前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇温控技术论文范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
数控技术是一种将计算机技术、通信技术、光机电技术以及传感监测技术等融为一体的通过数字命令信息指令对机械进行二次加工并控制的自动化技术,该技术由数字化信息设备以及控制运行设备组成,技术含量极高,在用于机械制造领域中能够大大提升生产效率,保证产品质量和精确度。数控技术的特征有以下三点:首先,数控技术可有效提高制造业的产品质量以及精确度,从而提高生产效率。例如,在机床夹具制造过程中利用数控技术,在同一时间内对多个夹具进行统一规格的加工,简化操作程序,缩短制造时间,从而提高了生产聊率,统一规格的加工操作,让机床夹具更符合标准,精确度更高。其次,提供简化工艺流程,减少投入。利用数控技术能够大大简化工艺数量和程序,以自动化的方式代替更多繁琐复杂的工艺,使生产更便利;第三,功能强大。数控技术不仅能提高生产效率,统一规格,提高精确度,还能改变生产参数,使其适用于更多规格不同、批次不同产品的要求。数控技术只需要通过电脑调整生产参数、规格就可以实现以上要求。
2数控技术在机械制造中的实际应用
2.1机床设备上的数控技术
机床设备是机械制造过程中的基础设备,绝大部分的操作程序都是在机床上面实现完成的。数控技术引入机床设备中将计算机技术以及互联网通信技术融合进机床设备中,控制生产过程中的每道工序的参数、时间、以及规格,做到统一规范化的操作,让机床设备在工作时更加稳定、安全和高效,同时完善机床的各类零部件开关控制,使操作开关系统、冷却泵系统等调节得更加精准、细致。
2.2工业生产中的数控技术
工业生产过程中的数控技术应用最为频繁,尤其是食品加工、药品加工以及印刷造纸等工业领域。数控技术的使用不仅可以有效降低工业生产中的材料损耗,提高工作环境的利用率,降低工业投入成本,将工业化生产由传统的、人工化、滞后化带入一个智能化、高效化的全新时代。比如某牛奶加工厂,从牛奶的提取、检测、加工、包装等一系列的过程中,采用数控技术,全程利用计算机控制牛奶加工生产的各个流程和环节,既保证了效率和质量,还能全程监控牛奶的生产加工包装过程,一旦发现不利因素,可及时采取应对措施解决问题,保证奶制品的安全可靠。
2.3航天器材上的数控技术
航空航天技术一直以来是属于高精密型的、技术含量超高的技术,而它所采用到的材料和零件都是经过特制而成的。以往没有出现数控技术之前,对于航天器材的制造尚处于较为粗浅的阶段,往往不能满足航空航天的高要求和高标准。当数控技术引入航天宇航工业中后,以精密的计算机技术以及超强的网络通信技术为支撑,力求将航天器材制作的更符合要求、更完美的程度,尤其是对航天器材的小部件的制作更是精益求精,坚持节约,反对能源浪费。
2.4汽车领域的数控技术
随着人们生活水平的不断提高,对生活质量的要求越来越高,汽车作为出行代步工具和显示人们财富地位的象征已经成为许多人拥有的物品之一,汽车需求量与日俱增,而由此引发的汽车行业的竞争愈演愈烈。汽车生产领域引入数控技术,可以有效提升构成汽车各个零部件的生产速率,加快汽车零部件的组装和后期测试的效率,加大汽车成品的生产量,提高汽车成品的质量,最终提高汽车从生产都投入销售过程中的经济效益。现阶段的汽车生产车间中,全部采用的是现代化、高科技的数控机床设备,生产流水线作业高效化、智能化,让汽车从零件的生产、组装到后期的试运行全程控制中,实现了高产能和高质量的要求。
2.5煤矿机械领域中的数控技术
众所周知,煤炭是人们生产和生活中必不可少的能源之一,而煤炭的开采以及运输属于一项高危险生产活动,必须要求参与者拥有较强的专业技术和高度工作警惕。采煤过程中最常使用到的就是采煤机,尤其采煤工作面的环境极为恶劣,地形地质条件复杂,通常意义上的采煤机只能完成小部分工作面的采煤工作量,无法对一整个矿料进行单独开采和整合,在这种恶劣的情况下难以正常工作并保证工作效率,倘若引入数控技术,即在采煤机添加了数控气割,利用焊接技术将采煤机功能扩展,解决传统采煤机程序单一、功能不全的缺陷,使其能在不同的采煤工作面正常快速的工作,不仅有效提升了采煤工作效率,缩短了煤炭采矿时间,还大大降低了采煤矿工的危险,值得在煤矿机械领域广泛推广。
3结论
随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,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。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式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。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,己不适应日益复杂的制造过程,因此,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
2.数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看,主要有如下几个方面:
2.1高精度、高速度的发展趋势
尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势,但是科学技术的发展是没有止境的,高精度、高速度的内涵也在不断变化,目前正在向着精度和速度的极限发展。
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
2.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。
目前许多国家对开放式数控系统进行研究,数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
3.结束语
随着人们对数控技术重视,它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势,另外数控技术的正不断走向集成化,并行化,仍有广阔的发展空间。
参考文献
[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.
