APT語言編程技術(shù)系列講座(數(shù)控)

1、APT語言編程技術(shù)系列講座（數(shù)控）數(shù)控自動(dòng)編程的過程     零件源程序編好后，輸入給計(jì)算機(jī)。為了使計(jì)算機(jī)能夠識別和處理零件源程序，事先必須針對一定的加工對象，將編好的一套編譯程序存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)，這個(gè)程序通常稱為“數(shù)控程序系統(tǒng)”或“數(shù)控軟件”?！皵?shù)控軟件”分兩步對零件源程序進(jìn)行處理。第一步是計(jì)算刀具中心相對于零件運(yùn)動(dòng)的軌跡，這部分處理不涉及具體NC機(jī)床的指令格式和輔助功能，具有通用性；第二步是后置處理，針對具體NC機(jī)床的功能產(chǎn)生控制指令，后置處理程序是不通用的。由此可見，經(jīng)過數(shù)控程序系統(tǒng)處理后輸出的程序才是控制NC機(jī)床的零件加工程序。整個(gè)NC自動(dòng)編程的過程如圖所示

2、?？梢?，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程，數(shù)控自動(dòng)編程語言和數(shù)控程序系統(tǒng)是兩個(gè)重要的組成部分。 一、APT語言的基本組成     與通用計(jì)算機(jī)語言相似，用APT語言編制的加工程序是由一系列語句所構(gòu)成，每個(gè)語句由一些關(guān)鍵詞匯和基本符號組成，也就是說APT語言由基本符號、詞匯和語句組成。 · 基本符號     數(shù)控語言中的基本符號是語言中不能再分的基本成分。語言中的其它成分均由基本符號組成。APT自動(dòng)編程語言中常用到的標(biāo)點(diǎn)符號和算術(shù)符號如下： (1)逗號“，” 用于分隔語句內(nèi)的詞匯、標(biāo)識符和數(shù)據(jù)。例如：C1=CIRCLE/0,0,25； (2)斜

3、杠“/” 用來將語句分隔為主部和輔部，或者在計(jì)算語句中作除法運(yùn)算符號。例如：    GOFWD/C1；A=B/D； (3)星號“*” 這是乘法運(yùn)算符號。例如：A=B*C (4)雙星號“*”或“” 這是指數(shù)運(yùn)算符號。例如：A=B*2或A=B2 (5)正號“+” 用來表示算術(shù)加法或規(guī)定一個(gè)數(shù)的符號。 (6)負(fù)號“-” 用來表示算術(shù)減法或規(guī)定一個(gè)數(shù)的符號。例如：P2=POINT/+2，-15，-26 (7)單美元符號“$” 為續(xù)行符，表示語句未結(jié)束，延續(xù)到下一行。如：     L1=LINE/RIGHT，$     TA

4、NTO，C2，RIGHT，TANTO，C1； (8)冒號“：” 用于分隔語句及其標(biāo)號。 (9)方括號“” 用于給出子曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，或用于復(fù)合語句及下標(biāo)變量中。如：    Q1=TABCY/P1，P2，P3Pn；    GOFWD/C2，PAST，Q110，12； (10)等號“=” 用于給定一個(gè)名字或者給標(biāo)識符號賦值用。例如：P1=POINT/X，Y，Z； (11)分號“；” 作為語句結(jié)束符號。 (12)圓括號“（）” 用于括上算術(shù)自變量及幾何圖形語言中的嵌套定義部分。例如：    A=ABS（B）；GOFWD/（CIRCLE/2

5、，12，2）； (13)小數(shù)點(diǎn)“.” 用于分隔數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分。 · 詞匯     詞匯是APT語言所規(guī)定的具有特定意義的單詞的集合。每一個(gè)單詞由6個(gè)以下字母組成，編程人員不得把它們當(dāng)作其他符號使用。APT語言中，大約有300多個(gè)詞匯，按其作用大致可分為下列幾種： (1)幾何元素詞匯     如POINT（點(diǎn)），LINE（線），PLANE（平面）等。 (2)幾何位置關(guān)系狀況詞匯     如PARLEL（平行），PERPTO（垂直），TANTO（相切）等。 (3)函數(shù)類詞匯  &#

