ug數(shù)控編程教學(xué)篇1
關(guān)鍵詞 UG；制圖環(huán)境；delphi7；國標(biāo)
中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）21-0022-02
UG NX5軟件提供了零件建模、零件裝配、出工程圖等功能；但是，UG默認(rèn)的制圖環(huán)境不符合我國的機(jī)械制圖國標(biāo)與習(xí)慣；機(jī)械設(shè)計人員要花費(fèi)很多時間修改UG系統(tǒng)文件中的相關(guān)設(shè)置，而且設(shè)置過程煩瑣，效率低下。因此，本人提出利用delphi7編寫軟件的方法，實現(xiàn)了UG NX5制圖環(huán)境的自動、快速設(shè)置，大大提高了設(shè)置效率。本文以Windows XP系統(tǒng)下的UG NX5版本為例，闡述UG國標(biāo)化制圖環(huán)境設(shè)置及delphi7軟件編程的詳細(xì)過程。
1 軟件設(shè)計思想
先修改UG系統(tǒng)文件中的相關(guān)參數(shù)設(shè)置；設(shè)計軟件時，采用delphi7開發(fā)工具中的文件儲存控件，加載已經(jīng)改好的文件；運(yùn)行軟件時，文件儲存控件自動釋放加載的文件，用于覆蓋UG原有的系統(tǒng)文件，從而達(dá)到快速修改系統(tǒng)文件、自動設(shè)置國標(biāo)化制圖環(huán)境的目的。
2 UG NX5制圖環(huán)境設(shè)置軟件的設(shè)計
2.1 UG工作環(huán)境及參數(shù)文件的設(shè)置
2.1.1 用戶角色與工具欄的定制
UG安裝之后，其菜單命令不全，須將資源條中的角色設(shè)置成“具有完整菜單的高級功能”，方可顯示完整的菜單。
定制工具欄時，可設(shè)置只顯示幾個常用的工具條，而且每個工具條上只顯示幾個常用的命令圖標(biāo)，同時可隱藏工具條上命令圖標(biāo)的名稱，從而擴(kuò)大繪圖區(qū)域的工作空間；最后，保存角色文件user.mtx。
2.1.2 編輯公制建模模板文件model-plain-1-mm-template.prt
打開此模板文件，進(jìn)入UG建模環(huán)境，定制繪圖區(qū)域的背景顏色為白色；添加名稱、材料、數(shù)量、單重、總重、圖號、備注等部件屬性信息；再進(jìn)入制圖環(huán)境，設(shè)置圖紙大小、尺寸文本大小、箭頭型式、單位、字體等參數(shù)，添加填入標(biāo)題欄中的重量、材料標(biāo)記、圖樣代號、圖樣名稱、單位名稱等，采用注釋編譯器使其與部件屬性關(guān)聯(lián)。
2.1.3 環(huán)境變量文件ugii_env.dat的定制
UG默認(rèn)英制單位和無粗糙度選項。以記事本方式打開ugii_env.dat，查找并設(shè)置UGII_SURFACE_FINISH=ON，添加表面粗糙度選項；查找并設(shè)置UGII_DEFAULTS_FILE=${UGII_BASE_DIR}＼ ugii ＼ ug_metric.def，設(shè)置公制單位等。
2.1.4 ug_metric.def.obsolete文件的定制
以記事本方式打開此文件，查找并設(shè)置Drafting_center Line Display：GBStyle，將中心線顯示設(shè)為國標(biāo)樣式；設(shè)置Drafting_datum Feature Display：GBStyle，將基準(zhǔn)符號設(shè)為國標(biāo)樣式；設(shè)置Drafting_projectionAngle：first，采用第一視角投影法等。
2.1.5 用戶默認(rèn)設(shè)置文件nx5_ISO_Drafting_Standard_Shipped.dpv的定制
以記事本方式打開此文件，通過修改參數(shù)設(shè)置公差標(biāo)準(zhǔn)為“ISO 1101 – 1983”的ISO標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置基準(zhǔn)符號顯示標(biāo)準(zhǔn)為“China National Standard”的中國國家標(biāo)準(zhǔn)。
2.1.6 明細(xì)表表格模板文件hbjPartLists_metric.prt的定制
在制圖環(huán)境下，新建零件明細(xì)表模板文件，添加序號、名稱、數(shù)量、材料、備注等列名，利用注釋編輯器中的“關(guān)系”命令將列名與部件屬性相關(guān)聯(lián)。
2.1.7 明細(xì)表資源條文件tables.pax的定制
將自定義的明細(xì)表表格模板文件加載至明細(xì)表資源條，需要在tables.pax文件中，添加表格模板文件的路徑名。
2.2 軟件設(shè)計
本軟件采用delphi7作為開發(fā)工具，winXP作為開發(fā)平臺，使用第三方控件OBFileStore實現(xiàn)文件存儲。在程序設(shè)計時，先存儲已被修改的資源文件；在程序運(yùn)行時，再釋放控件中的資源文件成磁盤文件。
2.2.1 界面設(shè)計
在form窗體上放入OBFileStore、OBCreateShortCut、Reg等主要控件，并設(shè)置用戶界面。OBFilStore控件用于存儲UG系統(tǒng)文件，同時釋放存儲的文件，覆蓋UG原有的系統(tǒng)文件；OBCreateShortCut控件用于創(chuàng)建UG應(yīng)用程序的桌面快捷方式；自定義的Reg控件用于檢測及關(guān)閉UG進(jìn)程。用戶界面如圖1。
圖1 用戶界面
使用OBFileStore1控件的Files屬性，添加UG系統(tǒng)文件、UG工程圖國標(biāo)圖框及含有A0～A4國標(biāo)圖框的AutoCAD模板文件。
2.2.2 獲取UG的安裝路徑
UG安裝之后，通過查詢注冊表HKEY_LOCAL_MACHINE ＼ SOFTWARE ＼ Unigraphics Solutions ＼ NX ＼ 5.0子鍵下鍵名INSTALLDIR的鍵值，即可獲取UG的安裝路徑。
2.2.3 釋放控件中的文件成磁盤文件
使用OBFileStore1控件Files屬性的SaveToFile方法，釋放成磁盤文件，將UG工程圖國標(biāo)圖框文件及AutoCAD圖標(biāo)圖框保存至D盤下的UGConfig文件夾，同時覆蓋原有的UG系統(tǒng)文件。
2.2.4 自動添加明細(xì)表資源條
使用Reg1控件的WriteString方法在注冊表HKEY_CURRENT_USER ＼ Software ＼ Unigraphics Solutions ＼ NX ＼ 5.0 ＼ General ＼ Palettes ＼ Custom子鍵下，創(chuàng)建Palette1子鍵，鍵名URL的鍵值設(shè)為表格模板文件tables.pax的路徑名；這樣，UG便自動加載明細(xì)表資源條。在生成裝配圖明細(xì)表時，將明細(xì)表資源條中的表格拖至出圖區(qū)域，即可自動生成裝配圖的明細(xì)表。明細(xì)表資源條如圖2所示。
圖2 明細(xì)表資源條
2.2.5 UG內(nèi)部錯誤解決方法的設(shè)計
UG經(jīng)常會彈出UG內(nèi)部錯誤的對話框，用戶無法打開圖檔。采用釋放并保存的磁盤文件ugs_common.dll，替換UG安裝路徑下的同名文件，即可解決問題。
2.2.6 UG中英文菜單切換功能的設(shè)計
通過修改當(dāng)前用戶的環(huán)境變量UGII_LANG參數(shù)為simpl_chinese或english，可實現(xiàn)UG中英文菜單的切換功能。
2.2.7 UG資源條定位的設(shè)計
UG資源條默認(rèn)位于界面的左側(cè)。若設(shè)置位于右側(cè)，則在注冊表HKEY_CURRENT_USER ＼ Software ＼ Unigraphics Solutions ＼ NX ＼ 5.0 ＼ Layout ＼ Resource Bar子鍵下，設(shè)置鍵名Docking Side的鍵值為1；若位于左側(cè)則設(shè)為0。
2.2.8 啟動與關(guān)閉UG軟件的功能設(shè)計
通過OBCreateShortCut1的CreateDesktopShortcut方法，可在電腦桌面上創(chuàng)建UG的快捷方式。
創(chuàng)建shell對象，通過shell對象的open方法打開UG快捷方式文件，即可自動啟動UG軟件。
通過Reg1的IsProcessRun方法，判斷UG的ugraf.exe進(jìn)程是否存在。若存在，則通過KillProcess方法結(jié)束此進(jìn)程，實現(xiàn)UG軟件的自動關(guān)閉功能。
3 結(jié)束語
