自動編程快速方法

1. 數控機床的自動編程是怎麼實現的

原理

自動編程是藉助計算機及其外圍設備裝置自動完成從零件圖構造、零件加工程序編制到控制介質制

作等工作的一種編程方法。它的一般過程：首先將被加工零件的幾何圖形及有關工藝過程用計算機能夠識別的形式輸入計算機，利用計算機內的數控編程系統對輸入信息進行翻譯，形成機內零件的幾何數據與拓撲數據；然後進行工藝處理，確定加工方法、加工路線和工藝參數。

通過數學處理計算刀具的運動軌跡，並將其離散成為一系列的刀位數據；根據某一具體數控系統所要求的指令格式，將生成的刀位數據通過後置處理生成最終加工所需的NC指令集；對NC指令集進行校驗及修改；通過通訊介面將計算機內的NC指令集送入機床的控制系統。整個數控自動編程系統分為前置處理和後置處理兩大模塊。

實現自動編程的CAM軟體常用的有UG，PRO/E，MASTERCAM，Powermill，CAXA製造工程師等，可以實現多軸聯動的自動編程並進行模擬模擬。

(1)自動編程快速方法擴展閱讀

我國數控加工及編程技術的研究起步較晚，其研究始於航空工業的PCL數控加工自動編程系統SKC一1。在此基礎上，以後又發展了SKC-2、SKC-3和CAM251數控加工繪圖語言，這些系統沒有圖形功能，並且以2坐標和2.5坐標加工為主。

我國從「七五」開始有計劃有組織地研究和應用CAD/CAM技術，引進成套的CAD/CAM系統，首先應用在大型軍工企業，航天航空領域也開始應用，雖然這些軟體功能很強，但價格昂貴，難以在我國推廣普及。

「八五」又引進了大量的CAD/CAM軟體，如:EUCLID-15、UG、CADDS、I-DEAS等，以這些軟體為基礎，進行了一些二次開發工作，也取得了一些應用成功，但進展比較緩慢。

我國在引用CAD/CAM系統的同時，也開展了自行研製工作。20世紀80年代以後，首先在航空工業開始集成化的數控編程系統的研究和開發工作，如西北工業大學成功研製成功的能進行曲面的3~5軸加工的PNU/GNC圖形編程系統。

北京航空航天大學與第二汽車製造廠合作完成的汽車模具、氣道內復雜型腔模具的三軸加工軟體，與331廠合作進行了發動機葉輪的加工;華中理工大學1989年在微機上開發完成的適用於三維NC加工的軟體HZAPT;中京公司和北京航空航天大學合作研製的唐龍CAD/CAM系統，以北京機床所為核心的JCS機床開發的CKT815車削CAD/CAM一體化系統等。

到了20世紀90年代，響應國家開發自主產權的CAD/CAM的號召，開始了自行研製CAD/CAM軟體的工作，並取得了一些成果，如:

由北京由清華大學和廣東科龍(容聲)集團聯合研製的高華CAD、由北京北航海爾軟體有限公司(原北京航空航天大學華正軟體研究所)研製的CAXA電子圖板和CAXAME製造工程師、由浙江大天電子信息工程有限公司開發的基於特徵的參數化造型系統GSCAD98、由廣州紅地技術有限公司和北京航空航天大學聯合開發的基於STEP標準的CAD/CAM系統金銀花。

由華中理工大學機械學院開發的具有自主版權的基於微機平台的CAD和圖紙管理軟體開目CAD、南京航空航天大學自行研製開發的超人2000CAD/CAM系統等，其中有一些系統已經接近世界水平。雖然我國的數控技術己開展多年，並取得了一定的成效，但始終未取得較大的突破。

從總體來看，先進的是點，落後的是面，我國的數控加工及數控編程與世界先進水平相比，約有10一15年的差距，差距主要包涵以下幾個方面:數控技術的硬體基礎落後，CAD/CAM支撐的軟體體系尚未形成，CAD/CAM軟體關鍵技術落後。

參考資料來源：網路-自動編程

參考資料來源：網路-自動編程技術

2. 數控自動編程

一般中小型規模的廠子用的都是CAXA，國產比較便宜。也有用Pro\e的，不過一般都是盜版，因為正版實在是太貴了。而大一點的廠子就是用正版Pro\e（涉及名譽問題）的比較多了，因為畢竟要比CAXA功能更全面一點（並不是說我們國家做的軟體不好，只是從現狀出發，其實我國近年來的軟體事業正在迅猛發展，CAXA功能就在日趨完善，現在的2006版本已經做得很好了），並且應用范圍較廣泛，涉及曲面加工等等；而Master CAM在平面字體方面以及平面的造型圖案卻比Pro\e強很多，所以自然在這方面用的要多一點。在南方的有些廠子里還有用Cimitron這個軟體的，是一個以色列編寫的軟體擁有獨立知識產權，個人感覺有些類似Pro\e，但在加工方面比Pro\e更簡便一點。
基本上就是這幾個大一點的軟體了。

