实践教学中的Delcam系列数控软件

　　一、前言

　　数字控制技术作为先进制造技术的重要组成部分，已被广泛应用于当前的加工制造业中，并为机械制造业带来了革命性变化，同时它也是制造业实现自动化、柔性化以及集成化生产的技术基础。计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制 造(CAM)和计算机集成制造(CIM)等都是建立在数控技术之上。数控技术不仅是提高产品质量、提高劳动生产率以及缩短产品生产周期的重要手段，也是体现一个国家综合国力水平的重要标志。因此，作为培养高级应用型人才的各高等院校，纷纷投入大量的财力、物力和人力，加强实践教学环节的软硬件建设。我校作为以工科为主的综合性高等院校，为了培养素质高、综合能力强且实践基础扎实的应用型本科人才，工程训练中心购入了大量的数控设备作为硬件支撑，同时为了加强实践方面的理论教学，经多方调研，选择了功能强大、应用面广且加工策略丰富的Delcam系列软件作为CAD/CAM教学工具。该软件具有模块丰富、简单易学以及全程无过切等特点，非常适合目前多数本科院校实践教学环节时间短、任务重条件下的 教学需要。下面，结合近几年我校在数控实践教学中使用该软件的一些经验体会， 谈谈该软件的一些特点。

　　二、软件模块

　　我们购置的Delcam系列软件主要包括：PowerSHAPE、PowerMILL、FeatureCAM和Exchenge。其中，PowerSHAPE是一套优秀的CAD设计建模软件，主要功能有线框造型、曲面造型和实体造型等，它与PowerMILL软件无缝连接。CAM部分包括数控车、数控铣两个主要模块，FeatureCAM 主要用于数控车削加工，与其他数控车 CAM软件相比，FeatureCAM具有世界领先的一键自动特征识别技术和交互式特征识别技术，能自动智能识别型腔、凸台、孔及倒角等加工特征，学生只需按界面顺序操作，即可生成NC加工程序，易学、易用且直观是其最突出特点，非常符合学校教学的要求。PowerMILL主要用于数控铣削加工，是Delcam公司开发的专业化高速铣削加工软件。该软件可在计算机上进行毛坯设置、刀具生成、加工参数设定、粗精加工策略生成、与机床加工完全一致的路径模拟以及NC程序自动生成等特点。同时，在生成刀具路径过程中，其智能化过切保护、刀柄与工件卡具间的碰撞检查，以及优化的赛车线计算方法等突出特点，使其成为基于智能的数控编程软件行业中的领跑者，其独有的专业化高速加工策略成为高速铣削数控编程软件的首选之一。

　　目前，应用型本科院校的实践教学普 遍存在时间紧、环节多且任务重等特点， 而且现在大学生的计算机基础普遍较好， 采用Delcam系列软件作为数控实训CAD/CAM 教学的基本工具，可在有限的时间内比较 好地实现建模、刀具路径生成、模拟仿真 和NC程序自动生成等系列教学环节，学生 非常容易理解，学习的主动性自觉性普遍得到加强，在我校的实践教学应用中，很 多学生能在2周的数控实习中自行设计加工 出比较复杂的三维曲面类数控铣零件以及 带有螺纹、圆角或阶梯状的轴类零件。

　　三、Delcam系列软件主要功能特点

　　1.易学易用

　　在实践教学中我们发现，当学生掌握了手工编程基础后，学习4~6个学时的FeatureCAM软件，大多数同学都可独立进行绘图编程，同学们经过分组讨论研究以及老师的简单指导后都能加工出典型零件。PowerSHAPE和PowerMILL软件在机械类学生中设置了大约10个学时左右的理论学习时间，同学们就能够较好地掌握从模型绘制到NC程序生成的整个环节，非常适合在目前时间紧、任务重的条件下，应用型本科的实践教学情况。在教学实践中，学生的车铣加工模型，如图1、图2所示。

　　2.售后服务、技术支持

　　目前，国内众多企业和高等院校使用该公司的软件，如一汽集团、哈飞集团、东风汽车集团、成飞集团、上海大众、清华大学、上海交通大学、吉林大学以及长春工程学院等，该软件的市场占有率很高且易于使用，使得学生就业后不用学习新软件，到工厂后可以直接上岗。Delcam公司的售后服务网点遍布全国，向正版用户提供24小时响应的技术培训、咨询服务以及定制升级等全方位的贴身服务。

　　3.利用PowerMILL软件对手工编程进行校验

　　学生手工编写零件加工程序是数控实践教学的重要训练内容之一，也是学生学习自动编程的基础。作为未来高技能数控技术人才，学生不仅是数控技术的应用者，更应该是数控技术的探索者开发者，因此手工编程的训练必不可少。但是，针对同一个训练零件，学生编写的程序则会多种多样，在机床上模拟时有些错误不易发现，也给老师批改、检查带来了很大不便。不但影响了学生的学习兴趣，也在一定程度上限制了实际动手能力的训练，这一难题在PowerMILL中得到了很好的解决：只要将NC代码输入该系统，通过加工轨迹校验模拟，就会直观地仿真出NC程序的结果。