[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.
[3]张亚力.简述数控发展的新趋势[J].国土资源高等职业教育研究.2005.
[4]陈芳.数控技术的发展和途径[J].科技资讯.2008.
数控机床是把电子技术、自动化技术、电机技术以及测量技术集中在一起的自动化化设备,数控机床具有精度高,效率高和柔性高这三个主要的特点。数控机床属于过程控制装备的一种,它需要每一时刻都要做好对设备的控制,使全部设备都可以准确的工作。需要注意的是不论哪一部分出现了故障问题都会使得机床设备停止工作,这就造成了工作的停滞,工作停滞的出现会对生产的质量和效率都受到严重影响。此外,特别是当设备运用于煤矿生产中时,一定要加强注意,因为数控机床正是处于工作中的关键岗位,如果出现故障后没有及时的进行维修和维护,就会造成巨大的经济损失,所以对煤矿机械的原理和装置进行详细的设计是很重要的。
2、数控技术特点和发现现状
数控技术能很方便的改变加工工艺中的工艺参数,有利于新产品的研发和换批加工。能确保加工的精度减少辅助时间,从而实现一次工作完成多道复杂的加工工序。对于普通机床难以完成的零价加工,如对复杂零件和零件曲面状的加工能高质量的完成。采用的是模块化的工具,一方面减少了安装和换刀的时间,另一方面又提高了工具的管理水平和提高了工具的标准化。随着现在的微处理器的产生以及现代的SOPC技术的发展,在机械加工和和机械设备的维修检测以及集成的程度上都有很大的提高。我国的自主创新能力不足,目前我国的数控技术只是处于对进口产品的模仿阶段,在技术创新方面缺乏。归其原因就是我们对引进的先进技术的研究不深入,最重要的是我国缺乏完善的鼓励创新机制。还有就是我国的产品网络程度不高,可靠性和稳定新不高。现阶段我国主要的串口通讯技术和NC程序传送技术的集成化和网络水平有限。所以在煤矿数控技术的研究和应用的领域还有很长的路要走。
3、煤矿数控机床的结构
构成数控机床的主体结构,有控制面板、CNC装置、伺服单元、驱动装置和测量装置等构成。计算机系统在煤矿机床的数控系统中占据着一个核心地位,系统通过输入以及输出命令的各种转换来对数据进行处理,从而完成来对工程执行的各方面操作。在操作工程中,控制面板充当了一个人机交换的媒介,传输各种各样的程序。PLC在煤矿数控机床设备中发挥着信息的交换作用,它是一个双方面信息交换空间,不仅要实现与控制中心的信号进行交换,还要与数控机床的开关信号进行交换,所以它的信息存量特别大。信息交换的地址不能随意的删除或者更换,都是已经事先设计好的地址。对煤矿数控机床的设计有三个重要的模块,分别是主传动数控化、传动的数控化以及对伺服进给系统三方面的设计改造。
4、煤矿机械数控机床的设计
应综合考虑系统应用的场合,所需控制的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后,再选择使用合适的CPU。8088,8086,80386,8098,80286,8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU,例如8080,8031,Z80等。应用于普通数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价,而且实用性和普及都是很强的,此外,对于它们的制造和维修也都是很方便的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气控制系统的目的就是为了满足被控对象工艺,有效的促进产品的质量和生产效率的进一步提升。在设计PLC控制系统的过程中,要按照下列原则进行。
一、坚持完整性原则,也就是说,要确保可以满足工业生产过程和机械设备的需要。
二、经济性原则,就是产品一经设计出可以做到简单实用。
三、可靠性原则,就是PLC控制系统在设计完成后可以稳定可靠的运行。
