自动编程的工作过程

5.1.2　自动编程的工作过程

1.语言式自动编程系统的工作过程

语言数控自动编程是指零件加工的几何尺寸、工艺参数、切削用量及辅助要求等原始信息用数控语言编写成源程序后，输入到计算机中，再由计算机通过语言自动编程系统进一步处理后得到零件加工程序单及穿孔纸带。

语言数控自动编程系统必须具备3个条件：即数控语言编写的零件源程序、通用计算机及其辅助设备和编译程序（系统软件）（见图5-1）。

图5-1　语言数控自动编程系统的工作过程

数控语言是一种类似车间用语的工艺语言，它是由一些基本符号、字母以及数字组成并有一定词法和语法的语句。用它来描述零件图的几何形状、尺寸、几何元素间的相互关系（相交、相切、平行等）以及加工时的运动顺序、工艺参数等。按照零件图样用数控语言编写的计算机输入程序称为零件源程序，它与手工编程时用数控指令代码写出的数控加工程序不同，零件源程序不能直接控制机床，只是计算机进行编程时的依据。操作者承担的工作主要就是用数控语言编写零件源程序。下面就是用APT数控语言编写的零件源程序：

PARTNO TEMPLATE　　　　/＊初始语句，说明加工对象是样板

MACHIN/F7M　　　　　　/＊后置处理语句，说明控制机型号

CLPRNT　　　　　　　　/＊说明需要打印刀位数据清单

INTOL/0.01　　　　　　/＊指定用直线段逼近零件

OUTTOL/0.01　　　　　/＊工件轮廓的容许误差

CUTTER/10　　　　　　/＊说明选用直径为10mm的平头铣刀

＄＄DEFINITION　　　　/＊注释语句，说明以下为几何定义语句

P0＝POINT/0，-25.0

P1＝POINT/150，30，0

P2＝POINT/0，0，0

P3＝POINT/10，0，0

P4＝POINT/45，110

L1＝LINE/P2，P3

C1＝CLRCLE/CENTER，P1，RADIUS，30

L2＝LINE/P4，LEFT，TANTO，C1

L3＝LINE/P2，P4

PL1＝P2，P3，P4

SPINDL/900，CCW　　　　　　　　/＊主轴转速N＝900R/MIN，顺时针旋转

COOLNT/ON　　　　　　　　　　　/＊打开切削液

FROM/P0　　　　　　　　　　　　/＊指定起刀点

GO/TO，L1，TO，PL1，TO，L3　　　/＊初始运动指令

GORGT/L1，TANTO，C1　　　　　　/＊以下说明进给路线

GOFWD/C1，PAST，L2

GOFWD/L2，PAST，L3

GOLEFT/L3，PAST，L1

COOLNT/OFF　　　　　　　　　　/＊关闭切削液

FEDRAT/500

GOTO/P0　　　　　　　　　　　/＊回起刀点

FINI　　　　　　　　　　　　　/＊零件源程序结束

通用计算机及其辅助设备是自动编程所需要的硬件。

编译程序又称为自动编程系统，其作用是使计算机具有处理零件源程序和自动输出加工程序的能力，它是自动编程所必需的软件。因为数控语言编写的零件源程序，计算机是不能直接识别和处理的，必须根据具体的数控语言、计算机语言（高级语言或汇编语言）以及具体机床的指令，事先给计算机编好一套能处理零件源程序的编译程序（又称为数控编程软件），将这种数控编程软件存入计算机中，计算机才能对输入的零件源程序进行翻译、计算，并执行根据具体数控机床的控制系统所编写的后置处理程序。

计算机处理零件源程序一般经过下列3个阶段。

（1）翻译阶段。翻译阶段是按源程序的顺序，依次一个符号一个符号地阅读并进行语言处理。首先分析语句的类型，当遇到几何定义语句时，则转入几何定义处理程序。另外，在此阶段还需进行十进制到二进制的转换和语法检查等工作。

（2）数值计算阶段。该阶段的工作类似于手工编程时的基点和节点坐标数据的计算，其主要任务是处理连续运动语句，通过计算求出刀具位置数据，并以刀具位置文件的形式加以保存。

（3）后置处理阶段。后置处理阶段是按照计算阶段的信息，通过后置处理生成符合具体数控机床要求的零件数控加工程序。该加工程序可以通过打印机输出加工程序单，也可以通过穿孔机或者磁带机制成相应的数控带或磁带作为数控机床的输入信息，还可以通过计算机的通信接口，将后置处理的信息直接输入数控机床控制机的存储器，予以调用。目前，经计算机处理的加工程序，还可以通过CRT屏幕或绘图机自动绘图，自动绘出刀具相对于工件的运动轨迹图形，用以检查程序的正确性，以便编程人员分析错误并加以修改。

2.图形交互式自动编程系统的工作过程

图形交互自动编程是计算机配备了图形终端和必要的软件后进行编程的一种方法。图形终端由鼠标器，显示屏和键盘组成，它既是输入设备，又是输出设备，利用它能实现人与计算机的“实时对话”，发现错误能及时修改。编程时，可在终端屏幕上显示出所要加工的零件图形，用户可利用键盘和鼠标器交互确定进给路线和切削用量，计算机便可按预先存储的图形自动编程系统计算刀具轨迹，自动编制出零件的加工程序，并输出程序单和穿孔纸带。

图形交互式自动编程系统是建立在CAD功能和CAM功能基础上的，其工作过程如下。

（1）几何造型。几何造型就是利用图形交互式自动编程软件的CAD功能，即构建图形、编辑修改、曲线曲面造型和实体造型等功能，将零件被加工部位的几何图形准确地绘制在计算机屏幕上，同时在计算机内自动生成零件图形的数据文件，作为下一步刀具轨迹计算的依据。自动编程过程中，软件将根据加工要求提取这些数据，进行分析判断和必要的数学处理，以形成加工的刀具位置数据。

（2）刀具路径的生成。图形交互式自动编程系统的刀具路径的生成是面向屏幕上的图形交互进行的。首先，从几何图形文件库中获取已绘制的零件几何造型后，根据所加工零件的型面特征和加工要求，正确选用刀具路径主菜单下的有关加工方式菜单，再根据屏幕提示，输入刀具路径文件名，用光标选择相应的图形目标，输入所需的各种参数。软件将自动从图形文件中提取编程所需的信息，进行分析判断，计算节点数据，并将其转换为刀具位置数据，存入指定的刀位文件中，同时可进行刀具路径模拟和加工过程动态模拟，在屏幕上显示出刀具轨迹图形。

（3）后置处理。后置处理的目的是形成数控加工文件。由于各种数控机床使用的控制系统不同，其编程指令代码及格式也有所不同，为此应从后置处理程序文件中选取与所要加工机床的数控系统相适应的后置处理程序，再进行后置处理，才能生成符合数控加工格式要求的数控加工程序。

图形交互自动编程方法简化了编程过程，减少编程差错，缩短编程时间，降低编程费用，是一种很有发展前途的编程方法。