计算机辅助编程
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APT数控语言辅助编程
apt语言具有基本的控制结构， 如条件语句、循环语句等。
函数定义
apt语言支持自定义函数，方便 重复使用和模块化开发。
程序结构
apt语言遵循标准的程序结构， 包括主程序、子程序和中断程 序等。
apt数控语言的应用范围
数控机床编程
apt语言广泛应用于数控机床编程， 能够实现高效、精确的加工控制。
自动化生产线控制
VS
实例二
编写一个数控机床控制器程序，用于控制 机床的运动和加工过程。该程序需要与机 床的硬件接口进行通信，接收加工指令并 控制机床的运动，同时还需要实时监测加 工状态并进行异常处理。
04
apt数控语言编程技巧和优化
编程技巧
变量命名规范
使用有意义的变量名，避免使用单个字符或无意 义的缩写，以增加代码的可读性。
06
结论
主要观点和结论
1 2 3
apt数控语言的优势
apt数控语言在编程过程中具有高效、精确和易 用的特点，能够显著提高编程效率和降低错误率。
apt数控语言的适用范围
apt数控语言适用于各种类型的数控机床，包括 铣床、车床、加工中心等，能够满足各种复杂的 加工需求。
apt数控语言的发展趋势
随着技术的不断进步，apt数控语言将朝着更加 智能化、自动化的方向发展，进一步提高编程效 率和加工精度。
设计程序结构
根据需求分析的结果，设计程序的总体结构和流程。这包 括确定程序的各个模块和函数，以及它们之间的相互关系 。
编译和测试
将编写好的代码进行编译，生成可执行文件或库文件。然 后进行测试，确保程序能够正常运行，并满足生成程序 ，用于将工件加工成特定形状。该程序 需要读取工件的三维模型数据，然后根 据加工要求生成加工路径，最后输出加 工指令。
函数定义
apt语言支持自定义函数，方便 重复使用和模块化开发。
程序结构
apt语言遵循标准的程序结构， 包括主程序、子程序和中断程 序等。
apt数控语言的应用范围
数控机床编程
apt语言广泛应用于数控机床编程， 能够实现高效、精确的加工控制。
自动化生产线控制
VS
实例二
编写一个数控机床控制器程序，用于控制 机床的运动和加工过程。该程序需要与机 床的硬件接口进行通信，接收加工指令并 控制机床的运动，同时还需要实时监测加 工状态并进行异常处理。
04
apt数控语言编程技巧和优化
编程技巧
变量命名规范
使用有意义的变量名，避免使用单个字符或无意 义的缩写，以增加代码的可读性。
06
结论
主要观点和结论
1 2 3
apt数控语言的优势
apt数控语言在编程过程中具有高效、精确和易 用的特点，能够显著提高编程效率和降低错误率。
apt数控语言的适用范围
apt数控语言适用于各种类型的数控机床，包括 铣床、车床、加工中心等，能够满足各种复杂的 加工需求。
apt数控语言的发展趋势
随着技术的不断进步，apt数控语言将朝着更加 智能化、自动化的方向发展，进一步提高编程效 率和加工精度。
设计程序结构
根据需求分析的结果，设计程序的总体结构和流程。这包 括确定程序的各个模块和函数，以及它们之间的相互关系 。
编译和测试
将编写好的代码进行编译，生成可执行文件或库文件。然 后进行测试，确保程序能够正常运行，并满足生成程序 ，用于将工件加工成特定形状。该程序 需要读取工件的三维模型数据，然后根 据加工要求生成加工路径，最后输出加 工指令。
东大17秋学期《计算机辅助数控编程》在线作业1
18春奥鹏东大17秋学期《计算机辅助数控编程》在线作业1试卷总分：100 测试时间：--单选题、单选题（共20 道试题，共100 分。
）1.CAD/CAM系统中把图形数据或指令传送给计算的一种装置是，其功能包括输入点的坐标、输入具体的数值、确定选项、拾取图形目标和输入文本等。
A.输出设备B. 存储器C. 输入设备D. 主机满分：5 分2.CAD/CAM系统由硬件系统和软件系统组成，其硬件系统由计算机及其外围设备组成。
外围设备主要包括输入/输出设备和设备等。
A.打印B. 数控C. 键盘D. 成形满分：5 分3.图标按钮的定位方式是。
A. 平行距离B. 角度C. 两点重合D. 点到线上满分：5 分4.CAD/CAM系统中结构分析常用的方法是，这是一种数值近似解方法，用来对产品三维模型，尤其是结构形状比较复杂的零件进行静态和动态特性计算，以及进行零件的强度、刚度、震动、热变形、磁场、温度场强度和应力分布状态等的计算分析。
A.虚拟现实B. 仿生模拟C. 有限元法D. 力学分析满分：5 分5.适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体的设备有卧式镗铣床和。
A.立式镗床B.卧式加工中心C.卧式车床D.立式铣床满分：5 分6.图标按钮的功能创建是。
A. 孔B. 凸台C. 键槽D. 型腔满分：5 分7.按照对零件几何信息和拓扑信息的描述及存储方法可将几何造型划分为线框造型、曲面造型和造型。