6、160;  如SINF（正弦），COSF（余弦），EXPF（指數(shù)），SQRTF（平方根）等。 (4)加工工藝詞匯     如OVSJSE（加工余量），F(xiàn)EED（進(jìn)給量），TOLER（容差）等。 (5)刀具名稱詞匯     如TURNTL（車刀），MILTL（銑刀），DRITL（鉆頭）等。 (6)與刀具運(yùn)動(dòng)有關(guān)的詞匯     如GOFWD（向前），GODLTA（走增量），TLLFT（刀具在左）等。 · 語句     語句是數(shù)控編程語言中具有獨(dú)立意義的基本單位

7、。它由詞匯、數(shù)值、標(biāo)識符號等按語法規(guī)則組成。按語句在程序中的作用大致可分為幾何定義語句、刀具運(yùn)動(dòng)語句、工藝數(shù)據(jù)語句等幾類。 二、幾何定義語句     幾何定義語句用于描述零件的幾何圖形。零件在圖紙上是以各種幾何元素來表示的，在零件加工時(shí)，刀具是沿著這些幾何元素來運(yùn)動(dòng)， 因此要描述刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，首先必須描述構(gòu)成零件形狀的各幾何元素。一個(gè)幾何元素往往可以用多種方式來定義，所以在編寫零件源程序時(shí)應(yīng)根據(jù)圖紙情況，選擇最方便的定義方式來描述。APT語言可以定義17種幾何元素，其中主要有點(diǎn)、直線、平面、圓、橢圓、雙曲線、圓柱、圓錐、球、二次曲面、自由曲面等。  &#

8、160;  幾何定義語句的一般形式為 標(biāo)識符=APT幾何元素/定義方式。     標(biāo)識符就是所定義的幾何元素的名稱，由編程人員自己確定，由1-6個(gè)字母和數(shù)字組成，規(guī)定用字母開頭，不允許使用APT詞匯作標(biāo)識符，例如圓的定義語句：C1=CIRCLE/10，60，12.5；其中C1為標(biāo)識符，CIRCLE為幾何元素類型，10，60，12.5分別為圓的圓心坐標(biāo)和半徑。 · 點(diǎn)的定義 1.由給定坐標(biāo)值定義點(diǎn)    其格式為:標(biāo)識符=POINT/x，y，z;    如已知坐標(biāo)值，可以寫成如下的形式：P=POINT/10

9、，20，15; 2.由兩直線的交點(diǎn)定義點(diǎn)    其格式為：標(biāo)識符=POINT/INTOF，line1，line2;    其中INTOF表示相交，line1，line2為事先已定義過的兩條直線。左下圖所示的交點(diǎn)，可以寫成如下形式：P=POINT/INTOF，L1，L2;                     3.由直線和圓的交點(diǎn)定義點(diǎn)(如右上圖)    P

10、1=POINT/XSMALL，INTOF，L1，C1；    P2=POINT/YSMALL，INTOF，L1，C1；  或P1=POINT/YLARGE，INTOF，L1，C1；    P2=POINT/XLARGE，INTOF，L1，C1；    其中取交點(diǎn)中X與Y坐標(biāo)值中的大值還是小值，由編程人員根據(jù)圖形任選其中一項(xiàng)。 · 直線的定義 1.通過兩點(diǎn)的直線    L=LINE/P1，P2；    或L=LINE/x1，y1，x2，y2； 2.過一點(diǎn)P與圓相切的直線（如左下