　　4.利用PowerMILL对三维复杂型面模型自动编程

　　对数控铣削而言，针对复杂型面和模具，利用CAD/CAM技术实现自动编程是先进制造技术的主要内容之一，也是应用型本科数控实践教学的重要实训内容。借助Delcam软件中的PowerSHAPE和PowerMILL 两个模块，可以非常好地解决上述问题。PowerSHAPE具有强大的CAD绘图功能，能够绘制曲面和实体相结合的复杂三维零件模型，学生也可以根据自己的情况选择 其他的CAD软件绘图，借助Exchenge强大的接口能力，读入各种CAD模型数据，该接口能与现有许多主流CAD/CAM软件进行数据交流。

　　PowerSHAPE中尤为突出、同时也是其他CAD软件没有的功能，便是坐标系的设定。此功能可以在任何模型中准确地找到上表面中心点、正中心点和角点等位置，并放置坐标系，为模型在PowerMILL中的加工作铺垫。

　　PowerMILL具有强大的加工功能，其主要特点如下。

　　(1)为用户提供全面完善的加工策略，协助用户产生最佳、高效的加工方案。软件能够根据模型尺寸自动计算毛坯，提供了偏置区域清除模型、轮廓区域清除模型以及平行区域清除模型等多种粗加工方法，还提供了等高精加工、最佳等高精加工、参考线精加工和三维偏置精加工等十几种精加工方法，并对模具、复杂型面等模型提供了多种清角加工策略。

　　(2)具有特色的加工模拟仿真功能。 可对计算机生成的刀具路径和NC程序进行 生动、直观且准确的模拟仿真加工，进一 步对下刀、切削以及提刀等走刀路线和程序代码进行验证。在模拟仿真过程中，可随时调整模拟速度，以方便观察某些加工细节，在仿真过程中还可以检查刀柄、刀具与毛坯的干涉情况，可有效避免加工过程中碰撞的产生。

　　(3)软件开放性强，后置处理功能强大。后置处理程序能够匹配市场上各种主流数控系统，如SIEMENS、FANUC和OKUMA 等。开放灵活的后置处理程序，可针对机床所用数控系统的特点、插补方式以及刀具半径补偿情况，生成单独的机床后置处理程序。应用此程序对软件生成的刀具路 径可直接生成NC代码，此代码可在记事本、写字板等常用字处理软件中进行编辑和阅读。学生可以通过计算机DNC在线或存储卡的方式，对编辑好的代码在车间机床上进行加工，将理论学习与实际加工训练有机结合起来，不但增强了学生实习的感性认识，也充分锻炼了学生的综合实践能力和团结协作精神。

　　5.FeatureCAM经验丰富的“知识加工”特点

　　FeatreCAM软件中建有完善的材料库、刀具库和工艺参数库等数据库文件， 这些库文件把几十年的客户化经验都溶入到了软件的机械加工库中，用户也可根据自己的实际需要添加和修改各种库文件内容，使得数控车削的实际操作教学变得非常直观。学生们能够借此机会将专业课中学到的工艺知识与实际加工有机结合起来，普遍反映效果很好，学生们的学习热情也很高。

　　6.促进指导教师业务水平的提高

　　搞好本科院校的数控实践教学任务是项系统工程，努力提高教师的业务水平，不断增强教师的教学、生产和科研能力是其中的重要内容之一。Delcam所有软件产品都在实际生产环境中经过了严格测试，其操作过程完全符合数控加工的工程概念，编程操作的难易程度与零件的复杂情况无关，教师通过一些具有代表性的典型零件的加工，可以在短时间内掌握软件各个环节的高级应用，以便很好地满足教 学、科研和加工的实际需要。

　　四、结束语

　　我院自2007年在机械类专业数控实践教学中开设CAD/CAM课程以来，一直使用Delcam软件教学，这对高技能、复合型人才的培养和工程应用能力的训练起到非常重要的作用。

　　近几年，我校已有上百名在校学生通过了理论与实际操作的双重考核，取得了劳动和社会保障部颁发的数控车、数控铣CETTIC资格证书，他们中的许多人毕业后工作在制造企业的生产一线，表现出了很强的专业水平和实践能力，得到了企业的好评。另一方面，我中心以我院的教学改革 为契机、以数控实训教学基地为平台，在全院广泛开展了数控课外学习小组和不定期举办数控技能大赛等活动，结合Delcam软件简单易学、模块丰富以及功能强大等特点，在各项活动中积极推广软件的使用，充分调动学生学习数控技能的主动性和积极性，并积极鼓励学生参加省和国家级各种数控技能大赛，且都取得了很好的成果。