数控编程技术

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1、数控编程技术数控机床是采用计算机控制的高效能自动化加工设备，而数控加工程序是数控机床运动与工作过程控制的依据。因此程序编制是数控加工中的一项重要工作，理想的加工程序应保证能加工出符合产品图样要求的合格工件，同时也能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床安全、可靠、高效地工作，加工出高质量的产品。从零件图纸到获得合格的数控加工程序的过程便是数控编程，其过程如图1-3虚框所示。数控编程技术与数控机床两者的发展是紧密相关的。数控机床的性能提升推动了编程技术的发展，而编程手段的提高也促进了数控机床的发展，二者相互依赖。现代数控技

2、术正在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向发展，编程方式也越来越丰富。手工编程一般对几何形状不复杂，加工程序不长、计算不繁琐的零件，如点位加工或几何形状不复杂的轮廓加工，一般选用手工编程，其流程如图1-4所示。手工编程的重要性是不容忽视的，它是编制加工程序的基础，是机床现场加工调试的主要方法，是机床操作人员必须掌握的基本功，但它也有以下缺点：(1)人工完成各个阶段的工作，效率低、易出错；(2)每个点的坐标都需计算，工作量大、难检查；(3)对复杂形状的零件，如螺旋桨的叶片形状，不但计算复杂，有时也很难实现。机床表刀具表零件图形工艺人员编程

3、手册夹具表工艺规程编程人员加工程序初稿加工程序修改图1-4手工编程流程自动编程但上述问题若由计算机进行处理，难题就迎刃而解了。自动编程是指在计算机及相应的软件系统的支持下，自动生成数控加工程序的过程。除分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外，其余均由计算机自动完成，故又称计算机辅助编程，它充分利用了计算机快速运算和存储的功能。如图1-5编程人员将零件形状、几何尺寸、刀具路线、工艺参数、机床特征等，按一定的格式和方法输入到计算机内，再由自动编程软件对这些输入信息进行编译、计算等处理生成刀具路径文件和机床的数控加工程序，通过通信接口将加工程

4、序送入机床数控系统以备加工。对于形状复杂，比如具有非圆曲线轮廓、三维曲面等零件编写加工程序，采用自动编程方法效率高，可靠性好。零件图工艺要求生成刀位文件后置处理数控加工程序翻译计算程序检验加工模拟数控机床修改编译程序图1-5自动编程流程随着微电子技术和CAD技术的发展，为降低编程难度、提高效率，减少和避免程序错误，自动编程技术不断发展，大约经历了以下几个阶段： 1）50年代美国麻省理工学院（MIT）开发APT语言； 2）60年代MIT组织美国各大飞机公司共同开发APTII、APTIII； 3）70年代出现基于APTIII的APT-IV、

5、APT-AC； 4）APT衍生出其他语言如ADAPT，EXAPT，HAPT，FAPT，IFAPT等；5）80年代以后各种不同的CAD/CAM集成数控编程系统发展起来；1.1.1.1.1数控语言自动编程1.1.1.1.2图形交互式自动编程随着计算机技术的迅猛发展，计算机的图形处理能力不断增强。一种可以直接将零件的几何图形信息，自动转化为数控加工程序的全新的计算机辅助编程技术——图形交互式自动编程应运而生，并在20世纪70年代以后得到迅速发展和推广应用。图形交互自动编程是计算机配备了图形终端和三维绘图软件后进行编程的一种方法，它以人—机对话

6、的形式，在图形显示终端上绘制出加工零件及毛坯，选择机床和刀具并制定加工工艺，计算机便按预先存储的图形自动编程系统计算刀具轨迹，然后由相应机床的后处理器自动生成NC代码。现代图形交互式自动编程是建立在CAD和CAM系统的基础上的，典型的图形交互式自动编程系统都采用CAD/CAM集成数控编程系统模式，与早期的语言型的自动编程系统相比它有如下特点：①输入工件图形并采用人机对话方式，而不需要使用数控语言编制源程序；②从加工工件的图形再现、进给轨迹的生成、加工过程的动态模拟，到生成数控加工程序，都是通过屏幕菜单驱动，因而速度快、精度高、直观性好、

7、使用简便、便于检查；③可以通过软件的数据接口共享已有的CAD设计结果，实现CAD/CAM集成一体化，实现无图纸设计制造；④为提高生产率、缩短新产品研制周期、保证产品产量、降低成本创造了有利的条件，尤其是对三维复杂曲面零件，只要作适当的修改就能产生新的NC代码，因而它具有相当大的柔性。数控程序后置处理系统数控加工设备CAD产品造型设计刀位源文件CAM加工工艺规划图1-7应用CAD／CAM集成系统设计加工的流程图从上世纪40年代第一台计算机问世以来，50年代出现了第一台数控机床，60年代的交互式图像显示设备，70年代的工作站(Worksta

8、tion)和造型技术(WireframeModeling、SolidModeling、SurfaceModeling)，以至80年代的智能机器人及专家系统，CAD/CAM历经形成、发展、提高和集成各个阶段。