资源简介

数控铣削（加工中心）技术训练理实一体课教案
项目三 数控铣床仿真加工
任务 任务一 操作数控仿真软件
授课时间 年 月 日 授课班级
教学方法 讲授、讨论、提示启发、归纳总结法 授课时数 课时
教学用具 多媒体 教学资源 多媒体课件、教材
课前准备 1.实训设备、实习任务书、评分标准及多媒体课件的准备；2.学生工位分配。
教学目标 知识目标： 1. 了解开启数控仿真软件的方法。 2. 掌握仿真软件各个功能按键的使用方法。 3. 掌握华中数控仿真软件的操作步骤。 4. 掌握数控仿真软件的测量方法。 技能目标： 1. 会开启数控仿真软件。 2. 能熟练操作数控仿真软件。 3. 能在数控仿真软件中对零件进行测量。
教学重点 1. 开启数控仿真软件的方法。 2. 仿真软件各个功能按键的使用方法。 3. 华中数控仿真软件的操作步骤。 4. 数控仿真软件的测量方法。
教学难点 操作数控仿真软件进行仿真。
教学过程 1.仿真系统的登录。2.仿真系统界面。3.基本操作。
实施环节 教学内容 导学方法
组织教学 1.检查学生出勤情况并做好记录。2.调整学生的注意力，为上课作准备。 互动交流
复习提问 简述数控铣床的基本操作有哪些？ 提问导思
导入 数控仿真加工是以计算机为平台在数控仿真加工软件的支持下进行的。目前国内较为流行的仿真软件有上海宇龙、北京斐克（VNUC）、南京宇航（Yhcnc）等数控加工仿真软件。这些软件一般都具有数控加工过程的三维显示和模拟真实机床的仿真操作。本项目以上海宇龙数控仿真软件为例，分析数控仿真加工操作方法。并通过仿真加工了解在实际加工零件时所必需的操作步骤。 启发学习积极性
讲授新课 一、仿真系统的登录1.开启加密锁程序在 Windows 的开始菜单中依次选择“所有程序”→“数控加工仿真系统”→“加 密锁管理程序”选项， 系统启动了加密锁管理程序， 此时在屏幕的右下角会显示一个 加密锁图标，如图 3- 1 所示。图3-1 开启加密锁管理程序2.登录在 Windows 的开始菜单中依次选择“所有程序”→“数控加工仿真系统”→“数 控加工仿真系统”选项，或在桌面上双击 图标，系统弹出数控加工仿真系统登录界面，如图 3-2 所示。图3-2 数控加工仿真系统登录界面此时，可以通过单击“快速登录”按钮进入数控加工仿真系统的操作界面或通过输入用户名和密码，再单击“登录”按钮，进入数控加工仿真系统。（1）快速登录快速登录是练习模式，用户不需要输入用户名和密码，直接单击“快速登录”按钮，即可进入数控加工仿真系统，并在屏幕的右下角显示“自由练习”。（2）使用用户名和密码登录对于在不同的机器上使用用户名和密码登录，系统登录的模式有所不同。① 系统设置。通过教师上机打开数控仿真软件，在登录界面中输入系统管理员的“用户名”和“密码”后，单击“登录”按钮，即可进入数控加工仿真系统，并在屏幕的右下角显示“自由练习”。用户可以对仿真系统进行设置，例如，对机床参数、坐标系的漂移、考试评分标准等进行设置。② 考试。通过学生上机打开数控仿真软件，在登录界面中输入由管理员提供的用 户名和密码，单击“登录”按钮，即可进入数控加工仿真系统，并在屏幕的右下角显示“考试”。此时用户可以在此界面中进行模拟考试。二、仿真系统界面在数控加工仿真系统登录界面中单击“快速登录”按钮，系统进入到仿真界面，如图 3-3 所示。 图3-3 仿真系统界面1.标题栏保存或打开项目后将在标题栏中将显示当前项目的文件名。2.菜单栏菜单栏包含了数控加工仿真软件的所有应用功能。例如文件的管理、视图、机床、零件和系统管理等。3.工具栏工具栏提供了系统一些常用的功能快捷按钮，例如选择机床、定义毛坯、夹具、放置工具和选择刀具等按钮，方便用户操作，与菜单栏中的功能完全相同。4.仿真区域仿真区域可以显示机床、工件和加工轨迹，并通过“视图”功能实现多方位地对零件进行观察，如动态平移、动态旋转、动态缩放和局部放大等。5.提示区和状态栏对当前操作内容进行提示引导操作，并显示当前系统运行状态，协助用户完成仿真操作。6.