对数控技术教学实训设备配置的思考
仪器信息网 · 2009-05-20 21:40 · 35718 次点击
摘要:针对高等职业技术院校在数控技术实训设备配置中存在的一些误区,分别从数控机床的比例、数控系统的功能及数控机床结构三方面,提出既能充分满足教学实训要求,又不陈旧落后,且能体现数控技术发展水平的实训设备。
近年以来,国家为加快和巩固高技能人才的培养,提高中国制造业的核心竞争力,出台许多了政策措施,目的在提升先进制造技术在机械制造业中的含量。数控技术作为先进制造技术的核心,是实现自动化、网络化、揉性化和集成化的基础,具备超一流的数控应用技能,已经成为企业用人的重要标准。作为培养高技能人才的职业技术院校遇到了前所未有的机遇和挑战,各院校纷纷设立与数控技术有关的专业,并对传统制造类专业教学计划进行调整,增开数控技术课程,取得了可喜的成果,使我们感到数控技术后备人才的培养大有希望。
但是,受到历史原因和各种条件限制,许多院校在选择数控实训设备时,缺乏对市场的深入调研和数控技术未来发展前景的了解,盲目从事,人云亦云,特别是新建院校,更是无从下手,很容易产生各种误区,最终导致选择的数控设备不合理,不适用,缺乏瞻前性,给学校的发展设置了难于逾越的瓶颈。
就此,笔者从一个数控技术教学者的角度谈谈看法。
合理数控设备的比例
合理数控设备的比例,是要解决的首要问题。现在很多学校的数控加工实训都是以数控车床为主,铣床为辅,其比例大约是10比1~2左右,其原因主要有以下几点:(1)车床加工范围很大,各种类型零件的首道工序几乎都可以在车床上完成,现在车床几乎占整个金属切削机床的30%左右;(2)车床在价格上比铣床便宜得多,容易接受,特别是国产经济型数控车床价格优势更明显;(3)车床生产厂家多,历史悠久,技术相对成熟,供货范围广。
而今,随着先进制造方法的广泛应用,传统的加工方法受到挑战。首先,车削加工将不再是金属切削的主要方法,数控车床的价格优势已不很明显,特别是数控车床是二轴连动控制,生成程序简单,加工范围受到很大限。其次,从发展的眼光看,我们生活在三维空间里,数控铣床是三轴联动,能形象地描述零件几何体的形状,更有效地训练学生的思考方式和动手能力,越来越多的零件由原来的直接加工转变为由模具制造出来,而适合模具制造的数控铣床(加工中心)会越来越多。再次,CAD/CAM的发展使三维设计广泛应用于实际加工,特别是应用于模具制造中,数控铣床与CAD/CAM的无缝对接把模具制造推向前所未有的崭新时代。企业对数控铣床(加工中心)的需求量明显上升,熟练其操作、能编程、懂调试、会维修的复合型人才备受青睐。
鉴于以上原因,作为培养数控技术应用人才的职业技术院校,应逐步加大数控铣床在数控实训设备中的比例,将实训重点由原来的数控车床为主的两轴联动加工,逐步过渡到以数控铣床(加工中心)为主的三轴联动加工,这样培养出来的学生将更符合社会的需求。可以想象,一个只懂数控车床操作和简单二维G代码的毕业生与一个既会数控铣床操作、又懂三维编程的毕业生相比,就业的几率和待遇差距会很大。
优化数控系统的配置
数控系统是数控机床的核心,影响着数控机床的技术性能和功能范围。而专用CNC系统之间互不兼容的弊病,使数控机床不能在不同厂商的不同平台上运行,所以,开放式数控系统是未来数控机床发展的趋势。眼下国内市场上数控机床所配备的数控系统多为FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系统,各种版本的数控技术教科书也都是以上述两种系统为模板编写的,所以选择配有以上两种系统的数控实训设备是理所当然的,但是这两种系统相对价格比较便宜,功能相对比较弱,属于普通型数控系统,是日本FANUC公司和德国西门子公司配套给国外机床制造商的。日本FANUC公司和德国西门子公司现在已经不用上述系统配备数控机床了,而是用FANUC160i/180i/210i、SIEMENS840Di,因为这些数控系统都是开放式的,属高端系统,其功能齐全,价格昂贵。
所以,在选择数控机床的数控系统时,可以选择一定量的FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系统,同时也要考虑选择一定量的其他系统,特别是开放式数控系统,尽量做到合理配置,既有经济型、普通型,又有少量高档型。考虑到学校主要是用于培训和教学,对机床的精度要求不高,为了缓解资金压力,一般应尽量选择国产数控机床。
先进的机床结构配置
数控铣床在结构上大体经过了三个阶段。
初期数控铣床的主要结构特点是工作台升降式,与普通铣床工作台结构基本相同,工作台除在X和Y方向运动外,还要随升降台在Z方向上下运动,这种结构的最大缺点是Z轴伺服电机要承受包括工作台、工件重量及切削力等负载,运动控制困难,不利于加工速度和加工精度的提高,应作为回避的对象。
第二阶段即在我国最常见的床身式数控铣床,其特点是工件只随工作台在X和Y方运动,Z轴方向