数 控 技 术第三章第一节概述.pptVIP

交互式图形数控编程 1、概述 语言自动编程提高了编程的速度和精度。但存在缺点： 第三章 计算机数控系统 第一节 概述 第三章第一节概述 一、CNC系统的构成与功能 1、数字控制的任务 数控机床的任务，主要在于制造各种规定的几何形状。 机械制造工艺中的数字控制就是使工件与刀具的相对运动形成规定的几何轨迹，及一些辅助控制。 * 数 控 技 术 主讲教师：吴刚 辽阳职业技术学院 用语言形式描述几何图形信息和加工过程，再有计算机处理生成加工程序，直观性差； 编程过程比较复杂，不易掌握，编制过程中不便于阶段性检查； 零件模型收语言描述能力的限制，也使系统的几何定义部分过于庞大； 零件的设计与加工之间适用图纸传递数据，阻碍了设计与直至一体化。 “图像数控编程技术”有效地解决了几何造型、零件几何形状的显示、交互设计、修改及刀具轨迹生成、走刀过程的仿真显示、验证等问题，推动了CAD/CAM向一体化方向发展。 如图，为图形数控编程系统的组成，其中几何数据库管理模块是整个系统的核心。 一般的，利用图形数控编程系统进行数控编程时，首先要对加工零件进行几何造型，然后对刀具运动轨迹进行计算，最后对刀具运动轨迹进行后置处理。 （1）几何造型 所谓几何造型是指物体的计算机表示方法。 三维几何造型分为两类：实体造型和线框造型。 实体造型以图模型和布尔模型为几何造型的基础，侧重于零件的工程分析，所示在CAD基础上扩充了数控加工功能。 如美国IBM的CADAM、美国SDRC的I-DEAS、英国CIS的MEDUSA、美国PTC的Pro/ENGINEER等，均CADCAM集成。 线框造型以非均匀有理B样条(NURBS)为模型，以线素方式定义几何造型，解决三维曲线和曲面的表示方法，曲面求交等。 是以曲面建模技术和数控加工相结合为基础，逐步发展起来的一种体系。 如美国CNC Software的Master CAM，美国MICRO CONTROL SYSTEMS的Surf CAM等。 软件的选择首先搞清需求，即软件的功能要与加工对象及现有数控加工能力相适应，关键是零件的几何造型、刀具运动轨迹计算和后置处理功能。 软件的先进性还体现在方便和直观的几何造型和刀具运动轨迹的编辑、加工过程的三维仿真、支持数控机床多轴联动功能，以及通讯功能。 （2）刀位轨迹的生成 刀位轨迹的生成可分成四种情况：点位加工、平面轮廓加工、槽腔加工和曲面加工。 1）点位加工时的刀位轨迹 一般通过指点菜单或输入命令激活刀位轨迹生成的功能， 之后，按提示在图形上用光标指点出编程原点、选择好加工目标图形、输入相应的加工参数， 刀位轨迹就会自动生成并显示，同时生成刀位轨迹文件。 2）轮廓加工时的刀位轨迹 此时有两种方法： ①采用交互绘图的方法， 使用造等距线的指令， 将加工轮廓线按实际情况左偏或右偏一个刀具半径， 直接在屏幕上生成加工刀位轨迹，并交互编程。 适于无刀补功能的控制系统。 ②直接对零件的轮廓图形进行编程。 在编程过程中除了要按提示输入相应的加工参数， 并用光标指定编程原点、起刀点、起切线或走刀方向及退刀点之外， 还要根据提示指定刀补方式并选择零件轮廓作为加工目标， 软件自动编程并加入刀补指令。 机床要有刀补功能。 （3）槽腔零件加工时的刀位轨迹 也有两种刀位轨迹生成方法： ①把槽腔加工作为轮廓加工的一种特例来处理。 采用交互绘图的方法，使用造等距线的指令及其他图形编辑修改指令交互绘制生成环形或之字形刀位轨迹， 然后进行交互编程。 ②在激活刀位轨迹生成命令后，对照图形用光标交互地指定槽腔的边界图形及中间的弧岛图形， 并指点编程原点、起刀点、退刀点、交互地输入加工参数、刀具半径、起刀方式（环形或之字形）， 软件自动生成加工刀位轨迹。 4）曲面加工时的刀位轨迹 在曲面造型完成之后，进入刀位轨迹生成的分菜单，选取相应的菜单项，输入相应参数，软件自动生成刀位轨迹文件。 ①截面线造型法。 适用于零件图已给出曲面若干截面线型值点的坐标值的情况， 先用曲线拟合指令将各截面线的型值点拟合成曲线， 然后再用曲面拟合指令将各截面线拟合成光滑曲面。 ② 回转曲面造型法。 适用于各种回转面的造型。 首先根据零件图给出的已知条件构造母线（可以是直线、圆弧或各种平面曲线）。 然后用回转面生成指令，令母线绕指定轴旋转一个指定的角度，生成回转曲面。 ③型值点造型法。 适用于零件图已给出了曲面上的若干型值点的情况， 此时利用以点拟合曲面的指令，直接拟合曲面。 ④边界线造型法。 适用于零件图已给出了曲面的四个边界线的数据的情况。 此时首先生成边界线， 然后用相应的边界线曲面拟合指令，拟合出曲面。 ⑤曲线扫描造型法。 此时零件图给出的是一条扫描母线和一条导动线的数据。 可先构造扫描母线和导动线， 然后