四、发展性原则,就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给未来的发展留出一定的空间。
通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响,在设计中还要考虑其经济性,利用原来的电动机拖动机床的传动,达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中,考虑到变换了切削转矩以及机床电压,会使得电机转速也发生变化,使得生产精度提高,其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统,用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会根据指令进行相应设定的工作,之后会进行机械的加工处理,从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定,同时,开环控制是对驱动系统进行改造的过程中不可缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发现,现代机床具有更高的稳定性,而且自身发生故障的可能性越来越低,工作中出现的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成,维修人员要从内到外仔细的检查,最大限度的排除因为随意的卸载造成的机床性能降低。此外,对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消除的作用,这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中,对数据库的整理也是很有必要的,它是远程数据库的基础,网络数据库是将数据和资源实现共享的核心技术,然后经过本地计算机的处理完成数据的存贮和查询。
5、煤矿数控机床伺服系统设计
数控机床的伺服系统有三种,即开环,半闭环和闭环三种。其中闭环的控制方案的优点很多也很突出,闭环的系统的机床精度很高,在补偿机械运动中的误差小,能减小甚至消除干扰与间隙等因素对精度的影响。但是闭环系统的机构较其他系统复杂,使用技术难度较大,对该系统的调试和维修困难,再有就是生产的造价高,在实际的生产过程中使用闭环的控制系统没有太大的必要性。ActiveX的其实就是一个开放的平台。其工作内容就是给程序的开发人员和用户,还有Web生产厂商提供在互联网创建程序集成过程中的方向。ActiveX服务器控件能把所有的能执行的代码还有程序融入到该服务器系统之中,并嵌入到Web中,让用户能通过网络就能得到想要的程序,不需要远程的客户端就能进行远程的执行。
6、总结
一、概述
由于数控机床具有高柔性、高效率、稳定的加工精度和复杂型面加工的能力,使其能对用户各种需求作出快速反应,为此深获制造业的青睐。在一些大、中型制造企业中,根据生产的需要和数控机床的特点,形成多种生产组织管理模式的制造系统,主要有:
1)基于分布式数控(DNC)车间(工段)信息管理系统。
这是目前占有最大比例的制造系统,应用单元控制装置对制造过程的有关信息进行综合管理。
2)柔性制造单元(FMC)和柔性制造系统(FMS)。
FMS和FMC除了具有完全的DNC管理系统外,还有自动化仓库,物料搬运和装卸,刀具检测、预调和传送以及状态监控等硬件模块和相应的物流和刀具流控制软件。
3)自动化工厂(FA)
它是一种以自动化中央立体仓库为中心的由多条FMS以及相应的企业信息管理系统组成的高度综合自动化工厂(车间),由于它需要极高的投入,目前还不完全实用于我国绝大部分企业。
4)柔性机床组成的生产线
主要用于大批量生产的行业,如汽车、摩托车和家电等行业。由于市场需求变化迅速,产品生产周期缩短,因而由专用机床组成的刚性自动生产线已日益被柔性生产线所取代。尽管目前已投产的柔性生产线的比重虽然不大,但由于它适宜于对同族零件多品种混流批量生产,已成为当前柔性加工的一个主要发展方向。
