數(shù)控自動編程課件

第七章自動編程劉正第七章自動編程目錄自動編程概述自動編程的種類CAXA制造工程師簡介Mastercam簡介目錄自動編程概述自動編程概述零件圖自動編程軟件編程員工夾具手冊工夾具清單計算機加工程序單介質(zhì)/接口數(shù)控機床工件準(zhǔn)備工夾具

自動編程是一個使用計算機輔助編制數(shù)控加工程序的過程。編程人員根據(jù)零件的設(shè)計要求和現(xiàn)有工藝，利用自動編程軟件生成刀位數(shù)據(jù)文件，再進(jìn)行后置處理，生成加工程序，通過通訊接口或程序紙帶，鍵盤， 軟盤等介質(zhì)，將加工程序輸出至數(shù)控機床執(zhí)行加工。自動編程流程圖自動編程概述零件圖自動編程軟件編程員工夾具手冊工夾具清單計自動編程的種類 自動編程系統(tǒng)大體上可以分為兩類：1. 程序語言系統(tǒng) 以美國的APT語言為代表，通過規(guī)定的數(shù)控語言描述機床在加工中的各種運動信息和加工信息，經(jīng)過編譯程序處理后，得到特定機床數(shù)控系統(tǒng)的NC程序。2. 圖形交互式系統(tǒng) 以人機對話的方式，對輸入圖形進(jìn)行定義處理，生成刀具路徑，形成刀位數(shù)據(jù)文件，經(jīng)后置處理轉(zhuǎn)換成適合于特定機床數(shù)控系統(tǒng)的加工程序，進(jìn)行零件加工。這是一種CAD與CAM高度結(jié)合的自動編程系統(tǒng)。自動編程的種類 自動編程系統(tǒng)大體上可以分為兩類：PARTNO/ADAPTEXAMPLE$$PARTGEOMETRYDEFINITIONSC1=CIRCLE/10,60,12.5C2=CIRCLE/40,-20,14.5C4=CIRCLE/0,0,25C3=CIRCLE/TANTO,OUT,C4,OUT,C2,YSMALL,RADIUS,12.5L1=LINE/XSMALL,TANTO,C4,ATANGL,90L2=LINE/-25,72.5,10,72.5L3=LINE/RIGHT,TANTO,C2,RIGHT,TANTO,C1$$DEFINECUTTERANDTOLERANCESCUTTER/10INTOL/0.005OUTTOL/0.001$$DEFINEDATUMEANDMACHININGFROM/0,0,30GODLTA/-50,0,0PSIS/(PLANE/0,0,1,-2)GO/PAST,L2TLLFT,GORGT/L2GOFWD/C1GOFWD/L3GOFWD/C2,TANTO,C3GOFWD/C3,TANTO,C4GOFWD/C4GOFWD/L1,PAST,L2GODLTA/0,0,32GOTO/0,0,30CLPRNTNOPOSTFINI(共30行)銑零件的APT源程序PARTNO/ADAPTEXAMPLEGOFWD/C1銑零圖形交互系統(tǒng)生成的程序%O0001(PROGRAMNAME-APT)(DATE=DD-MM-YY-08-06-02TIME=HH:MM-11:49)N1G21N2G0G17G40G49G80G90(10.FLATENDMILLTOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-1DIA.-10.)N3T1M6N4G0G90G54X-30.Y0.A0.S988M3N5G43H1Z35.N6Z10.N7G1Z-5.F180.N8Y72.5F200.N9G2X-25.Y77.5R5.N10G1X10.N11G2X26.237Y66.527R17.5N12G1X58.093Y-12.728N13G2X23.151Y-29.816R19.5N14G3X13.336Y-26.873R7.5N15G2X-30.Y0.R30.N16G0Z35.N17M5N18G91G28Z0.N19G28X0.Y0.A0.N20M30%圖形交互系統(tǒng)生成的程序%CAXA制造工程師簡介

CAXA制造工程師是北京北航海爾軟件公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師簡介CAXA制造工程師是北京北CAXA制造工程師窗口界面CAXA制造工程師窗口界面窗口界面說明窗口界面說明Mastercam簡介