A.实体B. 平面C. 特征D. 几何满分：5 分8.几何造型分为线框造型、和实体造型。
A.曲面造型B. 特征造型C. 几何造型D. 平面造型满分：5 分9.对计算机系统硬件及系统配置的各种软件进行全面控制和管理的底层软件是，负责计算机系统内所有软件和硬件资源的监控和调度，使其协调一致、高效率地运行。
A.应用软件B. 主机C. 操作系统D. CPU满分：5 分10.计算机内的加工程序可经传输给机床的数控系统。
A.光线B.通信接口C.网线D.人机接口满分：5 分11. 就工程数据管理而言，CAD/CAM系统应具有良好的信息传输管理功能和功能，支持产品设计与制造全过程的信息传输与交换，并可以在多个设计者或设计小组之间实现信息传输及共享。
数控加工计算机辅助编程精品PPT课件
湖南工程学院 Hunan Institute of EngineeCAM（计算机辅助设计及制造）与PDM（产 品数据管理）构成了一个现代制造型企业计算机 应用的主干。对于制造行业，设计、制造水平和 产品的质量、成本及生产周期息息相关。人工设 计、单件生产这种传统的设计与制造方式已无法 适应工业发展的要求。采用CAD/CAM的技术已成 为整个制造行业当前和将来技术发展的重点。
9
湖南工程学院 Hunan Institute of Engineering
Cimatron
Cimatron是一个集成的CAD/CAM产品，在一个 统一的系统环境下，使用统一的数据库，用 户可以完成产品的结构设计、零件设计、输 出设计图纸，可以根据零件的三维模型进行 手工或自动的模具分模，再对凸、凹模进行 自动的NC加工，输出加工的NC代码
11
湖南工程学院 Hunan Institute of Engineering
Master CAM
Master CAM是由美国CNC Software 公司 推出的基于PC平台上的CAD/CAM软件，它具有 很强的加工功能，尤其在对复杂曲面自动生成加 工代码方面，具有独到的优势。由于Master CAM 主要针对数控加工，零件的设计造型功能不强， 但对硬件的要求不高，且操作灵活、易学易用且 价格较低，受到中小企业的欢迎。该软件被公认 为是一个图形交互式CAM数控编程系统。本书下 面将对该软件作详细介绍。
6
湖南工程学院 Hunan Institute of Engineering
UGII CAD/CAM系统
UGII CAD/CAM系统具有丰富的数控加工编程能力，是目前市 场上数控加工编程能力最强的CAD/CAM集成系统之一，其功 能包括： (1)车削加工编程。 (2)型芯和型腔铣削加工编程 (3)固定轴铣削加工编程。 (4)清根切削加工编程。 (5)可变轴铣削加工编程。 (6)顺序铣削加工编程。 (7)线切割加工编程。 (8)刀具轨迹编辑。 (9)刀具轨迹干涉处理。 (10)刀具轨迹验证、切削加工过程仿真与机床仿真。 (11)通用后置处理。
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湖南工程学院 Hunan Institute of Engineering
Cimatron
Cimatron是一个集成的CAD/CAM产品，在一个 统一的系统环境下，使用统一的数据库，用 户可以完成产品的结构设计、零件设计、输 出设计图纸，可以根据零件的三维模型进行 手工或自动的模具分模，再对凸、凹模进行 自动的NC加工，输出加工的NC代码
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湖南工程学院 Hunan Institute of Engineering
Master CAM
Master CAM是由美国CNC Software 公司 推出的基于PC平台上的CAD/CAM软件，它具有 很强的加工功能，尤其在对复杂曲面自动生成加 工代码方面，具有独到的优势。由于Master CAM 主要针对数控加工，零件的设计造型功能不强， 但对硬件的要求不高，且操作灵活、易学易用且 价格较低，受到中小企业的欢迎。该软件被公认 为是一个图形交互式CAM数控编程系统。本书下 面将对该软件作详细介绍。
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湖南工程学院 Hunan Institute of Engineering
UGII CAD/CAM系统
UGII CAD/CAM系统具有丰富的数控加工编程能力，是目前市 场上数控加工编程能力最强的CAD/CAM集成系统之一，其功 能包括： (1)车削加工编程。 (2)型芯和型腔铣削加工编程 (3)固定轴铣削加工编程。 (4)清根切削加工编程。 (5)可变轴铣削加工编程。 (6)顺序铣削加工编程。 (7)线切割加工编程。 (8)刀具轨迹编辑。 (9)刀具轨迹干涉处理。 (10)刀具轨迹验证、切削加工过程仿真与机床仿真。 (11)通用后置处理。
