知識與社會需要脫節(jié)現(xiàn)象。

2、中職學校要組織學生進入崗位實習

針對數(shù)控專業(yè)實踐教學，中職學?？梢苑e極與一些比較優(yōu)質(zhì)的企業(yè)合作，并建立穩(wěn)定的、高水平的校外實訓操作基地，學生在掌握一定的操作技能的基礎(chǔ)上通過崗位實訓可以對具體崗位的具體要求有一個更加細致的了解，這樣在其學習的過程中，實踐教學的針對性也會不斷增強。教師在選擇實踐教學的具體設備時，應該以小型的數(shù)控機床為教學的重點，并適當?shù)剡x用一些比較高檔的車床，但是不管是選擇小型的數(shù)控機床還是選擇一些比較高檔的數(shù)控車床，其數(shù)控系統(tǒng)類型的選擇上都是極其重要的，這主要是因為數(shù)控專業(yè)實踐教學主要是圍繞著數(shù)控系統(tǒng)的主要功能以及基本操作來展開的。數(shù)控專業(yè)實踐教學中所選用的數(shù)控系統(tǒng)的功能必須要比較齊全，PLC指令以及T、M、G代碼要豐富，宏指令以及固定循環(huán)的功能要比較強大，另外，可設置的補償參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)以及軸參數(shù)也要比較豐富，并且可以支持全閉環(huán)、半閉環(huán)以及開環(huán)等各種控制方式，其系統(tǒng)要能夠覆蓋國內(nèi)外的主要系統(tǒng)的大多數(shù)的功能。除此之外，數(shù)控專業(yè)實踐教學所使用的數(shù)控系統(tǒng)最好要具備加工軌跡的三維圖形動態(tài)顯示以及仿真校驗、二次開發(fā)的擴展接口以及局域網(wǎng)接口，這樣才能夠使學生掌握更加全面以及更加安全的操作技能以及數(shù)控編程技術(shù)。

3、優(yōu)化數(shù)控理論課程與實踐課程的設置

理論是指導實踐的基礎(chǔ)，中職學校要提高其數(shù)控實踐教學的質(zhì)量以及效率，首先應使學生掌握一定的數(shù)控理論操作知識，這樣才能夠為其更好地進行實踐操作打下一定的基礎(chǔ)。學生在掌握各種操作理論知識的基礎(chǔ)上可以對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)、性能以及工作原理等有一個全面的了解，這樣才能夠使其實踐操作的針對性以及準確率不斷增強，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維以及創(chuàng)新能力有很大幫助。同時，把數(shù)控理論知識教學和數(shù)控實踐教學結(jié)合起來，還可以使學生通過實際操作來驗證教材中的理論知識，有效避免理論與實踐脫節(jié)現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4、不斷提升數(shù)控實踐教學師資隊伍的質(zhì)量

中職學校要對數(shù)控實踐教學的教師實施必須要的培訓，加大師資隊伍的培訓力度以及培訓投資，通過外出學習或者與其他學校進行交流等方式使實踐教學的教師盡快掌握最新的數(shù)控技術(shù)以及相關(guān)操作技術(shù)，這樣才能夠使教師的數(shù)控技能不斷得到提升，為更好地指導學生的實訓教學提供必要的條件。同時，中職學校還可以引進一些先進的數(shù)控操作人才，對教師與學生進行必要的指導，不斷壯大數(shù)控實踐教學的師資隊伍，使數(shù)控實踐教學的質(zhì)量以及效率得到同步提升。

三、結(jié)語

中職學校不僅要重視數(shù)控專業(yè)的理論知識教學，同時還要重視數(shù)控實踐教學，對其實踐教學質(zhì)量及效率較低的原因進行分析，積極引進先進的教學設備以及教學經(jīng)驗，不斷壯大實踐教學的師資隊伍，規(guī)范其教學行為，為學生能夠更好地適應未來工作崗位的需要打下良好的基礎(chǔ)。

【參考文獻】

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【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡數(shù)控；Java語言；逐點比較法插補；仿真