由上述4类数控机床组成的制造系统可见,DNC不仅需用面广,而且是其它制造系统的技术基础。事实上,即使企业所实施ERP、PDM、SRM、生产管理系统等系统都已很完善了,仍然存在着上层管理和底层设备之间的信息断层,还需要DNC等系统来将其与具体的加工过程连接起来,以进行信息传输。DNC(DirectNumericalControl)即计算机直接数控或分布式数控,是指一台或多台计算机对多台数控机床实施分布式综合数字控制。DNC集成系统属于自动化制造系统的一种模式,是实现CAD/CAM和计算机辅助生产管理系统(CAPMS)集成的纽带,它强调信息的集成与信息流的自动化,物料流的控制与执行可大量介入人机交互。相对FMS来说,DNC投资小、见效快,是具有较好柔性的多个数控加工设备的集成控制系统。
基于上述分析,大多数控机床用户在实施DNC方面都已取得了共识,也有很多用户已经实施了数控机床网络DNC,虽然这些DNC系统在NC程序的通讯等方面表现都比较良好,基本解决了NC程序的通讯瓶颈,大大提高了企业的生产效率,但在系统的使用过程中还是出现了一些问题,主要表现在如下几点:
目前市面上的DNC厂商所提供的DNC产品都是基于NC程序文件的管理模式,在数据的快速查询、存取、安全可靠性等方面存在着隐患。
与企业中其它相关管理系统的接口不畅,虽然DNC厂商也承偌可以达到所谓的无缝连接,但真要连接则是隔靴搔痒。
NC程序的管理缺乏合理的管理规章制度。
我们知道,PDM主要是根据企业需求和企业文化,将所有与产品相关的信息、资源、人员和过程都纳入PDM技术和管理框架之中,实现优化运作。它的实施解决了集成产品开发队伍之间的协同工作,保证把正确的信息、在正确的时间、用正确的方式、传递给正确的人,以最终实现企业的文档管理、产品结构管理、配置管理、工作流程管理和应用系统的完全集成。
NC程序作为产品信息的一个重要组成部分,其文档管理在PDM中已得到了比较严格的流程管理,但是,NC程序又是一种非常特殊的信息体,它所包含的信息内容,如程序的加工轨迹、用刀信息、加工范围、加工参数等又是一般PDM所不愿关注的,而这些内容往往又是DNC系统所关心的内容,为此,本公司将PDM和DNC系统有机地结合起来,充分利用此两大系统的优势,开发了一种新型DNC—基于PDM的DNC,以对加工过程中核心信息NC程序进行更加科学、有效的管理。
二、基于PDM的数控机床网络管理DNC的基本功能
顾名思义,基于PDM的数控机床网络管理DNC应该兼具DNC和PDM两方面的功能,具体来说,其功能如下:
1.DNC功能:以DNC通讯系统为核心,建立DNC通讯平台,主要完成:
全功能的NC程序的双向传输:
面向数控操作工的设计理念,所有数控设备实施联网集中管理,利用网络进行NC程序的双向传输,从而实现NC程序的海量存储、集成化管理,多达20余项的重要功能模块,使DNC网络的安全、兼容、易用等性能达到了一个前所未有的程度。
DNC网络在线加工:
全客户端模式的DNC在线加工,使DNC加工的进入、退出、断点续传等功能全部在数控机床端实现,而外部子程序调用、行号重置、断点智能连接等全部融入到系统当中,无需人工干预,从而取代一台机床配一台计算机的模式。
设备加工信息采集:通过数控系统宏变量输出功能(对没有宏变量输出功能的数控系统,通过报表输出方式)实现机床加工信息的实时采集,通过采集的数据实现以下目标:
(1)采集程序加工开始与结束的时间,实现机床使用效率、零件加工工时、刀具使用寿命等信息的汇总分析,为ERP、MRPII提供基础数据。
(2)通过采集宏变量输出的数据,完成机床加工程序的实时还原,为质量管理的分析提供原始依据。
(3)通过采集数据的轨迹模拟,实现机床加工状态的远程检测,为生产管理提供现场生产环境的实施追踪。