第七章数控车床自动编程
着现代加工业的发展，实际生产过程中，比较复杂的二维零件、具有曲线轮廓和三维复杂零件越来越多，手工编程已满足不了实际生产的要求。
如何在较短的时间内编制出高效、快速、合格的加项目序，在这种需求推动下，数控自动编程得到了很大的发展。
7. 1什么叫自动编程自动编程又称为计算机辅助编程。
其定义是：利用计算机(含外围设备>和相应的前置、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加项目序单和数控带的一种编程方式。
7. 2自动编程的工作过程自动编程的工作过程如图7-1所示。
图7-1 自动编程的工作过程从自动编程的工作过程中可以看出，数控语言、编译程序和通用电子计算机是实现自动编程的必备条件。
7.2.1数控语言数控语言是指其语言、语法程序所必需的一套规定语句及其应用规则。
通过数控语言而编写的零件程序与用规定地址指令和格式编写的可直接用于机床的零件加项目序有着本质的区别，这种程序称为零件源程序，又称为计算机输入程序。
零件源程序是电子计算机进行各种处理工作的依据，其内容包括零件的形状、尺寸、刀具及其动作、切削条件等方面参数，以及机床的各种辅助功能等。
零件源程序(单和带>必须在自动编程的准备工作中，由手工方式提前准备好，以便计算机接收。
7.2.2编译程序为了使电子计算机识别零件源程序，必须在计算机内存放有处理零件源程序的软件，即编译程序。
编译程序可对其源程序的语句、语法进行检查(自诊断>，然后阅读、译码、分类，以及进行十→二进制数的转换等。
不同的编译程序可以处理不同的源程序。
7.2.3通用电子计算机通用电子计算机是自动编程的核心设备，被称为自动编程的“主机”。
该计算机将其输入的零件源程序通过相应的编译程序进行翻译、轨迹计算及工艺处理等前置处理工作后，由针对特定机床和加工性质(车、铣、电等>的机内后置处理程序处理，然后通过联网的外围设备制成加项目序单和数控带。
7. 3自动编程的分类方法随自动编程一般可按所用设备(编程系统>、插补类型和编程语言等进行分类，目前多按所用设备(除数控机床已具备其直接编程功能外>分类。
CAM计算机辅助制造
一、CAM技术概述CAM是先进制造技术中的重要组成部分。
CAM即Computer Aided Manufacturing，指计算机辅助制造，狭义上指计算机辅助编程，即一个从零件图纸到获得数控加工程序的全过程，主要任务是计算加工走刀中的刀位点(Cutter Location Point)，包括三个主要阶段：首先是工艺处理，即分析零件图，确定加工方案，设计走刀路径等：其次是数学处理，即处理计算刀具路径上全部坐标数据；最后是自动编制出加工程序，即按数控机床配置的数控系统的指令格式编制出全部程序。
广义上的CAM则还包括计算机辅助工艺规程编制CAPP（Computer Aided Program Planning）和计算机辅助质量控制CAQ （Computer Aided Quality）。
二、CAM技术的发展CAM指的是计算机辅助设计和计算机辅助制造的集成技术，CAM将设计和工艺通过计算机有机结合起来，直接面向制造，减少中间环节。
上世纪50年代CAD技术处于被动式的图形处理阶段。
60年代计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想被首次提出，从而为CAM技术的发展和应用打下了基础。
60年代中后期出现了许多商品化的CAD设备。
1970年美国Applicon 公司第一个推出完整的CAD系统，出现了面向中小企业的CAM商品化系统。
到了80年代，CAM技术迅猛发展，CAM技术从大中企业向小企业扩展；从发达国家向发展中国家扩展；从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。
90年代，CAM技术进入了开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期，图形接口、图形功能日趋标准化。
我国开展CAM技术应用工作在上世纪70年代，并不算晚；通过引进，不少企业的软、硬件条件与国外相比也相差不大。
但是，国内的CAM应用与国外先进水平相比存在较大的差距。
由于采用CAM技术投资大，有较大风险，效益回报有一定的滞后期，所以在原有经济体制下难以推广。
CAXA线切割计算机辅助编程软件
３. CAXA图标菜单简介 １）基本曲线 直线 绘制各类直线段。 圆弧 绘制圆弧。 圆 绘制圆 矩形 绘制矩形。 中心线 绘制孔或轴的中心线。 样条线 绘制样条曲线。 轮廓线 绘制直线和圆弧首尾构成的首尾相接或不相接的一条轮廓线。 等距线 以等距方式生成一条或同时生成数条给定曲线的等距线。 ２）高级曲线 正多边形 绘制任意正多边形 椭圆 绘制椭圆 孔/轴 在给定位置画出带有中心线的孔和轴。 波浪线 在给定方式生成波浪曲线。 双折线 绘制双折线。 公式曲线 按给定公式绘制曲线。 填充 将一块封闭区域用一种颜色填满。 箭头 绘制单个实心箭头或给弧、直线增加实心箭头。 点 生成弧立点实体。 齿轮设计 绘制齿轮。 花键设计 绘制花键。 位图矢量化 读入图形文件，生成文字轮廓曲线。