通過delphi7工具開發(fā)軟件設(shè)置UG國標(biāo)化制圖環(huán)境，可快速、批量實現(xiàn)自動化設(shè)置，大大提高了設(shè)置效率，可應(yīng)用于企業(yè)工程出圖和高校UG教學(xué)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
ug數(shù)控編程教學(xué)篇2
關(guān)鍵詞：UG;建模;四軸加工;后處理
在機(jī)械設(shè)備及其零部件中，變螺距螺旋槽類零件十分常見，尤其在現(xiàn)代紡織傳送機(jī)構(gòu)中，變螺距螺旋槽能夠起到改變傳送速度和力矩的作用，如在化纖加彈機(jī)、倒筒機(jī)、絡(luò)筒機(jī)、并紗機(jī)和包覆絲機(jī)等;變螺距螺旋槽零件加工品質(zhì)的好壞嚴(yán)重影響著其在機(jī)械結(jié)構(gòu)中所起的作用，因此對其加工尺寸精度、形狀穩(wěn)定性以及表面加工質(zhì)量都有較高的要求;許多數(shù)控技術(shù)人員剛開始使用四軸機(jī)床加工變螺距螺旋槽時未能正確進(jìn)行變螺距螺旋槽的參數(shù)化幾何模型創(chuàng)建及選用合理的加工方法，造成加工失誤或加工效率低下等現(xiàn)象。用UG參數(shù)公式方法進(jìn)行變螺距螺旋槽幾何建模具有快捷精確的特點，能夠準(zhǔn)確快速地進(jìn)行加工，具體過程詳細(xì)論述如下：
一、變螺距螺旋槽的參數(shù)化幾何模型創(chuàng)建
UG的功能模塊中具有專門針對變螺距螺旋槽形狀的建模和加工方法。在UG中繪制普通的圓柱螺旋線及半徑規(guī)律變化的螺旋線（如阿基米德螺旋線等），可以直接用“螺旋線”命令進(jìn)行繪制，但該命令不能繪制變螺距螺旋線。繪制變螺距螺旋形狀，必須用參數(shù)公式繪制變螺距螺旋線，變螺距螺旋槽是以變螺距螺旋線為導(dǎo)向線形成的掃掠特征，在UG8.0中，變螺距螺旋線的形狀由起始圈螺距、終止圈螺距、螺旋線圈數(shù)和螺旋線半徑四個參數(shù)所組成;用參數(shù)公式法可表達(dá)如下：
Start_pitch=10 /起始圈螺距
End_pitch=60 /終止圈螺距
Turns=6 /螺旋線圈數(shù)
R=25 /螺旋線半徑
mean_pitch=（Start_pitch+End_pitch）/2 /平均螺距
height=Turns*mean_pitch /螺旋線高度
t=0 /系統(tǒng)變量（0變化到1）
xt=R*cos（360*Turns*t） /X規(guī)律
yt=R*sin（360*Turns*t） /Y規(guī)律
x=t*height
x1=0
x2=mean_pitch
x3=height-mean_pitch
x4=height
z1=0
z2=Start_pitch
z3=height-End_pitch
z4=height
zt1=（（（x-x2）*（x-x3）*（x-x4）/（（x1-x2）*（x1-x3）*（x1-x4））））*z1
zt2=（（（x-x1）*（x-x3）*（x-x4）/（（x2-x1）*（x2-x3）*（x2-x4））））*z2
zt3=（（（x-x1）*（x-x2）*（x-x4）/（（x3-x1）*（x3-x2）*（x3-x4））））*z3
zt4=（（（x-x1）*（x-x2）*（x-x3）/（（x4-x1）*（x4-x2）*（x4-x3））））*z4
zt=zt1+zt2+zt3+zt4
將該文件的exp格式文件從UG的“工具”“表達(dá)式”中導(dǎo)入。再用“規(guī)律曲線”中的“根據(jù)方程”方法即得到所求變螺距螺旋線，如圖1：
圖1 由參數(shù)公式生成的變螺距螺旋線
得到變螺距螺旋線后，再運(yùn)用“掃描”命令，最后通過“求和”命令，從而得到變螺距螺旋槽零件建模圖（如圖2）。
圖2 變螺距螺旋槽零件建模圖
二、UG中變螺距螺旋槽的四軸數(shù)控加工方法
（一）加工環(huán)境設(shè)置。UG加工環(huán)境是指我們進(jìn)入UG的制造模塊后進(jìn)行編程作業(yè)的軟件環(huán)境。UG 的CAM功能可以為數(shù)控銑、數(shù)控車、數(shù)控電火花線切削機(jī)編制加工程序，其中數(shù)控銑削模塊中又分為平面銑、型腔銑和固定軸曲面輪廓銑等不同的加工類型。針對變螺距螺旋槽的幾何形狀特點，其中的可變輪廓曲面銑即是UG針對于變螺距螺旋槽的幾何形狀特點而設(shè)置的加工環(huán)境模塊。針對此圖中于較深的變螺距螺旋槽形狀，UG可變輪廓銑削可以使用多個深度設(shè)置方法進(jìn)行分層銑削，便于編程者合理設(shè)置切削參數(shù)。
圖3 可變軸曲面輪廓銑
（二）坐標(biāo)系設(shè)定。在確定了加工對象后UG可以讓我們很方便地選擇工件坐標(biāo)系，此時需要注意安全設(shè)置選項中的安全距離設(shè)置;如圖4和圖5所示，如果參考CSYS坐標(biāo)系不合理，可以通過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)選擇正確的坐標(biāo)系。我們選擇起始圈螺距的起始點作為編程原點，同時選擇好驅(qū)動面后注意切削方向和材料方向。
圖4 加工坐標(biāo)系設(shè)定
圖 5 加工坐標(biāo)系設(shè)定
三、程序編制過程：
（一）加工參數(shù)的設(shè)置。操作參數(shù)的設(shè)定是UG CAM編程中最主要的工作內(nèi)容，在對話框中需設(shè)定加工幾何對象、切削參數(shù)、控制選項等參數(shù)，還有一些選項需要通過二級對話框進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。具體有以下幾方面：
1、加工對象的定義：選擇加工幾何體、檢查幾何體、毛坯幾何體、邊界幾何體、區(qū)域幾何體、底面幾何體等。
2、加工參數(shù)的設(shè)置：包括走刀方式的設(shè)定，切削行距、切深的設(shè)置，加工余量的設(shè)置，進(jìn)退刀方式設(shè)置等。
3、工藝參數(shù)設(shè)置：包括角控制、避讓控制、機(jī)床控制、進(jìn)給率設(shè)定等。
圖 6 切削步進(jìn)參數(shù)設(shè)置
變螺距螺旋槽加工中進(jìn)給和速度參數(shù)設(shè)置如下：
圖7 非切削移動參數(shù)設(shè)定
選擇側(cè)曲面作為應(yīng)用驅(qū)動幾何體，指定驅(qū)動幾何體，選擇變螺距螺旋槽側(cè)壁軸面圓柱面為限制面，指定切削區(qū)域，加工起點和終點如下圖設(shè)置：
圖 8 曲面加工起點設(shè)定
加工投影矢量設(shè)置為“刀軸”， 刀軸設(shè)置為“遠(yuǎn)離直線” 點擊編輯參數(shù)點和矢量，見下圖：
圖 9 刀軸控制設(shè)定
（二）加工刀路的生成。經(jīng)過這些設(shè)置后，生成刀軌如下圖：
圖10 刀路軌跡
（三）另一側(cè)面的變螺距螺旋壁曲面加工。通過UG/WAVE模塊的曲面復(fù)制方法，復(fù)制修改驅(qū)動幾何體。如圖11和圖12：
圖11 UG/WAVE模塊的曲面復(fù)制
圖 12 另一側(cè)變螺距螺旋壁
再生成另一側(cè)的刀軌，如圖12通過“后處理”命令，選擇與機(jī)床相應(yīng)的處理器，即可生成G代碼。使用四軸加工，通過工作臺A軸的旋轉(zhuǎn)，刀路可以順利生成。
圖13 另一側(cè)變螺距螺旋壁
四、后處理及四軸加工程序生成
四軸機(jī)床比三軸機(jī)床多了旋轉(zhuǎn)軸，因此四軸機(jī)床的加工坐標(biāo)系是四維坐標(biāo)系。產(chǎn)生四軸加工程序需要使用UG/Post
Builder為四軸機(jī)床建造一個后處理，在完成了機(jī)床的控制系統(tǒng)種類選擇后，根據(jù)變螺距螺旋槽加工需要分析機(jī)床結(jié)構(gòu)，變螺距螺旋槽建模成型時的旋轉(zhuǎn)軸為Y軸，其旋轉(zhuǎn)平面為ZX平面;在如圖14和15頁面中，設(shè)定第四軸選擇平面設(shè)為ZX，轉(zhuǎn)軸字頭按照機(jī)床系統(tǒng)設(shè)為A，公差為0.001，最小旋轉(zhuǎn)角度為0.001，最大角度進(jìn)給為1500，轉(zhuǎn)軸方向為Normal-符合左手定則，轉(zhuǎn)軸行程限制可設(shè)為-9999-9999;其余參數(shù)保持原有的三軸加工機(jī)床默認(rèn)值，不作修改。
（一）UG/CAM 后置處理原理圖
（二）UG/CAM作后置處理的方法。（1）在 Manufacturing
Operation Manager里 通過 Export生成 CLSF 文件。（2）Tool
Box CLSF 進(jìn)入 CSLF Manager。（3）選 Postprocess 進(jìn)入數(shù)控后處理菜單 NC Postprocessing。（4）指定機(jī)床數(shù)據(jù)文件 MDFA
Specify。（5）設(shè)置 NC Output 成為 File 。（6）指定 輸出的NC文件名 Output File。（7）Postprocess后處理，生成 NC 代碼 *.
