CAM技術(shù)概述數(shù)控加工編程加工過(guò)程仿真

DNC技術(shù)第七章計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控加工7-1CAM技術(shù)概述機(jī)械制造系統(tǒng)及其組成計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展與變化計(jì)算機(jī)輔助制造的范疇及應(yīng)用7-1-1

機(jī)械制造系統(tǒng)及其組成

機(jī)械制造系統(tǒng)的概念

機(jī)械制造過(guò)程可以看作一個(gè)有輸入、輸出的完整系統(tǒng)。輸入分為原材料輸入，能量輸入，信息輸入；加工過(guò)程相當(dāng)于系統(tǒng)內(nèi)的處理，交換，傳遞等；輸出物是該系統(tǒng)的產(chǎn)品。7-1-1機(jī)械制造系統(tǒng)及其組成機(jī)械制造系統(tǒng)的組成

物流系統(tǒng)信息流系統(tǒng)能量流系統(tǒng)輸送設(shè)備、加工設(shè)備、汽液動(dòng)力設(shè)備工件、刀具、夾具、工量具等信息源和信息傳遞設(shè)備7-1-2

CAM系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)組成系統(tǒng)的硬件不同，可組成不同層次的計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)。

一臺(tái)計(jì)算機(jī)+一臺(tái)或多臺(tái)數(shù)字控制機(jī)床： 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC—ComputerizedNumericalControl)。

計(jì)算機(jī)+物流設(shè)備+多臺(tái)數(shù)字控制加工中心： 柔性制造單元（FMC—FlexibleManufacturingCell)。7-1-2

CAM系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

物料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備+若干FMC：

柔性制造系統(tǒng)（FMS—Flexiblemanufacturingsystem)。

CAD系統(tǒng)+若干FMS+管理系統(tǒng)： 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS—ComputerIntegratedManufacturingSystem)。7-1-3機(jī)械制造自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程

20世紀(jì)初到50年代：流水線，自動(dòng)線。

20世紀(jì)50年代到80年代：自動(dòng)線，成組技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)。

20世紀(jì)80年代到90年代：數(shù)控系統(tǒng)，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)。

20世紀(jì)90年代到90年代后期：柔性制造系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。

目前：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)與虛擬制造系統(tǒng)。7-2數(shù)控加工編程數(shù)控編程基本概念數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)手工編程計(jì)算機(jī)輔助編程7-2-1數(shù)控編程的基本概念數(shù)控加工過(guò)程

1）要預(yù)先根據(jù)零件加工圖樣的要求確定零件加工的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)和走刀運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù);2）編制加工程序;3）傳輸加工程序給數(shù)控系統(tǒng);4）加工程序經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)處理與計(jì)算，發(fā)出相應(yīng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)指令信號(hào)，通過(guò)伺服系統(tǒng)使機(jī)床按預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行零件的加工。7-2-1數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程

根據(jù)被加工零件的圖紙和技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制成加工程序文件，這個(gè)過(guò)程稱為零件數(shù)控加工程序編制，簡(jiǎn)稱數(shù)控編程。

7-2-1數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟

1.工藝方案分析： 是否適合數(shù)控加工,此時(shí)應(yīng)考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性及經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。

2.工序詳細(xì)設(shè)計(jì)： 數(shù)控加工程序是指在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上對(duì)某個(gè)零件進(jìn)行連續(xù)加工的那些表面的加工工序。工序的詳細(xì)設(shè)計(jì)主要包括：工件的定位和夾緊、工步劃分、刀具選擇、切削用量的確定、走刀路線的合理制定。

7-2-1數(shù)控編程的基本概念

3.運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值計(jì)算：

首先建立工件坐標(biāo)系，正確選擇編程原點(diǎn)，根據(jù)走刀路線，計(jì)算每次走刀的坐標(biāo)值。主要步驟為：

①基點(diǎn)計(jì)算

②節(jié)點(diǎn)計(jì)算

③輔助計(jì)算 4.加工程序單的編寫：按照機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)使用的指令代碼及程序格式要求，編寫或生成零件加工程序清單，