一、CAXA线切割用户界面与绘图 1、用户界面 与传统的线切割编程软件相比，CAXA线切割编程的界面更加友好， 操作更加方便。下面将就要介绍线切割编程的界面及使用方法，如图 ４－５－3所示。
图４－５－3用户界面 如图为CAXA线切割编程的设计界面，主要有三大部分组成：绘图 功能区、菜单、状态显示和提示区。
CAXA线切割计算机辅助编程软件 CAXA线切割是一个面向线切割机床数控编程的软件系统。同时 它也是面向线切割加工行业的计算机辅助自动编程工具软件。 CAXA线切割可以为各种线切割机床提供快速、高效率。高品质的 数控编程代码，极大地简化了数控编程人员的工作。CAXA线切割 对于在传统编程方式下很难完成的工作，它都可以快速、准确地 完成。CAXA线切割能够提供线切割机床自动编程工具，提高效率。 CAXA线切割可以交互方式绘制需切割的图形，生成带有复杂形状 轮廓的两轴线切割加工轨迹。CAXA线切割支持快走丝线切割机床， 可输出3B后置格式。
《计算机辅助制造》课大作业--编程说明书
《计算机辅助制造》综合作业一、数控车削加工程序编制应用MasterCAM软件编写如下图所示的零件的数控车削加工程序。
1、零件图2、毛坯图该零件车削加工取用的毛坯尺寸为外径60mm,内径15mm,长度135mm的管件。
3、工艺分析序号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给转速(mm/min)背吃刀量(mm)备注1 粗车端面T01 550 100 22 精车端面T01 800 60 0.53 粗车外圆（不含圆弧）T02 550 80 24 粗车R16圆弧面T02 550 80 25 精车外圆T02 800 50 0.56 切外退刀槽T03 350 307 车外螺纹T04 2008 粗镗内孔T05 300 40 19 精镗内孔T05 400 30 0.510 切内退刀槽T06 200 2511 车内螺纹T07 1004、绘制零件轮廓线运用SolidWorks三维造型软件绘制零件草图，并在MasterCAM软件打开以*.IGES格式保存的文件，零件轮廓线如下图所示。
零件轮廓线5、设定工件坐标系（以右端面为例）按键盘上的<F9>键，图形会出现两条棕色的直线，其交点即为当前工件坐标的原点。
工件原点移动的方法：点击菜单<转换>→<平移>，然后全选“图形区域所有线段”按回车确认，在弹出的<平移>对话框中，选择<移动>，<从一点到另一点>，然后选择图形上要平移的点，回车确认。
工件坐标系设定6、机床类型选择及毛坯定义机床类型选择：点击菜单<机床类型>→<车床>→<默认>毛坯定义：在软件页面左侧<操作管理>中，点击<属性>→<材料设置>→<信息内容>，在弹出的<机床组件材料>对话框中，对毛坯进行参数设置。
毛坯参数设置7、刀具路径生成及参数设置(因该零件加工为调头件加工，所以刀具路径分为左右两部分)a、右半部分：1）粗车端面点击<刀具路径>→<车端面>，具体参数设置如下图所示。
计算机辅助造型与编程《MASTERCAM》课程标准
课程名称：计算机辅助造型与编程《MASTERCAM》适用专业：数控技术、精密机械学时：40（一）课程定位课程的性质：《计算机辅助造型与编程》课程是数控技术专业的专业核心课程，重点是通过计算机辅助设计与计算机辅助制造实现产品快速设计与虚拟制造的基础。
通过本课的学习，要求学生熟练应用MASTERCAM软件实现机械产品的造型设计任务；能熟练应用MASTERCAM数控铣软件，掌握各种典型铣削类零件的造型方法及自动编程技术；能熟练应用MASTERCAM软件，掌握各种铣削类典型零件的造型方法及自动编程方法等。
课程的作用：本课程在专业人才培养过程中起到核心作用。
学完本课程，能够达到“熟练应用常用的CAD/CAM软件进行计算机辅助造型和自动编程的能力，为后续的毕业设计和走向工作岗位奠定坚实的基础。
（二）课程设计思路该课程标准的设计思路是以数控编程、程序检测、程序修改、自动编程、生产管理等职业岗位需求为导向，突出课程教学能力培养目标，以平面造型、曲面造型，实体造型，平面编程，曲面编程，实体编程为主体，各类机械产品编程等项目为载体，并将项目分解为若干个任务用以培养和训练学生的职业岗位能力；在教学过程中，以学生为主体，实施教、学、做一体化、典型的产品设计学习以及引入企业真实生产任务相结合的教学模式。
（三）课程目标1. 课程总体目标通过本课程零件编程与加工内容的学习和训练，根据职业岗位关键能力并结合国家人力资源部对数控加工中级工考核鉴定大纲的要求，学生学习完本课程应达到数控铣床加工中级工职业资格证书的要求。
2. 知识、能力与素质目标（1）知识目标①通过使用用三维CAD软件进行二维草图绘制和三维零件造型，掌握典型产品零件的三维模型造型及曲面造型的方法与技巧。