Ptp 文件。
（三）設(shè)置與四軸機(jī)床數(shù)據(jù)匹配的MDFA文件
圖14 建立四軸后處理
圖15 機(jī)床第四軸參數(shù)
至此四軸機(jī)床的后處理參數(shù)設(shè)定已經(jīng)基本完成，保存并使用這個后處理，那么生成的NC程序只需修該程序頭的格式就可以在機(jī)床上使用了。因此，充分地利用好UG軟件的可變輪廓銑削方法可以快捷地加工變螺距螺旋槽，迅速準(zhǔn)確完成變距螺旋槽零件的加工。
五、結(jié)束語
本文通過利用UG軟件對變螺距螺旋槽的建模，運(yùn)用仿真加工，結(jié)合四軸機(jī)床的后處理參數(shù)完成加工。在實際應(yīng)用中，可以縮減程序編制與調(diào)試的時間，降低生產(chǎn)成本，還可以節(jié)省加工設(shè)備和現(xiàn)實資源的消耗，對企業(yè)有較好的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)：
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ug數(shù)控編程教學(xué)篇3
關(guān)鍵詞：項目化教學(xué)；教學(xué)改革；臺虎鉗
我院機(jī)電工程系下屬的兩個專業(yè)“數(shù)控技術(shù)”與“模具設(shè)計及其制造”目前均安排了UG軟件教學(xué)。按照兩個專業(yè)的教學(xué)計劃，兩專業(yè)學(xué)生都要先學(xué)習(xí)UG的建模模塊、裝配模塊（簡單了解）及制圖模塊，之后按照專業(yè)的不同，數(shù)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)UG數(shù)控編程模塊，而模具設(shè)計及制造專業(yè)的學(xué)生則繼續(xù)學(xué)習(xí)UG注塑模具設(shè)計模塊。因此，如何在有限的教學(xué)時數(shù)內(nèi)高效率高質(zhì)量地使學(xué)生掌握UG建模、裝配及制圖模塊的功能，將直接影響到學(xué)生后續(xù)其他模塊的學(xué)習(xí)效果。
為了更好地培養(yǎng)學(xué)生，貫徹學(xué)院教學(xué)改革有關(guān)精神，在UG上述三模塊教學(xué)過程中，我們著重進(jìn)行實用性練習(xí)。在教學(xué)過程中按照先簡單介紹基礎(chǔ)知識，使學(xué)生了解UG的基本使用方法。再重點按項目進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生掌握命令操作的流程的思路整合整個UG的教學(xué)。在教學(xué)過程中，注重項目的選擇，即要使所有項目結(jié)合起來能夠基本覆蓋UG軟件建模、裝配與工程圖的主要功能，又要使每個小的組成項目難度適中，適宜在一節(jié)課中進(jìn)行講授。項目確定后，在教學(xué)過程中教師針對每個項目使用自己先在課堂上演示一次、學(xué)生實踐一次的辦法完成所有小項目的教學(xué)任務(wù)；再將所有小項目中畫的部件在裝配模塊中進(jìn)行虛擬裝配，形成裝配圖，最后再利用制圖模塊完成上術(shù)所有組件及裝配機(jī)構(gòu)的工程圖。
一、傳統(tǒng)的UG教學(xué)模式及特點
在2009年以前，我院機(jī)電工程系UG課教學(xué)基本以這種模式為主。其主要思路是：把UG軟件每一指令都進(jìn)行詳細(xì)講解，然后列舉部分實例對教師的功能講解進(jìn)行驗證。
傳統(tǒng)的UG教學(xué)模式有以下特點：一是以教師講為主，學(xué)生學(xué)為輔，每一次課，教師都是按照“復(fù)習(xí)—新課引入—新課講授—課后總結(jié)與作業(yè)布置”這樣的流程進(jìn)行，學(xué)生處于被動地位；二是理論講解過于詳細(xì)，學(xué)生難以全部接受，在講課過程中，以課本為中心，從軟件的功能介紹到每一部分的介紹都進(jìn)行詳細(xì)地講解，基本上不會遺漏某一部分，非常全面。
二、項目化教學(xué)——臺虎鉗部件與裝配
傳統(tǒng)UG教學(xué)將課程內(nèi)容作為知識來傳授，忽略了其技能的要求。從課堂教學(xué)的表現(xiàn)形式來看，傳統(tǒng)教學(xué)最典型的表現(xiàn)是“滿堂灌”，忽略了學(xué)生的主觀能動性，扼殺了學(xué)生的主動性和學(xué)習(xí)興趣。UG課程內(nèi)容龐大，講多少學(xué)時都不夠，而且課程的實踐性很強(qiáng)，非常適合項目化教學(xué)。對于高職學(xué)生，只需要學(xué)生掌握“能建模，能裝配，能出工程圖，能進(jìn)行運(yùn)動仿真”，解決學(xué)生“能”的問題，即能根據(jù)項目或任務(wù)選擇合適的命令、菜單完成任務(wù)，而不要求學(xué)生全面掌握UG軟件的全部內(nèi)容。
從教學(xué)角度來看，轉(zhuǎn)變教學(xué)思路是課程改革的關(guān)鍵。在UG課程的教學(xué)改革過程中，尋找合適的項目用于課堂教學(xué)是教學(xué)成功與否的關(guān)鍵，我們利用青年教師下企業(yè)的機(jī)會，與企業(yè)共同探討適合于課堂教學(xué)的項目，將復(fù)雜項目進(jìn)行簡化，最終確定以臺虎鉗為中心，構(gòu)建了四個大型項目——零件造型、裝配、工程圖、運(yùn)動仿真進(jìn)行教學(xué)；在零件造型部分，又分為九個小項目進(jìn)行，項目的基本內(nèi)容及學(xué)時分配見表二。
三、項目化教學(xué)的實施效果
在教學(xué)實踐過程中，經(jīng)過項目化教學(xué)的訓(xùn)練，學(xué)生有以下幾個方面的轉(zhuǎn)變：一是學(xué)習(xí)積極性大幅度提高，從原來的無精打采到現(xiàn)在主動提問，課堂氣氛變得非?；钴S；二是主動思考能力加強(qiáng)，對于不懂的問題，經(jīng)過教師不斷提醒，學(xué)生通過摸索，能找到解決辦法，并且能夠查閱有關(guān)圖書資料和網(wǎng)上資料來解決；三是學(xué)生之間相互探討解決問題的能力增強(qiáng)，學(xué)生在造型、裝配、出工程圖過程中，對一些不懂的問題，經(jīng)過討論，互相促進(jìn)，往往能解決得很好。
UG課程的考核也進(jìn)行了改革，由過去的理論考核變成現(xiàn)在的實踐考核，由過去的集中考核變成現(xiàn)在的項目分散考核，課程結(jié)束后，學(xué)生評價非常高，教學(xué)評價分?jǐn)?shù)平均達(dá)95.5分。
（作者單位：陳文軍，廣東省華立技師學(xué)院；習(xí)宗德，廣州華立科技職業(yè)學(xué)院）
參考文獻(xiàn)：
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ug數(shù)控編程教學(xué)篇4
關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；數(shù)控加工；UG；先進(jìn)制造技術(shù)
1引言
數(shù)控技術(shù)在工業(yè)加工中屬于先進(jìn)的零部件加工技術(shù)，而技術(shù)的先與否能直接影響著國家在國際上工業(yè)加工的重要地位，同時其水平的高低也作為先進(jìn)制造技術(shù)的核心，關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，因此加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，己經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。
2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢
（1）模塊化、專門化與個性化。為了適應(yīng)現(xiàn)今數(shù)控機(jī)床自身的特點，對其機(jī)床進(jìn)行模塊化，并對其數(shù)控功能予以功能化。為了提升數(shù)控機(jī)床的操作技術(shù)能被廣泛的應(yīng)用，在實際的工作中，應(yīng)對機(jī)床自身技術(shù)的出售價格進(jìn)行合理的制定，進(jìn)而實現(xiàn)機(jī)床性能的優(yōu)化。另外，硬件中各組件的模塊化能為實現(xiàn)工業(yè)數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化起到促進(jìn)性的作用。按照實際不同功能方面的需求，把基本模塊的型號進(jìn)行統(tǒng)一，通過這種積木形式的改進(jìn)，進(jìn)行功能方面的修正，能實現(xiàn)適當(dāng)?shù)牟眉?，并使得機(jī)床當(dāng)中模塊的相應(yīng)得到控制，進(jìn)而形成不同檔次機(jī)床加工系統(tǒng)。（2）智能化。該方面的內(nèi)容主要指的是擬人智能，在數(shù)控機(jī)床加工的系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，能在很大程度上增?qiáng)機(jī)床自身的性能。