5.程序校核與試切。7-2-1數(shù)控編程的基本概念數(shù)控程序的編制方法目前用到的數(shù)控編程方法：

圖形交互自動(dòng)編程1）手工編程2）計(jì)算機(jī)輔助編程數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程CAD/CAM集成數(shù)控編程7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)

加工程序指令的標(biāo)準(zhǔn)化

主要包括準(zhǔn)備功能碼（G代碼）、輔助功能碼（M代碼）及其它指令代碼。

(1)準(zhǔn)備功能碼（G代碼）

(2)輔助功能碼（M代碼）

(3)進(jìn)給功能碼（F代碼）

(4)主軸功能碼（S代碼）

(5)刀具功能碼（T代碼）7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)常用準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能主要用來(lái)控制刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，是數(shù)控程序的主要構(gòu)成內(nèi)容。準(zhǔn)備功能由“G”和不同數(shù)字組成，從G00—G99,可完成不同的加工過(guò)程。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)常用輔助功能輔助功能指令為“M”指令，從“M00”到“M09”共10種輔助功能。主要為：程序的停止、結(jié)束、主軸的轉(zhuǎn)向、切削液的開(kāi)、停等。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給功能進(jìn)給功能指令為“F”指令，用以表示進(jìn)給速度的大小，由F和進(jìn)給速度數(shù)據(jù)組成。主軸功能主軸功能指令為“S”指令，用以表示主軸轉(zhuǎn)速的大小，由S和r/min數(shù)據(jù)組成。刀具功能刀具功能指令為“T”指令，用來(lái)表示所選刀具號(hào)。由T和刀位號(hào)組成。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系定義

在ISO標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定采用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系對(duì)機(jī)床的坐標(biāo)系進(jìn)行命名，在這個(gè)坐標(biāo)系下定義刀具位置及其運(yùn)動(dòng)的軌跡。

7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系定義

1.確定Ｚ軸

對(duì)于有主軸的機(jī)床，如車床、銑床等則以機(jī)床主軸軸線方向作為Z軸方向,刀具遠(yuǎn)離工件方向?yàn)閆軸正方向。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系定義

2.確定Ｘ軸對(duì)于機(jī)床主軸帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，如車床、磨床等，則在水平面內(nèi)選定垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線的方向?yàn)椋剌S，且刀具遠(yuǎn)離主軸軸線方向?yàn)椋剌S的正方向。對(duì)于機(jī)床主軸帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的機(jī)床：當(dāng)主軸是水平的，如臥式銑床、臥式鏜床等，則規(guī)定人面對(duì)主軸，選定主軸左側(cè)方向?yàn)椋剌S正方向；當(dāng)主軸是豎直時(shí)，如立式銑床、立式鉆床等，則規(guī)定人面對(duì)主軸，選定主軸右側(cè)方向?yàn)椋剌S正方向。

7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系定義

3.確定Ｙ軸

Ｙ軸方向可以根據(jù)已選定的Ｚ、Ｘ軸方向，按右手直角坐標(biāo)系來(lái)確定。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控加工程序的程序段格式

7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)

切觸點(diǎn)與切觸點(diǎn)曲線

切觸點(diǎn)

在曲面加工過(guò)程中，切削過(guò)程中刀具與工件曲面的理論接觸點(diǎn)稱為切觸點(diǎn)。切觸點(diǎn)是變化的。

切觸點(diǎn)曲線

切觸點(diǎn)曲線指刀具在加工過(guò)程中由切觸點(diǎn)構(gòu)成的曲線。切觸點(diǎn)曲線是生成刀具軌跡的基本要素。⑴坐標(biāo)系的確定；⑵進(jìn)刀方式的確定；⑶刀具偏置和補(bǔ)償。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語(yǔ)與標(biāo)準(zhǔn)