網(wǎng)絡數(shù)控系統(tǒng)（Network Numerical Control， NNC） 是以通訊和資源共享為手段， 以車間乃至企業(yè)內(nèi)的制造設備的有機集成為目標， 支持 ISO-OSI 網(wǎng)絡互聯(lián)規(guī)范的自主數(shù)控系統(tǒng)。Java 語言是一種跨平臺的面向?qū)ο笳Z言， 它簡單、可移植、與平臺無關(guān)， 具有很強的安全性， 并可提供分布性、動態(tài)性的支持。同時， Java 還有豐富的類庫， 使程序設計者可以很方便地建立自己的系統(tǒng)。為此， 本文采用了具有平立性的 Java 語言， 設計開發(fā)了網(wǎng)絡數(shù)控加工仿真系統(tǒng)， 對數(shù)控加工過程進行仿真。

1 Java簡介

Java平臺由Java虛擬機（Java Virtual Machine，簡稱JVM）和Java 應用編程接口（Application Programming Interface，簡稱API）構(gòu)成。Java 應用編程接口為Java應用提供了一個獨立于操作系統(tǒng)的標準接口，可分為基本部分和擴展部分。在硬件或操作系統(tǒng)平臺上安裝一個Java平臺之后，Java應用程序就可運行?，F(xiàn)在Java平臺已經(jīng)嵌入了幾乎所有的操作系統(tǒng)。這樣Java程序可以只編譯一次，就可以在各種系統(tǒng)中運行。

2 Java五大特點

（1）靈活簡單。Java沒有太高的語法和編程技術(shù)上的要求，且Java語言在集成功能程序方面也有著其他編程語言不可比擬的優(yōu)勢，因此常常被作為WEB開發(fā)的首選。

（2）Java具有面向?qū)ο缶幊陶Z言的四種基本特征：封裝性、多態(tài)性、繼承性和動態(tài)聯(lián)編。

（3）更好的可靠性和網(wǎng)絡安全性。Java語言可以利用自帶的機制，阻止其他惡意程序代碼的攻擊，并利用自帶的安全預防機制對網(wǎng)絡下載的包、類進行分析得以實現(xiàn)程序的運行。

（4）Java語言可并行操作。在Java的操作環(huán)境下，Thread類和Runnable接口的對象通過獨特的編寫方式和相關(guān)的類庫等程序操作來創(chuàng)建一種特別的對象——線程。基于這樣的編寫方式和操作流程，Java語言具有更高的效率，能夠多線程一同或者并行工作且互不影響。

（5）動態(tài)性。Java語言不僅可以在不影響操作程序的前提下，通過動態(tài)的編輯操作將類和包調(diào)入到運行的系統(tǒng)環(huán)境當中，還可以實時的對包和類進行調(diào)用和下載。

3 開發(fā)平臺

（1）操作系統(tǒng)。系統(tǒng)選WindowsXP 為軟件開發(fā)和運行的操作系統(tǒng)， 但采用 Java 語言開發(fā)， 具有平立性， 可以在任一操作系統(tǒng)下運行。

（2）開發(fā)工具。系統(tǒng)采用Borland公司開發(fā)的集成開發(fā)工具 Jbuilder9.0，該工具支持可視化編程和面向?qū)ο蠹夹g(shù)?？蛻敉ㄟ^builder的相關(guān)操作，可以得到所需的數(shù)據(jù)庫表的Java類；實現(xiàn)各種各樣電子商務平臺的開發(fā)；結(jié)合運用Java語言開發(fā)動態(tài)WEB，實現(xiàn)圖形模式窗口和線程并行操作。

4 關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)

4.1 仿真實時性的實現(xiàn)

仿真實時性要求仿真系統(tǒng)的運行滿足一定的時間約束條件， 使控制仿真時間與機器時間滿足規(guī)定的約束關(guān)系。為了實現(xiàn)加工過程的仿真實時性， 系統(tǒng)采用了多線程技術(shù)。多線程的支持是Java 的一大特點， 利用它實現(xiàn)了多個任務的并發(fā)執(zhí)行， 提高了插補的運算速度， 有效地控制仿真時間， 解決了加工過程仿真的實時性問題。

4.2 動態(tài)仿真的實現(xiàn)