智能化的數(shù)控機(jī)床加工系統(tǒng)在實際的作業(yè)中，通過對加工精度進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z測和建模，根據(jù)實際的加工狀況制定實現(xiàn)加工和成產(chǎn)目標(biāo)的決策，對加工原料進(jìn)給速度和切削深度的工藝參數(shù)予以控制，能促使機(jī)床的實際加工保持在最好的狀態(tài)，這樣不僅能提升加工的速度和質(zhì)量，同時為機(jī)床后續(xù)的維修和養(yǎng)護(hù)提供了的重要的保障。（3）網(wǎng)絡(luò)化和集成化。在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展下，工業(yè)加工和生產(chǎn)逐漸趨向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，通過自動化系統(tǒng)和移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的充分結(jié)合，為遠(yuǎn)程控制機(jī)床的生產(chǎn)和加工提供了重要的保障。網(wǎng)絡(luò)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)在實際應(yīng)用的過程中，在信息技術(shù)的輔助下，能對正在工作和即將工作的機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。不僅如此，在實際的工作中，還能實現(xiàn)對機(jī)床故障的檢測和維修，采用網(wǎng)絡(luò)化和集成化的技術(shù)之后，能為機(jī)床加工工廠降低一大部分的支出費(fèi)用。（4）開放化。具有高性能和超高性價比的開放化系統(tǒng)的研究，其重要的部分是將NC本身與分布式DNC的信息控制系統(tǒng)進(jìn)行充分的結(jié)合?，F(xiàn)階段，國內(nèi)的廣大數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的研究人員對開放化的系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，其中以型號為華中I型具有強(qiáng)的代表性，其主要利用工業(yè)當(dāng)中PC機(jī)當(dāng)中適配器卡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其主要的建設(shè)基礎(chǔ)是通用32位型號的工業(yè)PC機(jī)與DOS平臺當(dāng)中的開放形式體系結(jié)構(gòu)為依據(jù)，在實際應(yīng)用中具有較好的模塊化與層次化的優(yōu)勢。（5）高速、高效、高精度、高可靠性發(fā)展方向。在現(xiàn)今的工業(yè)領(lǐng)域中，高速與高效的機(jī)床系統(tǒng)正向著高速化進(jìn)行發(fā)展，在近幾年的發(fā)展中可以看出從精密加工到超精密加工發(fā)展中耗費(fèi)的時間較短，而加工的精準(zhǔn)度也得到逐步的升級。高可靠性性能的機(jī)床在相對惡劣的環(huán)境下，能實現(xiàn)正常工作。這樣的特點，在未來的發(fā)展中將是重點的發(fā)展趨勢。
3應(yīng)用UG軟件設(shè)計與制造
UG屬于現(xiàn)今走在先進(jìn)前列的加工控制軟件，該軟件能從事概念方面設(shè)計、工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計工程仿真等領(lǐng)域當(dāng)中。（1）UG軟件的CAD功能。UG軟件CAD模塊的建模方式是一種復(fù)合形式的模型建立，其優(yōu)勢是在設(shè)計的各個環(huán)節(jié)中，能提供較強(qiáng)的靈活性。并在實際操作當(dāng)中為機(jī)床系統(tǒng)提供支持不同操作工具。在操作和作業(yè)的過程中，使用的終端用戶能按照最初的設(shè)計方向，進(jìn)行模型的建立。并能搭建其參數(shù)化的加工模型，終端用戶能通過編輯的相應(yīng)參數(shù)對模進(jìn)行不斷的修改，進(jìn)而獲得最終的版本。UG系統(tǒng)軟件能夠提供便捷的操作方式，充分的集合了傳統(tǒng)機(jī)床加工和參數(shù)化。有些時候只有一個簡單的線框模型就足夠了，不需要構(gòu)建復(fù)雜的約束實體模型。不過，建模模塊在實際應(yīng)用的過程中，還提供了不同形式參數(shù)化建模形式，并具有傳統(tǒng)實體形式的建模能力，在應(yīng)用之后，能增強(qiáng)建模的簡便性和易操作性。（2）零件信息模型建立。零件信息模型建立模塊首先利用UG的CAD功能模塊完成零件造型。由于加工工藝設(shè)計需要加工工藝信息，而UG的CAD功能中不能實現(xiàn)在實體造型時加入加工特征信息，所以使用CAD功能擴(kuò)展把加工工藝信息以屬性的形式添加到零件模型當(dāng)中。CAD功能擴(kuò)展是通過UG軟件的二次開發(fā)功能實現(xiàn)的。零件信息模型是為加工工藝設(shè)計和刀具軌跡提供必要的零件信息，它是通過零件信息識別功能從CAD的零件造型和CAD功能擴(kuò)展提取出這些必要的零件信息的。零件信息識別是通過UG軟件的二次開發(fā)功能實現(xiàn)的。國內(nèi)外對于零件信息識別進(jìn)行了很多的研究，現(xiàn)在多數(shù)采用特征識別，特征識別要求CAD系統(tǒng)必須能夠進(jìn)行特征建?；蛘咄ㄟ^一定的特征識別算法來識別加工特征。特征識別在回轉(zhuǎn)體零件的識別上已經(jīng)有成功的例子，但它對非回轉(zhuǎn)體的識別還有一定的局限性，難以滿足零件信息處理的要求。（3）加工工藝設(shè)計。在使用先進(jìn)加工技術(shù)之后，能獲得機(jī)床加工數(shù)據(jù)，主要的方式以下兩種：1）在本系統(tǒng)的輔助下，利用創(chuàng)成的成型的工藝設(shè)計模式，得到工藝數(shù)據(jù)，在實加工的過程中可以自動的形成加工工藝。其先通過對將要加工零件屬性的識別，從這些信息中篩選出能支撐零件加工的信息模型，并作為工藝實際邏輯決策樹的依據(jù)，在加工之前，對工藝決策的可行性進(jìn)行推理。進(jìn)而生成工藝數(shù)據(jù)，主要以關(guān)系表的形態(tài)存儲到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。還提供了工藝修改的相應(yīng)功能，能對自動形成的工藝規(guī)劃予以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。2）自動編程模塊需要加工工藝數(shù)據(jù)，能從其它CAPP系統(tǒng)中讀取或手工輸入。工藝數(shù)據(jù)庫中包含了進(jìn)行工藝決策時使用到的工藝知識，這些知識可以使用數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行表示，如刀具、進(jìn)給量、切削速度信息等。工藝決策邏輯以決策樹的形式表現(xiàn)，決策樹包含工藝決策、工具選擇、切削用量選擇等知識，如確定工序、工步的內(nèi)容及順序的規(guī)則、選擇刀具、進(jìn)給量、切削速度的規(guī)則。加工工藝設(shè)計是基于工藝決策可以自動生成工藝規(guī)程，同時為了使整個系統(tǒng)有更強(qiáng)的實用性，對生成的工藝規(guī)程可以進(jìn)行修改，使生成的工藝規(guī)程更加合理。加工工藝設(shè)計模塊中的工藝決策雖然沒有采用專家系統(tǒng)型進(jìn)行推理，但在設(shè)計過程中，借鑒了許多專家系統(tǒng)的技術(shù)，如知識的表示、框架推理等，這樣使工藝決策的表達(dá)和描述都非常的方便和清晰。加工工藝設(shè)計模塊的工藝決策是基于框架推理以決策樹的形式進(jìn)行的，其過程包括確定毛坯、確定表面的最終加工方式、制定工藝路線、工藝設(shè)計等。（4）UG軟件編程加工。數(shù)控自動編程模塊從數(shù)據(jù)庫中提取零件信息模型、加工工藝設(shè)計所提供的信息，在建立毛坯模型、刀具模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)造UG的加工環(huán)境，應(yīng)用刀具軌跡決策自動完成刀具軌跡生成。然后進(jìn)行刀具軌跡仿真，在加工過程仿真無誤后，通過利用針對使用機(jī)床的后置處理文件輸出適合該機(jī)床NC代碼。1）刀具軌跡的自動生成。刀具軌跡的自動生成利用內(nèi)部接口，工工藝信息，包括加工工序、刀具信息、從加工工藝設(shè)計模塊中讀取加切削參數(shù)、加工方式、加工對象幾何體等，調(diào)用UG內(nèi)部函數(shù)設(shè)置加工環(huán)境配置和設(shè)置，創(chuàng)建操作對應(yīng)的程序，把從加工工藝設(shè)計模塊中讀取到的切削參數(shù)賦給操作對應(yīng)的切削參數(shù)選項，最后創(chuàng)建出刀具軌跡。2）刀具軌跡的切削仿真。對于已經(jīng)生成的刀具軌跡，可以進(jìn)行實體形式的切削仿真，讓用戶在圖形方式下更直觀地觀察刀具地運(yùn)動過程，以驗證各刀具軌跡參數(shù)設(shè)置的合理性。