1. 自动编程 自动编程也称为计算机（或编程机）辅助编程。即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。如完成坐标值计算、编写零件加工程序单等，有时甚至能帮助进行工艺处理。自动编程编出的程序还可通过计算机或自动绘图仪进行刀具运动轨迹的图形检查，编程人员可以及时检查程序是否正确，并及时修改。自动编程优良减轻了编程人员的劳动强度，提效率好几十倍乃为本百倍，同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。工作表面形状愈复杂，工艺过程愈繁琐，自动编程的优势愈明显。 自动编程的主要类型有：数控语言编程（如APT语言）、图形交互式编程（如CAD/CAM软件）、语音式自动编程和实物模型式自动编程等。 1）数控语言编程 数控语言编程要有数控语言和编译程序。编程人员需要根据零件图样要求用一种直观易懂的编程语言（数控语言）编写零件的源程序（源程序描述零件形状、尺寸、几何元素之间相互关系及进给路线、工艺参数等），相应的编译程序对源程序自动的进行编译、计算、处理，之后得出加工程序。数控语言编程中使用比较多的是APT数控编程语言系统。 会话型自动编程系统是在数控语言自动编程的基础上，增加了“会话”的功能。编程员通过与计算机对话的方式，输入需要的数据和指令，完成对零件源程序的编辑、修改。它可随时停止或开始处理过程；随时打印零件加工程序单或某一中间结果；随时给出数控机床的脉冲当量等后置处理参数；用菜单方式输入零件源程序及操作过程等。日本的FAPT、荷兰的MITURN、美国的NCPTS、我国的SAPT等均是会话形自动编程系统。 2）图形交互式编程 图形交互式编程是以计算机绘图为基础的自动编程方法，需要CAD/CAM自动编程软件支持。这种编程方法的特点是以工件图形为输入方式，并采用人机对话方式，而不需要使用数控语言编制源程序。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，直到生成数控加工程序，都是通过屏幕菜单驱动。具有形象直观、效果及容易掌握等优点。 近年来，众多地区在微机或工作站上设备的CAD/AM软件发展很快，深受广泛应用。如美国CNC软件公司的Mastercam、美国UGS（Unigraphics Solutious）公司的UG（Unigraphics）、我国北航海尔的制造工程师（CAXA-ME）等软件，都是性能较完善的三维CAD造型和数控编程一体化的软件，且具有智能型后置处理环境，可以面向众多的数控机床和大多数数控系统。 3）语音式自动编程 语音式自动编程是利用人的声音作为输入信息，并与计算机和显示器直接对话，令计算机编出数控加工程序的一种方法。语音编程系统编程时，编程员只需对着话筒讲出所需指令即可。编程前应使系统“熟悉”编程员的“声音”，即首先使用该系统时，编程员需要对着话筒讲该系统约定的各种词汇和数字，让系统记录下来并转换成计算机可以接受的数字命令。 4）实物模型式自动编程 实物模型式自动编程适用于有模型或实物，而无尺寸的零件加工的程序编制。因此，这种编程方式应具有一台坐标测量机，用于模型或实物的尺寸测量，再由计算机将所测数据进行处理，之后控制输出设备，输出零件加工程序单或穿孔纸带。这种方法也称为数字化技术自动编程。
2. 自动编程的内容与步骤 数控编程是从零件图纸到获得合格的数控加工程序的过程，其任务是计算加工中的刀位点。刀位点一般为刀具轴线与刀具表面的交点，多轴加工中还要给出刀轴矢量。数控编程的主要内容包括：分析零件图样、确定加工工艺过程、数学处理、编写零件加工程序、输入数控系统、程序检验及首件试切。 根据问题复杂程度的不同，数控加工程序可通过手工编程或计算机自动编程来获得。目前计算机自动编程采用图形交互式自动编程，即计算机辅助编程。这种自动编程系统是CAD(计算机辅助设计)与CAM(计算机辅助制造)高度结合的自动编程系统，通常称为CAD/CAM系统，其工作流程如图所示。 CAM编程是当前优良的数控加工编程方法，它利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何形状计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程，操作过程形象生动，效率好、出错几率低。而且还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。 计算机辅助编程的步骤： 为适应复杂形状零件的加工、多轴加工、高速加工，一般计算机辅助编程的步骤为： (1)零件的几何建模 对于基于图纸以及型面特征点测量数据的复杂形状零件数控编程，其首先环节是建立被加工零件的几何模型。 (2)加工方案与加工参数的合理选择 数控加工的效率与质量有赖于加工方案与加工参数的合理选择，其中刀具、刀轴控制方式、走刀路线和进给速度的优化选择是满足加工要求、机床正常运行和刀具寿命的前提。 (3)刀具轨迹生成 刀具轨迹生成是复杂形状零件数控加工中重要的内容，能否生成效果优良的刀具轨迹直接决定了加工的可能性、质量与效率。刀具轨迹生成的首先目标是使所生成的刀具轨迹能满足无干涉、无碰撞、轨迹光滑、切削负荷光滑并满足要求、代码质量好。同时，刀具轨迹生成还应满足通用性好、稳定性好、编程效率好、代码量小等条件。 (4)数控加工仿真 由于零件形状的复杂多变以及加工环境的复杂性，要确认所生成的加工程序不存在任何问题好困难，其中最主要的是加工过程中的过切与欠切、机床各部件之间的干涉碰撞等。对于高速加工，这些问题常常是致命的。因此，实际加工前采取确定的措施对加工程序进行检验并修正是好需要的。数控加工仿真通过软件模拟加工环境、刀具路径与材料切除过程来检验并优化加工程序，具有柔性好、成本低、效率好且性能好等特点，是提高编程效率与质量的重要措施。 (5)后置处理 后置处理是数控加工编程技术的一个重要内容，它将通用前置处理生成的刀位数据转换成适合于具体机床数据的数控加工程序。其技术内容包括机床运动学建模与求解、机床结构误差补偿、机床运动非线性误差校核修正、机床运动的平稳性校核修正、进给速度校核修正及代码转换等。因此后置处理对于保护加工质量、效率与机床优良运行具有重要作用。 |
