工程训练中数控激光切割技术的探索与实践

　　摘要：数控激光切割技术在现代先进制造业中的应用愈来愈广泛。旨在把数控激光切割技术引入高等教育工程训练教学中,着重分析数控激光切割技术应用于高等教育工程训练过程的必要性,阐述数控激光切割技术在工程训练中的主要教学内容和主要流程,以及其关键技术。数控激光切割技术在工程训练中的应用将大大激发学生的自主创新能力和意识,提高学生的加工制造能力,一方面为参加各种技能大赛和创新创业大赛提供技术上的支撑,另一方面,也更好地满足现代制造业对本科生数控加工技能的需求。

　　关键词：数控; 激光切割; 工程训练;

　　《中国制造2025》明确指出制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之路、强国之基。先进制造技术在制造业领域具有举足轻重的地位,而培养具有工程实践能力和创新精神的高素质应用型工程技术人才是有效实施《中国制造2025》国家战略,助推制造业转型升级的关键因素,各高校将责无旁贷地肩负起这个重要的历史使命。数控加工技术是现代社会工业化发展的重要标志,现代先进制造业对数控技术上的依赖性也不断增加。各高校的工程训练中心作为高等教育实践教学的主阵地,以培养学生的综合能力和实践创新能力为主要任务,在现有数控加工技术,例如:数控车、数控铣、数控加工中心、数控线切割等的基础上,引进高精度、模块化设计、高效低耗的数控激光切割技术,学生通过利用数字控制技术(CNC),实现机床的远程控制,完成对不同种类和不同复杂程度零件的无接触式加工制造,大大减少了学生因操作不熟、经验欠缺等带来的制造精度缺失,甚至人身伤害,同时,也激发了学生的自主创新意识。

　　1 数控激光切割应用于工程训练的必要性

　　数控激光切割技术是将传统的切割技术和现代数控技术相结合的一种先进制造技术,同时不但传承了传统手工切割灵活自如的操作特点,而且又提高了传统手工切割的精度和效率。数控激光切割技术实践教学的对象主要是机械类专业学生,学生在掌握了数控车、数控铣、数控线切割等数控加工技术的基础上,进一步学习数控激光切割技术的设备组成、软件操作以及设备操作与调整。通过数控激光切割技术的掌握,学生具备了设计造型、数控编程、仿真模拟、切割加工中等难度零件的制造能力,为学生参加一系列的技能大赛和创新创业大赛提供加工技术上的有力支撑,同时,引导学生的制造意识从传统加工向先进制造技术过度,更好地适应毕业后进入先进制造的大环境,满足市场对大学生综合能力的需求。

　　2 数控激光切割技术实训内容与流程

　　激光切割技术工程训练实训内容主要包括:数控操作系统以及机床设备基本操作、软件操作学习、仿真模拟加工,实体加工操作等。激光切割技术工程训练实训教学中,为了充分调动学生积极性,学生在数控切割的图形设计上具有一定的自主权,可以是专业的制造图纸,也可以是较为生活化的工艺作品。为了保证加工的可行性和安全性,先进行软件模拟仿真加工,通过模拟加工后,才能传输程序,控制机床进行切割加工。其加工流程主要包括:

　　图形设计与绘制;图像轮廓提取;几何建模造型;工艺分析、刀具选择、刀具路径规划;数控编程,生成NC程序;程序校验;模拟仿真加工;实体切割加工;零件检验。

　　3 数控激光切割技术的关键技术

　　3.1 切割模型的建立

　　模型的选择直接影响最终的切削加工性和加工精度,切割模型应尽量选择模块化和标准化设计,有利于简化加工程序、改善加工难易程度。

　　3.2 刀具路径的规划和选择

　　合理选择刀具路径可以大大提高切削加工的效率以及加工零件的成品率,降低路径重复切割造成的能耗。

　　3.3 后处理技术

　　将经过仿真模拟的数控程序依靠后处理技术,精确有效控制机床运行加工,这是数控程序和实际加工之间的桥梁,后处理技术的有效合理利用,是实现远程操作的有效保障,在参数选择、工艺路线和方法等方面都要做到合理有效。

　　4 结语

　　数控激光切割技术在工程训练中的应用与实践,从构思、设计图样、编制程序、后处理、仿真模拟到实际加工,都由学生独立完成,设计的多样性和生活化大大提高了学生的积极性和创新热情,将有效提高学生的自主创新意识和能力,提高学生数控切割加工的技能,具备中等复杂程度零件的切割加工技术,为参加各类技能大赛和创新创业等大赛提供技术上的支撑,同时,使得在校本科生较好地认识了现代先进制造业的工程大背景。通过数控激光切割技术的推广,引导学生的制造意识从传统加工向先进制造技术过度,更好地适应先进制造的就业大环境,实现与先进制造加工的无缝对接。学生的实践综合能力的较大改善,将会大大缓解现阶段就业压力大、就业难度大的现状,建立良性循环的长效机制,实现学校和企业的双赢。

　　参考文献

　　[1]蒋海燕,王国超,饶玉梅.工程训练数控实训教学改革与实践[J].教育教学论坛,2018(10):134-135.

　　[2]杨宏亮.基于先进制造技术的工程训练中心建设[J].中国现代教育装备,2016(5):21-24.

　　[3]武强强,武乐强,沈亮灯.数控雕刻在工程训练教学中的探索与实践[J].实验技术与管理,2018(4):183-185.

　　[4]刘翔,夏绪辉,龚园.提升大学生创新能力的途径:以工程训练为例[J].高教论坛,2015(9):78-81.

　　[5]张亚龙,杨超繁,冷星环,等.数控雕刻在工程训练教学中的应用与探索[J].科技经济导刊,2019,27(12):146-147.