中北大学机械CADCAM技术第八章数控编程和仿真剖析.ppt

第八章 数控编程和仿真 8.1 数控编程方法及其发展 8.2 数控编程系统中基本概念与术语 8.3 数控编程中的刀位计算 8.4 数控编程中的工艺策略 8.5 后置处理及DNC 8.1 数控编程方法及其发展 2、数控语言自动编程 数控语言的产生与发展 1952年MIT开始研究数控自动编程； 1954年公布APT自动编程系统； 之后的近40年不断推出新版本，如APTII、APTIII、APTIV、APTAC、APTSS等； 德国EXAPT、法国IFAPT； 日本FAPT； 我国在上世纪70年代推出SKC、ZCX车铣编程系统。 数控语言APT简介 APT数控语言格式： 命令/参数 例：GODLTA/20,20,-5 增量走刀 数控语言常用语句： 初始语句： 例：PARNO 几何定义语句：例 POINT、LINE、CIRCLE、PLANE等 刀具定义语句：例 CUTTER 刀具运动语句：例 GOLFT、GORGT、GOFWD等 切削用量语句：例 FEDRAT、SPEED等 容许误差语句：例OUTTOL、INTOL 后置处理语句：例 MACHINE、SPINDL、COOLNT、END等 3、CAD/CAM系统自动编程 CAD/CAM系统数控编程原理 8.2 数控编程系统中的基本概念和术语 1、数控机床坐标系统 2、常用切削刀具 3、刀具运动控制面 4、切削加工中的阶段划分 数控机床坐标定义（假设工件不动，刀具相对工件运动） Z轴：与主轴平行，正向-使工件尺寸增大方向 X轴：与工件装夹面平行，水平，与Z轴垂直 车床：沿工件径向，离开工件轴线方向为正向 铣床 卧式：由主轴向工件看，右手方向为正向 立式：由主轴向立柱看，右手方向为正向 Y轴：与Z,X轴垂直，符合右手定律 A,B,C轴：分别绕X,Y,Z轴右旋前进方向 机床坐标系MCS（Machine Coordinate System)： 有固定的坐标原点，是机床厂商通过回零开关由硬件设定。 参考坐标系RCS（Reference Coordinate System)： 是用户为了编程方便，通过G代码由软件设定，坐标原点不固定。 2、常用切削刀具 球头铣刀 圆角铣刀 平底铣刀 刀触点：在加工过程中刀具与工件的实际接触点(A)。 刀位点： 数控编程中用以表示刀具位置的坐标点(O)。 球头刀设于球心，圆角铣刀和平底铣刀位于端面中心 刀位点计算： 计算接触点处法向量 沿法向量从A点偏移圆角半径r 沿刀具径向偏移（R-r) (R-刀具半径) 沿刀具轴线向刀具端部移动r 3、刀具运动控制面 零件面：零件上已加工生成的表面，用以控制切削深度； 导动面：控引导刀具运动的面，用以控制刀具运动方向； 检查面：确定走刀的终止位置，检查切削过程的干涉。 4、切削加工中的阶段划分 各直线逼近方法比较 2、球头铣刀行距的确定 3、平面型腔加工刀位点的计算 4、转角过渡处理 5、曲面加工中的刀位计算 6、刀具干涉检验 刀具的选用 粗加工：是切除绝大部分多余材料，切削用量较大，刀具负荷重，一般选用平底铣刀，刀具的直径尽可能选大。 精加工：是保证加工面精度要求，切削用量较小，刀具负荷轻，根据加工表面形状可选择平底刀、球头刀或圆角铣刀。应优先选用平底刀，应尽量选择圆角铣刀，而少用球头刀。 在刀具直径选择上：先用大直径刀具完成大部分的曲面加工，再用小直径刀具进行清角或局部加工。 进刀方式的选择 粗加工：主要考虑刀具切削刃强度； 精加工：主要考虑被加工表面质量。 2、刀具的切入和切出引导 3、加工路线的确定及优化 专用后置处理模块工作原理 DNC含义： DNC通信接口： 25针RS232C串行接口 DNC通信协议： 字符位数： EIA标准 7位， ISO标准 8位 奇偶校验位：奇数位校验（Odd) 偶数位校验（Even) 停止位： 1位或２位 传输速率： 1200, 2400, 4800, 9600,19200 a)圆弧过渡： 添加一段附加圆弧B1B2 b)尖角过渡：（夹角 90) 延长两轨迹B1D、DB2构成形成尖角 c)方角过度：（夹角 90) 在两附加轨迹段之间插入过渡直线D1D2，使B1D1=B2D2=BB1 d)三角过度：应用较少。 参数曲面 参数域 等参数曲线法： 刀具沿参数曲面 向或 向等参数线进行切削加工，计算速度快。 任意切片法： 刀具沿参数曲面与一组平行平面截