2023年数控机床及编程2.12数控加工程序编制基本概念.pdf

2 数控加工的程序编制 2.1 程序编制的基本概念 2.1.1 数控编程的方法 1、手工编程 手工编程是指在编程的过程中，全部或主要由人工进行。对于加工形状简单、计算量小、 程序不多的零件，采用手工编程较简单、经济、效率高。 2、APT语言（自动编程） 为了解决数控加工中的程序编制问题，50 年代，MIT 设计了一种专门用于机械零件数 控加工程序编制的语言，称为 APT （Automatically Programmed Tool ）。是编程人员根据零件 图纸要求用一种直观易懂的编程语言 （包括几何、工艺等语句定义）手工编写一个简短的零 件源程序，然后输给计算机，计算机经过翻译处理和刀具运动轨迹处理，再经过后置处理， 自动生成数控系统可以识别的加工程序。由此可见，APT 语言不能直接控制机床 。APT 几 经发展 ，形成了诸如 APTII 、APTIII （立体切削用）、APT （算法改进，增加多坐标曲面加 工编程功能）、APTAC （Advancedcontouring ）(增加切削数据库管理系统)和 APT/SS （Sculptured Surface ）(增加雕塑曲面加工编程功能)等先进版。 采用 APT 语言编制数控程序具有程序简炼 ，走刀控制灵活等优点 ，使数控加工编程从 面向机床指令 的 “汇编语言”级 ，上升到面向几何元素.APT 仍有许多不便之处 ：采用语言 定义零件几何形状，难以描述复杂的几何形状，缺乏几何直观性；缺少对零件形状、刀具运 动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段；难以和 CAD 数据库和 CAPP 系统有效连接 ； 不容易作到高度的自动化 ，集成化 。 针对 APT 语言的缺点 ，1978 年，法 国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、NC 加工一体化的系统，称为 CATIA 。随后很快出现 了象 EUCLID ，UGII ，INTERGRAPH ， Pro/Engineering ，MasterCAM 及 NPU/GNCP 等系统，这些系统都有效的解决了几何造型 、 零件几何形状的显示 ，交互设计、修改及刀具轨迹生成，走刀过程的仿真显示 、验证等问题， 推动了 CAD 和 CAM 向一体化方 向发展。 APT 语言格式举例： 点的定义 ：P=POINT/10 ，20 ，15 ；直线 的定义 ：L ＝LINE/16 ，8 ，0 ，16 ，32 ，0 。 机床主轴转数及旋转方 向的定义 ：SPINDL/n ，CLW 轮廓加工的外容差和内容差的定义 ：OUTTOL/ τ INTOL/ τ 刀具起始点为 P ：From/P ； 刀具从 P 点以最短距离运动 向 L 运动，直至与 L 相切：GO/TO ，L 1 这里用 语言“ ”编写的源程序和手工编程的加工程序有本质差别：手工编程的加工程序可直 接控制数控机床进行零件加工；自动编程的源程序要经编译处理后才可被数控机床接受。 3 、CAD/CAM 采用人机交互功能的计算机图形显示器，在图形显示系统软件和图像编程应用软件的支 程功能等先进版采用语言编制数控程序具有程序简炼走刀控制灵活等优点使数控加工编程从面向机床指令的汇编语言 持下，只要给出一些必要的工艺参数，发出相应的命令或“指点”菜单，然后根据应用软件 提示的操作步骤，实时 “指点”被加工零件的图形元素，就能得到零件的各轮廓点的位置坐 标值，并立即在图像显示屏上显示出刀具加工轨迹，再连接适当的后置处理程序，就能输出 数控加工程序单。这种编程方法称为计算机图像数控编程(Computer Graphics Aided NC Programming) ，简称图像编程。其特点是数学处理能力强、能快速、自动生成数控程序、后 置处理程序灵活多变 、程序自检、纠错能力强 、便于实现与数控系统的通讯 。 图像编程是目前主要的自动编程方式 ，国内外图形交互自动编程软件的很多 ，流行的集 成 CAD/CAM（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing ）系统大都具有 图形自动编程功能。以下是目前市面上流行的几种 CAD/CAM系统软件： （1