實體形式的切削仿真可以對工件進(jìn)行比較真實的模擬切削，通過切削模擬可以提高程序的安全性和合理性。切削仿真以實際加工的時間并且在不造成任何損失的情況下檢查零件過切或者未切削到位的現(xiàn)象，通過實體切削模擬可以發(fā)現(xiàn)在實際加工過程時存在的某些問題，以便編程人員及時修正，避免工件報廢。通過實體切削模擬還可以反應(yīng)加工后的實際形狀，為后面的程序編制提供直觀的參考。3）刀具軌跡的后處理。CAM過程的最終目的是生成一個數(shù)控機(jī)床可以識別的代碼程序。數(shù)控機(jī)床的所有運(yùn)動和操作是執(zhí)行特定的數(shù)控指令的結(jié)果，完成一個數(shù)控加工一般需要連續(xù)執(zhí)行一連串的數(shù)控指令，即數(shù)控程序。手工編程方法根據(jù)零件的加工要求按照所選數(shù)控機(jī)床的數(shù)控指令集編寫數(shù)控程序，直接輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中。自動編程方法則不同，經(jīng)過刀具軌跡計算出來的是刀位文件，而不是數(shù)控程序，因此，需要設(shè)法把刀位源文件轉(zhuǎn)換為特定機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控程序，輸入數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，才能進(jìn)行零件的數(shù)控加工。把刀位源文件轉(zhuǎn)換成特定機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控程序的過程稱為后置處理。
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ug數(shù)控編程教學(xué)篇5
1.1 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在高職實踐教學(xué)中的研究現(xiàn)狀
虛擬現(xiàn)實是人們通過計算機(jī)對復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實在技術(shù)、思想上有了質(zhì)的飛躍[1]。
虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)目前在國內(nèi)外發(fā)展較快，廣泛應(yīng)用于高校實踐教學(xué)、企業(yè)生產(chǎn)加工、醫(yī)學(xué)研究、軍事等領(lǐng)域，美國的虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)代表著行業(yè)領(lǐng)先水平[2]。
我國許多高校和研究機(jī)構(gòu)也已經(jīng)利用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)，開展教學(xué)和實驗實訓(xùn)方面研究與開發(fā)，廣泛應(yīng)用于高校的實踐教學(xué)，將會對其教學(xué)模式改革起到極大推動作用[3]。國內(nèi)的一些高職院校，將仿真技術(shù)軟件廣泛應(yīng)用于三維造型設(shè)計、數(shù)控模擬加工等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，收到了較好的教學(xué)效果。
1.2 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在高職實踐教學(xué)中應(yīng)用研究的意義
利用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)構(gòu)建一個虛擬的實訓(xùn)場所和學(xué)習(xí)場景，可減少高職院校因?qū)嵱?xùn)設(shè)備不足而產(chǎn)生的影響因素。通過進(jìn)一步整合教學(xué)資源，提高實訓(xùn)設(shè)備的利用率，提高學(xué)生學(xué)知識、練技能的濃厚興趣，提高實踐教學(xué)效果和學(xué)生的實踐應(yīng)用能力，具有深遠(yuǎn)的意義。
2 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在高職實踐教學(xué)中的研究內(nèi)容
2.1 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬設(shè)計實踐教學(xué)的應(yīng)用研究
傳統(tǒng)設(shè)計是設(shè)計者根據(jù)產(chǎn)品用戶的需要，將所設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)通過圖紙表現(xiàn)出來，經(jīng)過計算或者經(jīng)驗認(rèn)證后，再投入生產(chǎn)試制中進(jìn)一步檢驗其結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性與合理性。而虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在實踐教學(xué)應(yīng)用研究中主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
2.1.1 利用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)開展UGCAD模塊實踐教學(xué)的應(yīng)用研究
對于工業(yè)用戶，EON Professional帶有高端的CAD和3D數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊，它通過優(yōu)化，快捷地把各種CAD和3D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成EON格式。其基本模塊支持30多種格式，如AutoCAD，CADKEY，KGES，Maya，3ds max，LightWave，SOFTIMAGE 3D和SolidWorks等。此外，它還支持關(guān)鍵幀（key-frame）、自動常規(guī)校正、頂點縫合、幾何/平面削減、保持UV貼圖和紋理的情況下任意調(diào)節(jié)的組合貼圖。
我院機(jī)械類專業(yè)實施實體建模、特征建模和自由形狀建模三個模塊的實踐教學(xué)，使學(xué)生能夠方便地建立二維和三維線框模型、掃描和旋轉(zhuǎn)實體、進(jìn)行布爾運(yùn)算及建立表達(dá)式。掌握圓柱、圓錐、球、圓臺、凸墊及孔、鍵槽、腔體、倒圓角、倒角等命令的操作。能采用逆向工程，通過曲線/點網(wǎng)格定義曲面，通過點擬合建立模型。還可以通過修改曲線參數(shù)，引入數(shù)學(xué)方程控制、編輯模型。
2.1.2 利用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)開展MoldWizard模塊實踐教學(xué)的應(yīng)用研究
實施MoldWizard注塑模具設(shè)計模塊的實踐教學(xué)研究，要求學(xué)生能進(jìn)行中等復(fù)雜程度的注塑模具和冷沖模設(shè)計。掌握UG MoldWizard（注塑模具設(shè)計向?qū)В┑牟僮鹘缑?，熟練掌握?shù)字化裝配，中等復(fù)雜產(chǎn)品的分模、添加模架、鑲塊、滑塊、電極、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及選用各種標(biāo)準(zhǔn)件等有關(guān)內(nèi)容。
2.1.3 利用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)開展產(chǎn)品分析模塊實踐教學(xué)的應(yīng)用研究
以UG軟件為平臺，開展UG產(chǎn)品分析模塊的實踐教學(xué)研究，分析與探索產(chǎn)品模型受力、受熱后的變形。以模具企業(yè)設(shè)計崗位的崗位知識、能力、情感要求為課程目標(biāo)，以模具產(chǎn)品為項目載體，以Moldflow模流分析軟件為工具，按工作過程來設(shè)計教學(xué)活動、組織教學(xué)。使學(xué)生掌握基本CAE分析方法的基本過程，為將來工作中實際應(yīng)用提供必要的理論基礎(chǔ)。
通過模擬塑料的成型過程，可以找出產(chǎn)生這些缺陷的原因，再采取相應(yīng)的措施來避免。塑料在模具中的成型性能也因模具的澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑料的性能、成型的壓力和溫度不同而不同。通過使用CAE軟件分析，有助于讓學(xué)生懂得如何優(yōu)化其模具設(shè)計，使生產(chǎn)出來的塑件避免出現(xiàn)各種質(zhì)量缺陷，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計及選取合適的注塑工藝等。