3. 快速入門數控加工中心編程的方法

快速入門數控加工中心編程的方法

數控加工中心的綜合加工能力較強，工件一次裝夾後能完成較多的加工內容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產更為適用。下面是我整理的快速入門數控加工中心編程的方法介紹，大家一起來看看吧。

一、編程入門

概念一、指令分組：將功能類似的指令分成一組，同一組的G代碼不能同時出現在同一行程序段里。

概念二、程序段程序段是程序的基本組成部分，程序段由不同的指令組合而成。以下是我們學校在授課過程中必須要講的指令，了解編程的基本方法後，掌握這些指令你就能進行編程了。

概念三、常用指令類型指令的格式為英文字母+數字構成。

如G54 G_ X_Y_Z_ F_ S_ T_ M_

G_ G代碼

X_Y_Z_ 機床的直線軸

F_ 進給速度

S_ 主轉轉速

T_ 刀具指令

M_ 輔助功能

最常用的M代碼

M3 主轉正轉

M4 主轉反轉

M5主轉停轉

如：M3 S600 主軸正轉，轉速600 r/min

M06 換刀指令

如T1 M06 就是換一號刀

以下重點講G代碼01組G代碼用於控制刀具的運動。

G00 快速點定位G00 X_Y_Z_ ;

刀具以快速度移動至以絕對值指令(G90)或增量值指令(G91)所指定的工件坐標系中的位置，移動速度由機床參數所指定 。

G01 直線插補G01 X_Y_Z_ F_

G02 順時針圓弧插補指令格式：G02 X_ Y_ Z_ R_ F_ / G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F

G03 逆時針圓弧插補指令格式：G03 X_ Y_ Z_ R_ F_ / G03 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ F_

X_ Y_ Z_ 圓弧的終點坐標

R_ 圓弧的半徑

I_ 圓弧的終點相對於刀具所在位置

X向的位置

J_ 圓弧的終點相對於刀具所在位置

Y向的位置

K_ 圓弧的終點相對於刀具所在位置

Z向的位置

F_ 進行速度

F的定義方式有兩種：G94每分鍾進給(刀具每分鍾移動速度mm/min)/ G95 每轉進給(主軸每旋轉一轉刀具移動的距離mm/r)

G代碼刀具的長度補償G43 長度補償指令

如G43H01 在換刀點刀尖到工件Z向零點的距離為“H01”，什麼是“H01”?

H01就是偏置值，也就是我將刀尖到工件Z向零面的距離寫在偏置表裡的H01處。

G54 號工件坐標系，我們將工件零點的位置，寫到坐標系列表中。

G54隻是列表中最常用的位置。其他的還有G55 G56 G57 G58 G59 等等，他們的意義和G54相同。

打孔、鏜孔、鉸孔時用的G代碼。

G81 格式為 G81 X_ Y_ Z_ R_ F_;

X_Y_ 孔位坐標(也就是孔的位置)

Z_ 孔的深度

R_ 安全高底，也就是高具移動到什麼位置時開始進給運動?

F_ 進給速度。

G80 固定循環結束

代碼還有很多，G81 G83 G84 G85 G86 G87 G73 G74 G76等等。每個一指令的動作都不太一樣，但掌握一個了，其它的看一下說明也就明白了。就是G84 和G76 稍有點復雜，有明白的地方可以提問，有時間幫你們在線答疑。

二、坐標系建立基礎概念

1.刀位點

刀位點是刀具上的一個基準點，刀位點相對運動的軌跡即加工路線，也稱編程軌跡。

2.對刀和對刀點

對刀是指操作員在啟動數控程序之前，通過一定的測量手段，使刀位點與對刀點重合。可以用對刀儀對刀，其操作比較簡單，測量數據也比較准確。還可以在數控機床上定位好夾具和安裝好零件之後，使用量塊、塞尺、千分表等，利用數控機床上的坐標對刀。對於操作者來說，確定對刀點將是非常重要的，會直接影響零件的加工精度和程序控制的准確性。在批生產過程中，更要考慮到對刀點的重復精度，操作者有必要加深對數控設備的了解，掌握更多的對刀技巧。