程序編制中應(yīng)注意的問(wèn)題

7-2-3手工編程概念

指編制零件數(shù)控加工程序的各個(gè)步驟，即從零件圖紙分析、工藝決策、確定加工路線和工藝參數(shù)、計(jì)算刀位軌跡坐標(biāo)數(shù)據(jù)、編寫零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗(yàn)，均由人工來(lái)完成。7-2-3手工編程手工編程的主要步驟

⑴根據(jù)零件圖樣對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，確定加工路線和工藝參數(shù)。

⑵

根據(jù)零件的幾何形狀尺寸計(jì)算數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)所需數(shù)據(jù)。

⑶

根據(jù)計(jì)算結(jié)果及確定的加工路線，按規(guī)定的格式和代碼編寫零件加工程序單。

⑷

輸入數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)所編程序進(jìn)行仿真。7-2-3手工編程手動(dòng)編程的特點(diǎn)

⑴

只適于簡(jiǎn)單零件和簡(jiǎn)單路徑；

⑵

出錯(cuò)率高；

⑶

效率低，一般編程時(shí)間與加工時(shí)間之比為30:1；

⑷

計(jì)算精度低。7-2-4計(jì)算機(jī)輔助編程

數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程圖形交互自動(dòng)編程

CAD/CAM集成數(shù)控編程7-2-4計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程計(jì)算機(jī)輔助編程

采用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，需要一套專門的數(shù)控編程軟件。

7-2-4計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程計(jì)算機(jī)輔助編程方法概述

數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程與手工編程相比，使用靈活，簡(jiǎn)單，效率高。但零件源程序的編輯、修改還不太方便和直觀。

圖形交互自動(dòng)編程非常簡(jiǎn)單方便，出錯(cuò)率低。但要求軟硬件匹配，應(yīng)有基本的三維繪圖軟件。7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程（50年代）

用專用語(yǔ)言（如APT語(yǔ)言）和符號(hào)來(lái)描述零件圖樣上的幾何形狀和刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的軌跡、順序和其它工藝參數(shù)，該程序稱為源程序。源程序輸入計(jì)算機(jī)后，經(jīng)預(yù)先編好放入計(jì)算機(jī)的編譯程序——數(shù)控程序系統(tǒng)進(jìn)行兩次處理：①生成刀位文件；②

生成NC指令文件。7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程自動(dòng)編程語(yǔ)言的發(fā)展

目前國(guó)際上存在的自動(dòng)編程語(yǔ)言已超過(guò)100種。但應(yīng)用最廣的是美國(guó)的APT(AutomaticallyProgrammedTools)。

1955年推出APT－I，1970年推出多維語(yǔ)言APT－IV，1985年ISO公布了以APT為基礎(chǔ)的數(shù)控機(jī)床自動(dòng)編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)。7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程語(yǔ)言自動(dòng)編程

語(yǔ)言自動(dòng)編程過(guò)程分為源程序編制和目標(biāo)程序編制兩個(gè)階段。

用專用的數(shù)控語(yǔ)言（如APT、FAPT、EAPT）和符號(hào)來(lái)描述零件圖紙上的幾何形狀及刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的軌跡、順序和其它工藝參數(shù)的程序。源程序編制7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程

APT程序完成以后，需經(jīng)特殊處理后才能生成數(shù)控機(jī)床加工程序（目標(biāo)程序）。數(shù)控程序系統(tǒng)就是為完成此過(guò)程而編制的軟件。該系統(tǒng)的工作分為三個(gè)階段：輸入翻譯階段——對(duì)源程序逐字逐句閱讀、檢查、處理（翻譯）；軌跡計(jì)算階段——計(jì)算所有的刀具中心軌跡參數(shù)，包括基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)、刀具偏置量等；具有通用性。

后置處理階段——按照刀具軌跡計(jì)算刀具增量，脈沖當(dāng)量轉(zhuǎn)換，NC程序的編寫。不具有通用性。

目標(biāo)程序編制7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程APT語(yǔ)言的特點(diǎn)

