在數(shù)控機(jī)床課堂教學(xué)中，利用計(jì)算機(jī)可以連續(xù)處理大量數(shù)據(jù)和圖像，其屏幕可以及時(shí)顯示的特點(diǎn)，展現(xiàn)了一些連續(xù)變化的過程，形成鮮明的動(dòng)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(diǎn)，又激發(fā)了學(xué)生的積極性，提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知能力。下面略舉幾例，分析其設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1．逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)的教學(xué)

教學(xué)分析：逐點(diǎn)比較法又稱醉步式近似法，其原理是單片機(jī)或計(jì)算機(jī)在控制加工過程中，能逐點(diǎn)地計(jì)算和判別加工偏差，以控制坐標(biāo)進(jìn)給，按規(guī)定圖形加工出所需要工件，用步進(jìn)電機(jī)或電液脈沖馬達(dá)拖動(dòng)機(jī)床，其進(jìn)給是步進(jìn)式的，插補(bǔ)器控制機(jī)床(某個(gè)坐標(biāo))，每走一步都要完成四個(gè)工作節(jié)拍。如圖：

在上述控制方案中，工作臺(tái)的進(jìn)給取決于加工點(diǎn)和實(shí)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(jì)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(jìn)行偏差的計(jì)算。

加工直線時(shí)可取起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，X，Y兩軸方向?yàn)樽鴺?biāo)系。那么，比較起點(diǎn)到加工點(diǎn)連線與坐標(biāo)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(diǎn)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(jìn)給關(guān)系如下：(第一象限)

偏差判別進(jìn)給偏差計(jì)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(diǎn)比較法，最重要的是傳遞一種概念，即插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)，是一種脈沖分配運(yùn)算。在計(jì)算過程中插補(bǔ)器不斷向各個(gè)坐標(biāo)發(fā)出互相協(xié)調(diào)的進(jìn)給脈沖，進(jìn)給脈沖進(jìn)入伺服系統(tǒng)，變換成模擬量并加以放大，控制機(jī)床坐標(biāo)作相應(yīng)的移動(dòng)，就可以便刀具按指定的路線進(jìn)行加工。一個(gè)脈沖產(chǎn)生的坐標(biāo)移動(dòng)量稱脈沖當(dāng)量。在直線插補(bǔ)中，數(shù)控裝置經(jīng)計(jì)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(duì)于正確理解脈沖當(dāng)量與插補(bǔ)算法的實(shí)質(zhì)有很重要的作用。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：利用PASCAL6.0版強(qiáng)大的作圖功能，實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)過程軌跡圖形化，設(shè)置計(jì)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(gè)脈沖，畫一條線，產(chǎn)生連貫動(dòng)態(tài)的效果。

例：欲加工第一象限直線oz，終點(diǎn)坐標(biāo)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(dòng)程序，讓學(xué)生觀看連續(xù)做圖過程；

3)利用單步運(yùn)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(jì)算，繪制插補(bǔ)軌跡圖。

2．檢查直線插補(bǔ)掌握情況

教學(xué)分析：逐點(diǎn)比較法的直線插補(bǔ)過程每進(jìn)給一步要進(jìn)行以下四個(gè)工作節(jié)拍：

(1)偏差判別：判別加工點(diǎn)對(duì)規(guī)定圖形的偏離位置，決定拖板的進(jìn)給走向。

(2)進(jìn)給：控制某個(gè)坐標(biāo)工作臺(tái)進(jìn)給一步，向規(guī)定的圖形靠攏，縮小偏差。

(3)偏差計(jì)算：計(jì)算新的加工點(diǎn)對(duì)規(guī)定圖形的偏差，作為下一步判別依據(jù)。

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

教學(xué)內(nèi)容：檢查學(xué)生對(duì)逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的掌握情況，給出直線終點(diǎn)坐標(biāo)，要求學(xué)生在交互式界面上輸入插補(bǔ)過程的四個(gè)工作節(jié)拍。每輸入一步，系統(tǒng)程序可自動(dòng)檢測正誤，隨時(shí)糾錯(cuò)。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：突出交互式界面的優(yōu)點(diǎn)，重點(diǎn)在于利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行在線檢測，方便學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，及時(shí)修正。

仍以上題為例，界面及學(xué)生輸入后結(jié)果如圖：

序號(hào)工作節(jié)拍

偏差判別偏差計(jì)算進(jìn)給終點(diǎn)判別

起點(diǎn)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(bǔ)，如在其它象限或圓弧插補(bǔ)亦可用此法。

3．編程坐標(biāo)系的教學(xué)

教學(xué)分析：數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向均已標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系是一個(gè)直角坐標(biāo)系。這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的各個(gè)坐標(biāo)軸與機(jī)床的主要導(dǎo)軌相平行，它與安裝在機(jī)床上，并且按機(jī)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(jī)床原點(diǎn)取機(jī)器零點(diǎn)也可職卡盤根部與z軸交點(diǎn)處。 刀具運(yùn)動(dòng)的正方向是刀具卡盤及工件距離增大的方向。編程時(shí)采用編程坐標(biāo)系，其 z軸與機(jī)床坐標(biāo)系z(mì)軸重合，x軸與z軸垂直，編程原點(diǎn)一般取工件端面與z軸交點(diǎn)，以便于編程。

教學(xué)內(nèi)容：建立機(jī)床坐標(biāo)系(即右手迪卡坐標(biāo)系)的概念，明確編程坐標(biāo)系的建立基礎(chǔ)，即工件加工面與機(jī)床坐標(biāo)系關(guān)系、一些相關(guān)概念機(jī)器零點(diǎn)、換刀點(diǎn)、回零等，以及車床編程X向?yàn)橹睆搅烤幊獭?/p>

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：展示機(jī)床坐標(biāo)系與主軸卡盤關(guān)系，加入工件后，描繪出編程坐標(biāo)系所在位置，亮點(diǎn)顯示機(jī)器零點(diǎn)、換刀點(diǎn)，讓主軸卡盤閃爍，在視覺上產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)感覺，對(duì)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(jī)床坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系關(guān)系，并推導(dǎo)出坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系；

2)運(yùn)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(shí)質(zhì)；

3)對(duì)照?qǐng)D形，思索幾個(gè)概念點(diǎn)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。

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