通過模流分析軟件的模擬，可以很容易看到是否出現(xiàn)困氣問題，然后根據(jù)以上改善方法，擬定初步改善方案，用模流分析進(jìn)行模擬驗證，得出模流分析結(jié)果，對其進(jìn)行分析比較，這樣就能充分利用模流分析的虛擬模擬仿真，大大節(jié)省了試模成本，這就是模流分析之所以能夠得到越來越多人認(rèn)可的原因。
2.2 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬制造實踐教學(xué)的應(yīng)用研究
利用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)，了解UG CAM的加工類型和特點；掌握UG軟件在銑削加工方面應(yīng)用知識；熟練掌握UG自動編程的常用命令和基本操作；掌握零件自動編程的一般步驟，并能根據(jù)零件特點選擇合適的加工方法。
在CAM自動編程和數(shù)控加工中，運(yùn)用UG軟件的仿真功能對后處理程序進(jìn)行模擬，用UG數(shù)控仿真軟件對加工過程進(jìn)行仿真，檢查優(yōu)化其加工工藝的合理性，有效地提高機(jī)床的加工效率和模具加工質(zhì)量。
2.3 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬裝配實踐教學(xué)的應(yīng)用研究
在虛擬仿真實訓(xùn)室開展模具虛擬拆裝和裝配的實踐教學(xué)研究，包括進(jìn)行產(chǎn)品裝配建模、裝配路徑與順序的設(shè)計、零件裝配過程運(yùn)動分析等內(nèi)容。
通過虛擬實訓(xùn)室，開展模具結(jié)構(gòu)的拆裝實驗，模具成型過程的運(yùn)動仿真，模具知識的索引等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)研究。對UG軟件進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)出模具結(jié)構(gòu)認(rèn)知與虛擬拆裝軟件系統(tǒng)，完成典型模具的虛擬裝配等實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。
3 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在實踐教學(xué)中擬解決的關(guān)鍵問題
3.1 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在高職實踐教學(xué)中的應(yīng)用與研究，有效地避免了高校實驗實訓(xùn)設(shè)備不足的影響因素。學(xué)生通過虛擬實驗項目的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，減少其真機(jī)操作時出現(xiàn)許多失誤問題。
3.2 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在高職實踐教學(xué)中的應(yīng)用與研究，教師利用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)教學(xué)時，與實訓(xùn)室技師經(jīng)常切磋技藝、探討操作問題，提高了教師的實踐教學(xué)水平。
3.3 虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)在高職實踐教學(xué)中的應(yīng)用與研究，改變了學(xué)生被動學(xué)習(xí)的方式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、綜合實踐能力和高職實踐課堂教學(xué)效果。
4 結(jié)束語
ug數(shù)控編程教學(xué)篇6
關(guān)鍵詞：整體葉輪；UG；數(shù)控加工；工藝規(guī)劃；
0引言
葉輪類零件是一類具有代表性且造型比較規(guī)范的、典型的通道類復(fù)雜零件，其形狀特征明顯，工作型面的設(shè)計涉及到空氣動力學(xué)、流體力學(xué)等多個學(xué)科，因此曲面加工手段、加工精度和加工表面質(zhì)量對其性能參數(shù)都有很大影響。故葉輪的設(shè)計與制造密不可分。傳統(tǒng)的葉輪加工方法是葉片與輪轂采用不同的毛坯，分別加工成形后將葉片焊接在輪毅上。此方法不僅費(fèi)時費(fèi)力，且葉輪的各種性能難以保證。近年來，多軸數(shù)控技術(shù)尤其是五軸數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使得葉輪的整體加工成為可能并日益普及。
數(shù)控加工是CAD/CAM技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)之一，刀位軌跡規(guī)劃又是數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵。坯的制備、定位基準(zhǔn)及加工路線的擬定、刀具類型和切削參數(shù)的選擇，零件粗加工階段的刀軌規(guī)劃以及精加工刀軌等，是刀位軌跡規(guī)劃的重要內(nèi)容。由于葉片類零件的空間重疊區(qū)域大，在加工過程中需要對刀軸矢量等進(jìn)行控制。數(shù)控加工刀位規(guī)劃問題同所采用的刀具以及加工過程中曲面的成形原理密不可分。在不干涉的條件下加工任意復(fù)雜曲面，由于球面的點對稱性，僅需確定球心相對于設(shè)計曲面的位置，一般勿須考慮刀具的姿態(tài)，這就給刀位確定帶來了很大的方便。但是，球頭銑刀的切削速度隨著趨近刀底部而趨近于零，這時球頭銑刀相當(dāng)于擠壓被加工面，導(dǎo)致工件表面質(zhì)量惡化，而且在一次走刀下加工的帶寬較窄，嚴(yán)重制約了其加工的精度或效率。
本文以整體葉輪曲面造型及數(shù)控加工工藝研究等為核心內(nèi)容，結(jié)合數(shù)控加工過程中的外延內(nèi)容如幾何建模等技術(shù)，對整體葉輪的五軸數(shù)控加工進(jìn)行了較為全面的研究，借助UG完成了直紋面形式的整體葉輪幾何造型，并通過對整體葉輪在五坐標(biāo)數(shù)控加工工藝規(guī)劃進(jìn)行分析，采用等參數(shù)線法分別對葉片的背、腹面和流道面生成無干涉刀具路徑，并確定刀軸傾角、切削行距，并最終完成了葉片的數(shù)控加工仿真。
1.基于UG的整體葉輪曲面實體造型
基于UG的自由曲面造型功能，對提供的葉片原始數(shù)據(jù)文件進(jìn)行前處理，然后利用UG中基于NURBS建立的葉片型面的樣條曲線，構(gòu)造葉片空間型面，更精確的反映葉片的曲面形狀，有利于葉片的實際加工，葉輪創(chuàng)建的流程圖如圖1所示。
圖1葉輪創(chuàng)建流程圖
（1）創(chuàng)建樣條曲線創(chuàng)建了UG支持的數(shù)據(jù)文件后，打開UG建立一個新的part文件，從菜單欄中選擇：應(yīng)用建模命令，進(jìn)入建模狀態(tài)。導(dǎo)入數(shù)據(jù)文件，繪制樣條曲線。從菜單欄中選擇：插入曲線樣條命令，根據(jù)需要選擇擬合方式，把已生成的dat數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入，系統(tǒng)將按照數(shù)據(jù)繪制樣條曲線，如圖2所示。（2）通過曲線串生成葉片片體。從菜單欄中選擇：通過曲線組命令，系統(tǒng)將彈出對話框，分別選取已建的樣條曲線串，注意統(tǒng)一起始元素。（3）延伸片體。（4）采用通過曲面組和藝術(shù)曲面方法生成縫合面。（5）縫合曲面生成葉片實體。（6）生成輪轂曲線和裁剪曲線，UG 提供了兩種建立曲線的方式：一種是直接在三維建模方式下，一種是在草圖方式下。草圖中建立便于參數(shù)化，推薦用草圖建立。截面線串如圖3所示。
圖2 圖3
圖4 圖5
（7）建立輪轂回轉(zhuǎn)體，在菜單欄中選擇插入設(shè)計特征回轉(zhuǎn)命令，選擇所建的截面曲線作為剖面線串，創(chuàng)建輪轂回轉(zhuǎn)體，如圖4。（8）修整葉片與輪轂，通過定義基準(zhǔn)面和裁剪體，利用插入特征操作裁剪命令，裁掉多余的部分。（9）建立其他的葉片，因為葉片是圓周均布的，所以從菜單欄中選擇：編輯變換命令，選擇要復(fù)制的葉片，在角度文本框中輸入?yún)?shù)值360/n（n為葉片個數(shù)），連續(xù)復(fù)制n-1次，這樣就完成了n個葉片在輪轂上的均勻分布。（10） 建立整體葉輪到此時葉片、輪轂已經(jīng)建立完畢，但它們都是獨立的實體，因此，通過布爾和運(yùn)算把它們組合成一個實體，最終完成葉輪的三維實體造型，如圖5。
2.整體葉輪曲面加工仿真
在進(jìn)行數(shù)控加工編程之前，首先確定要使用的刀具。在UG/CAM中，通過專門刀具創(chuàng)建操作來確定刀具。在UG中確定刀具的方式有兩種：用戶自定義刀具和從刀具庫獲取刀具。本文在對螺旋槳零件進(jìn)行粗加工時選用了12mm的平銑刀，刀具長度75mm，刃長50mm，刀柄直徑為50mm，長度為20mm。粗加工過程中采用型腔銑（mill_contour）方法對流道進(jìn)行開粗，此方法開粗效率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定，所以選取平銑刀可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率與表面質(zhì)量。半精加工和精加工時選用了5mm的球頭刀，刀具長度75mm，刃長50mm，刀柄直徑為30mm，長度為20mm。由于在多坐標(biāo)加工中，球頭刀對于加工對象的適應(yīng)能力很強(qiáng)，而且編程與使用也較方便，所以本文選取了球頭銑刀。