⑴

APT語(yǔ)言處理能力強(qiáng)，可以進(jìn)行點(diǎn)位直線、兩坐標(biāo)曲線、直至五坐標(biāo)曲面的處理；

⑵

語(yǔ)言基本是英語(yǔ)自然單詞，易學(xué)、易懂；

⑶

APT語(yǔ)言有自檢功能，可靠性強(qiáng)；

⑷

具有很大的靈活性，針對(duì)不同機(jī)床，積累了上千種后置處理程序；

⑸

數(shù)據(jù)處理費(fèi)用低，制備時(shí)間短。

7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程APT語(yǔ)言的組成

APT語(yǔ)言由基本符號(hào)、詞匯和語(yǔ)句組成?；痉?hào)

⑴“,”：分隔符。如：C1=CIRCLE/0,0,25；

⑵“/”：主輔部分隔符；除號(hào)。如：

GOFWD/C1；A=B/D；

⑶“*”、“**”、“+”、“-”、“=”、“.”：各種運(yùn)算符

⑷“$”：續(xù)行符，表示語(yǔ)句未結(jié)束，延續(xù)到下一行。

⑸“;”：語(yǔ)句結(jié)束符號(hào)。

⑺“[]”、“()”：嵌套、下標(biāo)變量等用途符號(hào)。

(8)“：”用于分隔語(yǔ)句及其標(biāo)號(hào)。

7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程詞匯

APT共有六類詞匯，每一個(gè)單詞由6個(gè)以下字母組成，編程人員不得把它們當(dāng)作其他符號(hào)使用

：

⑴

幾何元素詞匯：point,line,plane等；

⑵

幾何關(guān)系與位置狀況：parlel,tanto

等；

⑶

函數(shù)類詞匯：sinf,expf,sqrtf

等；

⑷

加工工藝詞匯：bore,cham,rough等；

⑸

刀具名稱詞匯：turntl,miltl,dritl

等；

⑹

與刀具運(yùn)動(dòng)有關(guān)的詞匯：gofwd,godlta,tllft

等。

7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程語(yǔ)句及程序 語(yǔ)句主要由說(shuō)明語(yǔ)句、幾何定義語(yǔ)句、刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句、工藝數(shù)據(jù)語(yǔ)句等組成。

⑴幾何定義語(yǔ)句點(diǎn)的定義：P1=POINT/x,y,z

P1=POINT/INTOF,L1,L27-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程點(diǎn)的定義：

P1=POINT/XSMALL,INTOF,L1,C1P3=POINT/YSMALL,INTOF,L2,C1或

P2=POINT/YSMALL,INTOF,C1,C2P4=POINT/XLARGE,INTOF,C3,C47-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程直線定義：

L1=LINE/X1,Y1,X2,Y2或

L1=LINE/P1,LEFT,TANTO,C1；L2=LINE/P2，RIGHT，TANTO，C1；或L1=LINE/RIGHT，TANTO，C1，RIGHT，TANTO，C2；

L2=LINE/RIGHT，TANTO，C1，LEFT，TANTO，C2；

7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程直線定義：

L1=LINE/X1,Y1,X2,Y2或

L1=LINE/P1,LEFT,TANTO,C1；L2=LINE/P2，RIGHT，TANTO，C1；或L1=LINE/RIGHT，TANTO，C1，RIGHT，TANTO，C2；

L2=LINE/RIGHT，TANTO，C1，LEFT，TANTO，C2；

7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程直線定義：

L3=LINE/P1,PARLEL,L4L4=LINE/P2,PERPTO,L3

7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程直線定義：

L1=LINE/P1,ATANGL,45L2=LINE/P2,ATANGL,45,YAXIS

L3=LINE/PARLEL,L0,XLARGE,1L4=LINE/PARLEL,L0,XSMALL,27-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程