動畫制作中最常用的是載入多幅圖像， 按一定順序依次顯示， 形成動畫。本文采用Java 語言自行繪制圖形實現(xiàn)動畫。

（1）調(diào)用sleep（） 方法

為了使連續(xù)顯示的圖像之間的時間間隔保持穩(wěn)定， 調(diào)用sleep（） 方法實現(xiàn)延遲。在方法中， 可以設置延遲的時間。

（2）解決動畫演示的過程中的閃爍問題

動畫演示的過程， 就是屏幕不斷刷新的過程， 但會產(chǎn)生令人煩惱的閃爍問題。為了解決閃爍問題， 本文采用的方法是在動畫顯示過程中， 首先定義構(gòu)成動畫的圖像大小相同、位置相同， 然后利用缺省的paint模式， 使得圖像連續(xù)顯示過程中， 后面的圖像完全覆蓋前面的圖像， 從而不必要清屏， 最后通過刪除update（）方法中的清屏語句， 消除了動畫閃爍。

5 數(shù)控插補（Interpolation）

所謂插補（Interpolation） 就是根據(jù)給定進給速度和給定輪廓線性的要求， 在輪廓的已知點之間， 確定一些中間點的算法。

本系統(tǒng)采用逐點比較法進行數(shù)控插補。

5.1逐點比較法直線插補

（1）偏差函數(shù)的構(gòu)造。第一象限的直線插補原理圖如圖1所示，編程時給出要加工直線的起點和終點，若以直線的起點為原點，則終點坐標為E（Xe，Ye），點P（Xi，Yi）表示刀具的位置。

若點P恰好在直線上，則下式成立

Yi/Xi=Ye/Xe ，即Xi Ye-Yi Xe = 0

若點P恰好在直線上方，則

Yi/Xi>Ye/Xe ，即Xi Ye-Yi Xe >0

若點P恰好在直線下方，則

Yi/Xi

由上所述，可以取函數(shù)F=Xi Ye-Yi Xe作為偏差判別的一個函數(shù)，此函數(shù)稱為偏差函數(shù)。由偏差函數(shù)F（Xi，Yi）的數(shù)值就可以判別當前點與直線的相對位置，即

當F（Xi，Yi）=0時，刀具在直線上；

當F（Xi，Yi）>0時，刀具在直線上方；

當F（Xi，Yi）

（2）偏差函數(shù)的遞推計算。采用偏差函數(shù)的遞推式，即由前一點計算后一點。若Fi≥0，沿+X方向走一步，則新的坐標和偏差為

Xi+1=Xi+1， Y i+1=Yi

F i+1=Xe Yi-（Xi+1）Ye=XeY-XiYe-Ye=Fi-Ye

若Fi≤0，沿+Y方向走一步，則新的坐標和偏差為

Xi+1=Xi， Y i+1=Yi+1

F i+1=Xe （Yi +1）-XiYe=Xe+XeYi-XiYe=Fi+Xe

（3）終點判別。刀具每進給一步，都要進行一次終點判別，若已經(jīng)達到終點，插補運算停止，并發(fā)出停機或轉(zhuǎn)換新程序段的信號，否則繼續(xù)進行插補循環(huán)。

6 加工實例的仿真演示

采用中星數(shù)控機床廠的型號為CK6150的數(shù)控車床， 進行實例驗證。利用開發(fā)的仿真系統(tǒng)， 對第一象限內(nèi)的直線加工過程進行仿真， 仿真結(jié)果如圖2 所示。

圖2 直線加工仿真實例

7 結(jié)語

本文采用具有平立性的 Java 編程語言， 以Java Applet 應用程序為載體， 解決了仿真過程中的圖像閃爍、聲音載入等問題， 實現(xiàn)了仿真過程的實時性動態(tài)仿真， 完成了網(wǎng)絡數(shù)控的二維加工仿真系統(tǒng)的開發(fā)。并在CK6150數(shù)控車床上， 對直線、圓弧加工過程進行試驗驗證， 仿真結(jié)果表明系統(tǒng)具有界面友好、計算速度快和平臺可移植等優(yōu)點， 具有一定的實用性和應用價值。

