MasterCAM在數控編程教學中的應用

曹世忠

（山西省工業管理學校，山西 太原 030012）

0 引 言

目前，機械制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。數字控制技術與數控機床，給機械制造業帶來了巨大的變化。數控技術已成為制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎技術。新世紀機械制造業的競爭，其實就是數控技術的競爭。基于數控技術在機械制造業的重要性，國內中職學校均陸續在機械類專業開設了數控相關課程。但由于教學條件的限制，許多學校大部分時間傳授理論知識，而不能有效地將理論付諸于實踐。很多學校培養出來的學生畢業后走上工作崗位不能很快地獨立完成在數控技術方面的工作任務，因此，如何改善和提高數控專業課程的教學效果，使學生能學有所練、學用結合，是數控專業教學工作面臨的一個難題。在學校的數控教學中，學生如何能夠編制正確的數控程序，在進入數控實訓基地實訓之前能夠掌握基本的加工和操作常識一直是教學中的難點，MasterCAM的CAD/CAM功能剛好能夠解決這個問題。學生利用MasterCAM在計算機上進行CAD繪圖和自動編程、并能動態模擬加工軌跡、實體驗證、后處理，這些功能對學生掌握數控加工工藝，程序編制以及體驗實際操作情景起到了非常重要的作用。學生通過軟件的學習，有效提高了學習興趣和數控編程能力。MasterCAM的具體功能及應用主要有以下幾個方面。

1 利用MasterCAM進行程序識讀、校驗和有效提高手工編程能力

數控程序的手工編制是計算機自動數控編程的基礎，利用MasterCAM軟件進行數控加工自動編程最終也還要經過后置處理轉換成NC程序代碼。對于中職學生而言，要想能夠正確識別軟件生成的NC程序，必須有扎實的手工編程基礎。但數控指令枯燥、不易記憶，編寫的程序在理論教學中又得不到加工驗證，學生無法得知程序的正確性，從而導致學生的學習興趣不高，手工編程實際效果較差，提高緩慢，同時，對同一零件編程，不同學生編寫的程序會有多種，老師批改作業、檢查學生掌握情況也較為繁瑣和困難，因此要使學生的手工編程能力有效提高，利用MasterCAM軟件生成的程序來讓學生識讀并校驗，是讓學生熟悉并掌握NC程序手工編制基本原理的一個重要途徑。學生只要識讀NC代碼，通過加工軌跡校驗,NC程序的結果就能夠非常直觀地仿真，進而可以非常直觀地理解NC程序的每一個指令的具體動作和含義，有效提高手工編程能力[1]。

2 利用MasterCAM軟件設置工藝參數有效提高工藝編制能力

MasterCAM軟件有著強大的工藝編制功能，它與學生在數控專業課程中關于工藝方面的知識完全一致。學生在MasterCAM軟件中若想編制一個合格的加工程序，必須綜合運用所學過的如《機械制造基礎》、《數控加工工藝》、《數控編程》等課程的相關知識，選擇合適的加工工藝方法，安排零件的加工工序，確定粗加工、半精加工、精加工所對應的不同加工表面的刀具、切削用量、進退刀路徑、主軸轉速等參數后，該系統便自動計算出機加工余量，并動態顯示出相應加工所對應的不同加工表面的刀位軌跡和機床代碼，省去了人為編制NC程序的煩惱。該過程將數控編程、制造工藝、刀具、數控機床、數控加工等課程有機地結合起來，使學生覺得之前所學的知識不再孤立、枯燥，在Mas?terCAM軟件的學習中達到了融匯貫通。并在計算機上變得生動、形象起來，鞏固了學生加工工藝方面的知識，提高了數控教學的效果，有效提高了學生的工藝編制能力。

3 利用MasterCAM軟件對刀具軌跡進行模擬仿真

MasterCAM特有的模擬仿真功能，可以進行三維真實感動態仿真加工，每個學生都可以利用軟件進行模擬加工，省時間、省材料、省設備。在仿真過程中，刀具沿著所定義的加工軌跡進行動態加工，學生可以直觀地掌握數控加工的過程，判斷刀具軌跡的連續性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀、撞刀等情況，刀位計算是否正確。加深了學生對加工工藝的理解和對刀具軌跡的認識。通過對照加工前后的結果，學生明白了不同的刀位軌跡，其加工結果有很大的差異。事實上，加工刀具軌跡定義的合理與否，與學生對零件加工工藝知識掌握的熟練程度有密切的關系。學生可以發揮自己的創造性和綜合能力，對不滿意的加工結果重新進行工藝參數確定或重新定義刀位軌跡，實現虛擬設計與虛擬加工，形象而生動地理解實際加工過程，進而驗證學生的工藝正確性[2]。

4 利用MasterCA M軟件控制機床進行實際加工

前面三項內容均是在軟件中實現的，雖然很形象、直觀，但學生仍較難將NC程序和實際的機床加工聯系起來，對數控加工程序的理解還是停留在理論階段。機床真實加工的感性認識不足，實際操作能力的訓練環節必須要在機床上進行，因此，在學生已掌握一定操作基礎和NC程序編制的前提下，讓學生將利用MasterCAM軟件生成的零件NC程序通過數據接口傳至數控機床，控制機床進行加工。在這個過程中，NC程序、數控系統、MasterCAM軟件的數據接口起了非常重要的作用。作為中職學生，必須熟練掌握數控編程、數據通訊、接口技術等專業基礎知識，才能真正掌握數控加工的基礎技能。

5 總 結

以上就是MasterCAM軟件在數控編程教學的幾點具體應用，通過該軟件的合理使用，可有效提高數控專業的教學質量，希望對數控編程教學效果的提高能夠有所幫助。

[1] 嚴烈.Mastercam9應用基礎教程[M].北京:冶金工業出版社,2003.

[2] 何偉,劉濱,陳海洲.Mastercam基礎與應用教程[M].北京:機械工業出版社,2005.