⑴幾何定義語(yǔ)句

圓的定義：C1=CIRCLE/x,y,r或C1=CIRCLE/P1,P2,P3或 C1=CIRCLE/PC，TANTO，L；

其中PC為已知圓心，L為已定義之直線?；駽3=CIRCLE/YSMALL,TANTO,OUT,C1,OUT，C2；

C3=CIRCLE/YLARGE,LN6,XLARGE,LN4,RADIUS,2.0C3=CIRCLE/XLARGE,LN6,YSMALL,LN4,RADIUS,2.0⑴幾何定義語(yǔ)句圓的定義：7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程平面的定義：PL1=PLANE/P1,P2,P3PL2=PLANE/P4,PARLEL,PL1或PL2=PLANE/PARLEL,PL1,ZSMALL,3.0z7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程橢圓的定義：例如：EL=ELLIPS/CENTER,P0,3.2,1.9,30說(shuō)明：a,b為長(zhǎng)短軸的長(zhǎng)度；alfa為長(zhǎng)軸與x軸的夾角；point為橢圓的中心。符號(hào)=ELLIPS/CENTER,point,a,b,alfa用軸上一點(diǎn)、軸線向量和半徑定義圓柱面說(shuō)明：

x,y,z為軸上一點(diǎn)的坐標(biāo)；a,b,c為軸線的方向單位向量；r為圓柱體半徑。符號(hào)=CYLNDR/x,y,z,a,b,c,r

例如：C1=CYLNDR/8,0,2,0,0,1,1.07-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程圓柱面的定義：CYL3=CYLNDR/XLARGE,TANTO,PL2,YSMALL,TANTO,PL1,RADIUS,2.07-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程圓柱面的定義：幾何元素定義語(yǔ)句幾何元素APT詞匯幾何元素APT詞匯點(diǎn)POINT一般二次曲線GCONIC直線LINE畫線用的二次曲線LCONIC平面PLANE向量VECTOR圓CIRCLE矩陣NATRIX圓柱面CYLINDR球SPHERE橢圓ELLIPS二次曲面QADRIC雙曲線HYPERB列柱曲面TABCYL圓錐、二次曲線CONE多段錐面POLCON直紋面RLDSRF7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程語(yǔ)句及程序

2）刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句

刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句是描述和模擬真正切削過(guò)程中刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。 為了定義刀具在空間與工件的相互位置，定義了三個(gè)控制面：零件表面、導(dǎo)向面、檢查面。7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程語(yǔ)句及程序

2）刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句

描述刀具與零件面關(guān)系語(yǔ)句有：

TLONPS、TLOFPS；描述刀具與導(dǎo)向面關(guān)系語(yǔ)句有：

TLON、TLLFT、TLRGT；

TLOFPS7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程語(yǔ)句及程序

2）刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句

描述刀具與檢查面關(guān)系的語(yǔ)句為：

TO、ON、POST；

7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程2）刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句

描述運(yùn)動(dòng)方向語(yǔ)句指當(dāng)前運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)于上一個(gè)已終止的運(yùn)動(dòng)方向而言，有：GOLFT、GORGT、GOFWD、GOBACK。7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程2）刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句

FROM/x,y,z描述刀具的起點(diǎn)GOTO/x,y,z使刀具走到一個(gè)新的位置GODLTA/x,y,z使刀具走一個(gè)增量7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程語(yǔ)句及程序

3）工藝數(shù)據(jù)語(yǔ)句工藝數(shù)據(jù)主要是指刀具參數(shù)、主軸速度、進(jìn)給速度等。刀具參數(shù)語(yǔ)句：CUTTER/d,r輪廓加工的外容差和內(nèi)容差:INTOL/0.005；OUTTOL/0.008主軸速度語(yǔ)句：SPINDL/n,CLW進(jìn)給速度語(yǔ)句：FEDRAT/F017-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程語(yǔ)句及程序

4）機(jī)床語(yǔ)句

MACHINE/name,par2,par3

name為選定的機(jī)床的名稱；調(diào)用相應(yīng)機(jī)床的后置處理程序，生成所選定機(jī)床的數(shù)控指令。par2、par3表示脈沖當(dāng)量及插補(bǔ)類型。

