论文部分内容阅读
中等职业学校教育教学与现代科学技术各领域息息相关。面对现代科学技术革命的飞速变革,它的教育教学也面临着极大的挑战。本人在中职学校从事数控技术专业教学工作,下面仅以数控专业技术革命带来的挑战谈自己的看法。
1 数控机床新技术发展并投入使用对教育的挑战
在现代制造技术体系中数控技术占据了重要的地位。它不仅集微电子、计算机、信息处理、自动检测,自动控制等技术于一体,而且对制造业实现柔性自动化,集成化,智能化起着举足轻重的作用。
国外已出现了一些支持高速、高精度加工的数控系统如FANUC 16i、SIEMENS 840D、HEIDENHAIN TNC430,并且FANUC 16i具有纳米插补功能。当前数控技术正发生着根本性的变革,由专用型的封闭开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展,已经形成数控系统开放化、PC化。开放式数控系统是全模块化的系统结构,模块组建具有互换性、伸缩性、互操作性、可移植性。
华中数控系统有限公司率先在国内推出开放式的网络数控系统原型机,实现了通过Internet远程操作控制异地数控机床,并首先在江苏常柴公司将其模具车间5台加工中心和1台仿形数控机床联网,远程异地设计和编程再通过Internet传送和共享零件加工程序。我们教师应该多到这些有实力、有创造力的企业进行学习交流,时刻保持我们知识的先进性,力争培养出紧跟时代潮流的技能人才。
同时在集成化基础上数控系统向超薄型、超小型化发展;在智能基础上综合计算机、多媒体、神经网络等多学科技术,数控系统向着高速度、高精度、高效率加工控制发展,加工过程中可自动修正、调节、补偿各项参数,已实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网实现中央集成控制的群控式数控加工。当然不得不承认我们的教育永远都是滞后于科技发展的,同时也受到生产力水平的制约,但是我们依然有义务将最先进的技术前景展现在我们的学生面前。
2 数控编程新技术发展对教育的挑战
数控编程技术与数控机床是同时发展的,为解决数控加工过程中的程序编制问题,早在20世纪50年代MIT就设计了一种专门用于机械零件的加工程序编制语言APT。目前各国相继开发了图形数控编程技术,能有效解决几何造型,零件几何形状显示,交互设计,修改及刀具轨迹生成,走刀过程仿真显示,验证等问题。推动了CAD/CAM的一体化发展。
目前使用的数控编程软件基本上都是图形编程系统,如MasterCAM、UG、Pro/E、EUCLID、InterGraph等等。自动编程软件技术有了很大发展,为数控加工提供了丰富的加工手段,但在数控加工仿真方面虽在提高模型精确度、仿真计算实时化、改善图形显示真是感方面有进一步发展,但其仿真信息共享程度较低,没有充分利用Internet技术的益处,限制了数控加工仿真的信息交流与共享。现在的数控编程研究有以下两个重点:
2.1 刀具轨迹的生成:数控编程的核心工作是生成刀具轨迹,再将其离散成为刀位点,经后置处理产生数控加工程序。目前在数控加工中存在着如下一些走刀模式:参数线法、平行截面线法、等距离偏置法、空间填充法。这为编程人员提供了许多选择的余地,如UG提供的刀具轨迹功能有十余种,其编程功能十分强大。另外基于特征的刀具轨迹生成方法研究还处于起步阶段;高速加工正在流行,而适应高速加工的数控编程技术还处于进一步发展中,特别是如何生成有效的NURBS刀轨还有待研究。
2.2 数控仿真:目前数控切削过程仿真分为几何仿真、力学仿真两个方面。几何仿真可以减少、消除因程序错误而导致的机床损伤、夹具与刀具破坏、零件报废等问题。更为重要的是可以减少产品从设计到制造的时间,降低生产成本。切削过程的力学仿真属物理仿真范畴,它通过仿真切削过程的动态力学特性预测刀具破损、刀具振动、主轴振动、控制切削参数,从而达到优化切削的目的。
数控系统一直采用的G、M代码标准已不能适应现代化生产和技术发展的需要。面向运动和开关控制的数控程序限制了CCNC系统的开放性和智能化发展的需要,使CNC与CAM技术之间形成了瓶颈。1997年提出的STEP-NC废弃了传统的数控程序,无后置处理,无G、M代码。改进CAD/CAM系统与CNC控制器之间的连接,数据传递。不采用刀具运动编程,而采用工作步骤面向对象的概念。工作步骤相应于高级特征和过程参数。CNC对工作步骤解析为坐标的运动和刀具的动作。数据模块必须包括所有的复杂级别。CNC程序设想可以放在新开发的CNC控制器上,也可能放在分离的支持和改进现有CNC控制器的高级系统上,在数控编程及CAD/CAM系统和NC系统之间的数据交换将更方便。
总之,现代科学技术正处于飞速发展的黄金期,也正迅速的被转化为生产力,这样对我们中职教育工作者自身的技能水平、专业水平提出了更高的要求。不仅自身业务需要提高,也急迫的要求我们寻求合适的教育方法来把复杂的问题简单化,让学生对自己的专业有兴趣有信心。面临这个挑战我们还需要做出更大的努力。
