数控编程自动编程的基本概念
数控编程自动编程也称计算机辅助编程,即程序编制工作的大部分或全部由计算机来完成,如完成坐标值计算、编写零件加工程序单、自动输出打印加工程序单和制备控制介质等3。
在数控加工中,编程是关键环节。对于简单零件的加工,手工编程是可行的,但对于复杂零件,自动编程就显示出其巨大优势。自动编程系统通常是CAD(计算机辅助设计)与CAM(计算机辅助制造)高度结合的系统,也就是CAD/CAM系统。其工作流程涵盖了从零件几何形状的计算机化,到轨迹生成、加工仿真,再到数控程序生成的全过程。例如,在加工一个具有复杂曲面的航空零件时,通过CAD模块将零件的三维模型构建出来,然后利用CAM模块进行加工工艺的规划,包括刀具的选择、切削参数的设定等,接着系统会根据设定自动生成刀具的运动轨迹,并且可以进行加工仿真来验证程序的正确性,最后生成数控程序。
在数控编程中,有一些基本的要素。首先是字符,它是CNC程序中最小的单元,包括数字、字母和符号三种形式。数字可用于组成整数或实数,字母用于编程操作,符号则根据控制器选项使用,如小数点、负号等。其次是字,由字母和数字字符组成,形成控制系统中的单个指令,如表示轴的位置、进给率、速度、准备功能、辅助功能等的字。程序段则是由一个或几个字组成的多重指令,按照逻辑顺序排列输入控制系统,每个程序段包含一系列同时执行的单个指令。还有准备功能指令(G代码)和辅助功能指令(M代码)等,G代码是使数控机床准备好某种运动方式的指令,像快速定位(G00)、直线插补(G01)等,不同的数控系统G代码的功能可能会有所不同;M代码则主要用于控制机床的辅助动作,如主轴的启动、停止(M03、M05)等
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三、数控编程的方法
手工编程
手工编程是指编程人员根据零件图纸的要求,通过人工计算刀具轨迹、坐标点等,然后按照数控系统规定的编程格式编写数控程序。手工编程适用于简单零件的加工,如轴类、盘类零件等。在手工编程过程中,编程人员需要对零件的加工工艺有深入的了解,包括确定加工顺序、选择刀具、计算切削参数等。例如,对于一个简单的轴类零件,编程人员需要计算出每个加工表面的起点和终点坐标,然后使用G01指令编写直线切削的程序段。手工编程虽然效率较低,但对于编程人员理解数控编程原理和机床运动控制非常有帮助,并且在一些简单的加工场合仍然广泛应用3。
自动编程
自动编程是利用计算机辅助编程软件,根据零件的三维模型或二维图纸,自动生成数控程序的方法。自动编程软件可以自动计算刀具轨迹、避免刀具干涉、优化切削参数等,大大提高了编程效率和质量。适用于复杂零件的加工,如模具、叶轮等。自动编程软件通常具有强大的图形界面,可以直观地显示零件模型、刀具路径和加工仿真结果。编程人员只需要输入零件的几何信息、加工要求等参数,软件就可以自动生成数控程序。目前市场上有许多自动编程软件,如MasterCAM、PowerMILL、UG NX等,它们在不同的加工领域和行业中得到广泛应用
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