7-2-4-1數(shù)控語(yǔ)言自動(dòng)編程語(yǔ)句及程序

5）后置處理語(yǔ)句用來(lái)描述機(jī)床控制功能：STOP(暫停)：使機(jī)床暫停工作RAPID（快速）：使刀具快速進(jìn)給FINI：零件源程序結(jié)束COOLNT/ON/OFF：冷卻液開(kāi)或關(guān)SPINDL/OFF/CLW/CCLW：說(shuō)明主軸停止、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程概述

所謂圖形交互式自動(dòng)編程系統(tǒng)就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形交互技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)的數(shù)控加工程序自動(dòng)編程系統(tǒng)，使用者利用計(jì)算機(jī)鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備以及屏幕顯示設(shè)備通過(guò)交互操作，建立、編輯零件輪廓的幾何模型，選擇加工工藝策略，生成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，利用屏幕動(dòng)態(tài)模擬顯示數(shù)控加工過(guò)程，最后生成數(shù)控加工程序。

7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程概述

現(xiàn)代圖形交互式自動(dòng)編程是建立CAD和CAM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的，典型的圖形交互式自動(dòng)編程系統(tǒng)都采用CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)模式。7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程概述

圖形交互式自動(dòng)編程系統(tǒng)通常有兩種類型的結(jié)構(gòu)：

CAM系統(tǒng)中內(nèi)嵌三維造型功能；

獨(dú)立的CAD系統(tǒng)與獨(dú)立的

CAM系統(tǒng)集成方式構(gòu)成數(shù)控編程系統(tǒng)。

7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程圖形交互自動(dòng)編程系統(tǒng)的組成 該系統(tǒng)主要包括：幾何造型、刀具軌跡生成、刀具軌跡編輯、刀位驗(yàn)證、后置處理、計(jì)算機(jī)圖形顯示、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、運(yùn)行控制以及用戶界面等。7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程圖形交互自動(dòng)編程的基本步驟 目前，國(guó)內(nèi)外圖形交互自動(dòng)編程軟件非常多，雖然各種軟件都有自己獨(dú)立的系統(tǒng)，獨(dú)立的格式和用戶接口，但總體結(jié)構(gòu)、基本原理以及基本步驟大體上是一致的，其基本步驟為：

①

零件圖及加工工藝分析

②

幾何造型

③

刀位軌跡計(jì)算及生成

④

后置處理

⑤

程序輸出

7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程圖形交互自動(dòng)編程的特點(diǎn)

⑴

將幾何造型、刀位計(jì)算、圖形顯示、和后置處理結(jié)合到一起，有效的解決了編程數(shù)據(jù)來(lái)源、幾何顯示、走刀模擬和交互修改等問(wèn)題。

⑵

不需要編制零件加工源程序，簡(jiǎn)單、直觀、準(zhǔn)確、便于檢查。

⑶

簡(jiǎn)單易學(xué)，使用方便。

⑷

有利于功能擴(kuò)展和集成。7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程加工工藝分析及制定

在自動(dòng)編程過(guò)程中，加工工藝決策是加工能否順利完成的基礎(chǔ)，必須依據(jù)零件的形狀特點(diǎn)、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，選擇最佳的加工方法、合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優(yōu)的切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的走刀路線，最終達(dá)到滿足加工要求、減少加工時(shí)間、降低加工費(fèi)用的目的。

7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程加工階段劃分

粗加工一般稱為區(qū)域清除。在此加工階段中，應(yīng)該在公差允許范圍內(nèi)盡可能多地切除材料。

1.粗加工階段刀具：圓柱立銑刀切削方式：行切或環(huán)切7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程加工階段劃分

主要任務(wù)是滿足加工精度、表面粗糙度要求，而加工余量是非常小的。1.精加工階段刀具：圓柱立銑刀、球頭銑刀（加工曲面）切削方式：行切或環(huán)切7-2-4-2圖形交互自動(dòng)編程切削方式

不同的加工對(duì)象，切削方式是不同的。

點(diǎn)位加工

平面輪廓加工

型腔加工

曲面加工

7-3加工過(guò)程仿真

數(shù)控程序的檢驗(yàn) 程序編制結(jié)束后，有效地檢驗(yàn)和驗(yàn)證數(shù)控加工程序的正確性是數(shù)控加工編程中的重要環(huán)節(jié)。需要進(jìn)行各種檢驗(yàn)：