②通过使用三维CAD软件完成三维零件的装配，并掌握零件装配的方法与技巧。
③能按机械零部件的结构设计和绘制标准要求生成工程图。
④能过熟练使用CAM软件进行铣削类零件造型和数控加工自动编程。
机械CADCAM技术第八章计算机辅助数控加工编程
P3L3； • 求解圆心O2与O3，条件
①O2、O3分别在P2L2、P3L3上 ② O2O3=O2P2+O3P3 ， 相 切 于 P
点。
2、球头铣刀行距和步长的确定
平面 加工
s 2 r刀2 （r刀 H )2 2 H (2r刀 H）
H（残留高度）< Ra（粗糙度）
曲面 加工
r刀
s 2 H(2r刀 H） R /(r刀 R)
过N点作P2P3垂线PN，与P2l2、P3l3相 交于O2、O3；
以O2、O3为圆心，以P2O2、P3O3为半 径作圆弧C1、C2，即为所求的内切圆弧。
c)外切圆弧 点P1和P4在P2、P3点连线的两侧
作图方法： • 过P2点作∠P1P2P3的角平分线
P2L2； • 过P3点作∠P2P3P4的角平分线
功能
M00
程序停止
M15
正向快速移动
M49
速度修正失效
M01
计划结束
M16
反向快速移动
M50
3号冷却液开
M02
程序结束
M17-M18
不指定
M51
4号冷却液开
M03
主轴顺时针转动
M19
主轴定向停止 M52-M54
不指定
M04
主轴逆时针转动 M20-M29
永不指定
M55
直线位移到位置1
M05
主轴停止
M30
加 工 面 选 择
加 工 工 艺 分 析
刀 轨 文 件 生 成
编刀 辑位 修验 改证
后 置 处 理
加 工 仿 真
机 床 加 工
CAD
加工 刀具库 参数库 材料库
CAM模块
①O2、O3分别在P2L2、P3L3上 ② O2O3=O2P2+O3P3 ， 相 切 于 P
点。
2、球头铣刀行距和步长的确定
平面 加工
s 2 r刀2 （r刀 H )2 2 H (2r刀 H）
H（残留高度）< Ra（粗糙度）
曲面 加工
r刀
s 2 H(2r刀 H） R /(r刀 R)
过N点作P2P3垂线PN，与P2l2、P3l3相 交于O2、O3；
以O2、O3为圆心，以P2O2、P3O3为半 径作圆弧C1、C2，即为所求的内切圆弧。
c)外切圆弧 点P1和P4在P2、P3点连线的两侧
作图方法： • 过P2点作∠P1P2P3的角平分线
P2L2； • 过P3点作∠P2P3P4的角平分线
功能
M00
程序停止
M15
正向快速移动
M49
速度修正失效
M01
计划结束
M16
反向快速移动
M50
3号冷却液开
M02
程序结束
M17-M18
不指定
M51
4号冷却液开
M03
主轴顺时针转动
M19
主轴定向停止 M52-M54
不指定
M04
主轴逆时针转动 M20-M29
永不指定
M55
直线位移到位置1
M05
主轴停止
M30
加 工 面 选 择
加 工 工 艺 分 析
刀 轨 文 件 生 成
编刀 辑位 修验 改证
后 置 处 理
加 工 仿 真
机 床 加 工
CAD
加工 刀具库 参数库 材料库
CAM模块
计算机辅助编程
数控编程语言缺少对零件形状、刀具运动轨迹的 直观图形显示和刀位轨迹的验证手段。
40
7-2-4 计算机辅助数控编程
计算机辅助编程方法概述
图形交互编程 ( 20世纪70年代)
图形交互编程是在数控语言自动编程的基础上，增加图形 功能实现的。
编程人员可以依据零件图，将与数控加工相关的几何信息 输入计算机，然后以人机对话的方式就零件图形的定义、 刀具的选择、起刀点的确定、走刀路线的安排以及加工参 数的选择等内容，
22
7-2-2 数控编程概述
数控机床的坐标系定义
2.确定Ｘ轴
✓ 对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车床、磨床等，则在水 平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为Ｘ轴，且刀具远离主轴 轴线方向为Ｘ轴的正方向。 ✓ 对于机床主轴带动刀具旋转的机床：
当主轴是水平的，如卧式铣床、卧式镗床等，则规定人面对 主轴，选定主轴左侧方向为Ｘ轴正方向； 当主轴是竖直时，如立式铣床、立式钻床等，则规定人面对 主轴，选定主轴右侧方向为Ｘ轴正方向。
⑴ 根据零件图样对零件进行工艺分析，确定加工 路线和工艺参数。 ⑵ 根据零件的几何形状尺寸计算数控机床运动所 需数据。 ⑶ 根据计算结果及确定的加工路线，按规定的格 式和代码编写零件加工程序单。 ⑷ 输入数控系统，对所编程序进行仿真。
35
7-2-3 手工编程
手动编程的特点
⑴ 只适于简单零件和简单路径； ⑵ 出错率高； ⑶ 效率低，一般编程时间与加工时间之 比为30:1； ⑷ 计算精度低。
7-1 CAM技术概述
▪ 机械制造系统及其组成 ▪ 计算机辅助制造系统的层次结构 ▪ 机械制造自动化的发展与变化 ▪ 计算机辅助制造的范畴及应用