2.基于PDM型式的NC程序的管理:以NC程序为驱动的管理系统,主要是对NC程序进行刀具轨迹的仿真,NC程序内部信息的提取,NC程序的流程管理,特别是采用SQL数据库的管理方式对NC程序进行严格地管理。
(1)程序库管理
在功能上主要包括:
程序添加
程序删除
程序内容比较
程序行号管理
程序内容导入
程序字符转换
程序坐标转换
程序打印
程序查询
程序加工仿真
(2)程序版本管理:
在正常情况,NC程序是按照程序名放在一个指定的库表中,有时同一程序又往往存在不同的版本,这样查找所需的程序就较为困难,容易出现程序调用错误的情况。如何既要准确快速地调用相应的程序,又要保证程序的版本正确,本系统较完善地解决了此问题。
在本系统中,每编辑一次NC程序,将程序被编辑前的状态保存在一个历史记录库表中,此记录程序的名称按照一定的规范来设计,比如:原NC程序名称为ABC.NC,此程序在某日某时刻被某人编辑,那么此时生成的记录程序名称为ABC-DDDDDD-SSSSSS-RRRRRR.TMP,其中DDDDDD代表被编辑的日期,SSSSSS代表被编辑的时刻,RRRRRR代表被编辑的人员名称,这样一来,我们除了可以查看NC程序当前状态之外,还可以追溯此NC程序的所有被编辑过程。在本系统中设计一个NC程序编辑历史记录查询器,以方便用户进行编辑追踪。
(3)程序生命周期管理:
在本系统中将对NC程序的整个生命周期进行严格的管理,从NC程序的生成开始到NC程序的最终消亡都提供一套严格的管理手段。
目前对NC程序的状态可设置为编辑、审核、锁定、定型四种,过程如下:
在NC程序初始生成时是可以编辑的,编辑完成后,编程主管进行审核,审核通过后可以开始进行试加工,在此过程中可能还需要对NC程序进行编辑修改,修改完成后再审核,直到加工合格后经领导讨论,以决定当前NC程序是否锁定,在锁定期间,NC程序不可再进行编辑修改,除非确实有例外情况,经领导批准,将程序锁定状态修改为编辑状态,程序再经过修改、审核、加工、再锁定循环,当前NC程序经过几轮循环下来,领导决定此NC程序可以定型了,终身不再被修改,那么此NC程序就设为定型状态,一直到NC程序消亡此NC程序都不能再进行编辑修改,NC程序消亡后就将其移出到一个NC程序消亡处(可以指定到一个固定库表),不再放置在本系统程序库中,有关此NC程序的所有记录也一并消除。
(4)程序内部信息管理:
这里主要是指对NC程序的内部属性进行管理,如程序号、程序注释、轨迹图号、零件图号、所加工的零件号、加工工序号、机床、用户信息等进行管理。在本系统中可对程序根据图号、零件名称、工序、轨迹图、机床等进行多种条件的复合查寻,同时对加工程序编辑历程、所用刀具清单、工艺卡片等进行管理。
在本系统中存储的图片主要是NC程序加工轨迹图或零件图,主要是方便用户在调用程序时,借助于这些加工轨迹图或零件图对程序有更直观的认识。这些图片在整个加工过程中,起到一个指导性的作用,例如,零件的装夹、刀具情况、零件各工序的加工状态等,使用户加工时一目了然,可以更迅速地进行相应的工作。利用刀具清单、程序内部属性和程序注释等一系列重要信息,用户可以降低生产准备时间,以最短的时间、最高的效率和最高的准确度作好各种生产准备。
(5)程序权限管理:
主要是给每个用户设计不同的NC程序管理权限,以避免自己或别人对NC的程序进行误编辑,体现责任分清。
三、基于PDM的数控机床网络管理DNC的特点
(1)由文件管理方式过渡到数据库管理方式:基于PDM的数控机床网络管理DNC区别于传统DNC的一个最明显的变化是采用了SQL关系型数据库的管理方式,消除了采用文件的管理方式所固有的存取、查询、安全等方面的隐患。它将NC程序的实际内容保存在数据库中,由机床上传到PC机中是保存在一个固定的数据库库表中,机床请求的NC程序也是从数据库中提取的。
(2)真正实现与ERP、PDM、CRM等系统的无缝连接:在本系统中,考虑到用户使用PDM时可能使用的数据库是千差万别的,故采用了ODBC的方式,ODBC胜过其它数据库技术的优点之一就是允许一个单代码基同各种数据库接口的能力。针对不同厂家的数据库,我们只要建立合理的ODBC联接即可。