零件粗加工采用層切法加工。在確定了切削區(qū)域后，接下來就是確定切削層，切削層選取從頂面下降到56mm深度的范圍，每層切削2mm。進(jìn)入UG的Cavity-Mill模板設(shè)定粗加工切削參數(shù)，包括加工余量、安全間隙、公差等加工精度參數(shù)，還包括進(jìn)給率、切削模式、切削類型、行距等。本文中的設(shè)置參數(shù)為：進(jìn)給率1200mm/min，切削模式選擇Follow Periphery，行距選擇刀具直徑的70%。在Cutting參數(shù)設(shè)置里選擇切削方向為Inward由毛坯外緣向內(nèi)銑削，開粗軌跡如圖6所示。
圖6 開粗軌跡 圖7葉背半精加工刀軌圖
半精加工流道面時由于想鄰葉片間的空間較小，在經(jīng)向上隨著半徑的減小通道越來越窄、紐角越來越大，刀具與加工葉片和刀具與相鄰葉片易發(fā)生干涉，刀位規(guī)劃約束條件比較多自動生成無干涉的刀軌較困難。經(jīng)過分析和試驗證明選擇曲面驅(qū)動方式刀軸采用插補(bǔ)方式，投影采用刀軸方式可生成質(zhì)量較高的刀軌，如圖7所示。
在對整體葉輪零件的粗加工和半精加工工序完成以后，接下來要進(jìn)行精加工工序。同樣選擇VARIABLE_CONTOUR可變軸輪廓銑模板，分別選擇葉輪葉片的葉背、葉腹和流道曲面為驅(qū)動幾何，切削模式同樣選擇直線銑削，類型為Zig-Zag，設(shè)置合理的參數(shù)后，葉輪精加工模擬顯示生成如圖8所示。
圖8 葉輪精加工模擬
3.結(jié)論
以整體葉輪曲面造型及數(shù)控加工工藝研究等為核心內(nèi)容，結(jié)合數(shù)控加工過程中的外延內(nèi)容如幾何建模等技術(shù)，對整體葉輪的五軸數(shù)控加工進(jìn)行了較為全面的研究，借助UG完成了直紋面形式的整體葉輪幾何造型，并通過對整體葉輪在五坐標(biāo)數(shù)控加工工藝規(guī)劃進(jìn)行分析，采用等參數(shù)線法分別對葉片的背、腹面和流道面生成無干涉刀具路徑，并確定刀軸傾角、切削行距，并最終完成了葉片的數(shù)控加工仿真。本文針對葉輪的三維造型所采用的技術(shù)處理方法進(jìn)行分析，對解決不同領(lǐng)域的類似問題也具有指導(dǎo)借鑒的意義。
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ug數(shù)控編程教學(xué)篇7
【關(guān)鍵詞】 模塊化案例教學(xué) UG 知識結(jié)構(gòu)
在高職的機(jī)械類專業(yè)中，UG課程是數(shù)控專業(yè)、模具設(shè)計專業(yè)以及機(jī)電一體化專業(yè)等的一門主干課程，主要用于設(shè)計和數(shù)控加工。該軟件具有知識覆蓋面廣，功能強(qiáng)大和實務(wù)操作性強(qiáng)等特點，所以對于高職的教學(xué)，有一定的困難。就目前情況來看，大部分高職院校都采用小軟件CAXA、Mastercam和Solidworks來代替該軟件，也有部分院校，已經(jīng)開設(shè)了這門課程，但教學(xué)效果不是很好。隨著制造業(yè)的CAD/CAM一體化技術(shù)的發(fā)展，UG作為一個集成化、全面、一體的軟件，給企業(yè)提供一個全新的解決方案，它在航天、航空、汽車、機(jī)械等制造領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛，所以找到一種行之有效的教學(xué)方法，是UG課程在高職教學(xué)中得到推廣的關(guān)鍵。
傳統(tǒng)的CAD、CAM 軟件的教學(xué)，都是教基本菜單的使用，和使用環(huán)境相脫節(jié)。而對于UG 的教學(xué)，運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，已不能達(dá)到理想的教學(xué)效果，因為UG軟件是一個功能強(qiáng)大，應(yīng)用靈活的軟件。如果只教基本菜單的話，學(xué)生在具體的實踐中，面對大量的菜單，不知如何下手、如何運(yùn)用，效果不佳。那么怎樣把這樣一個功能強(qiáng)大的軟件教給學(xué)生，并讓學(xué)生靈活應(yīng)用，采用模塊化的案例教學(xué)。
模塊化的案例教學(xué)
UG軟件使用最頻繁的基礎(chǔ)模塊可以分為設(shè)計、制圖、裝配和加工四個模塊，各個模塊之間獨立性強(qiáng)，每一個模塊都功能強(qiáng)大，它不像其他小軟件是級聯(lián)式的菜單， UG軟件大部分菜單已經(jīng)可視化，要根據(jù)具體的要求進(jìn)行選擇性會話，這是UG軟件的使用難點之一。同時UG軟件中有很多方法和理論很難理解，這是它的使用難點之二。難點之三：由于UG是目前市場上功能最為齊全的產(chǎn)品設(shè)計和加工的軟件之一，要想熟練掌握UG各個模塊的使用，需要長期的實踐，同時對使用者的資質(zhì)要求很高。高職教學(xué)為了解決這樣的矛盾，在具體教學(xué)時，各個專業(yè)以夠用為度的原則，根據(jù)專業(yè)的偏重點不同，進(jìn)行模塊選擇。比如數(shù)控專業(yè)，偏重于設(shè)計和加工模塊，而模具設(shè)計專業(yè)則偏重于設(shè)計、制圖和裝配模塊。教師把每一個模塊的理論知識和技能的學(xué)習(xí)，通過精心策劃，細(xì)分到各個案例中，以案例的學(xué)習(xí)帶動理論知識的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，在掌握技能的同時，起到舉一反三、融會貫通的效果，同時也為后續(xù)的職業(yè)遷移奠定了一定的基礎(chǔ)。這就是UG軟件所采用的模塊化的案例教學(xué)。
案例的選擇
高職UG課程與傳統(tǒng)的普通課程不同，它目標(biāo)很直觀，以崗位需求為導(dǎo)向，同時注重時效性和及時性，所以在設(shè)計案例時，應(yīng)以提升學(xué)生實際操作能力為中心，將學(xué)生要掌握的每個模塊的知識點列出來，并將這些知識點按照一定的原則進(jìn)行分類排序，以就近的原則（知識點相近時放到一起），以由淺入深的、由簡單到復(fù)雜、由個別到系統(tǒng)的原則來設(shè)計案例。案例大部分來源于企業(yè)，具有新穎性、針對性，難易適度。所選擇的案例要承上啟下，形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。有時還要對案例進(jìn)行一定的修改，以適合于教學(xué)，或者對案例進(jìn)行分解，分階段教學(xué)。
模塊化案例的教學(xué)過程
教學(xué)的過程是整個教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)進(jìn)行的好壞，是整個教學(xué)成敗的關(guān)鍵。教學(xué)時，每一講要有教學(xué)重點和難點，讓學(xué)生一開始就知道這節(jié)課的目的。案例教學(xué)的過程可分為五個階段。
1.案例結(jié)果的演示
在進(jìn)行案例的演示時，根據(jù)每一講的知識特點，演示的方法不同目的不同。方法一：以例引理型，通過案例的演示，先看到結(jié)果，使學(xué)生建立感性認(rèn)識，并激發(fā)其求知欲。在演示的過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生對實例進(jìn)行分析，促使學(xué)生對其中的基本理論進(jìn)行思考，為后續(xù)的講解操作打基礎(chǔ)。方法二：給案例設(shè)置疑問，通過對案例錯誤結(jié)果的演示，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并思考如何尋找問題和解決問題。方法三：對比案例， 通過演示案例的不同結(jié)果，使問題由易到難，不斷補(bǔ)充。在具體的教學(xué)過程中，要根據(jù)所教知識點的不同，靈活運(yùn)用這三種方法。
2．案例的講解與操作的實現(xiàn)
在案例的講解過程中，以案例為主線，將操作過程所用到的理論知識做成課件，將其穿插到案例合適的位置，進(jìn)行分析、講解，讓學(xué)生在理解基本理論和原理的同時，也強(qiáng)調(diào)了對學(xué)生實際操作能力的提升。在操作時，教師帶著學(xué)生做，要求講解清晰、步驟明確，教練結(jié)合，邊學(xué)邊做，以學(xué)生為活動主體，使“教、學(xué)、做”三位一體，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。
3．總結(jié)、復(fù)習(xí)
在每節(jié)課案例的講解與操作實現(xiàn)之后，應(yīng)對所學(xué)內(nèi)容總結(jié)、復(fù)習(xí)，以加強(qiáng)記憶，并對有疑問的學(xué)生進(jìn)行答疑，這也是教學(xué)的重要一環(huán)節(jié)。
4．案例的模仿與擴(kuò)展
