下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
计算机技术的发展带动了计算机数控技术的不断发展。新材料、新工艺的出现，更增强了数控机床的工作特性，这就需要数控机床能够实现越来越多的复杂加工工作，特别是在模具、航天及军事领域，因此产生了利用计算机进行数控编程的技术。实际上，计算机辅助数控编程技术是计算机辅助制造（CAM）的核心技术，是 CAD/CAM/DNC/CNC的关键组成部分。计算机数控编程必须利用 CAD技术进行计算机辅助设计，然后利用CAM技术进行数控编程，再通过DNC 技术传送到CNC数控机床进行数控加工，从而完成整个复杂的数控加工过程。
1.计算机辅助数控加工程序的编制
计算机辅助数控编程早期都是应用小型机来实现的，后来才发展为利用PC来编程。利用PC进行计算机辅助编程的软件较多，其中Mastercam软件应用最为广泛，它基于线框架结构。随着计算机技术、信息技术的不断发展，现在基于线框架和实体建模的软件不断出现，计算机数控编程的速度也越来越快。
由于基于线框架结构的计算机软件比较适合于中小企业，因此本书主要介绍这类计算机辅助数控编程技术。
计算机数控编程分为车削类和铣削类（包括加工中心）编程。车削类有两坐标车削和带C轴的车削的计算机编程；铣削类有两坐标联动、三坐标联动和五坐标联动铣削计算机编程。由于铣削应用比较广，而且比较复杂，所以本书主要介绍数控铣削计算机辅助编程。
两坐标铣削类的计算机辅助数控编程主要包括以下功能。
2D外形路径的铣削编程。
2D控制路径，以及有“岛屿”可设定来回切削和环形切削。
钻孔循环路径编程。
单一曲面路径编程（粗加工和精加工）。
直纹曲面（RU LE）路径编程。
昆氏曲面（Coons）路径编程。
2D扫描曲面路径编程。
投影曲面路径编程。
三坐标联动数控铣削的计算机辅助编程主要包括以下功能。
单一面加工路径计算，并可以进行五轴设定。
直纹路径加工计算，并可以进行五轴设定。
多面的复合加工。
3D扫描路径的加工。
举升路径的加工。
昆氏路径的加工。
复合曲面投影式加工。
无论是两坐标还是三坐标的铣削加工计算机辅助编程，首先必须明确要加工的实体所具有的特征，以此来决定使用何种方法进行加工。
一般计算机编程都有一组NC的通用参数和其他多组特定的NC参数，如2D轮廓的加工有轮廓加工的参数，3D昆氏曲面加工有昆氏曲面加工的参数。
通用参数的设定一般主要包括以下功能。
刀具特性的设定，包括刀具名称、刀具号码、刀具形状、刀具材料等。
机床特性的设定，包括快速移动速度、进给速度、安全高度、下刀点、主轴转速等。
编程方式的设定，包括程序号、刀位补偿方式、坐标系的设定等。
其他加工材料的设定，如刀具切入/切出的设定、粗切裕量、粗切次数等。
设定好各种参数和选择加工的实体后，就可以进行计算机编程了。计算机自动进行加工表面的计算，同时进行刀具路径的检测，以及判断有无刀具过切现象的发生。
编程完成后，对加工路径还可以进行修剪、调整、镜像、旋转、补正处理。一切都完成无误后，可以进行需要的后置处理，完成编程任务，实现计算机辅助编程。程序编制好后，还能进行删除、保留等编辑处理。
2.计算机辅助编程的后置处理
简单地说，后置处理就是要转换CAM的刀具路径为各种CNC数控系统的专用控制码。因为市场上的CNC控制器种类繁多，所以后置处理程序也就因其不同的功能而有不同的程序产生。为了解决众多控制器的不同需求，因此后置处理程序的应用灵活性也就显得特别重要。
在此主要讲述Mastercam所提供的万用后置程序产生器（Mark a Postprocessor，MP），即制作一个后置处理程序。
一个完整的后置处理应该包括两个文件，即CNC数控系统的可执行文件和可编辑修改的文件（PST）。PST文件提供了所有可供修改的资料，一般而言，不同的控制器仅需修改这个文件就可以产生另外一个新的控制器的后置程序，而且所有 CAM系统内定值也都在这个文件中设定。
刀具路径文件也称为中间文件。因为CAM在计算出刀具补偿及其加工轨迹后，会产生一个中间文件，使用者再根据这个中间文件选定所使用的CNC控制器的专用后置处理程序，经过它解释为该CNC控制器的专用CNC控制码，其流程如图2-29所示。由图可知，刀具路径文件仅需要产生一次就可以选择不同的控制器，从而后置处理成不同的NC控制码，因此其灵活性相当高。因为每台机器所行走的刀具轨迹都是一样的，只是接受的代码不一样，如对于直线运动而言 FANUC系统的命令为“G01”，但Heidenhein的系统却为“L”，其他所有的X、Y、Z坐标都一样，所以大体而言，要变更后置处理程序的形式并不是很困难。
图2-29 计算机辅助编程的流程图
当执行后置处理程序时，系统会进行以下处理。
（1）读取PST文件，此时系统会先读取系统内定的后置处理程序，该文件包含各种变量格式及定义的输出形式。
（2）开启NC的程序文件。
（3）读取中间文档，并将其写成NC程序档，然后关闭所有文件。