⑴

形狀檢驗(yàn)

⑵

參數(shù)檢驗(yàn)

⑶

干涉檢驗(yàn)

⑷

奇異點(diǎn)檢驗(yàn)7-3加工過(guò)程仿真對(duì)動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)的要求

⑴

檢查NC程序中的各種編制錯(cuò)誤，包括程序結(jié)構(gòu)、語(yǔ)法、詞法等。

⑵

動(dòng)態(tài)模擬加工全過(guò)程檢查，包括因NC程序的編制錯(cuò)誤，產(chǎn)生工件的過(guò)切、欠切、刀具與夾具的碰創(chuàng)、刀具與工件的干涉等。

⑶

對(duì)給定的工藝極限值進(jìn)行監(jiān)控檢測(cè)。7-3加工過(guò)程仿真數(shù)控程序檢驗(yàn)方法

⑴

刀具軌跡仿真

⑵三維動(dòng)態(tài)切削仿真

⑶加工精度檢驗(yàn)

7-3加工過(guò)程仿真刀具軌跡仿真

一般在后置處理之前進(jìn)行。通過(guò)讀取刀位數(shù)據(jù)文件檢查刀具位置計(jì)算是否正確，加工過(guò)程中是否發(fā)生過(guò)切，所選刀具、走刀路線、進(jìn)退刀方式是否合理，刀位軌跡是否正確，刀具與約束面是否發(fā)生干涉與碰撞。這種仿真一般可以采用動(dòng)畫顯示的方法，效果逼真。由于該方法是在后置處理之前進(jìn)行刀位軌跡仿真，可以脫離具體的數(shù)控系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行。刀位軌跡仿真法是目前比較成熟有效的仿真方法，應(yīng)用比較普遍。7-3加工過(guò)程仿真三維動(dòng)態(tài)切削仿真

三維動(dòng)態(tài)切削圖形仿真驗(yàn)證是采用實(shí)體造型技術(shù)建立加工零件毛坯、機(jī)床、夾具及刀具在加工過(guò)程中的實(shí)體幾何模型，然后將加工零件毛坯及刀具的幾何模型進(jìn)行快速布爾運(yùn)算（一般為減運(yùn)算），最后采用真實(shí)感圖形顯示技術(shù)，把加工過(guò)程中的零件模型、機(jī)床模型、夾具模型及刀具模型動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)，模擬零件的實(shí)際加工過(guò)程。

特點(diǎn)：仿真過(guò)程真實(shí)感較強(qiáng)，基本上具有試切加工的驗(yàn)證效果。

7-4DNC技術(shù)概述

DNC（directnumericalcontrol）60年代

用一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床實(shí)施綜合數(shù)字控制的形式，也稱:“群控”。由該計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)NC程序的管理和傳送。

CNC

用計(jì)算機(jī)做為機(jī)床控制器，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)機(jī)床數(shù)控功能。7-4DNC技術(shù)概述

DNC（DistributedNumericalControl）70年代

用一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)向分布在不同地點(diǎn)的多臺(tái)數(shù)控機(jī)床實(shí)施綜合數(shù)字控制，傳輸數(shù)控程序。

DNC接口采用串行通信技術(shù),通過(guò)DNC系統(tǒng)前端處理器可一次性輸入零件全部加工程序。

DNC具有直接數(shù)字控制、收集系統(tǒng)信息、監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)和遠(yuǎn)程控制等功能。7-4DNC技術(shù)概述

BsDNC

（80年代）

更先進(jìn)的DNC接口,不僅能傳送NC程序,還能在線傳送NC設(shè)備控制命令或獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息,成為發(fā)展柔性制造系統(tǒng)和單元(FMS/FMC)的關(guān)鍵使能技術(shù)。