Mastercam是美國CNCSoftwareInc.開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM套裝軟件。 ☆對硬件要求不高，操作靈活，易學(xué)易用，使企業(yè)很快見到效益?！锏毒呗窂降娜嚓P(guān)性。☆使用計算機常用通訊端口，★與數(shù)控機床直接通信，減少程序輸入的工作量。Mastercam簡介 Mastercam是美國CNCSo工作流程第一步：按圖紙或設(shè)計要求,在電腦上建立Mastercam電子模型，該模型可以由線架、曲面或?qū)嶓w組成，即Mastercam的CAD部分。該部分存檔后生成以MC8為后綴名的圖形文件，如T1.mc8。第二步：為CAD模型鋪設(shè)加工刀路，生成過渡文件。該過渡文件是以nci為后綴名的刀尖軌跡文本文件，如T1.nci。第三步：通過后處理，將刀路文件自動變?yōu)榉螴SO或EIA標(biāo)準(zhǔn)的G/M代碼文件。該文件是以NC為后綴名的文本文件，如T1.nc。第二步和第三步加在一起就是Mastercam的CAM部分。工作流程第一步：按圖紙或設(shè)計要求,在電腦上建立MastercMastercam窗口界面Mastercam8的界面為窗口形式，主要分為繪圖區(qū)、主菜單區(qū)、輔助菜單區(qū)、提示區(qū)以及工具欄。主菜單的功能是進(jìn)行圖形繪制和自動編程。輔助菜單的功能是建立工作坐標(biāo)系，選擇觀察圖形的方法，設(shè)置圖素的屬性。提示區(qū)是用來提示操作、輸入數(shù)據(jù)和顯示參數(shù)的，用人機對話方式完成操作。工具欄在屏幕的最上方，用來快速選擇菜單中的功能選項。工具欄繪圖區(qū)提示區(qū)提示區(qū)輔助菜單區(qū)主菜單區(qū)Mastercam窗口界面Mastercam8菜單類型翻頁式 主菜單和子菜單完全覆蓋，按層次或順序分頁，打開一層菜單就象翻過一頁書。 下面是用Mastercam繪制水平線選擇功能指令的過程。從Create–Line–Horizontal–Endpoint，這些功能指令的選擇都是在主菜單中翻頁一樣依次打開。菜單類型翻頁式菜單類型拉出式 從上級菜單的邊緣拉出一個個菜單，包括上拉、下拉、左拉、右拉菜單。下面為Mastercam中的下拉滾動式和左右拉出式菜單。菜單類型拉出式菜單類型彈出式 在無菜單的區(qū)域中通過某種操作，從無到有地彈出一個菜單。下面是Mastercam中刀具路徑操作管理器的對話框，其打開方式就是彈出式。菜單類型彈出式菜單類型增大式 通過拾取上級小菜單延展出增大的下級菜單。 下面是Mastercam中設(shè)置刀具參考點的增大式菜單。通過選擇Ref.Point，出現(xiàn)一個增大的下一級菜單，提供繼續(xù)操作。菜單類型增大式建模建模是人們在三維客觀世界中對事物的認(rèn)識用計算機描述出來的過程。幾何建模是通過計算機對物體進(jìn)行確切定義，賦予一定的數(shù)學(xué)描述，再以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式對所定義的幾何物體加以描述，在計算機內(nèi)部建立一個物體的模型。建立的模型必須完整、唯一，包含生成過程的全部信息。幾何建模的信息分為幾何信息和拓?fù)湫畔?。幾何信息是指物體在空間的形狀、尺寸及位置的描述；拓?fù)湫畔⑹菢?gòu)成物體的各個分量的數(shù)目及相互間的連接關(guān)系。特征建模是建立在實體建模的基礎(chǔ)上，在已有幾何信息上附加諸如形位公差、尺寸公差、表面粗糙度、材料性能等制造信息。建模建模是人們在三維客觀世界中對事物的認(rèn)識用計算機描述出來的Mastercam圖樣模型線框模型 線框模型是以點、直線、圓弧和樣條曲線等圖素共同描述二維或三維幾何圖樣，構(gòu)成平面或立體的框架圖形。線框模型的特點是構(gòu)成模型的圖素沒有寬度和厚度，圖素之間沒有構(gòu)成面的關(guān)系，幾何圖形的信息表達(dá)不完整，對幾何形狀的判斷產(chǎn)生多義性，觀察起來不能準(zhǔn)確識別實體的真實形狀。大多數(shù)三維線框模型還不具備自動消隱功能，不能把看不見的圖素隱藏起來。

