【正文】 工業(yè)出版社 2021 [2] 史國生控制與可編程控制器技術(shù) [M]北京化學工業(yè)出版社 2021 [3] 廖常初可程控制器的編程方法與工程應用 [M]重慶重慶大學出版社2021 [4] 江志鋒編程控制器原理與應用 [M]西安西安電子科 技大學出版社 2021 [5] 丁煒編程控制器在工業(yè)控制中的應用 [M]杭州化學工業(yè)出版社 2021 [6] 圖解 PLC 控制系統(tǒng)梯形圖和語句表 [M]北京人民郵電出版社 2021 [7] 從入門到精通 三菱 FX2N PLC 技術(shù)與應用 [M] 北京人民郵電出版社2021 英文翻譯 發(fā)明一種新的有利于 CADCAM 行業(yè)的計算機用戶的范疇 Kean 大學工程技術(shù)系穆罕默德博士 美國新澤西州 07083 莫里斯大街 1000 號 摘要 計算機系統(tǒng)尤其是計算機輔助設(shè)計計算機輔助制造的工作范疇劃分為用戶操作者和編程者管理員盡管 廣義的進行了分類但是在工業(yè)顧問和工程公司工作人員都需要操作計算機輔助設(shè)計和制造系統(tǒng) 從更長遠的角度考慮我們有很多發(fā)明一種新的重要的計算機系統(tǒng)用戶范疇的理由這些理由是計算機系統(tǒng)應用的高速增長效率和生產(chǎn)力增加的要求和現(xiàn)存系統(tǒng)發(fā)展的需要 這篇文章是一個初步調(diào)查探究新技術(shù)用戶的需要認可和和定義單一用戶的主要特征最后提供一些科學的試驗來證明聰明的用戶能獨立的使用此項技術(shù) 1 簡介 當今工業(yè)已經(jīng)具有采用 CADCAM 系統(tǒng)自動或部分自動設(shè)計和制造的特點 作為歷史背景計算機輔助繪圖和設(shè)計 CADD已在 50年代中期美國空軍救援軍用 雷達系統(tǒng)中進行了介紹并且由 60 年代早期 Ivan Sutherland 發(fā)明的畫板加速了其發(fā)展最初 R 和 D 為 CADCAM 付出了很多并且要求高資金投入這也需要廣泛的培訓和尖端的硬件和軟件這些對于小公司來說是不具備的 20 世紀 70 年代末 80年代初很多公司意識到了 CADCAM 對于他們公司未來的重要性他們做了極大的努力去設(shè)計執(zhí)行和整合計算機系統(tǒng)尤其是把 CADCAM 做為主體結(jié)構(gòu)的所有公司 持續(xù)發(fā)展的 CADCAM 硬件和軟件的影響對典型的用戶有著極大的影響早期的CADCAM系統(tǒng)的用戶是自己培訓的現(xiàn)在的用戶必須通過為期 12個月的專 業(yè)標準培訓才允許他們專業(yè)從事 CADCAM 行業(yè) 本文的主要目的就是對 CADCAM 用戶進行分類并介紹一種新的由聰明的用戶命名的用戶范疇另外做過的一些科學性的試驗證明了新的用戶范疇事實上是獨立的范疇這一研究將有另一個階段這一階段中與之有聯(lián)系的行業(yè)將有可能參與調(diào)查中遇到的各種各樣的問題并得到他們的反饋和意見 圖 1 顯示了建議的 CADCAM 分類工作和在用戶階段的工作編程器部分留待將來研究如圖示用戶部分分為三個項目用戶超級用戶和有才智的用戶 在這篇文章中每個用戶項目都將被討論并將焦點集中描述在有才智的用戶項目中 2CADCAM 用戶 CADCAM用戶有時叫操作者代表 CADCAM工作市場的主流工作在這一領(lǐng)域的人可以預訓重修甚至成為更高級的專業(yè)人才個人的項目代表著 CADCAM 工作市場的主體公司檢驗職工最有效的方法是看他們在日常工作中所起到的作用 2． 1 超級用戶 一個超級用戶用用戶來定義也就是說對于用戶項目來說他們是單一的特定的項目他們完成一些額外的重要的任務(wù)例如檢查全面的工作檢測推薦方法系統(tǒng)專用化等等 個人項目的需要始于它總是要求系統(tǒng)用戶不僅知道如何操作此系統(tǒng)還要對計算機系統(tǒng)領(lǐng)域的應用具有專業(yè)水平這一事實 2． 