职业学校数控专业辅助制造软件的应用研究

陈仕昭

摘要：数控专业是职业学校的常设专业之一，主要培养数控方面的专业性人才。辅助制造软件又被称为UG，学校进行课程设置时通常会将其设为单独的学科，这就导致该课程与其它学科的衔接性不足，技术软件的实用性功能无法完全展示出来。在数控专业中应用UG技术，不但可以让教学成果初显成效，而且也能让学生对该技术软件有更加深入的了解。本文首先分析了职业学校数控专业应用辅助制造软件的优势所在，随后分别从UG建模与自动变成技术入手，分析UG技术软件的应用，以供参考。

关键词：职业学校;数控应用;辅助制造软件

0  引言

UG软件是面向制造行业、功能强大、世界一流的集计算机辅助设计、计算机辅助分析、计算机辅助加工于一体的软件之一。软件包括较为强大的建模模块、工程图模块以及装配模块等，兼具不同复杂实体造型的装配、出图以及仿真功能。其应用范围也极为广泛，如汽车领域、航天领域、通用机械等领域都可以加以应用。

1  数控专业中UG软件技术的应用优势

数控是职业院校的常设专业，数控加工技术是该专业的基础课程之一，主要给学生讲解编程方式与工艺参数的制定等。数控专业实际教学的过程中，通常会有以下情况发生：

第一，学生会陷入某种学习的误区当中，例如应用的指令或是编程小窍门等，反而导致课程学习的效率较低;

第二，按照二维图纸对三位几何形体发挥想象力，这会使得编程与制定加工工艺的参数难度有所提升;

第三，数控专业中会遇到部分较为复杂的零件，因为编程的计算量巨大，也就形成编程难度增加，而效率降低的局面;

第四，手工形式的编程出错率相对较高。

针对上述几种情况，笔者认为数控专业中应用UG软件就变得很有必要，以期能够解决这方面问题。

相比较而言，应用UG软件的优势就在于能够根据设计的零件来绘制几何图形。另外，还可以采用先进的加工工艺，凭借有条不紊的加工步骤来获取刀具的路径。除此之外，也可以在程序后处理之后生成数控加工指令代码，此时工作人员只要将相应的加工指令代码编辑后输入到机床中就可以。还有，UG软件也可以模拟加工状态，清晰的显示出刀具的路径与刀具的形状，以此对刀具轨迹进行检验。当出现错误时，就可以马上采取有效措施进行修正，此项设置能够将编程的错误率控制在最低，让编程的效率更高。该软件的优势在复杂零件的应用上更为显著，此方式不但能够减少编程的计算量，而且也能够有效提高产品质量，提升生产效率。程序自动生成的设计，可以缩减工作量，让工艺准备时间缩短。

2  高职数控专业中UG软件应用分析

2.1 数控建模中UG技术的应用

数控加工过程中，操作人员想要顺利地完成工序，基本操作就是需要能够精准的识别设计图纸，通过对零件图的详细识读，将其中的有效信息提取出来，例如产品形位和尺寸对应的精度要求、表面粗糙度或是结构的形状等等。高职教学中，当学生遇到有难度的零件加工时，会出现不能精准读懂图纸的情况，加之学生的联想能力不足，很难针对产品构建出相应的模型，对后续的数控加工学习是极为不利的。

在此情况下，笔者认为教师可以将UG建模技术应用于其中，让学生能够更加直观的了解数控加工技术，以更为灵活的方式掌握知识，构建出相符的空间模型，以便提高教学质量。UG技术主要包括3D建模与2D绘图功能，通过这两项功能，可以清晰地看到零部件的内部或外部结构，深化学生对制图方面的理论知识，从而保证学习水平的提升。

2.2 数控加工中编程技术的应用

数控加工中，会涉及到复杂的数控程序，程序的正常运行主要是以既定的格式书来写代码群来实现，便于对数控设备进行控制，从而实现自动生产的目的。其在切削用量、切削加工流程与刀具用量选取方面表现得会更加直观。针对部分结构简易的零部件，可以采用手工编程的方式来建立编程。对于部门结构相对复杂的零件，由于计算过程相对较为繁琐，而且计算过程中也很容易出現错误，再加上数控专业中教师对学生编程的指导具有一定难度，要付出大量精力，所以教学的效率呈低下水平。以此为基础，就可以将UG模块技术应用其中，实现源文件的自动生成。随后，可以发挥后置处理的功能，便可以获取适应性强、精准度高的数控加工程度。此种编程操作过程可以让学生数控加工工艺的掌握能力提升到新的高度，同时也可以体现出将虚拟制造技术应用于数控教学中的优越性。

2.2.1 利用UG技术，丰富数控加工工艺理论

数控加工的生产过程当中，加工工艺和产品质量的关系极为密切。产品加工质量得以保障，需要操作人员能够灵活的掌握加工工艺。职业院校的数控专业教学中，因为数控加工工艺理论知识较为抽象，所以即便理论知识学习难度不大，却还是无法避免因抽象和乏味带给学生的距离感。教师上课之时，常常能感觉到学生的“了然无趣”。学生很难将全部精力投入到学习之中，导致教学进度难以按照原计划完成。