(2)合理的程序管理流程:在本系统中,大量借用PDM对文档资料的管理流程,同时针对NC程序管理的特殊化,对NC程序进行管理。
四、基于PDM的数控机床网络管理DNC实施方案
以下是本公司给某数控机床厂家所做的基于PDM的数控机床网络管理DNC实施方案,敬请参考。
此数控机床厂家属于某军工单位,内部网络建设非常完善,配置有ERP和PDM,都采用SQL数据库存储数据。用户要求我们的DNC也能与PDM连接,以便采用PDM对NC程序进行流程管理。系统网络拓扑结构如图所示:
为此,我们提供了一套基于PDM的数控机床网络管理DNC,它负责在机床上传程序时将其保存到数据库表中,此数据库表是通过ODBC连接到PDM中的相关库表,机床所请求的NC程序内容也是通过数据库来存取的。针对NC程序管理的特殊要求,我们也给用户提供了一套基于PDM的NC程序管理系统,具体功能详见上面说明。
现代社会瞬息万变,科技发展日新月异,因此,对于数控技术应用专业课程所设置的教学内容也应当是较新的,能够与时代接轨。然而,纵观诸多中职学校所安排的课程教材就会发现,这一预设的想法并未能如愿达成。一些中职学校开设了较为陈旧的教学内容。以“计算机应用基础”这门专业基础课所选用的教材为例,该书的内容主要为excel与word基本操作的简介。然而对于电脑普及多年,能熟练运用office软件进行简单操作的年轻学生而言,是极为过时的,学习该书所获得的知识是十分有限的,甚至书中部分介绍的内容已经不适用于当前流行的软件。因此,教师难以调动学生上课的兴趣。与此同时,中职学校的教学方法滞后,理论教学与实践教学的“分家”、脱节现象依然严重。一方面,中职教师在专业理论课堂上的教学方法依然沿用普通课程课堂的教育方式,即老师在课堂上讲课,学生在座位上听课。显然,这是远远不够的,因为数控技术所接触的机器较为复杂,仅仅通过教师的口述无法让学生形成鲜明的立体的机器图形,思维意识无法跟上老师的“轻描淡写”。同时,教学辅助手法比较单一,要么就是在课堂上发放有限的机器模型仅供观赏,要么就是开设“十年如一日”的简单的实验课程。
2数控专业开展以工作过程为导向项目教学的意义
针对职业教育内容与企业实际需求脱节问题的矛盾,德国实行了“双元制”职业教育模式,并取得了良好的效果。“双元制”职业教育模式强调“工作过程是企业为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的工作程序,是一个综合的,时刻处于运动状态的,但结构相对固定的系统”。据此,以工作过程为导向的项目教学模式,就是通过校企合作、工学结合的形式,采取实践与理论紧密结合的一体化教学方式,注重培养学生的操作技能、知识运用能力和个人综合素质,为企业培养更多高水平、高素质的技能型应用人才。具体来说,就是把行动领域转换为学习领域,把比较有代表性的职业工作过程转变为教学内容,将其合理运用到教学情景当中。采用实物模型、实践操作、计算机辅助、实验分析等教学方法,强化学生数控机床编程与加工、数控加工工艺、CAD/CAM技术等能力,高起点地培养从事数控加工、模具加工和CAD/CAM技术的机电复合型人才。
3数控技术专业以工作过程为导向的一体化教学的构建
3.1教学内容的改革
虽然我国职业教育改革已经如火如荼地开展多年,经历了实践本位课程改革、能力本位课程改革和工作过程本位课程改革,取得的进步与成果有目共睹,但是我国的职业教育始终未能真正摆脱科学体系的束缚,三段式的课程结构仍然横行于诸多职业院校的教学过程,“工”、“学”的相互独立局面没有得到本质的改变。然而,现有研究以及国外有关实践经验表明,要想实现学生综合职业技能的全面提升,就必须要做好工学结合一体化的课程开发工作,让学生在学习情境中运用理论知识,熟练掌握与运用职业技能,强化团队合作意识与沟通技巧,进而在实操中形成自己的知识体系,真正做到应对综合、完整工作任务时临危不乱,做到有计划、有条理地解决工作中遇到的问题。因此,中职数控专业课程设置要实行模型化,以工作为导向,进行实践与理论相结合的一体化教学内容改革,使教学内容能更好地贴近制造业发展实际。