系统操作面板和机床操作面板模拟华中数控铣床的系统操作面板和机床操作面板，通过该面板可对仿真机床进行操作。三、基本操作1.文件操作（1）新建项目新建一个项目，并使仿真系统初始化。（2）打开项目选择打开项目命令，用户可以打开一个后缀名为“ .MAC”的项目文件。（3）保存项目对操作步骤进行保存。包括所选机床、毛坯、加工成型后的零件、刀具、夹具、输入的程序、坐标系参数、刀具参数，但不包括操作过程。（4）另存为项目将当前项目指定一个新的保存路径。（5）导入零件模型仿真加工过程中， 除了可以直接使用系统提供的毛坯外， 还可以对经过部分加工 的毛坯进行再加工， 这种毛坯系统称为零件模型。执行“文件”→“导入零件模型” 命令， 用户可以调用一个后缀名为“ .PRT”的毛坯文件。（6）导出零件模型该功能可以把经过部分加工的零件保存起来， 作为下道工序的毛坯使用。（7）开始记录单击“开始记录”按钮， 系统弹出“另存为”对话框， 输入后缀名为“ .OPR”的 记录文件名， 单击“保存”按钮， 系统开始记录用户的所有操作。（8）结束记录单击“结束记录”按钮， 系统将终止当前的记录。（9）演示打开后缀名为“ .OPR”的操作记录文件进行回放。应注意，在自动回放过程中，按 PC 键盘的“Shift”键，可重新控制鼠标进行暂停、快进、重播和退出等操作。2.视图操作（1）视图变换视图变换系统提供了“ 复位 ”“ 动态平移 ”“ 动态旋转 ”“ 动态放缩 ”“ 局部放 大”“绕 X 轴旋转”“绕 Y 轴旋转”“绕 Z 轴旋转”“前视图”“俯视图”“左侧视图”和 “右侧视图”等选项。（2）控制面板切换在视图菜单中单击“控制面板切换”命令，或单击工具栏中的 按钮， 系统即隐藏机床操作面板和系统操作面板，只显示仿真区域， 如再单击“控制面板切换”命令，系统显示机床操作面板和系统操作面板。（3）选项在“视图”菜单中单击“选项”按钮，或单击工具栏中的 按钮，系统将弹出“视图选项”对话框，如图 3-4 所示。① 仿真加速倍率。设置仿真的速度，其设置范围为 1～ 100，数值小仿真速度慢，数值大仿真速度快。② 开 / 关。设置声音和铁屑的状态。③ 机床显示方式。系统提供了“实体”和“透明”两种显示机床的方式。④ 机床显示状态。系统提供了“显示”和“隐藏”两种显示机床的状态。⑤ 零件显示方式。 系统提供了“实体”“透明”和“剖面”3 种零件显示的方式， 其中“剖面”用于车床零件的显示。⑥ 显示机床罩子。设置机床的防护罩是否显示。⑦对话框显示出错信息。设置出错信息的显示方式。选中此选项，出错信息将以 对话框的方式显示；否则，出错信息将显示在屏幕的右下角。⑧ 左键平移、右键旋转。在仿真区域设置鼠标的使用方法。选中此选项，在仿真 区域，单击鼠标左键不松移动鼠标可以平移图形；单击鼠标右键不松移动鼠标可以旋转图形。3.机床操作（1）选择机床在“机床”菜单中单击“选择机床”命令按钮，或单击工具栏中的 按钮，系统将弹出“选择机床”对话框，如图 3-5 所示。① 控制系统。仿真系统提供了“FANUC”“PA”“SIEMENS”“华中数控”“广州 数控”“大森数控”“MITSUBISH”等数控系统。② 机床类型。仿真系统提供了“车床”“铣床”“卧式加工中心”和“立式加工中 心”4 种机床类型。（2）选择刀具在“机床”菜单中单击“选择刀具”按钮，或单击工具栏中的 按钮， 系统将弹 出“选择刀具”对话框，如图 3-6 所示。① 刀具筛选。在“所需刀具直接”和“所需刀具类型”文本框中输入相应的刀具 信息， 系统将满足条件的刀具显示在“可选刀具”列表框中。② 指定刀具号。“已经选择的刀具”列表框，用于设置刀具库中的刀位号，其中列表框中的序号即是刀具库中的刀位号。③ 选择刀具。定义好刀具号后，在“可选刀具”列表框中选择所需刀具， 选中的刀具将显示在“已经选择的刀具”列表框中。④ 安装刀具。系统提供了“添加到主轴”和“确认”两种安装刀具方式。单击“添加到主轴”按钮，系统将定义的刀具直接安装在主轴上；单击“确认”按钮，系统 将定义的刀具放置在刀具库中，供程序执行时进行调用。