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1、第七章 数控自动编程及加工过程仿真,章节安排,概述数控语言自动编程图形交互自动编程加工过程的仿真,7.1 概述,一、自动编程的一般原理,7.1 概述（续）,二、自动编程的主要类型和特点以自动编程语言为基础的自动编程 采用批处理方式，编程的全部信息一次性输入计算机，并可马上得到结果；以计算机绘图为基础的自动编程 人机对话方式，零件图形定义、刀具选择、加工参数等是在对话方式下完成。区别在于输入信息的不同。,7.2 数控语言自动编程,一、语言自动编程的一般原理语言自动编程 就是利用计算机以专门的数控编程语言编写零件的源程序来实现自动编制零件数据加工程序。整个编程过程可以分为源程序编制和目标程序编制两
2、个阶段。,第2节 数控语言自动编程（续）,二、语言编程系统的信息处理过程1 前置处理输入翻译阶段 词法分析、语法分析、提取信息，形成信息表轨迹计算阶段是处理连续运动语句，产生刀具运动的一系列有序的坐标数据。根据导动面和检查面的信息计算基点和节点坐标，从而求出刀位数据，并以刀位文件的形式加以存储。2 后置处理 按照刀位数据，通过后置处理完成增量计算、脉冲当量转换等，生成符合具体数控机床要求的零件加工程序。后置处理与具体的数控机床和数控系统有关。,第2节 数控语言自动编程（续）,三、数控自动编程语言1 概述美国APT德国EXAPT日本FAPTJB311282 数控机床自动编程语言标准2 零件源程序
3、编写的一般步骤(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、起刀点、退刀点、确定走刀路线(5)写出各几何元素的定义语句(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)对所写的程序进行检查注：先完成几何定义、后编写刀具运动语句,7.3 图形交互自动编程,一、图形交互自动编程原理和功能1 概述图形交互自动编程 利用CAD软件的图形功能，通过键盘、鼠标等人机交互方式，在屏幕上指定被加工的部位,再输入加工参数，计算机便可自动进行必要的数学处理并编制出数控加工程序，同时在计算机屏幕上动态地显示
4、刀具的加工轨迹。图形交互自动编程是先进的CADCAM软件所普遍采用的数控编程方法。,7.3 图形交互自动编程（续）,2 系统组成,第3节 图形交互自动编程（续）,二、图形交互自动编程的基本步骤零件图样及加工工艺分析几何造型刀位轨迹计算及生成后置处理程序输出,第3节 图形交互自动编程（续）,三、图形交互自动编程特点图形编程将加工零件的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理等结合在一起，易于实现CADCAM一体化。不需要编制零件源程序，用户界面友好，使用简便，便于检查。编程方法简单易学，使用方便。,7.4 CADCAM集成编程,数控自动编程系统与CAD及CAPP的集成，其基本任务就是要实现CAD、
5、CAPP和数控编程之间信息的传递、变换 和共享。数控编程与CAD的集成，可以直接从产品的数字定义提取零件的设计信息（几何、拓扑）；数控编程与CAPP的集成，可以直接提取零件的工艺设计结果信息，从而自动产生零件的数控加工指令。,第4节 CADCAM集成编程（续）,一、需解决问题1 零件信息模型由于CAD、CAPP、CAM系统是独立发展起来的，数据模型不相容,系统间出现信息中断。解决的办法就是建立和系统之间相对统一的、基于产品特征的产品定义模型，以支持CAPP、NC编程、加工过程仿真等。建立统一的产品信息模型，统一的产品数据交换标准2 工艺设计的自动化CAPP系统直接从CAD系统的图形数据库中，提
6、取用于工艺规划的零件几何和拓朴信息，进行有关工艺设计，主要包括零件加工工艺过程设计及工序内容设计，必要时CAPP还向CAD系统反馈有关工艺评价结果。,第4节 CADCAM集成编程（续）,3 数控加工程序的生成数控加工程序的生成是以CAPP的工艺设计结果和CAD的零件信息为依据，自动生成具有标准格式的APT程序，或刀位文件。以后置处理，生成NC加工程序。,第4节 CADCAM集成编程（续）,二、集成化自动编程系统的发展自动化 基本任务是减少人机交互工作。智能化 以知识库和数据库为基础的专家系统实现特别是工艺参数的自动选择和计算。可视化 自动编程过程中的种种数据、实施计算到表达结果均用图形或图像完
7、成或表现，具有真实感。,7.5 加工过程的仿真,一、概述数控程序（手工编程、语言或图形自动编程）均可能有错误，传统 试切可对NC程序检验CIM 不能或少采用试切，受整个系统控制。采用计算机仿真技术,加工过程图形仿真的类型,1 刀位轨迹仿真（轨迹模拟）前置处理后，通过读入刀位数据文件检查刀位计算是否正确，加工过程是否发生过切，刀具走刀路线，进退刀方式合理性等，动画显示刀位轨迹。脱离具体的机床环境。2 加工过程动态仿真加工过程中、实际加工环境内、工艺系统间（机床、刀具、夹具和工件）的干涉碰撞问题和运动关系。后置处理以后，已有工艺系统实体模型和数控加工程序情况下进行。,加工过程动态仿真过程,(1)NC指令的翻译和检查。(2)毛坯及零件图形的输入和显示(3)机床、刀具、夹具的定义和图形显示(4)刀具运动及毛坯去小的动态图形显示；(5)刀具碰撞及干涉检查；(6)仿真结果报告，包括具体干涉位置和干涉量。,二、加工过程仿真总体结构,1、编制源程序阶段,工艺分析正确选取零件坐标系画出零件数控加工草图零件坐标系零件定位面、压板压紧部位和尺寸标注所有需要定义的几何元素名标注出走刀路线（起刀点、计划停刀点、停车点、换刀点）标注出主要工艺类型（钻、铰、攻丝、铣平面）,2、编写目标程序阶段,主信息处理内容翻译计算刀具运动轨迹产生刀位数据文件特点：通用后置处理针对具体NC机床产生控制指令，不通用,
