如何规避数控仿真加工中的问题

闵玲

摘 要：数控加工仿真软件在数控教学中正在逐步推广，仿真加工由于不存在安全问题，所以学生可以大胆进行练习。但是，如果学生对于老师所讲内容囫囵吞枣，不求甚解，就会在加工时频繁出错，不能在规定时间完成零件的加工，或者加工出的零件不合格。多次出错后学生就会产生急躁情绪，失去学习的兴趣，对教学效果产生很大的影响。为减少学生出错，现将一些容易出现问题的地方指出以便引起老师在教学中的重视。

关键词：数控仿真；问题；办法

数控加工仿真软件主要应用于数控编程与操作这一理论教学过程，还可作为数控操作技能训练的辅助工具。数控加工仿真软件在数控教学中正在逐步推广，数控仿真系统教学的使用，让学生在学习数控编程理论时，学习兴趣更加浓厚，由于不存在安全问题，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习，并能检测加工零件几何形状精度，为学生顺利地进行实操训练奠定了良好的基础。但是，学生在学习和练习中容易出现一些错误，这些错误的出现，使仿真加工不能顺利地进行或者加工出不合格零件，如果老师没有及时的指出，而学生查不出问题，多次出错后学生就会产生急躁情绪，丧失学习的兴趣。这些问题在初学者中频繁出现，对教学效果产生很大的影响。

仿真软件模拟加工基本上可以分成六个步骤，即：机床开机并回零，安装刀具，定义毛坯并装夹，对刀，输入程序并校对，模拟加工。在这六个步骤中，学生都可能出现不同的问题。初学者对刀过程出错的情况比较多，其次是输入的程序容易出现错误。下面以数控车床为例，就仿真加工中容易出错的问题进行分析探讨，并提出规避方法。

一、毛坯设置和装夹

学生在设置毛坯时，由于尺寸设置不当，加工时会出现加工的零件不完整，或者出现毛坯过短而造成撞刀的情况。毛坯设置好了，但装夹时伸出部分太短，也会出现上述情况。因此，毛坯的设置要根据零件尺寸而定，一般来说，毛坯直径应比零件最大直径大5mm左右；只需一次装夹的零件，毛坯长度应比零件长2mm左右即可，如果需要掉头车削，毛坯长度应设置的比零件总长度长5mm左右。放置毛坯时，需要将毛坯尽量向右伸出，直到不能再移动为止。

二、程序输入

学生掌握了编程的格式和步骤，将编写的程序输入并进行校验，结果发现程序没有运行。出现这种情况应该检查主轴正转的指令是否正确，因为在输入主轴正转指令M03时，如果错写成M30，那么程序校验时不会提示出错，但程序却不会继续执行。在程序校验时，如果系统提示语法错误，这时需对出错的语句仔细检查，可能是字母或数字混淆，比如将数字0打成字母o，将数字1打成字母I，查出问题并更正即可。

程序运行正常，没有提示语法错误，但循环启动后刀具却因切入零件太多而无法加工。此时再校验程序，观察刀具轨迹，就会发现刀具轨迹只有一条轮廓线，这是因为复合循环程序未执行循环部分。在编程及输入程序时，一定注意复合循环程序中开始段和程序结束段的段号不能省略。

校验时程序能运行，但发现零件形状不正确，说明程序中的指令或有关数值计算不正确，需对照零件图逐一检查编写的程序。

程序校验可以很好地帮助我们检查程序并发现问题。通过观察刀具轨迹，看精加工轨迹是否和零件轮廓相符，就能判断程序的正确与否。

三、对刀

学生对刀过程中退刀方向不正确，加工零件时会出现零件不完整或刀具空运行，切不到毛坯，甚至出现切入毛坯太多，加工停止的情况。这个问题无论是在仿真教学或实训加工中都要引起重视，避免产生事故。

就外圆车刀对刀而言，先车外圆或端面都可以，但要注意的是，车完外圆后，刀具一定不能沿X方向移动，必须沿+Z方向退刀。同样，在车完端面后，刀具必须沿+X方向退刀。为避免对刀错误引起加工问题，老师除了反复强调操作顺序，也可以通过检查学生的刀偏表来判断对刀是否正确。正确对刀后，所有学生刀偏表里的X偏置应该是一个相同的数值，毛坯长度相同的话，Z偏置也大致相同。

加工中需要多把刀具或则要更换刀具，在每把刀对刀结束后应把测量的数值输到刀偏表中该刀具号相对应的栏，否则加工会出错。

四、移动刀具

由于数控机床的行程有限，学生在手动操作时，不注意观察刀具移动时的实际坐标，使刀具移到行程范围之外就会出现超程情况，X轴超程尤为多。一旦超程，“超程解除”指示灯亮，此时需将刀具沿X轴或Y轴超程反方向移动，直到指示灯灭。机床通电后没进行回零操作也会引起超程。老师在教学过程中指导学生，机床通电，打开“急停”按钮后，一定先进行回零操作，避免在加工过程中超程。

五、掉头车削零件

利用仿真软件加工掉头车削零件比机床上加工容易的多，因为工件可以在任意位置装夹，而且不用考虑同轴度的问题，加工出的零件左右两端一定同轴。但学生练习时加工出的零件尺寸却不能保证，主要是零件长度不符合要求。

要解决此问题有两种方法，一是利用“MDI”方式，在掉头车端面后测量工件的长度，计算出工件长度方向上多出的尺寸L，在“MDI”方式下，利用增量编程，让刀具向左移动L的距离，沿X方向进刀，切出多余部分，并在刀偏表“试切长度”栏输零。二是车端面，测量并计算出多余长度，用刀具Z轴当前坐标值减去该数值，得到一新的Z坐标值，手动将刀具移到该Z坐标处，沿X方向进刀，切出多余部分，并在刀偏表“试切长度”栏输零。

数控仿真加工软件的使用，减少了机床操作时工件材料和能源的消耗，节约了实践环节的成本，避免了学生在机床上操作的危险和不安全因素，但在教学过程中，学生由于没有安全的约束，对老师的讲解不求甚解，大胆地进行练习，致使错误频发，影响课堂教学效果，也为以后的实操训练埋下安全隐患。对于学生学习过程中容易出错的问题，老师在课堂教学时反复进行强调以引起学生的重视，减少错误的出现，在实训操作时远离安全事故，真正发挥仿真软件在教学中的作用。