2 有才能的用戶 有才能的用戶這一工作項目作為操作者和編程者的媒介存在對于這一項目的需求始于編程者需要用戶提供現(xiàn)存的系統(tǒng)的指令和反饋以促進發(fā)展而用戶需要編程者和系統(tǒng)分析以改進他們對 CADCAM 的理解和應用這一事實因此有才能的用戶是在系統(tǒng)設(shè)計中有過培訓和背景的 CADCAM 用戶一個有才能的用戶有如下特點 1 在操作 CADCAM 系統(tǒng)方面非常有才華 2 積累了相當?shù)闹R既可以在應用領(lǐng)域進行教授又可以進行實驗 3 掌握了基于 CADCAM 操作系統(tǒng)的全面的知識例如幾何模型實體造型表面模型計算機繪圖等 CADCAM 系統(tǒng)的定制能力 1 有效地和 R 和 D 成員進行交流并進行討論他的需要的能力 2 維護和發(fā)展能力以及盡可能縮短時間改進系統(tǒng)的應用 3 能夠發(fā)展指揮處理程序以利于發(fā)展子程序子程序或者與材料相關(guān)的工作都服務(wù)于 CADCAM 系統(tǒng) 3．為有才能的用戶建立一個程序課程 設(shè)計這些程序的最好方法就是將學術(shù)界工業(yè)界和軟件公司組合起來設(shè)計出合適的程序開始的時候設(shè)計和加工領(lǐng)域能利用的主題清單如下 實體模型 表面模型 混合模型 壓縮與限制 清掃模型練習 模型參數(shù)控制 宏程序和專用程序 刀具路徑的廣泛研究 手工編程的廣泛研究 GUI 和軟件的對比和測試的廣泛 研究 CAD 模型的處理計劃 4．科學的實驗 下面的試驗由兩組同學來做第一組學生是初級水平的學生他們代表沒有經(jīng)驗的 CADCAM 用戶第二組學生是高水平的學生他們代表有經(jīng)驗的 CADCAM 用戶 兩組學生都直接反饋了建立一個有才能的用戶 [2345]的信息和知識得到的結(jié)果如下 41 初級水平的一組 初級水平的一組同學要求用手工編程在一臺數(shù)控加工中心圖 2 上加工出不同的零件開始所有必要的編程信息包括數(shù)學方面都要求在課堂上講授他們意識到用手工編程的方法不能按時完成加工任務(wù)他們決定使用 CAD 系統(tǒng)來幫助他們完成加工任務(wù)這種方法叫 做 CADCAM 生成走刀路徑的方法 CAM 方式 為了在數(shù)控機床上加工零件必須先生成走刀路徑走刀路徑是基于切削刀具的幾何形狀按照運動軌跡而生成的圖 3a顯示了加工實體造型的零件圖 3b是加工草圖圖 3c 顯示了按要求在銑床上加工零件的刀具軌跡 CADCAM 方式是基于 CAD系統(tǒng)向 CAM 系統(tǒng)轉(zhuǎn)化而生成的刀具軌跡如圖 3c 所示大范圍的使用焊縫清理和交叉操作的偏置界限可用來生成刀具軌跡學生們證明在刀具發(fā)展中他們對基本過程的深刻理解 圖 2 數(shù)控加工中心 圖 3 a 實體零件 b 加工草圖 c 刀具軌跡 4． 1． 2 初級水平組的有 才能的用戶的標記 下面的清單告訴我們初級水平組的有才能的用戶是如何發(fā)展的 1發(fā)展了一些新的生成刀具軌跡的想法它們在未來的 CAM系統(tǒng)中得以應用例如圖 4 屏幕顯示必要的數(shù)字循環(huán)用來標記輸入點幫助生成刀具軌跡 2 學生們對于基本的刀具軌跡生成技術(shù)都有較深刻的理解例如偏置偏置問題交點和子程序軌跡 3學生們對一些在當前 CAM系統(tǒng)中例如色彩調(diào)整通常對于一般用戶來說很模糊的使用技術(shù)都有較深刻的理解 圖 4 刀具軌跡生成的新思想 圖 5 色彩調(diào)整的明智選擇 先進組的學生是基于高水平學生的選拔這些 CADCAM 