教學(xué)的最后環(huán)節(jié)，拿出新的教學(xué)案例，讓學(xué)生自己做，教師進(jìn)行指導(dǎo)。等學(xué)生掌握到一定程度，教師可進(jìn)一步對其引申和擴(kuò)展。
5．案例的評價
健全的考核評價方式是確保案例教學(xué)取得實效的保障，對于這門課的考核，由四部分組成，平時考核、階段測試、最后的答辯和現(xiàn)場操作，重點考核的是學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，和綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。即學(xué)習(xí)有多少轉(zhuǎn)化為了行為，這是評價的關(guān)鍵。教師還要對畢業(yè)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，追蹤、衡量學(xué)習(xí)效果，及時修整和提高教學(xué)效果。
UG課程模塊化案例教學(xué)的要求
1.把握好案例教學(xué)的宗旨 講案例的目的是為了明白理論掌握技能，案例是以理論為依托的。從頭到尾僅將案例做出來，沒有了分析、講解，這是為案例而案例的教學(xué)方式。所以不能為了講案例而削弱了課程的理論性。
2.要有相對應(yīng)的教材 現(xiàn)在大部分教材是以理論知識的邏輯結(jié)構(gòu)為順序編排的教材，而案例教學(xué)，它是以能力為導(dǎo)向，以技能結(jié)構(gòu)的邏輯為順序，所以知識點的編排順序是不同的。如果使用原有教材，不利于教學(xué)和學(xué)生的日后復(fù)習(xí)和鞏固，所以要編寫和模塊化案例教學(xué)相對應(yīng)的教材。
3.進(jìn)行校企合作 根據(jù)企業(yè)的需求來選擇教學(xué)模塊和具體的案例，和企業(yè)零距離接觸，這對于職業(yè)院校來說是非常有利的，不僅提高了學(xué)校的教育質(zhì)量，而且對于學(xué)校的專業(yè)發(fā)展、師資建設(shè)、課程改革等都非常有幫助，同時也為企業(yè)培養(yǎng)了最合適的人才。
4.要有雙師型教師 案例教學(xué)，需要教師有豐富的實踐經(jīng)驗，對案例的操作非常熟悉，同時能解決各種操作中的突發(fā)事件，并能恰當(dāng)將理論穿插到案例中，合理地將理論和實踐相結(jié)合。
5.要有課程設(shè)計或和實訓(xùn)相結(jié)合 軟件學(xué)完了，如何運(yùn)用這是最為關(guān)鍵的一步。學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)完該軟件后，要獨立做一個課程設(shè)計或在實訓(xùn)中進(jìn)行具體的運(yùn)用，對所學(xué)知識和內(nèi)容進(jìn)行鞏固和消化，同時也為學(xué)生將來走上工作崗位打下一定的基礎(chǔ)。
6.硬件配置 要有多媒體教室，并配有電腦、投影儀等基礎(chǔ)設(shè)施。隨著VCD、錄像機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的使用，課堂的教學(xué)將更加豐富和靈活。
結(jié)束語
通過研究和長期的實踐，這種教學(xué)方法具有四方面的優(yōu)勢：一是目的明確，效果明顯，并和工廠零距離接觸。二是教和學(xué)在整個教學(xué)過程中配合得相當(dāng)和諧。三是變被動灌輸為啟發(fā)求知，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。四是跟蹤教學(xué)效果，及時總結(jié)教學(xué)過程中優(yōu)缺點。此方法不但適合于UG課程的教學(xué)，也適合于任何大型的CAD/CAM/CAE 軟件的教學(xué)。
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ug數(shù)控編程教學(xué)篇8
關(guān)鍵詞：UG CAM；后處理；TCL語言；數(shù)控程序
中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
UGNX/POSTBUILDER擴(kuò)展了TCL語言，下面代碼會涉及到一些擴(kuò)展命令，這些命令是以MOM或mom開頭的，以適應(yīng)一些UGNX/POSTBUILDER中的特殊用途。例如調(diào)用和輸出在加工過程中的工藝參數(shù)、操作文件等。在UGNX/POSTBUILDER中仍然可以使用TCL語言，具體方法是在用戶命令中使用TCL語言來實現(xiàn)用戶功能更擴(kuò)展，這就是本文研究的功能能夠?qū)崿F(xiàn)的基礎(chǔ)。
1 自動添加符合要求的程序頭
在平時的UG程序編制中，幾乎每個程序都會遇到的問題就是：程序頭的修改。因為車間機(jī)床系統(tǒng)的多樣性，使得每個機(jī)床系統(tǒng)都需要對應(yīng)不同的程序頭才能使程序正確的讀入到機(jī)床中。而UGNX/POSTBUILDER中只能輸出較為簡單的程序頭，比較復(fù)雜的程序頭實現(xiàn)很困難，這樣編程人員的工作無形中增加了給程序修改程序頭的工作，而且?guī)缀趺總€程序都要修改，這樣既浪費(fèi)時間，又容易出錯。
下面以制作西門子 802D系統(tǒng)的程序頭及結(jié)尾后處理文件為例，首先，在802D系統(tǒng)中的正確識別的程序頭及尾部格式是：
%_N_1000_MPF
；$PATH=/_N_WKS_DIR_/_N _PREDATOR_WPD
N001 G40 G00 G90 X0 Y0 Z200.
……
M30
由以上格式可以看出，如果僅僅用UGNX/POSTBUILDER自身更改程序頭的辦法只能是將“%_N_1000_MPF”這些字符強(qiáng)制輸入到程序中，而且對于與文件名相對應(yīng)的字段“1000”，則不能更改。即使可以輸出程序，也需要對生成的程序進(jìn)行修改。另外第二行中的“$”符號，本身具有特殊含義，也不能將它直接加入到程序開頭部分。顯然，這樣無法滿足機(jī)床對程序的要求。其實利用TCL語言就可以很輕松的實現(xiàn)這個功能，而且可以根據(jù)不同的文件名，操作名而改變其對應(yīng)的頭文件部分的，使生成的程序與文件名保持一致。對應(yīng)802D的程序頭，其TCL語言代碼如下：
global mom_output_file_basename
set a $mom_output_file_basename
set b %_N_
set c _MPF
mom_output_literal “$a$b$c”
mom_output_literal {；$PATH=/_N_WKS_DIR_/_N _PREDATOR_WPD}
將上述代碼在UGNX/POSTBUILDER的Program&ToolPath標(biāo)簽下的Custom Command下建立一個新的命令，將新命令插入到后處理程序的頭部位置，并將原來包含“%”的塊替代，生成的程序如圖1，與原來的默認(rèn)生成的程序的對比：
通過前后程序的對比可以看出，生成的程序?qū)⒏鶕?jù)輸入的名稱不同而改變相應(yīng)的字符，這樣的程序無需再頻繁的復(fù)制粘貼程序頭，大大節(jié)省了下發(fā)程序的時間。
2 程序走刀時間輸出
可以看出，只要在UG軟件中提供了我們所需要的對應(yīng)信息的變量值，我們就可以將這個值通過TCL語言，將這個值輸出到程序中，供編程和操作人員參考。
程序的走刀時間在生產(chǎn)上起到重要作用，無論是排產(chǎn)還是提高效率，零件的加工時間都是不錯的參考。而走刀時間最準(zhǔn)確的方法就是直接記下機(jī)床走刀的時間，但是，車間生產(chǎn)任務(wù)繁重，不能一一測試，那么UG中能不能給我們計算出時間來呢？答案是肯定的，這個信息也在UG中有著對應(yīng)的變量，它就是“mom_machine_time”。將它在程序結(jié)束（End of Program）中插入，可以對程序切削時間進(jìn)行統(tǒng)計，并在結(jié)尾輸出。實現(xiàn)該功能的代碼如下：
編制模型文件時，有時需要對不同工序，或者不同狀態(tài)進(jìn)行建模，這樣，程序輸出時會產(chǎn)生混淆，不易判斷是那個模型文件輸出的程序，一旦混亂，后果將不堪設(shè)想。如果生成的程序可以自己將源模型文件的位置及文件名指定好，那么產(chǎn)生錯誤模型二次輸出程序的幾率將大大減少，而且對于反復(fù)編程的研制零件來說，模型統(tǒng)一意味著不但程序生成的快，而且易于在原程序基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，提高效率。實現(xiàn)代碼如下：
結(jié)語
通過TCL與UGNX/POSTBUILDER結(jié)合的二次開發(fā)，解決了困擾實際工作的一些問題，相信對今后減少程序編制中的失誤，提高編程效率，正確向操作人員傳達(dá)關(guān)鍵信息等有著重要的意義。在這次對TCL語言的研究中，自己不僅對TCL語言的運(yùn)用有了一定了解，還對建立UG后處理的過程有了更深入的認(rèn)識，將UG這個工具軟件更好的服務(wù)于技術(shù)及生產(chǎn)。
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