计算机辅助编程

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1、 CAMCAM技术概述技术概述 数控加工编程数控加工编程 加工过程仿真加工过程仿真 DNCDNC技术技术 第七章 计算机辅助数控加工 7-1 CAM技术概述 机械制造系统及其组成机械制造系统及其组成 计算机辅助制造系统的层次结构计算机辅助制造系统的层次结构 机械制造自动化的发展与变化机械制造自动化的发展与变化 计算机辅助制造的范畴及应用计算机辅助制造的范畴及应用 7-1-1 机械制造系统及其组成 q 机械制造系统的概念机械制造系统的概念 机械制造过程可以看作一个有输入、机械制造过程可以看作一个有输入、 输出的输出的完整系统完整系统。输入分为原材料输入。输入分为原材料输入 ，能量输入，信息输入；

2、加工过程相当，能量输入，信息输入；加工过程相当 于系统内的处理，交换，传递等；输出于系统内的处理，交换，传递等；输出 物是该系统的产品。物是该系统的产品。 7-1-1 机械制造系统及其组成 qq机械制造系统的组成机械制造系统的组成 物流系统物流系统 信息流系统信息流系统 能量流系统能量流系统 输送设备、加工设输送设备、加工设 备、汽液动力设备备、汽液动力设备 工件、刀具、夹工件、刀具、夹 具、工量具等具、工量具等 信息源和信息传递设备信息源和信息传递设备 7-1-2 CAM系统的层次结构 根据组成系统的硬件不同，可组成不根据组成系统的硬件不同，可组成不 同层次的计算机辅助制造系统。同层次的计算

3、机辅助制造系统。 一台计算机一台计算机+ +一台或多台数字控制机床：一台或多台数字控制机床： 计算机数控系统计算机数控系统（CNCCNCComputerized Computerized Numerical ControlNumerical Control) )。 计算机计算机+ +物流设备物流设备+ +多台数字控制加工中心多台数字控制加工中心 ：柔性制造单元柔性制造单元（FMCFMC Flexible Manufacturing CellFlexible Manufacturing Cell) )。 7-1-2 CAM系统的层次结构 物料储运设备物料储运设备+ +若干若干FMCFMC： 柔性

4、制造系统柔性制造系统（FMSFMSFlexible Flexible manufacturing systemmanufacturing system) )。 CADCAD系统系统+ +若干若干FMSFMS+ +管理系统：管理系统： 计算机集成制造系统计算机集成制造系统（CIMSCIMS Computer Integrated Manufacturing Computer Integrated Manufacturing SystemSystem) )。 7-1-3 机械制造自动化的发展过程 2020世纪初到世纪初到5050年代：年代：流水线，自动线。流水线，自动线。 2020世纪世纪5050

5、年代到年代到8080年代：年代：自动线，成组技自动线，成组技 术，数控系统。术，数控系统。 2020世纪世纪8080年代到年代到9090年代：年代：数控系统，柔性数控系统，柔性 制造单元，柔性制造系统。制造单元，柔性制造系统。 2020世纪世纪9090年代到年代到9090年代后期：年代后期：柔性制造系柔性制造系 统，计算机集成制造系统。统，计算机集成制造系统。 目前：目前：计算机集成制造系统，网络与虚拟计算机集成制造系统，网络与虚拟 制造系统。制造系统。 7-2 数控加工编程 数控编程基本概念数控编程基本概念 数控编程术语与标准数控编程术语与标准 手工编程 计算机辅助编程计算机辅助编程 7-2

6、-1 数控编程的基本概念 qq数控加工过程数控加工过程 1 1）要预先根据零件加工图样的要求确定零件加工的）要预先根据零件加工图样的要求确定零件加工的 工艺过程、工艺参数和走刀运动数据工艺过程、工艺参数和走刀运动数据; ; 2 2）编制加工程序）编制加工程序; ; 3 3）传输加工程序给数控系统）传输加工程序给数控系统; ; 4 4）加工程序经数控系统处理与计算，发出相应的进）加工程序经数控系统处理与计算，发出相应的进 给运动指令信号，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运给运动指令信号，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运 动，进行零件的加工。动，进行零件的加工。 7-2-1 数控编程的基本概念 qq