參考文獻：

篇9

關(guān)鍵詞：順時針圓弧；逆時針圓??；圓弧插補指令

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）10-0131-04

學生在學習數(shù)控機床編程技術(shù)時，對順時針圓弧插補指令G02和逆時針圓弧插補指令G03很難理解，因而難以正確使用，更難靈活運用。多數(shù)教材對該內(nèi)容敘述簡單、分散。另外，部分教師的教學不夠詳細、深入，給學生正確理解并運用順時針圓弧插補和逆時針圓弧插補指令造成了困難。怎樣才能使學生正確理解并運用順時針和逆時針圓弧插補指令于數(shù)控編程中，筆者在教學實踐中對此作了探究。

正確理解和掌握數(shù)控編程基礎(chǔ)知識

數(shù)控編程基礎(chǔ)知識包括數(shù)控機床和工件的坐標系，尺寸字G、M、F、S、T功能等。

弄清數(shù)控機床坐標系的定義和規(guī)定 數(shù)控機床采用三維直角坐標系即右手笛卡爾坐標系?；咀鴺溯S為OX軸、OY軸、OZ軸（簡稱X軸、Y軸、Z軸），三坐標軸正交，其交點O就是坐標系原點，+X、+Y、+Z的方向如圖1所示。

認清坐標軸正方向和右手各手指的關(guān)系 伸出右手，五指在同一掌平面，使拇指與食指等其余指垂直，再令中指和掌平面垂直，拇指的指向即是+X的方向，食指的指向即是+Y的方向，中指的指向即是+Z的方向。這就是右手笛卡爾坐標系，如圖2所示。

遵守數(shù)控機床坐標系的各坐標軸正方向的規(guī)定 數(shù)控機床各坐標軸正方向，依右手笛卡爾直角坐標系，順大拇指的指向?qū)獮閄軸的正方向，沿食指的指向?qū)獮閅軸的正方向，中指的指向?qū)獮閆軸的正方向。

知道圓周進給運動正方向和各坐標軸正方向的規(guī)定 圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進給坐標軸分別用A、B、C表示，圓周進給運動正方向和各坐標軸正方向的關(guān)系如圖3所示。

明白右手螺旋定則的內(nèi)容 伸出右手，五指在同一掌平面，先使拇指與其余指垂直，后把其余指自然彎曲成圓形，如圖4所示。

弄清圓周進給運動正方向和各坐標軸正方向的關(guān)系 （1）右手握OX軸，拇指指向+X方向，食指和中指等的指向是圓周進給運動的+A方向。（2）右手握OY軸，拇指指向+Y方向，食指和中指等的指向是圓周進給運動的+B方向。（3）右手握OZ軸，拇指指向+Z方向，食指和中指等的指向是圓周進給運動的+C方向。

牢記數(shù)控機床的運動正方向的規(guī)定 無論數(shù)控機床是工件靜止、刀具運動，還是工件運動、刀具靜止，為便于數(shù)控編程，都規(guī)定：數(shù)控機床的運動，是刀具相對于靜止的工件做進給切削的運動。Z軸作為平行于機床主軸的坐標軸，正方向為刀具遠離工件的方向。X軸平行于裝夾平面且垂直于機床主軸，取水平方向，刀具遠離主軸方向為正方向。Y軸的正方向根據(jù)右手笛卡爾定律確定。旋轉(zhuǎn)運動+A、+B、+C的方向，根據(jù)X、Y、Z軸正方向，按右手螺旋定則來確定。（1）對車床而言，Z軸與車床主軸軸線重合，沿著Z軸正方向移動將增大工件和刀具間的距離。X軸垂直于Z軸并平行于工件的裝夾面，刀具沿X軸正方向移動將增大工件和刀具間的距離。Y軸、X軸和Z軸遵守右手笛卡兒坐標系。圖5是前置刀架數(shù)控車床從上往下看的坐標系投影平面圖。其+Y的方向是垂直平面向里，用圓內(nèi)十字交叉表示；若+Y的方向是垂直平面向外，則用圓內(nèi)小圓黑點表示，編程用這個坐標系。（2）對銑床而言，Z軸與主軸軸線重合，沿著Z軸正方向移動將增大工件和刀具間的距離，即刀具遠離工件的方向為+Z方向。X軸垂直于Z軸，平行于工件的裝夾面，如果為單立柱式銑床，面對裝有刀具的主軸向立柱方向看，其左方為+X方向。Y軸與X軸和Z軸遵守右手笛卡爾坐標系，如圖6所示。圖7是立式銑床從上往下看的坐標系投影平面圖，編程用這個坐標系。

