YANGHUIMIN

     本章讲述数控机床自动编程的基本概念和步骤，Master CAM软件的使用，并结合实例讲述了数控车削和数控铣削的自动编程方法。本章要求了解自动编程的定义、种类、特点、功能和基本编程步骤，掌握Master CAM车削加工和铣削加工的自动编程方法，能熟练地使用Master CAM软件及其在实际生产中的应用。
重点： Master CAM 的车削编程； Master CAM 的平面铣削编程； Master CAM 的三维铣削加工编程。
难点： Master CAM 的三维铣削加工编程。
7.1 自动编程概述
7.1.1 自动编程的基本概念
   自动编程（Automatic Programming，AP ）实际上是指计算机辅助编程（Computer Aided Programming，CAP ），是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。目前，自动编程根据编程信息的输入与计算机对信息的处理方式不同，分为语言式和图形交互式两种自动编程方式。在语言式自动编程中，编程人员编程时是依据所用数控语言的编程手册以及零件图样，以语言形式表达出加工的全部内容，然后再把这些内容全部输入到计算机中进行处理，制作出可以直接用于数控机床加工的程序。
      工件源程序是计算机进行各种处理的依据，其内容包括零件的几何形状、尺寸、几何元素之间的相互关系（相交、相切、平行等）、刀具运动轨迹及工艺参数等。主要用自动编程语言APT（Automatic Programmed Tools）。而在图形交互式自动编程中，编程人员则首先要对零件图样进行工艺分析，确定构图方案，然后利用自动编程软件本身的计算机辅助设计功能（CAD），在显示器上以人机对话的方式构建出几何图形，最后利用软件的计算机辅助制造功能（CAM）进行后置处理，制作出NC加工程序。这种自动编程方式又称为图形交互式自动编程。这种方法直观性好、使用简便、速度快、精度高、便于校验，在生产中得到越来越广泛的应用。目前，图形交互式自动编程软件很多，且各有特点。
     1. 图形交互自动编程系统 目前，国内外图形交互式自动编程软件包的种类很多，其软件功能 、接口方式有所不同，所以编程的具体过程及编程过程中所使用的指令也不尽相同。但从总体上讲，其编程的基本原理和步骤大体上是一致的。具体的工艺过程如图7-1所示。
     自动编程通常可分为四个步骤： （1）零件图样及加工工艺分析 零件图样及加工工艺分析是数控编程的基础理论，无论是手工编程还是自动编程，都要首先进行这项工作，为后续工作打下基础。


（2）几何造型
     几何造型就是利用图形交互式自动编程软件包的CAD功能，即图形绘制、编辑修改、曲线曲面造型和实体造型功能，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的图形文件。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自动利用这些数据，进行分析判断和必要的数学处理，以形成加工的刀位轨迹数据。
  （3）刀具路径的生成 路径的生成是面向屏幕上的图形交互进行的。首先在路么生成菜单中选择所需的菜单项并输入参数，然后根据对话框的提示，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，并将转换为刀具位置数据，存入指定的刀位文件中，同时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。
（4）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用机床的数控系统相适应的后置处理程序，进行后置处理，这样才能生成符合数控加工格式要求的NC加工程序。
     在CAD/CAM集成软件系统或专用后置处理程序中完成数控加工的代码生成后，需将加工代码传输到数控机床。早期的数控系统多采用穿孔纸带进行转换和输入，目前已广泛采用手动输入、RS-232串行通信方式、磁盘或DNC网络通信方式进行程序输入。 目前，图形交互式自动编程软件很多，且各有特点。主要有Master CAM、Cimatron、DELCAM
     2. 数控程序的检验与仿真
     数控机床是一种高效设备，但据调查，国内数控设备的利用率并不高，其中数控程序的质量是影响数控机床效率的重要因素，而且数控机床的自动化程度越高，这种影响愈明显。工件批量越小，这种影响愈严重。因此，无论是手工编程还是自动编程，所产生的数控程序都必须经过检验，以保证程序的正确性。数控程序的检验和调试是一个需反复进行的过程，这一过程在数控机床上进行，花费时间长，安全性差，研制成本高。开发NC程序的检验与仿真软件，利用计算机检查NC程序中的各种错误，可以杜绝由于编程失误造成的损失，缩短程序的检验和调试周期，从而大大地提高设备的利用率。
     数控程序的检验与仿真重要功能是帮助编程人员检查NC程序的合理性和正确性，其检查过程分为两个步骤：首先对NC程序进行语法、词法检查和初步的工艺参数分析，若有错误，则记录下来供修改；如果无错误，则进入仿真功能，在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验，能够减少用户在真实加工环境中所出现的各种错误，从而避免加工过程中的刀具干涉碰撞和提高系统运行的安全性;并且可以减少NC程序的调试时间，部分或全部代替试切过程。

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