1
7-1-1 机械制造系统及其组成
40
7-2-4 计算机辅助数控编程
计算机辅助编程方法概述
图形交互编程 ( 20世纪70年代)
图形交互编程是在数控语言自动编程的基础上，增加图形 功能实现的。
编程人员可以依据零件图，将与数控加工相关的几何信息 输入计算机，然后以人机对话的方式就零件图形的定义、 刀具的选择、起刀点的确定、走刀路线的安排以及加工参 数的选择等内容，
22
7-2-2 数控编程概述
数控机床的坐标系定义
2.确定Ｘ轴
✓ 对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车床、磨床等，则在水 平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为Ｘ轴，且刀具远离主轴 轴线方向为Ｘ轴的正方向。 ✓ 对于机床主轴带动刀具旋转的机床：
当主轴是水平的，如卧式铣床、卧式镗床等，则规定人面对 主轴，选定主轴左侧方向为Ｘ轴正方向； 当主轴是竖直时，如立式铣床、立式钻床等，则规定人面对 主轴，选定主轴右侧方向为Ｘ轴正方向。
⑴ 根据零件图样对零件进行工艺分析，确定加工 路线和工艺参数。 ⑵ 根据零件的几何形状尺寸计算数控机床运动所 需数据。 ⑶ 根据计算结果及确定的加工路线，按规定的格 式和代码编写零件加工程序单。 ⑷ 输入数控系统，对所编程序进行仿真。
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7-2-3 手工编程
手动编程的特点
⑴ 只适于简单零件和简单路径； ⑵ 出错率高； ⑶ 效率低，一般编程时间与加工时间之 比为30:1； ⑷ 计算精度低。
7-1 CAM技术概述
▪ 机械制造系统及其组成 ▪ 计算机辅助制造系统的层次结构 ▪ 机械制造自动化的发展与变化 ▪ 计算机辅助制造的范畴及应用
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7-1-1 机械制造系统及其组成
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第七章 计算机辅助数控加工
CAM技术概述 数控加工编程 加工过程仿真 DNC技术
7-1 CAM技术概述
机械制造系统及其组成 计算机辅助制造系统的层次结构 机械制造自动化的发展与变化 计算机辅助制造的范畴及应用
7-1-1 机械制造系统及其组成
机械制造系统的概念
机械制造过程可以看作一个有输入、 输出的完整系统。输入分为原材料输入， 能量输入，信息输入；加工过程相当于 系统内的处理，交换，传递等；输出物 是该系统的产品。
7-1-3 机械制造自动化的发展过程
20世纪初到50年代：流水线，自动线。 20世纪50年代到80年代：自动线，成组技 术，数控系统。 20世纪80年代到90年代：数控系统，柔性 制造单元，柔性制造系统。 20世纪90年代到90年代后期：柔性制造系 统，计算机集成制造系统。 目前：计算机集成制造系统，网络与虚拟 制造系统。
4. 加工程序单的编写：
按照机床数控系统使用的指令代码及程序格式要求， 编写或生成零件加工程序清单，
5. 程序校核与试切。
7-2-1 数控编程的基本概念
数控程序的编制方法
目前用到的数控编程方法： 1）手工编程 2）计算机辅助编程 数控语言自动编程 图形交互自动编程 CAD/CAM 集成数控编程
数控机床的坐标系定义
在ISO标准中统一规定采用右手直角笛卡儿坐标 系对机床的坐标系进行命名，在这个坐标系下定义刀 具位置及其运动的轨迹。
7-2-2 数控编程术语与标准
数控机床的坐标系定义
1.确定Ｚ轴
对于有主轴的机床，如车床、铣床等则以机床主轴轴线方向作 为Z轴方向,刀具远离工件方向为Z轴正方向。
7-2-1 数控编程的基本概念
数控编程
根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要 求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定 的指令和格式编制成加工程序文件，这个过程 称为零件数控加工程序编制，简称数控编程。
7-2-1 数控编程的基本概念
数控编程的内容和步骤
1. 工艺方案分析：
是否适合数控加工,此时应考虑数控机床使用的合理 性及经济性，并充分发挥数控机床的功能。
主轴，选定主轴左侧方向为Ｘ轴正方向； 当主轴是竖直时，如立式铣床、立式钻床等，则规定人面对
主轴，选定主轴右侧方向为Ｘ轴正方向。
7-2-2 数控编程术语与标准 数控机床的坐标系定义
3.确定Ｙ轴 Ｙ轴方向可以根据已选定的Ｚ、Ｘ轴方向， 按右手直角坐标系来确定。
7-2-2 数控编程术语与标准 数控加工程序的程序段格式
7-2-2 数控编程术语与标准
7-1-1 机械制造系统及其组成
机械制造系统的组成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物流系统