在此，笔者提出了将UG技术和数控加工工艺理论知识结合的建议，笔者认为可以将UG模块融入到教学中，让学生学会科学的选择刀具，掌握科学的加工方法，可以辨析几何的角度，同时也能够准确计算切削参数等。

2.2.2 利用UG技术，实现数控加工的可视化

高职数控专业的教学过程中，数控指令可视为是学生学习的重点内容。一般来说，教师在教学期间会采用案例教学的方式，遵循由易到难的资源，将切削过程中所产生的运动轨迹和指令用法给学生进行详尽的讲述。学生学习相关内容时，大部分也是自己的记忆力，继而死记硬背，完成教学任务。这种教学方式的弊端就在于在相关内容较为抽象的情况下，学生不能完全了解指令的实质。如果零件的结构有所变化，那么他们的学习就会遇到障碍，不能编制出符合实际的数控程序。

在此环节中，笔者认为可以应用UG技术中的编程技术，充分发挥可视化界面的优势，将刀具的具体步骤展示给学生，让学生能够了解指令的实质。同时，应用编程技术还可以适当地检测机床运动中部件和刀具、工件等方面的问题，增强学生学习实效性，提高教学的整体质量。

2.2.3 利用UG技术，增强数控加工实训效果

数控加工中零件结构有易有难，对于结构比较复杂的零件，采用手工编制程序的方式，不但计算时较为繁琐，而且还可能有错误发生，不仅实践加工的操作流程会被影响，还可能导致发生安全事故。UG技术在实训环节的应用，主要发挥的是后置处理的功能，操作人员可以将有限元计算过程当中出现的数据信息，以一种比较直观的方式呈现出来。学科应用中结合操作系统和机床差异性，在操作中产生TXT程序文档，通过通讯接口实现程序传输的目标。

2.2.4 利用UG技术，围绕任务开展动手实践

UG辅助软件的使用使得数控加工实操不再局限于对某一零件图纸进行复制性生产，UG在数控加工技术中的应用极大的改变了这一问题。通过运用UG，可组织学生开展自主设计零件活动，并进行动手加工，充分给予学生自由选题、修改以及加工的权利。在指导学生理解与掌握UG设计与加工的关键步骤后，可要求学生在观察毛坯外观后，发挥其空间思维想象力与创造思维能力，凭借自身能力进行图案的三维设计，并形成相应的程序编码。再进行刀具选取、刀与刀路检验与模拟加工等一系列操作，最后利用多轴加工中心来进行独立學生上机操作。这就能够形成自主设计、加工与验证的系统化设计流程，整个过程围绕任务来组织学生进行独立的设计与加工，使得他们的自主性与实操兴趣得到充分激发。这时要注意到要求是每一名学生独立动手完成一个零件，而实践操作后，诸多同学都能够带着兴趣去设计出多个零件。在UG的辅助下，学生不再过于依赖教师的指引，主要凭借自身能力来完成整个过程性训练，教师只需要对学生出现的问题与疑惑进行答疑、点拨，并做好机床加工过程的检查与监督。

2.2.5 利用UG技术，掌握真实的工作工序

职业教育的核心培养重点在于学习者在真实操作中能力的展现，因此基于UG辅助的数控教学要结合工程实际来提高动手实践能力。立足于自主实践教学的模式能够让学生主动学生关注与了解UG软件在真实工厂操作中的应用。要求学生们掌握刀具、坐标系以及多把刀工序衔接等全部实践工序，学生可运用UG技术来开展加工工序，遵照加工中的真实刀路来呈现整个加工的实际流程，这样整体学生就能够充分理解与掌握其未来工作中流水线的实际操作内容，且基于UG辅助的自主参照实践的模式也让学生对真实的数控切削了解的更为深入。

同时，要依据现代工程实际来加强硬件建设，确保学实训实施的先进性与现代化。院校需要关注现代化技术的发展动态，大力建设数控方面的网络化教学与传输平台，并与UG、实训所需的数控机床与计算机有效连接在一起，使得加工与检测能够即时传输，不同工种实时传输，以及数控机床与计算机实时连接与传输的现代化硬件平台。

在学生利用UG进行加工时，机房中计算机能够将数据传输到实训操作中的机床控制面板，从而有效进行在线加工，既能够使学生方便快捷安全地掌握零件加工动态，还能激起他们关注与了解现代化企业数控运行的方式。在真实的工作现场环境中，学生能够通过关注多维高清晰度显示屏来精准观察加工细节，通过紧密联系企业实际生产工序与UG技术的辅助来加深他们对工序步骤的理解，使得他们实际操作能力得到进一步的提升。

3  结束语

基于以上阐述可得，当前UG以成为机械领域的新标准，而且CAD、CAE和CAM等技术已经深入现代制造业中。所以中职学校也必须跟上时代的脚步，将UG引入数控课程中，让学生掌握最新的技术，提高他们的就业竞争力。

参考文献：

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