區(qū)分加工圓弧時的

方向是順時針還是逆時針

加工平面 是由任意兩坐標軸構(gòu)成的平面或投影平面。數(shù)控機床上加工平面為觀察者迎著第三坐標軸的正方向所看到的平面。

加工方向判別方法 在加工平面內(nèi)，根據(jù)其加工工件刀具運動時的移動方向是順時針還是逆時針來區(qū)分。當觀察者迎著第三坐標軸的正方向看加工平面，發(fā)現(xiàn)加工工件時，刀具是作順時針回轉(zhuǎn)移動，就是順時針方向；反之，發(fā)現(xiàn)加工工件時，刀具是作逆時針回轉(zhuǎn)移動，就是逆時針方向。

判斷應用順時針和逆時

針圓弧插補指令的方法

應用順時針圓弧插補指令G02還是應用逆時針圓弧插補指令G03的判斷方法是：在加工時，觀察者迎著第三坐標軸的正方向看加工平面，刀具是作順時針回轉(zhuǎn)移動，就是順時針圓弧插補，就使用G02指令；反之，若加工工件時，刀具是作逆時針回轉(zhuǎn)移動，就是逆時針圓弧插補，就使用G03指令。

如加工圖8所示的圓弧，圓弧的起點在刀尖處，終點在圖上箭頭尖端，用G02還是G03指令？這是由X和Z軸組成的XZ平面，Y軸正方向是垂直平面向里，就要迎著Y軸的正方向看這個平面，即從里往外看XZ平面的圓弧回轉(zhuǎn)的方向是順時針還是逆時針。顯然，加工圖8所示圓弧，刀具是順時針回轉(zhuǎn)，應該用G02順時針圓弧插補指令。

篇10

Abstract： Numerically controlled machine tool is a combination of information technology and mechanism manufacture technology， and it represents the technological level and development trend of modern basic machinery. Numerically controlled machine tool industry develops rapidly in China in recent years， and there are nearly a hundred manufacturers at present. At the same time， there is a more prominent problem： the labor market appears to be in serious shortage of applied talents of numerical control technology， so the media constantly calls for "high salary fails to hire qualified numerical control technicians". Qualified numerical control technicians are skillful numerical control talents with "craft， programming， operation" knowledge. The author states some of his views about how to become a skillful programmer.

關(guān)鍵詞： 數(shù)控；編程；技巧

Key words： numerical control；programming；skill

中圖分類號：TP313 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）12-0033-02

1 具有扎實的基礎(chǔ)知識

數(shù)控機床加工受控于程序指令，加工的全過程都是按程序指令自動進行的。數(shù)控機床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量，走刀路線，刀具尺寸以及機床的運動過程。我們要想熟練的掌握數(shù)控編程，首先必須了解數(shù)控機床的組成及工作原理，對數(shù)控機床的性能、特點、運動方式、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范以及工件的裝夾方法都要非常熟悉。其次要具有扎實的數(shù)學基礎(chǔ)，例如在手工編程中要遇到一些復雜形狀零件的基點的計算，可根據(jù)零件圖樣給定的尺寸，運用代數(shù)、三角函數(shù)、幾何或解析幾何的有關(guān)知識，直接求出數(shù)值。再次，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學、計算機高級語言，編譯原理，這些是計算機科學的基礎(chǔ)，如果不掌握它們，很難寫出高水平的程序。程序人人都會寫，但當你發(fā)現(xiàn)寫到一定程度很難提高的時候，就應該回過頭來學學這些最基本的理論。同時，金屬切削與刀具也是我們必須要掌握的基礎(chǔ)知識，在實習的過程中，用相同的加工程序加工出來的零件表面粗糙度卻有較大的差別，這主要是刀具的角度刃磨不合理，刀具的刃磨在數(shù)控加工中顯得尤為重要。

2 豐富的想象力

不要拘泥于固定的思維方式，遇到問題時要多想幾種解決問題的方案，試試別人從未想到的方法，豐富的想象力是建立在豐富的知識基礎(chǔ)上，除計算機之外，多涉獵其它的學科，比如天文、地理、數(shù)學等等。開闊的思維對程序員來說很重要。