1 数控机床新技术发展并投入使用对教育的挑战
在现代制造技术体系中数控技术占据了重要的地位。它不仅集微电子、计算机、信息处理、自动检测,自动控制等技术于一体,而且对制造业实现柔性自动化,集成化,智能化起着举足轻重的作用。
国外已出现了一些支持高速、高精度加工的数控系统如FANUC 16i、SIEMENS 840D、HEIDENHAIN TNC430,并且FANUC 16i具有纳米插补功能。当前数控技术正发生着根本性的变革,由专用型的封闭开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展,已经形成数控系统开放化、PC化。开放式数控系统是全模块化的系统结构,模块组建具有互换性、伸缩性、互操作性、可移植性。
华中数控系统有限公司率先在国内推出开放式的网络数控系统原型机,实现了通过Internet远程操作控制异地数控机床,并首先在江苏常柴公司将其模具车间5台加工中心和1台仿形数控机床联网,远程异地设计和编程再通过Internet传送和共享零件加工程序。我们教师应该多到这些有实力、有创造力的企业进行学习交流,时刻保持我们知识的先进性,力争培养出紧跟时代潮流的技能人才。
同时在集成化基础上数控系统向超薄型、超小型化发展;在智能基础上综合计算机、多媒体、神经网络等多学科技术,数控系统向着高速度、高精度、高效率加工控制发展,加工过程中可自动修正、调节、补偿各项参数,已实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网实现中央集成控制的群控式数控加工。当然不得不承认我们的教育永远都是滞后于科技发展的,同时也受到生产力水平的制约,但是我们依然有义务将最先进的技术前景展现在我们的学生面前。
2 数控编程新技术发展对教育的挑战
数控编程技术与数控机床是同时发展的,为解决数控加工过程中的程序编制问题,早在20世纪50年代MIT就设计了一种专门用于机械零件的加工程序编制语言APT。目前各国相继开发了图形数控编程技术,能有效解决几何造型,零件几何形状显示,交互设计,修改及刀具轨迹生成,走刀过程仿真显示,验证等问题。推动了CAD/CAM的一体化发展。
目前使用的数控编程软件基本上都是图形编程系统,如MasterCAM、UG、Pro/E、EUCLID、InterGraph等等。自动编程软件技术有了很大发展,为数控加工提供了丰富的加工手段,但在数控加工仿真方面虽在提高模型精确度、仿真计算实时化、改善图形显示真是感方面有进一步发展,但其仿真信息共享程度较低,没有充分利用Internet技术的益处,限制了数控加工仿真的信息交流与共享。现在的数控编程研究有以下两个重点:
2.1 刀具轨迹的生成:数控编程的核心工作是生成刀具轨迹,再将其离散成为刀位点,经后置处理产生数控加工程序。目前在数控加工中存在着如下一些走刀模式:参数线法、平行截面线法、等距离偏置法、空间填充法。这为编程人员提供了许多选择的余地,如UG提供的刀具轨迹功能有十余种,其编程功能十分强大。另外基于特征的刀具轨迹生成方法研究还处于起步阶段;高速加工正在流行,而适应高速加工的数控编程技术还处于进一步发展中,特别是如何生成有效的NURBS刀轨还有待研究。
2.2 数控仿真:目前数控切削过程仿真分为几何仿真、力学仿真两个方面。几何仿真可以减少、消除因程序错误而导致的机床损伤、夹具与刀具破坏、零件报废等问题。更为重要的是可以减少产品从设计到制造的时间,降低生产成本。切削过程的力学仿真属物理仿真范畴,它通过仿真切削过程的动态力学特性预测刀具破损、刀具振动、主轴振动、控制切削参数,从而达到优化切削的目的。
数控系统一直采用的G、M代码标准已不能适应现代化生产和技术发展的需要。面向运动和开关控制的数控程序限制了CCNC系统的开放性和智能化发展的需要,使CNC与CAM技术之间形成了瓶颈。1997年提出的STEP-NC废弃了传统的数控程序,无后置处理,无G、M代码。改进CAD/CAM系统与CNC控制器之间的连接,数据传递。不采用刀具运动编程,而采用工作步骤面向对象的概念。工作步骤相应于高级特征和过程参数。CNC对工作步骤解析为坐标的运动和刀具的动作。数据模块必须包括所有的复杂级别。CNC程序设想可以放在新开发的CNC控制器上,也可能放在分离的支持和改进现有CNC控制器的高级系统上,在数控编程及CAD/CAM系统和NC系统之间的数据交换将更方便。
总之,现代科学技术正处于飞速发展的黄金期,也正迅速的被转化为生产力,这样对我们中职教育工作者自身的技能水平、专业水平提出了更高的要求。不仅自身业务需要提高,也急迫的要求我们寻求合适的教育方法来把复杂的问题简单化,让学生对自己的专业有兴趣有信心。面临这个挑战我们还需要做出更大的努力。