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复杂零件的自动编程及应用

（甘肃机电职业技术学院，甘肃天水741000）

为了解决复杂零件手工编程比较复杂、繁琐，且计算量大的缺点，用Pro/E、

UG、MasterCAM、CAXA等软件完成自动编程与加工，在保证加工精度的情况

下，提高生产率。本文主要介绍常用的自动编程软件及采用MasterCAM软件编

程实例。

标签：数控编程;自动编程;MasterCAM软件

1引言

在数控加工过程中，很多因素都会影响零件的加工质量，尤其是复杂零件的

加工。由于复杂零件的加工内容较多，为了在加工零件时既保证其精度又保证其

生产率，则需要编制出合理的加工程序。对于复杂零件，其手工编程过程非常复

杂、繁琐，且周期较长，而且手工编程的对编程者的知识水平要求高。采用自动

编程软件就可以解决这些问题，如用Pro/E、UG、MasterCAM、CAXA等软件

完成自动编程与加工，在保证加工精度的情况下，提高生产率。

2数控机床自动编程的内容与步骤

2.1自动编程

自动编程也称为计算机（或编程机）辅助编程，即将输入计算机的零件设计

和加工信息自动转换成为数控装置能够读取和执行的指令（或信息）的过程就是

自动编程[1]。在自动编程过程中，零件信息作为编程的核心内容，是确保数控

编程自动化目标实现的重要依据，如果将其有效的表达至关重要，近年来引起了

相关部门的高度重视。通常情况下，对于编程程序是否正确的检查，编程人员可

以通过计算机仿真来实现，一旦发现问题，可以对其进行及时修改。

所谓自动编程，是借助计算机及其外围设备装置自动完成从零件图构造、零

件加工程序编制到控制介质制作等工作的一种编程方法。

2.2自动编程的内容与步骤

所谓数控编程，主要是指零件图纸到数据加工程序的整个过程，其核心工作

主要是对加工过程中所涉及的刀位点进行计算。这里所说的刀位点，通常是指刀

具表面和轴线的交点，如果是轴加工，那么还应该在此基础上加入刀轴矢量。就

目前数控编程的内容来看，大致包括7个方面，即零件图样分析、加工工艺确定、

数学处理、零件加工程序编写、输入数控系统、程序检验和首件试切[2]。

手工编程和自动编程是编程加工的两种类型，选择的标准主要是根据问题的

复杂程度来决定。就目前自动变成所采用的方式来看，主要以图形交互式自动编

程为主，这种编程系统是CAM和CAD两者的高度结合，所以有时人们也将该

系统成为CAD/CAM系统，其工作流程如图1所示。作为当前最先进的数控加

工编程方法，其采取的方式主要是以计算机技术为支撑，利用人机交互图形方式

来实现对零件形状的计算机化和加工仿真，整个操作过程具有极高的效率，而且

不易出错。除此之外，还可以通过特有的数据接口将CAD设计结果进行共享，

实现CAD/CAM集成一体化，实现无图纸设计制造。

计算机辅助编程的步骤：

为了更好的实现各种类型的零件加工，计算机辅助编程对自身的编程步骤进

行了完善，完善之后的步骤主要包括以下几个方面：

（1）零件的几何建模

（2）加工方案与加工参数的合理选择

（3）刀具轨迹生成。在零件加工过程中，刀具轨迹的生成占据着重要位置，

此环节的任务主要是确保所生成的刀具轨迹能够满足刀具的加工要求，即无碰

撞、无干涉、轨迹光滑、代码质量高，以此来为后续步骤的顺利开展奠定坚实的

基础。

（4）数控加工仿真。在零件加工过程中，加工程序的质量往往与零件形状

的难易程度和加工环境相关，与此同时，想要从根本上提高加工程度的质量，编

程人员还需要对加工过程中所涉及的过切、欠切以及机床各部件之间的干涉碰撞

给予高度重视。

（5）后置处理。最后一个步骤是后置处理，对于数控加工编程工作来说，

该步骤同样非常重要。所谓后置处理，主要是指将通用前置处理生成的刀位数据

转换成适合于具体机床数据的数控加工程序。目前，后置处理这一步骤中包含的

内容有很多，比如说，机床机构误差补偿、机床运动平稳性校核修正以及代码转

换等。

3MasterCAM软件自动编程

MasterCAM是美国CNCSoftwareInc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM

软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