工件、刀具、夹 具、工量具等 信息源和信息传递设备 输送设备、加工设 备、汽液动力设备
信息流系统
能量流系统
7-1-2 CAM系统的层次结构
根据组成系统的硬件不同，可组成不 同层次的计算机辅助制造系统。
一台计算机+一台或多台数字控制机床： 计算机数控系统（CNC—Computerized Numerical Control)。
7-2-2 数控编程术语与标准
进给功能
进给功能指令为“F”指令，用以表示进给速 度的大小，由F和进给速度数据组成。
主轴功能
主轴功能指令为“ S”指令，用以表示主轴转 速的大小，由S和r/min数据组成。
刀具功能
刀具功能指令为“T”指令，用来表示所选刀 具号。由T和刀位号组成。
7-2-2 数控编程术语与标准
7-2-2 数控编程术语与标准
加工程序指令的标准化
主要包括准备功能码（G代码）、辅助功能 码（M代码）及其它指令代码。 (1) 准备功能码（G代码） (2) 辅助功能码（M代码） (3)进给功能码（F代码） (4)主轴功能码（S代码） (5)刀具功能码（T代码）
7-2-2 数控编程术语与标准
7-2-2 数控编程术语与标准 数控机床的坐标系定义
2.确定Ｘ轴
对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车床、磨床等，则在水 平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为Ｘ轴，且刀具远离主轴 轴线方向为Ｘ轴的正方向。 对于机床主轴带动刀具旋转的机床：
当主轴是水平的，如卧式铣床、卧式镗床等，则规定人面对
计算机+物流设备+多台数字控制加工中心： 柔性制造单元（FMC—Flexible Manufacturing Cell)。
7-1-2 CAM系统的层次结构
物料储运设备+若干FMC： 柔性制造系统（FMS—Flexible manufacturing system)。 CAD系统+若干FMS+管理系统： 计算机集成制造系统（CIMS— Computer Integrated Manufacturing System)。
7-2 数控加工编程
数控编程基本概念
数控编程术语与标准
手工编程 计算机辅助编程
7-2-1 数控编程的基本概念
数控加工过程
1）要预先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工 艺过程、工艺参数和走刀运动数据; 2）编制加工程序; 3）传输加工程序给数控系统; 4）加工程序经数控系统处理与计算，发出相应的进给 运动指令信号，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动， 进行零件的加工。
常用准备功能 准备功能主要用来控制刀具的运动轨 迹，是数控程序的主要构成内容。 准备功能由“G”和不同数字组成，从 G00—G99,可完成不同的加工过程。
7-2-2 数控编程术语与标准
常用辅助功能 辅助功能指令为“M”指令，从“M00” 到“M09”共10种辅助功能。主要为： 程序的停止、结束、主轴的转向、切 削液的开、停等。
2. 工序详细设计：
数控加工程序是指在一台数控机床上对某个零件进 行连续加工的那些表面的加工工序。工序的详细设计 主要包括：工件的定位和夹紧、工步划分、刀具选择、 切削用量的确定、走刀路线的合理制定。
7-2-1 数控编程的基本概念
3. 运动轨迹的坐标值计算：
首先建立工件坐标系，正确选择编程原点，根据走刀 路线，计算每次走刀的坐标值。主要步骤为： ① 基点计算 ② 节点计算 ③ 辅助计算
CAM技术概述 数控加工编程 加工过程仿真 DNC技术
7-1 CAM技术概述
机械制造系统及其组成 计算机辅助制造系统的层次结构 机械制造自动化的发展与变化 计算机辅助制造的范畴及应用
7-1-1 机械制造系统及其组成
机械制造系统的概念
机械制造过程可以看作一个有输入、 输出的完整系统。输入分为原材料输入， 能量输入，信息输入；加工过程相当于 系统内的处理，交换，传递等；输出物 是该系统的产品。
7-1-3 机械制造自动化的发展过程
20世纪初到50年代：流水线，自动线。 20世纪50年代到80年代：自动线，成组技 术，数控系统。 20世纪80年代到90年代：数控系统，柔性 制造单元，柔性制造系统。 20世纪90年代到90年代后期：柔性制造系 统，计算机集成制造系统。 目前：计算机集成制造系统，网络与虚拟 制造系统。
4. 加工程序单的编写：
按照机床数控系统使用的指令代码及程序格式要求， 编写或生成零件加工程序清单，
5. 程序校核与试切。
7-2-1 数控编程的基本概念
数控程序的编制方法
目前用到的数控编程方法： 1）手工编程 2）计算机辅助编程 数控语言自动编程 图形交互自动编程 CAD/CAM 集成数控编程
数控机床的坐标系定义