3.2教学方法的改革
3.2.1实物模型教学法中职数控专业课程内容比较抽象和枯燥,对于学生来说,单凭老师课堂上的灌输讲解和自己的记忆与自我理解,很难掌握和融会贯通。不少学生对此存有畏难心理,调动不起学习的兴趣。常见的课堂教学情境是:老师在铿锵有力地讲授,学生听得似懂非懂,一头雾水。为了改变这种教学现状,激发学生学习本专业的积极性,引导学生主动参与到教学中来,提高课堂教学效率,就要改革教学方法,打造情景式课堂教学模式,借助生动、形象、直观的教学模型,引发学生兴趣,实施有效教学。比如,数控机床课程中的机床主传动系统及进给传动系统、数控系统结构以及机床的典型部件等,如果借助模型进行教学,学生就能很容易地从有形、实在的模型形成抽象思维,对课本知识点的掌握也变得轻松从容,使学生学习的主动性大大提高。
3.2.2教学监控为了能够确保所开发的课程能够顺利实施,学校有必要就针对数控技术应用专业开发的课程的教学过程进行监控。这一监控可从课程的实施模式、方法、手段等方面开展。对于专业课程的监控,则需要侧重于授课计划总体安排、教学情境的建构、教学过程中可能遇到的重点难点等方面,教学监控有关人员要及时发现问题并进行反馈,提供指导性意见,主要突出工学结合一体化、行动导向、教学情境等关键因素。以数控车削编程与加工课程为例,在教学过程中,有关人员要注重监控以下几点:一是教学过程中,学生的主体地位是否得到维护,教师的引导与示范作用是否起效;二是在运用项目教学法时,项目中的零件加工教学是否构建了贴近于真实工作过程的教学情境,综合训练项目的生产实例是否注意到了技能训练是重点;项目教学过程中,教师是否引导进行文明生产,有意识地加强其职业素养。
3.2.3实践操作教学法培养和提高学生的动手能力和实际操作技能,是中职数控专业教学的目的。只有在实践中,学生才能理论联系实际,将课本知识运用到实践中来,真正实现操作技能和操作水平的提高。对于数控专业教师来说,采取边实践、边操作、边教学的方法,能帮助学生更好地理解艰涩的课本知识,并在具体的实践操作中,将知识和技术融会贯通,更好地适应以后生产一线的工作。以数控专业的数控编程课为例,采用边教、边学、边练的教学模式,通过对机床程序的实际演练和利用数控模拟软件进行的程序输入、编辑、修改、调试以及运行,同学们对生产一线的环境和加工工艺的编排有了真实而全面的认识,巩固了基础知识,并在实践中提高了操作技能,为将来参加生产一线的工作夯实了基础。
3.2.4教学环境建设传统的数控技术应用专业教学所使用的教室一般都有理论学习场所、实践学习场所、网络学习场所、计算机模拟实训教室等的区分,从某种程度上而言,这种教学场所的割裂将学生的理论知识学习与实践操作相隔离,不能有效地帮助学生在理论学习的基础上通过实践来巩固,也无法在实践环境中很好地利用理论来做指导,使得理论与实践能够融会贯通。对于实践操作性强、技术复杂的数控技术应用课程的教学而言,单独设置专门的理论课教室与实践课教室就更显得突兀,如计算机辅助数控加工模拟教学是更加偏重于理论还是技能,教师没有给出明确的分界线。显然这不能满足工学结合一体化教学的需要。因此,对于专业教室的设计而言,应当要避免重蹈覆辙,尽可能将理论教学与实践教学融于一体。以计算机模拟实训教室的建设为例,该教室的主要作用在于教导学生用计算机模拟数控加工工作过程,因此,教师需要配备计算机硬件和CAD/CAM软件。同时,在教学的过程中,教师出于对该模拟内容的理论讲解与实操引导还应当配备一定的多媒体设备。计算机硬件的数量以一个教学班为基准,每台计算机配备二维与三维CAD绘图软件、CAM自动编程软件、数控加工模拟软件等。教师在进行计算机模拟教学时,需要提前准备好模拟实训项目,并利用多媒体,如大屏幕投影、计算机来开展现场讲学,在学生进行计算机模拟实训时,进行现场指导。