11、圖）    L1=LINE/P1，LEFT，TANTO，C；    L2=LINE/P2，RIGHT，TANTO，C；    其中LEFT，RIGHT表示左、右，以點(diǎn)P與圓心聯(lián)線方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，TANTO表示相切。               3.與兩圓相切的直線（如右上圖）    L1=LINE/RIGHT，TANTO，C1，RIGHT，TANTO，C2；    L2=LINE/

12、RIGHT，TANTO，C1，LEFT，TANTO，C2；    左右相切是以第一個(gè)圓的圓心向第二個(gè)圓的圓心作連線的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)。 · 圓的定義 1.用半徑和圓心定義的圓    C1=CIRCLE/x，y，r；    其中，x，y為圓心坐標(biāo)，r為圓的半徑。 2.用已知三點(diǎn)定義圓    C1=CIRCLE/P1，P2，P3； 3.用圓心和切線定義圓（如左下圖）    C1=CIRCLE/PC，TANTO，L；    其中PC為已知圓心，L為已定義之直線。  &

13、#160;          4.與兩圓相切的圓（如右上圖）    C3=CIRCLE/YLARGE,TANTO,OUT,C1,OUT，C2；三、刀具運(yùn)動(dòng)語句     刀具運(yùn)動(dòng)語句是用來規(guī)定加工過程中刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡。為了定義刀具在空間的位置和運(yùn)動(dòng)，引入如左下圖所示三個(gè)控制面的概念，即零件面(PS)、導(dǎo)向面(DS)和檢查面(CS)。零件面是刀具在加工運(yùn)動(dòng)過程中，刀具端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)形成的表面。它是控制切削深度的表現(xiàn)。導(dǎo)向面是在加工運(yùn)動(dòng)中，刀具與零件接觸的第二個(gè)表面，是引導(dǎo)刀具

14、運(yùn)動(dòng)的面，由此可以確定刀具與零件表面之間的位置關(guān)系。檢查面是刀具運(yùn)動(dòng)終止位置的限定面，刀具在到達(dá)檢查面之前，一直保持與零件面和導(dǎo)向面所給定的關(guān)系，在到達(dá)檢查面后，可以重新給出新的運(yùn)動(dòng)語句。                                     

15、;  通過上述三個(gè)控制面就可聯(lián)合確定刀具的運(yùn)動(dòng)。例如描述刀具與零件面關(guān)系的詞匯如右上圖所示，有TLONPS和TLOFPS分別表示刀具中心正好位于零件面上和不位于零件面上。     描述刀具與導(dǎo)向面關(guān)系的詞匯如下圖所示，有TLIFT（刀具在導(dǎo)向面左邊），TLRGT（刀具在導(dǎo)向面右邊），TLON（刀具在導(dǎo)向面上）之分。 所謂左右是沿運(yùn)動(dòng)方向向前看，刀具在導(dǎo)向面的左邊還是右邊。             描述刀具與檢查面關(guān)系的詞匯如下圖所示，有TO（走向

16、檢查面），ON（走到檢查面上），PAST（走過檢查面）等。                   描述運(yùn)動(dòng)方向的語句如下圖，是指當(dāng)前運(yùn)動(dòng)方向相對于上一個(gè)已終止的運(yùn)動(dòng)方向而言的。例如，GOLFT（向左），GORGT（向右），GOFWD（向前），GOBACK（向后）等。                四、

17、工藝數(shù)據(jù)語句、初始語句和終止語句     工藝數(shù)據(jù)及一些控制功能也是自動(dòng)編程中必須給定的，例如：     SPINDL/n，CLW     表示了機(jī)床主軸轉(zhuǎn)數(shù)及旋轉(zhuǎn)方向。     CUTTER/d，r     給出了銑刀直徑和刀尖圓角半徑。     OUTTOL/      INTOL/     給出輪廓加工的外容差和內(nèi)容差。外容差和內(nèi)容