3 最簡單的是最好的

這也許是所有科學都遵循的一條準則，簡單的方法更容易被人理解，更容易實現(xiàn)，更容易維護。遇到問題時優(yōu)先考慮最簡單的方案，只有簡單方案不能滿足時再考慮復雜的方案。例如簡單的外圓加工，我們就可以直接利用G01來實現(xiàn)，沒必要用G71來加工。再例如在數(shù)控銑削加工中，如果要實現(xiàn)零件的粗精加工，可以將刀具的運動軌跡編制成子程序，通過改變刀具半徑補償值和調(diào)用子程序來加工。

4 不鉆牛角尖

當你遇到障礙時，不妨暫時遠離電腦，看看窗外的風景，聽聽輕音樂，和朋友聊聊天。當我編程遇到障礙的時候，我會暫時看會報紙或者雜志，讓負責編程的那部分大腦細胞得到充分的休息。當重新開始工作的時候，我會發(fā)現(xiàn)那些難題會迎刃而解。

5 對答案的渴求

人類自然科學的發(fā)展史就是一個渴求得到答案的過程，即使只能得到答案的一小部分也值得我們?nèi)ジ冻?。只要你堅定信念，一定能找到答案，你才會付出精力去探索，即使最后沒有得到答案，在過程中你也會學到很多東西。例如剛開始學習用宏程序加工橢圓，程序怎么也不運行，第二天重新仔細看了一遍，原來在三角函數(shù)的角度外面忘記加一個中括號。雖然我第一天沒有把程序編制成功，但是我在這個過程中至少對變量的使用、控制語句加深了理解。當然在三角函數(shù)的角度上一定要加中括號這一點，使我牢記心中。

6 多與別人交流

三人行必有我?guī)?，也許和別人一次不經(jīng)意的談話中，就可以迸發(fā)出靈感的火花。多讀讀別人的程序，看看別人對問題的看法，會對你有很大啟發(fā)。例如下圖的加工實例，我就從別人的程序中學到了很好的編程思想和非常有用的見解，寫出來大家共享。（圖1）

尺寸為？準100x25mm的圓柱加工20個半徑均為5.0mm的花邊槽（僅編制銑削花邊槽的程序）。（表1）

上面編寫的普通程序綜合運用了子程序的嵌套、旋轉(zhuǎn)坐標系。每次加工完一個孔，然后將坐標系繞工件原點旋轉(zhuǎn)18°，程序非常簡潔。這又進一步拓寬了我的編程思路，向更高方向的發(fā)展邁進了一步。

7 良好的編程風格

注意養(yǎng)成良好的習慣，如程序中要使用程序段號、字與字之間要有空格、多寫注釋語句等，使程序清晰，便于閱讀和修改。大家都知道如何排除代碼中的錯誤，卻往往忽視了對注釋的排錯。注釋是程序的一個重要的組成部分，它可以使你的代碼更容易理解，而如果代碼已經(jīng)清楚地表達了你的思想，就不必再加注釋了，如果注釋和代碼不一致，那就更加糟糕。指令代碼的格式嚴格按照語法來書寫，變量的命名規(guī)則要始終一致。

總之，隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機床由于具有優(yōu)越的加工特點，在機械制造業(yè)中的應用越來越廣泛，為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的作用，我們需要在編程中掌握一定的技巧，編制出合理、高效的加工程序，保證加工出符合圖紙要求的合格工件，同時能使數(shù)控機床的功能得到合理的應用與充分的發(fā)揮，使數(shù)控車床能安全、可靠、高效地工作。本文總結(jié)的一些具體結(jié)論適用于FANUC0i數(shù)控機床，但是它表現(xiàn)的編程思想具有普遍意義。要編制合理高效的加工程序，必須要熟悉所使用機床的程序語言并能加以靈活運用，了解機床的主要參數(shù)，深入分析零件的結(jié)構(gòu)特點、材料特性及加工工藝等。

參考文獻：

[1]榮瑞芳，關(guān)雄飛.數(shù)控加工工藝與編程.西安電子科技大學出版社，2006，8.

[2]陳紅康，杜洪香.數(shù)控編程與加工.山東大學出版社，

2003，8.