用戶是一段時期的延伸實驗結(jié)果顯示這是非常重要和有趣的輸出開始一般的用戶通過一段時期的發(fā)展將成為超級用戶而不是有才能的用戶為了完成將一個一般用戶發(fā)展成為一個有才能的用戶這一任務(wù)需要付出更多的努力和有更明確的目標 戶對有才能的用戶 我們注意到大多數(shù)先進組的學生都對如下活動感興趣 學習更多他們使用的系統(tǒng) 學習縮短加工時間 學習更多軟件構(gòu)成為了能更快的生產(chǎn)和發(fā)展好的模型的習慣 掌握多種 CADCAM 系統(tǒng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比能更快的完成任務(wù) 比較系統(tǒng)和技術(shù)并推薦發(fā)展他們喜愛的系統(tǒng) 圖 6 顯示了一個 學生描述她用壓條法在不同模型階段為加工必要的零件而建立的以印模壓鑄的模型的一個例子 圖 6 CADCAM 印模壓鑄模型實例 其他實驗顯示了兩組學生選擇開發(fā)表面和實體模型技術(shù)生成刀具軌跡為自動倒角建立儀表盤作為最后的課程項目如圖 7 所示他們把焦點集中在開發(fā)最好的將 CAD 信息轉(zhuǎn)化為 CAM 系統(tǒng)并減少加工步驟生成刀具軌跡顯示他們的結(jié)論 7 對比表面造型和實體造型的生成和完成項目的結(jié)論概要 一般的 Master Cam 既能夠按照數(shù)控程序指令在加工中心上進行操作完成表面加工又能按照輸入的文件完成實體造型我們發(fā)現(xiàn)用表面模型需要額 外的步驟而實體造型則不需要 表面模型要求作為鍵槽在頂面進行修改用 CAD 可以生成精度很高的配合用鍵槽我們可以沿用完整的和已定義過的方法生成點來完成這一要求一旦鍵槽在每個零件頂部生成那么新的曲面也就建立了這整個過程我們都可以在 3430 報道上瀏覽 CAD CAM 的各個細節(jié)在這篇文章與適當生成的實體模型例如實體零件 仿實體模型相比較有 MasterCam 生成的表面模型沒有任何附加步驟例如鍵槽表面模型需要的生成過程 實體模型的正確操作和特征的生成關(guān)鍵是像 MsterCam 中 Cam 軟件一樣輸入CAD 文件形式可能不適用這些在當 我們第一次設(shè)計 CADMsterCam 實體零件和MsterCam實體模型的時候的報道中都有描述表面模型和 MsterCam是基于我們演講課程使用的更成熟的工業(yè)軟件因此很多用戶能夠完成表面模型的零件加工 結(jié)論 因為實體造型的方式從長遠角度看起來比表面模型更有效如果專業(yè)用戶能合理講解實體模型的產(chǎn)生我們將能夠更有效的設(shè)計和創(chuàng)造更多的零件 關(guān)鍵是知道如何產(chǎn)生實體模型并將其轉(zhuǎn)化成 CAM 形式例如 MsterCam 能將所有實體形狀特征想拓撲一樣產(chǎn)生 適合的零件實體模型能夠產(chǎn)生刀具軌跡程序并允許能量參數(shù)設(shè)置和刀具選擇功能正如加工 時間在當今利益事業(yè)中是關(guān)鍵的因此制造能力的設(shè)計和傳遞過程非常重要在自動方式下可以最大限度的節(jié)省時間并達到顧客的要求 5．結(jié)論 有才能的用戶在現(xiàn)代事業(yè)中受益非淺這些利益可以概括為向具有高技能的人才提供工作市場他們擁有豐富的系統(tǒng)零件和如何操作系統(tǒng)的一系列系統(tǒng)知識這些知識服務(wù)于兩個主要項目彌補規(guī)則用戶和編程者之間的空白以及幫助用戶更進一步的理解系統(tǒng)是如何工作的這樣能夠引導他們更好的掌握技巧和提高生產(chǎn)率 有才能的用戶是用戶項目之一他只能代表它自己它能夠從現(xiàn)有的用戶或者初學者用戶中產(chǎn)生后者采用的方法更受歡迎特殊的教育 項目必須建立并且設(shè)計特定的用戶項目我們相信有才能的用戶一旦進入 CAD