⑤ 删除刀具。系统提供了“撤除主轴刀具”和“删除当前刀具”两种删除刀具的方法。单击“撤除主轴刀具”按钮，系统将把主轴上的刀具放回到刀具库中；在“已 经选择的刀具”列表框中选择要删除的刀具，单击“删除当前刀具”按钮，系统将删除所选刀具。（3）基准工具系统提供了刚性靠棒和寻边器两种基准工具，主要用于工件的 X、Y 轴对刀。在“机床”菜单中单击“基准工具”按钮，或单击工具栏中的 按钮， 系统将弹出“基准工具”对话框，如图 3-7 所示。① 刚性靠棒。刚性靠棒如图 3-7 左侧所示，由测量部分与夹持部分组成，对刀时，将夹持部位安装在刀柄中，利用测量端（直径为 14 mm）与检查塞尺松紧的方式对刀。② 寻边器。寻边器如图 3-7 右侧所示，由测量部分与加持部分组成。对刀时，旋转主轴（转速 400～600 r/min），利用测量端（直径为 10 mm）与夹持端的偏摆逐渐减小的方式对刀。（4）拆除工具在机床菜单中单击“拆除工具”命令按钮，系统将拆除机床上安装的基准工具。（5）DNC 传送在机床菜单中单击“DNC 传送”命令按钮，或单击工具栏中的 按钮，系统将 弹出“打开文件”对话框，数控系统进入接受状态，从“打开文件”对话框中指定文件后，单击“打开”按钮，程序被调入到系统中。（6）开门在机床菜单中单击“开门”命令，系统将打开或关闭仿真机床的防护门。4.零件操作（1）定义毛坯在“零件”菜单中单击“定义毛坯”按钮，或单击工具栏中的 按钮， 系统将弹出“定义毛坯”对话框，如图 3-8 所示。系统提供了“长方体”和“圆柱体”两种毛坯。用户可对“长方体”毛坯的长宽 高进行设置或者对“圆柱体”毛坯的直径和高度进行设置。（2）安装夹具在“零件”菜单中单击“安装夹具”按钮，或单击工具栏中的 按钮， 系统将弹出“选择夹具”对话框，如图 3-9 所示。安装夹具的步骤如下：① 选择零件。选取已经定义的毛坯。② 选择夹具。系统提供了工艺板、平口钳和卡盘 3 种夹具。③ 零件尺寸。显示已经定义后的零件尺寸。④ 夹具尺寸。用户可以根据需要对工艺板的尺寸进行修改，平口钳和卡盘尺寸由系统给定用户不能更改。⑤ 移动。使用“移动”的“向下”“向上”“向左”“向右”和“旋转”按钮，可对工件相对于夹具的位置进行调整。（3）放置零件在“零件”菜单中单击“放置零件”按钮，或单击工具栏中的 按钮，系统将弹出“放置零件”对话框，如图 3- 10 所示。仿真软件提供了“选择毛坯”和“选择模型”两种类型的毛坯，并将可供选择的 毛坯显示在列表框中，用户在列表框中选择毛坯后，单击“安装零件”按钮，毛坯将安装到机床上，并弹出移动毛坯对话框，如图 3- 11 所示。单击 、 、 、 、 按钮， 可以移动毛坯相对于机床的位置。（4）移动零件在“零件”菜单中单击“移动零件”按钮，系统将弹出“移动零件”对话框，如图 3 - 11 所示。执行“移动零件”命令与“放置零件”命令时弹出的移动对话框相同。（5）拆除零件在零件菜单中单击“拆除零件”按钮，系统将拆除当前机床上的零件。（6）安装压板在“零件”菜单中单击“选择压板”按钮，系统将弹出“选择压板”对话框，如图 3 - 12 所示。① 压板类型。系统提供了竖直、水平和竖直与水平三种压板类型。② 压板尺寸。系统提供的压板尺寸中，长的取值范围是 30～100 mm， 高、宽的取值范围是10～50 mm。设定好压板参数后，单击“确定”按钮，压板被安装在夹具上。（7）移动压板在“零件”菜单中单击“移动压板”按钮，系统将弹出“选择压板”对话框，如图 3 - 13 所示。移动压板时，首先在图 3- 13 所示的右图中选取要移动的压板，激活要移动的压板，再单击左图中的方向键，移动压板相对于夹具的位置。（8）拆除压板在“零件”菜单中单击“拆除压板”按钮，系统将拆除当前安装在机床上的压板。5.塞尺检查单击“塞尺检查”按钮，在下拉菜单中，系统提供的塞尺规格有 0.05 mm、0.1 mm、0.2 mm、1 mm、2 mm、3 mm、和 100 mm 的量块共 7 种。