宁工院CAD与CAM课件第7章 计算机辅助数控加工编程

第七章计算机辅助数控加工编程第一节数控编程基础数控加工:指利用数控机床或计算机代替人工操纵机床进行自动选择加工工具，生成加工路径，消除加工干涉，配置加工驱动等，从而完成零件的加工。图数控加工工作过程加工图样加工工艺决策加工程序编制加工程序数控机床零件毛坯编制和生成数控机床所用的零件数控加工程序的过程，称为数控编程（NCProgramming）,也称数控机床程序编制或零件编程。一、数控编程的内容与步骤工夹具的设计和选择合理选择进给路线合理选择刀具确定合理的切削用量确定加工方案二、数控程序编制的方法

APT语言（AutomaticallyProgrammedTools）APT自动编程过程：图形交互式CAD/CAM集成化编程三、数控加工程序的编制数控程序编制的标准

信息输入介质：

早期：采用数控穿孔纸带；目前：计算机编码

数控代码（编码）标准：

ELA代码

ISO代码2.数控机床3.程序段格式4.数控加工程序的结构

由主程序和可被主程序调用的子程序组成，子程序可以有多级嵌套。程序号程序段用0来设置程序号；设定工件坐标系程序段一般用G92指令；加工前准备程序段；切削程序段；系统复位程序段；程序结束一般由M02或M30来实现。5.数控程序指令包括准备功能G指令、辅助功能M指令和工艺指令（F、S、T），其中准备功能G指令用来规定刀具和工件的相对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿等多种加工操作。G00：快速定位指令G01：直线插补指令G02、G03：顺圆、逆圆插补指令G17、G18、G19：坐标平面补偿指令G40、G41、G42：刀具半径补偿指令G90、G91：绝对坐标和增量坐标尺寸编程指令例子1确定工艺方案和加工路线

ABCDEFA线路2选择刀具选择￠10的平底铣刀3确定切削用量4确定工件坐标系和对刀点以图中O点为工件原点5编写程序第二节自动编程技术具有编程速度快、周期短、质量高、使用方便等一系列优点。一、语言程序编程系统概述生成目标程序源程序编制和目标程序编制1.编制源程序阶段零件加工源程序是由编程人员根据所要加工的零件图样及其工艺过程，用专门的数控语言人工编写的，用以描述零件的几何形状、尺寸大小、工艺路线、工艺参数及刀具相对零件的运动轨迹等内容。2.编写目标程序阶段零件源程序编好后，输入给计算机，由计算机完成后续工作直至自动生成机床数控系统所需的加工程序，称之为目标程序。分为两步：第一步完成主信息处理，第二步是后置处理。产生所用具体数控机床的数控程序。数控系统不同，代码也不同。不通用通用二、APT语言编程简介举例：编写零件源程序一般步骤：1）明确加工要求，分析零件要素2）选择编程坐标系3）给需要定义的几何元素用不同的标识符命名并标在图上。4）选择允差、刀具以及起刀点和退刀点的位置并确定走刀路线。5）写出各元素定义语句。6）按加工路线逐段写出刀具运动语句。7）作相应的后置处理并填入其它语句。8）对所写的程序进行全面检查。三、图形交互式自动编程原理和功能直接将零件的几何图形信息自动转化为数控加工程序的计算机辅助编程技术。图形交互式自动编程系统通常有两种类型的结构：一是CAM系统中内嵌三维造型功能，一种是独立的CAD系统与独立的CAM系统的结构以集成方式构成数控编程系统。四、图形交互式自动编程的基本步骤和特点图形交互自动编程的基本步骤：1.几何造型：利用图形交互自动编程软件的图形构建、编辑修改、曲线曲面造型等有关指令将零件被加工部位的几何图形准确地绘制在计算机屏幕上。同时，在计算机内自动形成零件图形的数据文件。2.加工工艺分析：分析零件的加工部位，确定有关工件的装夹位置、工件坐标系、刀具尺寸、加工路线及加工工艺参数等3.刀位轨迹的生成：是面向屏幕上的图形交互进行的。4.刀位验证及刀具轨迹的编辑：对刀位文件进行加工过程仿真，检查验证。5.后置处理：目的是形成数控加工文件。6.程序输出：由于在计算机内部自动生成刀位轨迹和数控指令文件，所以程序的输出可通过计算机的各种外部设备进行图形交互自动变成特点1）将加工零件的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理结合在一起。2）不需要编制零件加工源程序，用户界面友好，使用简便、直观、准确、便于检查。3）编程方法简单易学，使用方便。4）有利于实现与其他功能的结合。五、举例1几何造型2生成刀具路径3加工过程仿真4后置处理第三节数控程序的检验与仿真一、数控程序检验与仿真概述主要方法有：试切、刀具轨迹仿真、三维动态切削仿真和虚拟加工仿真等。二、刀位轨迹仿真法通过读取刀位数据文件检查刀具位置计算是否正确，加工过程中是否发生过切，所选刀具、进给路线、进退方式是否合理，刀位轨迹是否正确，刀具与约束面是否发生干涉与碰撞等情况。（1）刀具轨迹显示验证（2）截面法验证（3）刀具轨迹数值验证1.刀具轨迹显示验证将刀具轨迹用线框图显示出来，或者同时将被加工表面图形在图形显示器上一起显示出来，从而判断刀具轨迹是否连续，检查刀位计算是否正确，走刀路线、进退刀方式是否合理等。2.截面法验证先构造一个截面，然后求该截面与待验证刀位点的刀具外型表面、加工表面及其约束面的交线，构成一幅截面图在屏幕上显示出来，从而判断所选的刀具是否合理，检查刀具与约束面是否发生干涉与碰撞，加工过程中是否存在过切。截面形式：横截面纵截面曲截面3.刀具轨迹数值验证也称距离验证，是一种刀具轨迹的定量验证方法。它通过计算各刀位点上刀具表面与加工表面之间的距离进行判断，若此距离为正，表示刀具离开加工表面一定距离；若距离为负，表示刀具与加工表面发生过切。三、三维动态切削仿真法把加工过程中的零件实体模型、刀具实体、切削加工后的表面加工结果，采用不同颜色一起动态显示出来，采用动画方式模拟刀具实际切削零件的加工过程。刀位轨迹