在ISO标准中统一规定采用右手直角笛卡儿坐标 系对机床的坐标系进行命名，在这个坐标系下定义刀 具位置及其运动的轨迹。
7-2-2 数控编程术语与标准
数控机床的坐标系定义
1.确定Ｚ轴
对于有主轴的机床，如车床、铣床等则以机床主轴轴线方向作 为Z轴方向,刀具远离工件方向为Z轴正方向。
7-2-1 数控编程的基本概念
数控编程
根据被加工零件的图纸和技术要求、工艺要 求等切削加工的必要信息，按数控系统所规定 的指令和格式编制成加工程序文件，这个过程 称为零件数控加工程序编制，简称数控编程。
7-2-1 数控编程的基本概念
数控编程的内容和步骤
1. 工艺方案分析：
是否适合数控加工,此时应考虑数控机床使用的合理 性及经济性，并充分发挥数控机床的功能。
主轴，选定主轴左侧方向为Ｘ轴正方向； 当主轴是竖直时，如立式铣床、立式钻床等，则规定人面对
主轴，选定主轴右侧方向为Ｘ轴正方向。
7-2-2 数控编程术语与标准 数控机床的坐标系定义
3.确定Ｙ轴 Ｙ轴方向可以根据已选定的Ｚ、Ｘ轴方向， 按右手直角坐标系来确定。
7-2-2 数控编程术语与标准 数控加工程序的程序段格式
7-2-2 数控编程术语与标准
7-1-1 机械制造系统及其组成
机械制造系统的组成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
物流系统
工件、刀具、夹 具、工量具等 信息源和信息传递设备 输送设备、加工设 备、汽液动力设备
信息流系统
能量流系统
7-1-2 CAM系统的层次结构
根据组成系统的硬件不同，可组成不 同层次的计算机辅助制造系统。
一台计算机+一台或多台数字控制机床： 计算机数控系统（CNC—Computerized Numerical Control)。
7-2-2 数控编程术语与标准
进给功能
进给功能指令为“F”指令，用以表示进给速 度的大小，由F和进给速度数据组成。
主轴功能
主轴功能指令为“ S”指令，用以表示主轴转 速的大小，由S和r/min数据组成。
刀具功能
刀具功能指令为“T”指令，用来表示所选刀 具号。由T和刀位号组成。
7-2-2 数控编程术语与标准
7-2-2 数控编程术语与标准
加工程序指令的标准化
主要包括准备功能码（G代码）、辅助功能 码（M代码）及其它指令代码。 (1) 准备功能码（G代码） (2) 辅助功能码（M代码） (3)进给功能码（F代码） (4)主轴功能码（S代码） (5)刀具功能码（T代码）
7-2-2 数控编程术语与标准
7-2-2 数控编程术语与标准 数控机床的坐标系定义
2.确定Ｘ轴
对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车床、磨床等，则在水 平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为Ｘ轴，且刀具远离主轴 轴线方向为Ｘ轴的正方向。 对于机床主轴带动刀具旋转的机床：
当主轴是水平的，如卧式铣床、卧式镗床等，则规定人面对
计算机+物流设备+多台数字控制加工中心： 柔性制造单元（FMC—Flexible Manufacturing Cell)。
7-1-2 CAM系统的层次结构
物料储运设备+若干FMC： 柔性制造系统（FMS—Flexible manufacturing system)。 CAD系统+若干FMS+管理系统： 计算机集成制造系统（CIMS— Computer Integrated Manufacturing System)。
7-2 数控加工编程
数控编程基本概念
数控编程术语与标准
手工编程 计算机辅助编程
7-2-1 数控编程的基本概念
数控加工过程
1）要预先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工 艺过程、工艺参数和走刀运动数据; 2）编制加工程序; 3）传输加工程序给数控系统; 4）加工程序经数控系统处理与计算，发出相应的进给 运动指令信号，通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动， 进行零件的加工。
常用准备功能 准备功能主要用来控制刀具的运动轨 迹，是数控程序的主要构成内容。 准备功能由“G”和不同数字组成，从 G00—G99,可完成不同的加工过程。
7-2-2 数控编程术语与标准
常用辅助功能 辅助功能指令为“M”指令，从“M00” 到“M09”共10种辅助功能。主要为： 程序的停止、结束、主轴的转向、切 削液的开、停等。
2. 工序详细设计：
数控加工程序是指在一台数控机床上对某个零件进 行连续加工的那些表面的加工工序。工序的详细设计 主要包括：工件的定位和夹紧、工步划分、刀具选择、 切削用量的确定、走刀路线的合理制定。
7-2-1 数控编程的基本概念
3. 运动轨迹的坐标值计算：
首先建立工件坐标系，正确选择编程原点，根据走刀 路线，计算每次走刀的坐标值。主要步骤为： ① 基点计算 ② 节点计算 ③ 辅助计算