在对刀过程中，塞尺用于检查 基准工具与工件侧面接触的关系。6.测量在“测量”菜单中单击“剖切图测量”按钮，系统将弹出“剖切图测量”对话框，如图 3- 14 所示。（1）测量工具测量工具分为内卡和外卡，内卡用于测量孔、槽等工件的内轮廓，外卡用于测量 圆柱、台阶等工件的外轮廓。数控仿真软件的测量卡尺如图 3- 15 所示，由卡爪、旋转控制点和平移控制点所组成，将光标移动到“卡爪”处，光标变为 ，此时按住鼠标 左键不放，移动鼠标可以移动该端点，在屏幕右下角的“尺脚 A 坐标”和“尺脚 B 坐 标”将显示该卡爪的坐标。当设置测量方式为“自由放置”时，将光标移动到“旋转 控制点”处， 光标变为 ， 此时按住鼠标左键不放，移动鼠标可以旋转该端点。将光 标移动到“平移控制点”处，光标变为 ，此时按住鼠标左键不放，移动鼠标可以移 动卡尺至当前的位置。（2）测量方式系统提供了“自由方式”“水平方式”和“垂直方式”3 种方式。① 自由方式。自由方式下用户可以随意拖拽和旋转卡尺的位置。② 水平方式。水平方式下用户可以平行于系统的 X 坐标轴对仿真零件进行测量。③ 垂直方式。垂直方式下用户可以平行于系统的 Y 坐标轴对仿真零件进行测量。（3）卡爪长度非点测量时，可以修改卡爪的长度（取值范围为 3～ 50 mm），单击“更新” 按钮后生效。（4）自动贴紧黄色线端直线当设置测量方式为“自由放置”，并且调节工具为“自动测量”时，为了防止测量误差，可以单击“自动贴紧黄色端直线”按钮，卡尺的黄色卡尺端自动贴紧工件，这时再选择“自动测量”，就能得到零件轮廓线间的精确距离。（5）调节工具系统提供了“自动测量”“两点测量”“初始位置”和“位置微调”4 种方式。① 自动测量。选中该选项，卡爪自动贴紧被测零件的表面，并将读数显示在“读 数”后面的文本框中。此时平移或旋转卡尺，卡爪将始终保持与零件表面接触，读数自动更新。① 两点测量。选中该选项，卡爪变为两个点，长度为零。③ 初始位置。单击“初始位置”按钮，卡尺恢复到初始位置。④ 位置微调。选中该选项，可以对卡尺进行微调。（6）视图操作对于视图操作系统提供了“平移”“放大”和“保持”3 种方式。① 平移。当设置视图操作为“平移”时，移动鼠标至上方的预览框中，单击鼠标左键不放移动鼠标，可以移动零件和卡尺。② 放大。当设置视图操作为“放大”时，移动鼠标至上方的预览框中，拖到鼠标可以放大视图。③ 保持。当设置视图操作为“保持”时，将不能对视图进行操作。④ 复位。单击“复位”按钮，将恢复视图为初始状态。（7）选择坐标系系统提供了机床坐标系、G54 ～ G59 坐标系、当前工件原点和工件坐标四种坐标系。（8）选择测量平面系统提供了“X-Y ”“Y-Z ”和“Z-X ”3 种测量平面。测量时，首先设定测量平面， 然后在下面的文本框中输入测量平面的坐标或按旁边的按钮移动测量平面（移动的步长 可以通过右边的文本框进行设置），此时，如图 3-14 所示左侧机床视图中绿色的测量平 面随之移动， 同时右边预览框中显示出在测量平面上零件的截面形状及卡尺的位置。 通过单击“快速登录”按钮进入数控加工仿真系统的操作界面或通过输入用户名和密码，再单击“登录”按钮，进入数控加工仿真系统。仿真系统界面详细讲解，仿真数控系统的界面由标题栏、菜单栏、工具栏、仿真区域、提示区、状态栏、 系统操作面板和机床操作面板等内容组成。仿真系统的基本操作讲解单击菜单栏中的“文件”命令按钮，系统弹出下拉菜单，包括新建项目、打开项目、保持项目、另存为项目、导入零件模型、导出零件模型、开始记录、结束记录、演示等命令。单击菜单栏中“视图”命令按钮，或在机床仿真区域右击，系统会弹出视图菜单，在该菜单中用户可以对视图方位、控制面板的显示和选项等进行设置。机床操作讲解零件操作讲解重点讲解数控仿真软件的测量方法。
课堂小结 1.仿真系统的登录。2.仿真系统界面。3.基本操作。
课后作业
教学后记

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