20世紀(jì)80年代一些FMS和CIMS實(shí)際上是基于BsDNC

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上建成的。7-4DNC技術(shù)概述

NetworkedCNC（90年代中期）CNC機(jī)床不僅作為獨(dú)立運(yùn)行的加工設(shè)備,而且可以實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)支持下形成網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控制造系統(tǒng)。成為制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)/虛擬制造、智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵使能技術(shù)之一。7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的組成DNC系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件：軟件：中央計(jì)算機(jī)、大容量存儲(chǔ)器、通訊接口、CNC機(jī)床、外設(shè)等。通信、生產(chǎn)管理、零件加工程序的自動(dòng)編制等。7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)DNC從控制結(jié)構(gòu)上可大致分為三種：1.紙帶機(jī)旁路式結(jié)構(gòu)—BTR紙帶讀帶機(jī)中央計(jì)算機(jī)CNC機(jī)床外存儲(chǔ)器7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)1.紙帶機(jī)旁路式結(jié)構(gòu)—BTR

將DNC主機(jī)與讀帶機(jī)并接于數(shù)控機(jī)床上，取代讀帶機(jī)功能來(lái)傳輸NC程序，當(dāng)中央計(jì)算機(jī)發(fā)生故障后，利用讀帶機(jī)使數(shù)控裝置仍可獨(dú)立使用。所以這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，也較易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)是由于數(shù)控裝置并未簡(jiǎn)化，硬件成本較高。7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)2.一般控制結(jié)構(gòu)DNC中央計(jì)算機(jī)NC/CNC機(jī)床1NC/CNC機(jī)床1NC/CNC機(jī)床1通信線路外存儲(chǔ)器7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)2.一般控制結(jié)構(gòu)一般控制結(jié)構(gòu)的DNC系統(tǒng)通常具有兩級(jí)計(jì)算機(jī)分級(jí)結(jié)構(gòu)，即中央計(jì)算機(jī)和NC或CNC系統(tǒng)群。DNC主機(jī)從大容量外存中調(diào)用零件程序指令，并在需要的時(shí)候?qū)⑺鼈儼l(fā)送給機(jī)床。它也接受從機(jī)床反饋的數(shù)據(jù)，這兩路信息流是實(shí)時(shí)產(chǎn)生的，每臺(tái)機(jī)床對(duì)指令的要求幾乎是在同時(shí)被滿足。7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)3.多級(jí)控制結(jié)構(gòu)7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)3.多級(jí)控制結(jié)構(gòu)多級(jí)DNC結(jié)構(gòu)K通常為樹(shù)型結(jié)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)，底部的能力主要是面向應(yīng)用的，具有專用的能力，用于完成規(guī)定的特殊任務(wù)。而頂部則具有通用的能力，控制與協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)，DNC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的規(guī)模有關(guān)，可能有二、三、四級(jí)的結(jié)構(gòu)，常用的是二、三級(jí)結(jié)構(gòu)，以三級(jí)居多。7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信接口1.按功能分主要有三種：

下傳NC程序（基本DNC）

上傳NC程序

系統(tǒng)狀態(tài)采集和遠(yuǎn)程控制7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信接口2.常見(jiàn)DNC接口：

穿孔機(jī)輸入接口

紙帶閱讀機(jī)輸入接口

RS232接口

DNC接口

網(wǎng)絡(luò)接口

直接數(shù)控的計(jì)算機(jī)接口7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信技術(shù)1.底層通信

DNC系統(tǒng)的通信技術(shù)范圍比接口技術(shù)大得多，包括：DNC主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的通信。DNC主機(jī)與上層計(jì)算機(jī)的通信。2.上層通信7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信技術(shù)1.底層通信

通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使NC技術(shù)的通訊方法非常豐富,目前在DNC中應(yīng)用的底層通信技術(shù)主要有以下幾種。串行通信現(xiàn)場(chǎng)總線

計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)

7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信技術(shù)

串行通信利用數(shù)控機(jī)床提供的RS232C或RS422、RS449接口,可實(shí)現(xiàn)用一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行通信，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型或星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可以很容易實(shí)現(xiàn)串行通信。傳輸速率在1