(1)對刀點的選擇原則

在機床上容易找正，在加工中便於檢查，編程時便於計算，而且對刀誤差小。對刀點可以選擇零件上的某個點(如零件的定位孔中心)，也可以選擇零件外的某一點(如夾具或機床上的某一點)，但必須與零件的定位基準有一定的坐標關系。提高對刀的准確性和精度，即便零件要求精度不高或者程序要求不嚴格，所選對刀部位的加工精度也應高於其他位置的加工精度。擇接觸面大、容易監測、加工過程穩定的部位作為對刀點。對刀點盡可能與設計基準或工藝基準統一，避免由於尺寸換算導致對刀精度甚至加工精度降低，增加數控程序或零件數控加工的難度。為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量選在零件的設計基準或工藝基準上。例如以孔定位的零件，以孔的中心作為對刀點較為適宜。對刀點的精度既取決於數控設備的精度，也取決於零件加工的要求，人工檢查對刀精度以提高零件數控加工的質量。尤其在批生產中要考慮到對刀點的重復精度，該精度可用對刀點相對機床原點的坐標值來進行校核。

(2)對刀點的選擇方法

對於數控車床或車銑加工中心類數控設備，由於中心位置(X0，Y0，A0)已有數控設備確定，確定軸向位置即可確定整個加工坐標系。因此，只需要確定軸向(Z0或相對位置)的某個端面作為對刀點即可。對於三坐標數控銑床或三坐標加工中心，相對數控車床或車銑加工中心復雜很多，根據數控程序的要求，不僅需要確定坐標系的原點位置(X0，Y0，Z0)，而且要同加工坐標系G54、G55、G56、G57等的確定有關，有時也取決於操作者的習慣。對刀點可以設在被加工零件上，也可以設在夾具上，但是必須與零件的定位基準有一定的坐標關系，Z方向可以簡單的通過確定一個容易檢測的平面確定，而X、Y方向確定需要根據具體零件選擇與定位基準有關的平面、圓。對於四軸或五軸數控設備，增加了第4、第5個旋轉軸，同三坐標數控設備選擇對刀點類似，由於設備更加復雜，同時數控系統智能化，提供了更多的對刀方法，需要根據具體數控設備和具體加工零件確定。對刀點相對機床坐標系的坐標關系可以簡單地設定為互相關聯，如對刀點的坐標為(X0，Y0，Z0)，同加工坐標系的關系可以定義為(X0+Xr，Y0+Yr，Z0+Zr)，加工坐標系G54、G55、G56、G57等，只要通過控制面板或其他方式輸入即可。這種方法非常靈活，技巧性很強，為後續數控加工帶來很大方便。

3.零點漂移現象

零點漂移現象是受數控設備周圍環境影響因素引起的，在同樣的切削條件下，對同一台設備來說、使用相同一個夾具、數控程序、刀具，加工相同的零件，發生的一種加工尺寸不一致或精度降低的現象。零點漂移現象主要表現在數控加工過程的'一種精度降低現象或者可以理解為數控加工時的精度不一致現象。零點漂移現象在數控加工過程中是不可避免的，對於數控設備是普遍存在的，一般受數控設備周圍環境因素的影響較大，嚴重時會影響數控設備的正常工作。影響零點漂移的原因很多，主要有溫度、冷卻液、刀具磨損、主軸轉速和進給速度變化大等。

4.刀具補償

經過一定時間的數控加工後，刀具的磨損是不可避免的，其主要表現在刀具長度和刀具半徑的變化上，因此，刀具磨損補償也主要是指刀具長度補償和刀具半徑補償。

5.刀具半徑補償

在零件輪廓加工中，由於刀具總有一定的半徑如銑刀半徑，刀具中心的運動軌跡並不等於所需加工零件的實際軌跡，而是需要偏置一個刀具半徑值，這種偏移習慣上成為刀具半徑補償。因此，進行零件輪廓數控加工時必須考慮刀具的半徑值。需要指出的是，UG/CAM數控程序是以理想的加工狀態和准確的刀具半徑進行編程的，刀具運動軌跡為刀心運動軌跡，沒有考慮數控設備的狀態和刀具的磨損程度對零件數控加工的影響。因此，無論對於輪廓編程，還是刀心編程，UG/CAM數控程序的實現必須考慮刀具半徑磨損帶來的影響，合理使用刀具半徑補償。