圖素是構(gòu)成幾何圖形的基本元素按照不同的幾何建模技術(shù)建立的二維或三維幾何圖形分為線框模型，曲面模型和實體模型。Mastercam圖樣模型線框模型圖素是構(gòu)成幾何按照曲面模型 曲面模型是一種具有長度和寬度，但沒有厚度的圖素，以網(wǎng)狀的方式形象地表現(xiàn)物體的外形。經(jīng)過著色處理，可具有相當(dāng)?shù)恼鎸嵏小Ｔ谝欢ǖ囊暯菞l件下能夠隱藏后面的圖素（通過隱藏指令）。多數(shù)曲面模型是從繪制表示模型的邊和邊界的線框?qū)ο箝_始的，在線框的基礎(chǔ)上生成曲面。每個曲面里包含許多斷面(Section)或綴面(Patches),由綴面熔接在一起形成曲面，再由幾個曲面組合形成物體的外形。曲面模型 曲面模型是一種具有長度和寬度，但沒有厚度的圖素，以實體模型 實體模型是一種具有長，寬和厚度的填充圖素，是可以分析其體積，重心，慣性矩等物理特征的。經(jīng)過著色處理，實體可具有相當(dāng)?shù)恼鎸嵏?。實體模型不管形狀多么復(fù)雜多樣，始終由單一實體圖素構(gòu)成，是被定義成封閉邊界的三維幾何圖素。三維實體也具有表面，但實體的表面代表的是三維圖素的外部邊界，是由三維實體分解獲得，它不能作為一個獨立的圖素直接生成。

實體模型 實體模型是一種具有長，寬和厚度的填充圖素，是可以分計算機繪圖方法輪廓線法：將描述實體的幾何形狀特征用線條逐一繪出，由線條端點坐標(biāo)來確定線條，不分先后，也沒有約束。參數(shù)化法：建立圖形與尺寸參數(shù)的約束關(guān)系，每個可變的尺寸參數(shù)用待標(biāo)變量表示，通過修改尺寸參數(shù)來獲得圖形。圖元拼合法：將常用的帶有某種特定專業(yè)含義的圖元存儲建庫，根據(jù)需要調(diào)用圖形元素加以拼合，構(gòu)成圖形。尺寸驅(qū)動法：先勾畫草圖，再根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀需要，建立草圖的尺寸和形位約束，由系統(tǒng)自動生成圖形。三維實體投影法：直接以三維實體建模，需要以二維圖形的方式輸出時，則由系統(tǒng)將三維實體投影到不同平面，得到二維圖形。計算機繪圖方法輪廓線法：將描述實體的幾何形狀特征用線條逐一繪交互技術(shù) 人機交互的過程可分解為一系列基本操作，每種操作都是為完成某個特定的交互任務(wù)，歸納起來有以下六個方面：定位技術(shù)：移動光標(biāo)到滿意的位置，確定坐標(biāo)值。定量技術(shù)：輸入某個數(shù)值代表特定量的關(guān)系。定向技術(shù)：為坐標(biāo)系中的圖形確定方向。選擇技術(shù)：選擇命令的方式。拾取技術(shù)：拾取圖形對象的方式。文本技術(shù)：確定字符串的內(nèi)容和長度。信息反饋形式。提示和幫助功能。交互技術(shù) 人機交互的過程可分解為一系列基本操作，每種操作都圖素的選擇、串聯(lián)和點輸入在某一種功能指令下當(dāng)系統(tǒng)提示僅選取一個圖素(Entity)時，可將光標(biāo)置于被選圖素上，點擊鼠標(biāo)左鍵，圖素會呈現(xiàn)一個反白的圖素，說明圖素被選中。當(dāng)系統(tǒng)提示選取多個圖素(Entities)時，在主菜單區(qū)會顯示一個圖素選取菜單，合理地選擇一種操作，可以將所有圖素選中。 Unselect

