《机械CADCAM》课件第6章.pptx

第6章计算机辅助数控程序编制

6.1计算机辅助数控编程概述

6.2CAD/CAM集成数控编程系统

6.3数控加工刀具轨迹生成

6.4刀具轨迹编辑

6.5数控加工仿真6.6后置处理

6.7数控程序的传输

6.8CAD/CAM集成数控编程的应用

习题与思考题

6.1计算机辅助数控编程概述

计算机辅助数控编程是指运用计算机完成从数值计算到零件数控加工程序自动生成并制作出控制介质的整个过程。这一过程也简称为数控自动编程或CAM编程。

使用计算机辅助编程系统，编程人员只需根据零件图样和工艺要求，输入零件信息和少量工艺参数，编程系统便可自动进行刀具中心运动轨迹的计算、走刀轨迹的仿真验证、后置处理，产生正确的零件数控加工程序。

1.计算机辅助编程的发展

1953年，美国麻省理工学院伺服机构研究室在美国空军的资助下，着手研究计算机辅助编程问题，并于1955年公布了APT(AutomaticallyProgrammedTools,语言自动编程)系统。此后的几十年中，APT系统一直是应用最为广泛的数控自动编程系统。世界上许多先进工业国家也借助于APT的思想体系开发出了自己的数控编程语言和系统。国际标准化组织也在APT语言的基础上制定了ISO4342-1985数控语言标准。但语言式自动编程方法直观性差，编程过程比较复杂，使用并不方便。

随着计算机和CAD/CAM技术的迅速发展，以图形交互

方式工作的自动编程系统应运而生，并作为一种全新的计算机辅助编程方法迅速替代了语言式自动编程而成为主流的自动编程系统。特别是随着CAD/CAM集成技术的发展，图形交互式自动编程已成为CAD/CAM系统的标准配置，并成为了广泛应用的CAD/CAM集成数控编程方式。

2.计算机辅助编程的方法

计算机辅助编程的方法有多种，依据系统输入方式的不同，可分为语言式自动编程和CAD/CAM数控编程两类。

(1)语言式自动编程：系统的信息采用语言方式输入。

编程人员首先要学习一门专用数控语言(如APT语言),被加工零件的几何信息、工艺要求、切削参数及辅助信息等都需用数控语言编写成零件源程序，然后输入到计算机中，由计算机经过一系列处理得到数控加工程序。

(2)CAD/CAM数控编程：系统的信息采用人机交互方

式输入。编程人员利用自动编程软件本身的几何造型功能，以人机交互设计方式构建出零件的几何模型，再通过人机交互方式定义各种工艺要求、切削参数等信息，由系统自动完成刀具轨迹自动生成、仿真校验，并制作出数控加工程序。这类系统是一种CAD/CAM高度集成的自动编程系统。

目前占主流地位的成熟CAD/CAM数控编程系统主要有

两类：一类是一体化的CAD/CAM集成系统(如UG、CATIA、Pro/E等),另一类是相对独立的CAM系统(如Cimatron、

MasterCAM、Surfcam、CAXA-ME等)。这两类系统的原理和基本组成大致相同，区别在于系统的规模和功能上的差别。作为必威体育精装版的发展，以参数化和特征技术为主导的新一代CAD/CAM集成系统将使计算机辅助编程迈入新的阶段。

3.语言式自动编程的过程

以APT为代表的语言式自动编程作为一种功能强大的自动编程工具曾得到广泛的认可和应用，虽然APT存在一些不足之处，同时目前在国内的应用很少，但APT及其衍生语言的编程在计算机辅助编程中所占的地位和产生的影响仍然非常深远。

用APT系统编程首先需掌握APT语言。该语言是一套具有完整语法、词法规则的接近自然语言的符号语言，可用它们来描述零件形状、尺寸大小、几何元素间的相互关系及走刀路线、工艺参数等。

用APT语言编写出的零件加工程序称做零件加工源程

序。零件加工源程序输入计算机后，经计算机的APT语言编程系统进行编译、计算，产生刀位文件(CLdatafile),

然后进行数控后置处理，生成数控系统能接受的零件数控加工程序，这一过程即为APT语言自动编程过程，如图6.1所示。

工艺处理

几何计算

编译

图6.1APT自动编程过程

刀位验证轨迹仿真

数控加工程序

后置处理

刀位文件

零件图

APT系统编程过程主要由前置处理程序及后置处理程序

两大部分组成。前置处理部分包括输入编译及计算阶段：零件加工源程序输入计算机后，经过输入翻译、数学处理计算出刀具运动中心轨迹，得到刀位数据(CL)文件。后置处理程序将刀位数据和工艺参数、辅助信息处理成具体的数控机床要求的指令和程