6.刀具長度補償

在數控銑、鏜床上，當刀具磨損或更換刀具時，使刀具刀尖位置不在原始加工的編程位置時，必須通過延長或縮短刀具長度方向一個偏置值的方法來補償其尺寸的變化，以保證加工深度或加工表面位置仍然達到原設計要求尺寸。

7.機床坐標系

數控機床的坐標軸命名規定為機床的直線運動採用笛卡兒坐標系，其坐標命名為X、Y、Z，通稱為基本坐標系。以X、Y、Z坐標軸或以與X、Y、Z坐標軸平行的坐標軸線為中心旋轉的運動，分別稱為A軸、B軸、C軸，A、B、C的正方向按右手螺旋定律確定。Z軸：通常把傳遞切削力的主軸規定為Z坐標軸。對於刀具旋轉的機床，如鏜床、銑床、鑽床等，刀具旋轉的軸稱為Z軸。X軸：X軸通常平行與工件裝夾面並與Z軸垂直。對於刀具旋轉的機床，例如卧式銑床、卧式鏜床，從刀具主軸向工件方向看，右手方向為X軸的正方向，當Z軸為垂直時，對於單立柱機床如立式銑床，則沿刀具主軸向立方向看，右手方向為X軸的正方向。Y軸：Y軸垂直於X軸和Z軸，其方向可根據已確定的X軸和Z軸，按右手直角笛卡兒坐標系確定。

旋轉軸的定義也按照右手定則，繞X軸旋轉為A軸，繞Y軸旋轉為B軸，繞Z軸旋轉為C軸。數控機床的坐標軸如下圖所示。

機床原點就是機床坐標系的坐標原點。機床上有一些固定的基準線，如主軸中心線;也有一些固定的基準面，如工作檯面、主軸端面、工作台側面等。當機床的坐標軸手動返回各自的原點以後，用各坐標軸部件上的基準線和基準面之間的距離便可確定機床原點的位置，該點在數控機床的使用說明書上均有說明。

8.零件加工坐標系和坐標原點

工件坐標系又稱編程坐標系，是由編程員在編制零件加工程序時，以工件上某一固定點為原點建立的坐標系。零件坐標系的原點稱為零件零點(零件原點或程序零點)，而編程時的刀具軌跡坐標是按零件輪廓在零件坐標系的坐標確定的。加工坐標系的原點在機床坐標系中稱為調整點。在加工時，零件隨夾具安裝在機床上，零件的裝夾位置相對於機床是固定的，所以零件坐標系在機床坐標系中的位置也就確定了。這時測量的零件原點與機床原點之間的距離稱作零件零點偏置，該偏置需要預先存儲到數控系統中。在加工時，零件原點偏置便能自動加到零件坐標繫上，使數控系統可按機床坐標系確定加工時的絕對坐標值。因此，編程員可以不考慮零件在機床上的實際安裝位置和安裝精度，而利用數控系統的偏置功能，通過零件原點偏置值，補償零件在機床上的位置誤差，現在的數控機床都有這種功能，使用起來很方便。零件坐標系的位置以機床坐標系為參考點，在一個數控機床上可以設定多個零件坐標系，分別存儲在G54/G59等中，零件零點一般設在零件的設計基準、工藝基準處，便於計算尺寸。一般數控設備可以預先設定多個工作坐標系(G54～G59)，這些坐標系存儲在機床存儲器內，工作坐標系都是以機床原點為參考點，分別以各自與機床原點的偏移量表示，需要提前輸入機床數控系統，或者說是在加工前設定好的坐標系。加工坐標系(MCS)是零件加工的所有刀具軌跡輸出點的定位基準。加工坐標系用OM-XM-YM-ZM表示。有了加工坐標系，在編程時，無需考慮工件在機床上的安裝位置，只要根據工件的特點及尺寸來編程即可。加工坐標系的原點即為工件加工零點。工件加工零點的位置是任意的，是由編程人員在編制數控加工程序時根據零件的特點選定。工件零點可以設置在加工工件上，也可以設置在夾具上或機床上。為了提高零件的加工精度，工件零點盡量選在精度較高的加工表面上;為方便數據處理和簡化程序編制，工件零點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基準上，對於對稱零件，最好將工件零點設在對稱中心上，容易找准，檢查也方便。

9.裝夾原點

裝夾原點常見於帶回轉(或擺動)工作台的數控機床和加工中心，比如回轉中心，與機床參考點的偏移量可通過測量存入數控系統的原點偏置寄存器中，供數控系統原點偏移計算用。

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