18、差的定義如下圖所示。     MATERL/FE     給出材料名稱及代號等等。     初始語句也稱程序名稱語句，由“PARTNO”和名稱組成。終止語句表示零件加工程序的結(jié)束，用FINI表示。                   應(yīng)用APT語言編制零件源程序應(yīng)遵循如下步驟：     1.分析零件圖

19、0; 在編制零件源程序之前，詳細(xì)分析零件圖，明確構(gòu)成零件加工輪廓的幾何元素，確定出圖紙給出的幾何元素的主參數(shù)及各個(gè)幾何元素之間的幾何關(guān)系。     2.選擇坐標(biāo)系  確定坐標(biāo)系原點(diǎn)位置及坐標(biāo)軸方向的原則是使編程簡便、幾何元素的參數(shù)換算簡單，確保所有的幾何元素都能夠較簡便地在所選定的坐標(biāo)系中定義。     3.確定幾何元素標(biāo)識符  確定幾何元素標(biāo)識符，實(shí)際上是建立起抽象的零件加工輪廓描述模型，為在后續(xù)編程中定義幾何表面和編寫刀具運(yùn)動(dòng)語句提供便利。     4.進(jìn)行工藝分析  這

20、一過程與手工編程相似，要依據(jù)加工輪廓、工件材料、加工精度、切削余量等條件，選擇加工起刀點(diǎn)、加工路線，并選擇工裝夾具等。     5.確定對刀方法和對刀點(diǎn)  對刀點(diǎn)是程序的起點(diǎn)，要根據(jù)刀具類型和加工路線等因素合理選擇。而對刀方法是關(guān)系到重復(fù)加工精度的重要環(huán)節(jié)，批量加工時(shí)可以在夾具上設(shè)置專門的對刀裝置。走刀路線的確定原則是保證加工要求、路線簡捷、合理，并便于編程，依據(jù)機(jī)床、工件及刀具的類型及特點(diǎn)，并要與對刀點(diǎn)和起刀點(diǎn)一起綜合考慮。     6.選擇容差、刀具等工藝參數(shù)  容差和刀具要依據(jù)工件的加工要求和機(jī)床的加工能力來

21、選擇。定義語句如下：     INTOL/0.01 （內(nèi)容差為0.01）     OUTTOL/0.01（外容差為0.01）     CUTTER/12（銑刀直徑為12）     其他工藝參數(shù)和特有指令要根據(jù)特定的數(shù)控機(jī)床而定，具體語句示例如下：     FEDRAT/50（進(jìn)給速度為50mm/min）     SPINDL/900，CLW（主軸轉(zhuǎn)速為900rpm，順時(shí)針轉(zhuǎn)）     C

22、OOLNT/FLOOD（冷卻液開）     COOLNT/OFF（冷卻液關(guān)）     7.編寫幾何定義語句  根據(jù)加工輪廓幾何元素之間的幾何關(guān)系，依次編寫幾何定義語句。     8.編寫刀具運(yùn)動(dòng)定義語句  根據(jù)走刀路線，編寫刀具運(yùn)動(dòng)定義語句。     9.插入其它語句  這類語句主要包括后置處理指令及程序結(jié)束指令。     10.檢驗(yàn)零件源程序  常見錯(cuò)誤包括功能錯(cuò)誤和語法錯(cuò)誤。功能錯(cuò)誤主要有定義錯(cuò)誤。所有錯(cuò)誤盡可能在上機(jī)前改正，以提高上機(jī)效率。     11.填寫源程序清單APT語言自動(dòng)編程系統(tǒng)的處理過程如圖，分成APT語言編寫的零件源程序、通用計(jì)算機(jī)以及編譯程序(系統(tǒng)軟件)三個(gè)組成部分。零件源程序不同于我們在手工編程時(shí)用NC指令代碼寫出的加工程序，它不能直接控制數(shù)控機(jī)床，只是加工程序計(jì)算機(jī)預(yù)處理的計(jì)算機(jī)輸入程序。     編譯程序的作用是使計(jì)算