在數(shù)控機床課堂教學(xué)中，利用計算機可以連續(xù)處理大量數(shù)據(jù)和圖像，其屏幕可以及時顯示的特點，展現(xiàn)了一些連續(xù)變化的過程，形成鮮明的動態(tài)效果，使抽象的理論教學(xué)還原成其本來面目，完整地表露在學(xué)生面前，既突破了教學(xué)難點，又激發(fā)了學(xué)生的積極性，提高了學(xué)生對知識的認知能力。下面略舉幾例，分析其設(shè)計要點。

1．逐點比較法直線插補的教學(xué)

教學(xué)分析：逐點比較法又稱醉步式近似法，其原理是單片機或計算機在控制加工過程中，能逐點地計算和判別加工偏差，以控制坐標進給，按規(guī)定圖形加工出所需要工件，用步進電機或電液脈沖馬達拖動機床，其進給是步進式的，插補器控制機床(某個坐標)，每走一步都要完成四個工作節(jié)拍。如圖：

在上述控制方案中，工作臺的進給取決于加工點和實際規(guī)定圖形偏差位置的判別，即偏差判別。而偏差判別的依據(jù)是偏差計算，因而，問題的關(guān)鍵是選取什么作為能正確反應(yīng)偏離位置情況的偏差，以及如何進行偏差的計算。

加工直線時可取起點為坐標原點，X，Y兩軸方向為坐標系。那么，比較起點到加工點連線與坐標軸ox夾角同規(guī)定直線與ox軸夾角的大小就能反映出加工的偏差，或者根據(jù)加工點在規(guī)定直線的上方或下方也能反映出加工的偏差。

根據(jù)推導(dǎo)其公式為：F＝XzYn－XnYz

遞推后，偏差公式與進給關(guān)系如下：(第一象限)

偏差判別進給偏差計算

F≥0+ΔXF-Yz=F

F< 0+ΔYF+Xz=F

教學(xué)內(nèi)容：在教學(xué)中，不僅要教給學(xué)生簡單地使用逐點比較法，最重要的是傳遞一種概念，即插補的實質(zhì)，是一種脈沖分配運算。在計算過程中插補器不斷向各個坐標發(fā)出互相協(xié)調(diào)的進給脈沖，進給脈沖進入伺服系統(tǒng)，變換成模擬量并加以放大，控制機床坐標作相應(yīng)的移動，就可以便刀具按指定的路線進行加工。一個脈沖產(chǎn)生的坐標移動量稱脈沖當(dāng)量。在直線插補中，數(shù)控裝置經(jīng)計算后，在x和y兩方向協(xié)調(diào)發(fā)出脈沖， 一步步把線段描畫出來。這一方法對于正確理解脈沖當(dāng)量與插補算法的實質(zhì)有很重要的作用。

設(shè)計要點：利用PASCAL6.0版強大的作圖功能，實現(xiàn)插補過程軌跡圖形化，設(shè)置計數(shù)器，可跟蹤軌跡步伐，利用其畫線功能，以脈沖當(dāng)量為單位，分配一個脈沖，畫一條線，產(chǎn)生連貫動態(tài)的效果。

例：欲加工第一象限直線oz，終點坐標為：x＝5，y＝3。繪圖片斷和結(jié)果如圖：

教學(xué)過程：

1)給出題目，讓學(xué)生先考慮作圖方法；

2)啟動程序，讓學(xué)生觀看連續(xù)做圖過程；

3)利用單步運行功能，分解作圖過程，學(xué)生分析脈沖當(dāng)量與刀具軌跡關(guān)系。

4)學(xué)生自己經(jīng)過計算，繪制插補軌跡圖。

2．檢查直線插補掌握情況

教學(xué)分析：逐點比較法的直線插補過程每進給一步要進行以下四個工作節(jié)拍：

(1)偏差判別：判別加工點對規(guī)定圖形的偏離位置，決定拖板的進給走向。

(2)進給：控制某個坐標工作臺進給一步，向規(guī)定的圖形靠攏，縮小偏差。

(3)偏差計算：計算新的加工點對規(guī)定圖形的偏差，作為下一步判別依據(jù)。

(4)終點判別：判斷是否到達終點，則停止插補，如沒有到達終點，再回到第一拍。

教學(xué)內(nèi)容：檢查學(xué)生對逐點比較法插補的掌握情況，給出直線終點坐標，要求學(xué)生在交互式界面上輸入插補過程的四個工作節(jié)拍。每輸入一步，系統(tǒng)程序可自動檢測正誤，隨時糾錯。

設(shè)計要點：突出交互式界面的優(yōu)點，重點在于利用計算機進行在線檢測，方便學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯誤，及時修正。

仍以上題為例，界面及學(xué)生輸入后結(jié)果如圖：

序號工作節(jié)拍

偏差判別偏差計算進給終點判別

起點F0Z0=8

1F0=0F1=-3+ΔXZ1=7

2F1=-3<0F2=2+ΔYZ2=6

3F2=2>0F3=-1+ΔXZ3=5

4F3=-1<0F4=4+ΔYZ4=4

5F4=4>0F5=1+ΔXZ5=3

6F5=1>0F6=-2+ΔXZ6=2

7F6=-2<0F7=3+ΔYZ7=1

8F7=3>0F8=0+ΔXZ8=0

以上兩例均為直線在第一象限插補，如在其它象限或圓弧插補亦可用此法。

3．編程坐標系的教學(xué)

教學(xué)分析：數(shù)控機床的坐標和運動方向均已標準化，標準坐標系是一個直角坐標系。這個坐標系統(tǒng)的各個坐標軸與機床的主要導(dǎo)軌相平行，它與安裝在機床上，并且按機床的主要直線導(dǎo)軌找正的工件相關(guān)。

以車床為例， 有x，z兩軸，其中z軸與車床導(dǎo)軌平行 (取主軸中心線)，x軸與z軸垂直。機床原點取機器零點也可職卡盤根部與z軸交點處。 刀具運動的正方向是刀具卡盤及工件距離增大的方向。編程時采用編程坐標系，其 z軸與機床坐標系z軸重合，x軸與z軸垂直，編程原點一般取工件端面與z軸交點，以便于編程。

教學(xué)內(nèi)容：建立機床坐標系(即右手迪卡坐標系)的概念，明確編程坐標系的建立基礎(chǔ)，即工件加工面與機床坐標系關(guān)系、一些相關(guān)概念機器零點、換刀點、回零等，以及車床編程X向為直徑量編程。

設(shè)計要點：展示機床坐標系與主軸卡盤關(guān)系，加入工件后，描繪出編程坐標系所在位置，亮點顯示機器零點、換刀點，讓主軸卡盤閃爍，在視覺上產(chǎn)生轉(zhuǎn)動感覺，對于理解X向直徑編程有重要作用。

繪圖如下：

教學(xué)過程：

1)讓學(xué)生明確機床坐標系與編程坐標系關(guān)系，并推導(dǎo)出坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系；

2)運行程序，指導(dǎo)學(xué)生觀察圖形與公式是否相符，思考直徑編程的實質(zhì)；

3)對照圖形，思索幾個概念點的位置與所理解是否相符。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的利用计算机控制数控机床,计算机辅助在《数控机床》教学中应用实例的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。