7、数控编程数控编程 根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺 要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规要求等切削加工的必要信息，按数控系统所规 定的指令和格式编制成加工程序文件，这个过定的指令和格式编制成加工程序文件，这个过 程称为零件数控加工程序编制，简称数控编程程称为零件数控加工程序编制，简称数控编程 。 7-2-1 数控编程的基本概念 qq数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤 1. 1. 工艺方案分析：工艺方案分析： 是否适合数控加工是否适合数控加工, ,此时应考虑数控机床使用的合理此时应考虑数控机床使用的合理 性及经济性，并充分发挥数控机床的功能。性及

8、经济性，并充分发挥数控机床的功能。 2. 2. 工序详细设计：工序详细设计： 数控加工程序是指在一台数控机床上对某个零件进数控加工程序是指在一台数控机床上对某个零件进 行连续加工的那些表面的加工工序。工序的详细设计行连续加工的那些表面的加工工序。工序的详细设计 主要包括：工件的定位和夹紧、工步划分、刀具选择主要包括：工件的定位和夹紧、工步划分、刀具选择 、切削用量的确定、走刀路线的合理制定。、切削用量的确定、走刀路线的合理制定。 7-2-1 数控编程的基本概念 3. 3. 运动轨迹的坐标值计算：运动轨迹的坐标值计算： 首先建立工件坐标系，正确选择编程原点，根据走刀首先建立工件坐标系，正确选择编

9、程原点，根据走刀 路线，计算每次走刀的坐标值。主要步骤为：路线，计算每次走刀的坐标值。主要步骤为： 基点计算基点计算 节点计算节点计算 辅助计算辅助计算 4. 4. 加工程序单的编写：加工程序单的编写： 按照机床数控系统使用的指令代码及程序格式要求按照机床数控系统使用的指令代码及程序格式要求 ，编写或生成零件加工程序清单，编写或生成零件加工程序清单， 5. 5. 程序校核与试切。程序校核与试切。 7-2-1 数控编程的基本概念 qq数控程序的编制方法数控程序的编制方法 目前用到的数控编程方法：目前用到的数控编程方法： 图形交互自动编程图形交互自动编程 1 1）手工编程）手工编程 2 2）计算机

10、辅助编程）计算机辅助编程 数控语言自动编程数控语言自动编程 CAD/CAM CAD/CAM 集成数控编程集成数控编程 7-2-2 数控编程术语与标准 qq加工程序指令的标准化加工程序指令的标准化 主要包括准备功能码（主要包括准备功能码（GG代码）、辅助功代码）、辅助功 能码（能码（MM代码）及其它指令代码。代码）及其它指令代码。 (1) 准备功能码（码（GG代码）代码） (2) 辅助功能码（码（MM代码）代码） (3)进给功能码（码（F F代码）代码） (4)主轴功能码（码（S S代码）代码） (5)刀具功能码（码（T T代码）代码） 7-2-2 数控编程术语与标准 l常用准备功能 准备功能主

11、要用来控制刀具的运动轨 迹，是数控程序的主要构成内容。 准备功能由“G”和不同数字组成，从 G00G99,可完成不同的加工过程。 7-2-2 数控编程术语与标准 l常用辅助功能 辅助功能指令为“M”指令，从“M00” 到“M09”共10种辅助功能。主要为： 程序的停止、结束、主轴的转向、 切削液的开、停等。 7-2-2 数控编程术语与标准 l进给功能 进给功能指令为“F”指令，用以表示进给速 度的大小，由F和进给速度数据组成。 l主轴功能 主轴功能指令为“ S”指令，用以表示主轴转 速的大小，由S和r/min数据组成。 l刀具功能 刀具功能指令为“T”指令，用来表示所选刀 具号。由T和刀位号组