不選擇 Solid 實體選擇 Chain

串聯(lián) Area

面積選擇 Window

窗選 Only

僅選一種圖素 Polygon

多邊形窗選 All

全選 Group

選擇群組 Result

選擇結(jié)果點輸入 繪制直線、圓弧、曲線等圖形時需要確定起點、終點、圓心、節(jié)點等點的位置，這些都要靠點的輸入菜單中點輸入操作來完成。Mastercam中有十種點輸入方式。圖素的選擇、串聯(lián)和點輸入在某一種功能指令下當(dāng)系統(tǒng)提示僅選取一坐標(biāo)系無論是二維或三維造型，都要在坐標(biāo)系中確定圖形的空間位置。Mastercam中有兩種坐標(biāo)系：原始坐標(biāo)系和工作坐標(biāo)系。原始坐標(biāo)系是笛卡兒坐標(biāo)系，是系統(tǒng)缺省默認(rèn)的，遵循笛卡爾右手定則：拇指，食指，中指相互垂直。拇指所指方向為X軸正方向，食指所指方向為Y軸正方向，中指所指方向為Z軸正方向，三指交點為原點。系統(tǒng)原點是原始坐標(biāo)系的原點，是固定的。坐標(biāo)系無論是二維或三維造型，都要在坐標(biāo)系中確定圖形的空間位置車床坐標(biāo)系統(tǒng)在Lathe8中，車床有專用坐標(biāo)系。主軸的軸線為坐標(biāo)系的Z軸，刀具遠(yuǎn)離工件的方向為Z軸的正方向。坐標(biāo)系的X軸是在工件徑向的水平面內(nèi)，垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸，刀具遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸的方向為X軸的正方向。從輔助菜單中選擇Cplane，進(jìn)入構(gòu)圖平面菜單的下一頁，選項中會出現(xiàn)車床專用的構(gòu)圖平面，有：1+XZ，2-XZ，3+DZ，4–DZ，分別表示X坐標(biāo)的半徑和直徑輸入。當(dāng)選擇1+XZ或2-XZ時，此時輸入的X坐標(biāo)值是半徑值；當(dāng)選擇3+DZ或4-DZ時，此時輸入的X坐標(biāo)值是直徑值。車床坐標(biāo)系統(tǒng)在Lathe8中，車床有專用坐標(biāo)系。主軸的軸線工作坐標(biāo)系與構(gòu)圖平面構(gòu)圖平面是二維的圖形繪制平面。工作坐標(biāo)系是根據(jù)構(gòu)圖平面建立的坐標(biāo)系。Z工作深度表示當(dāng)前構(gòu)圖平面與Z0構(gòu)圖平面的相對距離，正負(fù)取值根據(jù)工作坐標(biāo)系Z軸方向來確定。Z0構(gòu)圖平面是通過系統(tǒng)原點的構(gòu)圖平面。原始坐標(biāo)系Z工作深度工作坐標(biāo)系構(gòu)圖平面工作坐標(biāo)系與構(gòu)圖平面構(gòu)圖平面是二維的圖形繪制平面。工作坐標(biāo)系建立構(gòu)圖平面和工作坐標(biāo)系建立構(gòu)圖平面、工作坐標(biāo)系和Z工作深度的操作是進(jìn)行三維設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。構(gòu)圖平面、工作坐標(biāo)系的建立以及Z工作深度的設(shè)定是通過輔助菜單中的Cplane、Z：來完成。系統(tǒng)將缺省的構(gòu)圖平面依次編為1～8個視圖號，八種缺省視圖分別為：①Top 俯視圖②Front 正視圖③Back 后視圖④Bottom 仰視圖⑤RightSide 右視圖⑥LeftSide 左視圖⑦Isometric 等軸側(cè)視圖⑧Axonometric 軸向視圖系統(tǒng)還可以利用圖素、旋轉(zhuǎn)、垂線等方法建立構(gòu)圖平面，另外，系統(tǒng)可直接在三維空間構(gòu)圖。建立構(gòu)圖平面和工作坐標(biāo)系建立構(gòu)圖平面、工作坐標(biāo)系和Z工作深度三維繪圖過程示例以下是設(shè)置不同構(gòu)圖平面和Z工作深度繪制三維線框模型的過程。Cplane:T,Z=0Cplane:S,Z=0Cplane:F,Z=-2Cplane:F,Z=0Cplane:9,Z=0Cplane:3D,Z=0三維繪圖過程示例以下是設(shè)置不同構(gòu)圖平面和Z工作深度繪制三維線觀察圖形Mastercam為觀察幾何圖形提供了圖形視角Gview和圖形視區(qū)Viewports兩種方式。這也是區(qū)分圖形是二維還是三維的直觀方法。Gview圖形視角：圖形視角是顯示觀察圖形的視角方向。Viewports圖形視區(qū)：圖形視區(qū)是系統(tǒng)將繪圖區(qū)劃分為不同的區(qū)域，以不同的視角來同時觀察和處理三維模型。四種視角和四個視區(qū)觀察圖形Mastercam為觀察幾何圖形提供了圖形視角GviMastercam編程設(shè)計流程選擇加工方法工序圖形輸入選擇功能菜單選取幾何圖素設(shè)置參數(shù)自動生成刀具路徑模擬仿真檢查修改優(yōu)