集成式數控技術與CAD/CAM實踐教學模式的研究

摘 要:針對機械類類專業人才培養的需求，提出一種數控技術與CAD/CAM集成式實踐教學模式，闡述了實踐教學內容，為學生提供數控與CAD/CAM的集成實踐環境，實現從實踐教學內容到教學過程的集成式培養。

關鍵詞:實踐教學數控技術CAD/CAM

中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0081-01

1 概述

“數控技術”、“CAD/CAM” (計算機輔助設計/計算機輔助制造)是機械類專業理論與實踐緊密結合的主干課程，兩門課程的實踐教學內容環環相扣、不可分離。針對機械類專業的實踐教學，需要加強計算機仿真、CAD/CAM、信息共享和知識結構的實踐教學內容改革[1]。

發達國家在數控技術與CAD/CAM實踐教學領域進行了從硬件到軟件的改革。在數控技術與CAD/CAM教學組織和內容設置中，需要把現代技術引入課程教學，培養學生面向工程的應用能力和創新能力。[2]

本文針對面向機械類專業人才培養需求，提出建立一種數控技術與CAD/CAM集成式實踐教學模式，搭建了實踐教學平臺，為學生提供在學校就能熟悉企業數控與CAD/CAM的真實工作環境，實現從實踐教學內容到教學過程的集成式培養。

2 集成式的數控技術與CAD/CAM實踐教學體系

集成式數控技術與CAD/CAM實踐教學是基于Internet技術，構建信息流在制造裝備的底層之間及底層與設計端上層之間通信的網絡化教學環境，形成環環相扣的教學集成。其集成式教學體系的框架如圖1所示。

該體系以理論課程為知識源，在理論教學中一方面以具體工程實例為背景展示理論知識的工程應用;另一方面通過基礎實驗培養學生的實驗動手能力。建立先進教學環境的內聯網(Intranet)，實現各功能模塊之間的相關連接及模塊內部的網絡化[3]。具體主要實現以下培養目標:

(1)設計能力的培養:運用三維設計軟件進行結構與裝配體設計訓練。

(2)工藝分析能力的培養:運用CAPP進行工藝參數與流程規劃設計訓練。

(3)數控文件編制能力的培養:運用MASTERCAM進行數控代碼生成和編制訓練。

(4)仿真與生產能力分析的培養:應用虛擬網絡技術進行加工過程的仿真與分析。

(5)加工制造實踐能力的培養:通過加工中心進行實操訓練。

(6)信息傳輸與綜合管理能力的培養:運用網上信息交流模塊進行動態管理。

3 集成式數控技術與CAD/CAM實踐教學內容

搭建集成式數控技術與CAD/CAM實踐平臺采用客戶機/服務器的模式，支持多種聯入方式，包括傳統的多串口卡聯入方式、機床自身具有以太網接口的聯入方式、機床為傳統RS232接口方式聯入、通過局域無線網絡聯入。

在集成環境下，從設計、分析，到數控的全過程集成，鍛煉學生的綜合應用能力[4]。集成式教學內容為:(1)設計及幾何造型:設計是利用CAD圖形編輯功能進行建模，用幾何定義語句定義零件幾何圖形。生成零件圖形數據庫，圖形數據將作為下一步刀位軌跡計算的依據。(2)工藝分析與規劃:采用CAPP分析加工工藝，將零件的圖形數據導入，進行工藝參數與流程規劃設計，根據加工要求提取數據進行分析，生成工藝圖文檔。(3)刀具軌跡生成與仿真:動提取編程所需的信息，計算節點數據，轉換為刀具位置數據，存入指定的刀位文件中，同時在屏幕上模擬仿真顯示刀具運動軌跡和加工。(4)后置處理:形成匹配不同機床和數控系統的數控程序文件。通過后置處理的數控指令對照表和轉換文件，處理輸出符合數控加工格式要求的NC加工文件。(5)程序輸出:通過計算機外部設備和標準通信接口進行制造裝備的控制系統與計算機通訊，由計算機將加工程序直接送至機床控制系統。(6)數控加工:通過數控制造裝備進行加工程序的實際加工等工序，完成集成式數控技術與CAD/CAM技術的實踐訓練。

4 總結

通過集成式數控技術與CAD/CAM實踐教學模式的改革與實踐，為學生提供數控與CAD/CAM的集成實踐環境，實現從實踐教學內容到教學過程的集成式培養;能更好的按各不同學科、不同專業班級、按各作業任務等進行分類管理，按流程來實踐教學，模擬現代數控車間的工作、管理環境，更好地為學生提供在學校就能熟悉企業數控加工的真實工作環境。

參考文獻

[1]袁逸萍，孫文磊，黃帥，穆塔里夫.計算機仿真技術引入機械類專業教學的方法探討.裝備制造技術，2011(1):173～175.

[2]曹建樹，王殿君，代峰燕，楊曉宇，申愛明.應用型本科“CAD/CAM”課程的教學改革與實踐.實驗室研究與探索，2010(5):110～113.

[3]盧紅，王三武，黃繼雄.數控技術.機械工業出版社，2010.

[4]數控技術專業(UG應用基礎)教學模式改革探索.China s Foreign Trade，2010(22):303～305.