12、成。 7-2-2 数控编程术语与标准 qq数控机床的坐标系定义数控机床的坐标系定义 在在ISOISO标准中统一规定采用右手直角笛卡儿坐标准中统一规定采用右手直角笛卡儿坐 标系对机床的坐标系进行命名，在这个坐标系下定义标系对机床的坐标系进行命名，在这个坐标系下定义 刀具位置及其运动的轨迹。刀具位置及其运动的轨迹。 7-2-2 数控编程术语与标准 qq数控机床的坐标系定义数控机床的坐标系定义 1.1.确定轴确定轴 对于有主轴的机床，如车床、铣床等则以机床主轴轴线方向作对于有主轴的机床，如车床、铣床等则以机床主轴轴线方向作 为为Z Z轴方向轴方向, ,刀具远离工件方向为刀具远离工件方向为Z Z轴正方

13、向。轴正方向。 7-2-2 数控编程术语与标准 qq数控机床的坐标系定义数控机床的坐标系定义 2.2.确定轴确定轴 对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车床、磨床等，则在水对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车床、磨床等，则在水 平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为轴，且刀具远离主轴平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为轴，且刀具远离主轴 轴线方向为轴的正方向。轴线方向为轴的正方向。 对于机床主轴带动刀具旋转的机床：对于机床主轴带动刀具旋转的机床： 当主轴是水平的，如卧式铣床、卧式镗床等，则规定人面对当主轴是水平的，如卧式铣床、卧式镗床等，则规定人面对 主轴，选定主轴左侧方向为轴正方向；主轴，选定主

14、轴左侧方向为轴正方向； 当主轴是竖直时，如立式铣床、立式钻床等，则规定人面对当主轴是竖直时，如立式铣床、立式钻床等，则规定人面对 主轴，选定主轴右侧方向为轴正方向。主轴，选定主轴右侧方向为轴正方向。 7-2-2 数控编程术语与标准 qq数控机床的坐标系定义数控机床的坐标系定义 3.3.确定轴确定轴 轴方向可以根据已选定的、轴方向轴方向可以根据已选定的、轴方向 ，按右手直角坐标系来确定。，按右手直角坐标系来确定。 7-2-2 数控编程术语与标准 qq数控加工程序的程序段格式数控加工程序的程序段格式 7-2-2 数控编程术语与标准 qq切触点与切触点曲线切触点与切触点曲线 切触点切触点 在曲面加工

15、过程中，切削过程中刀具与工件曲面的理论在曲面加工过程中，切削过程中刀具与工件曲面的理论 接触点称为切触点。切触点是变化的。接触点称为切触点。切触点是变化的。 切触点曲线切触点曲线 切触点曲线指刀具在加工过程中由切触点构成的曲线。切触点曲线指刀具在加工过程中由切触点构成的曲线。 切触点曲线是生成刀具轨迹的基本要素。切触点曲线是生成刀具轨迹的基本要素。 坐标系的确定； 进刀方式的确定 ； 刀具偏置和补偿 。 7-2-2 数控编程术语与标准 qq程序编制中应注意的问题程序编制中应注意的问题 7-2-3 手工编程 qq概念概念 指编制零件数控加工程序的各个步骤指编制零件数控加工程序的各个步骤 ，即从零件图纸分析、工艺决策、确定加，即从零件图纸分析、工艺决策、确定加 工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数 据、编写零件的数控加工程序单直至程序据、编写零件的数控加工程序单直至程序 的检验，均由人工来完成。的检验，均由人工来完成。 7-2-3 手工编程 qq手工编程的主要步骤手工编程的主要步骤 根据零件图样对零件进行工艺分析，确定加工根据零件图样对零件进行工艺分析，确定加工 路线和工艺参数。路线和工艺参数。 根据零件的几何形状尺寸计算数控机床运动所根据零件的几何形状尺寸计算数控机床运动所 需数