5 特种加工实训教程(自动编程)

课题C-5 线切割微机编程（CAXA软件、AUTOP软件）
一、实训目的及要求：
1、理解自动编程在实际工作中的高效运用
2、熟练CAXA线切割V2绘图技巧，灵活运用各个功能快速绘图
3、熟练AUTOP绘图的方法，绘图技巧
二、实训设备工具及量具：
电脑、图纸。

三、实训内容及步骤：
1、微机自动编程概述
在线切割编程方面，目前有的配置有专用的编程机，有的采用通用的PC微机，有的采用编程与控制一体化的机床结构形式。

有编程与控制分离的，有的是电缆传送程序，或只有手动、纸带（磁带）方式编入程序的。

从前述章节编程过程可以知道，线切割加工用的数控程序，不论是3B、5B、还是ISO程序格式，都是由一些特定的字母和数字值按照一定的规律组合而成。

这些字母的出现都是由规律可循，而数字值则都是构成加工轮廓图形的基本线圆基点的坐标值。

编程的实质，主要就是要想方设法求出这些基点的坐标值。

无论是手工编程还是自动编程，无论是语言式、人机会话式还是绘图式，微机自动编程系统首先要给计算机进行几何图素的描述（图形输入），由计算机构建这些图素的方程，然后按切割顺序解方程求交点（交点基点），最后再编制生成并输出控制加工该零件的数控程序的一种工具软件。

2、CAXA软件编程
1)、CAXA线切割V2的特点
CAXA线切割V2微机编程软件是建立在CAD平台——“CAXA电子图板”的基础上的，用图形交互方式输入，直观、方便、快捷，该软件是由北航海尔软件有限公司自主开发的。

2）、CAXA线切割V2的基本功能
A、绘制各种图形
能绘制直线和圆弧构成的各种图形
能绘制椭圆、正多边形、齿轮、花键、列表曲线以及公式曲线等
B、生成轨迹
用绘出的各种图形来生成线切割加工轨迹，之后可以在屏幕上进行模拟切割加工（轨迹仿真）。

C、编出数控程序
根据需要，使用生成的线切割加工轨迹可以编出3B、4B或ISO代码
D、编出的程序可以打印出程序单；可以用软盘输出；可以采用同步传输、应答传输、串口传输或纸带穿孔输出。

E、直接用于加工
当配置在编出控制一体化机床上时，编出之后就可以直接用于控制线切割机床加工。

3）、CAXA线切割V2绘图软件界面的简介
熟悉CAXA线切割V2的用户界面是进行绘图和编程等工作的先决条件。

如图所示的用户界面共分三大部分：绘图功能区；菜单系统；状态栏与提示
图C5-1 CAXA线切割V2
1）．绘图功能区
绘图功能区位于屏幕中心，设置了一个x、Y二维坐标系，其坐标原点(0，0)就是用户绘图的坐标原点。

2）．菜单系统
菜单系统包括：下拉菜单、图标菜单、立即菜单、工具菜单和工具栏五个部分。

A、下拉菜单
下拉菜单位于屏幕的顶部，由一个横行主菜单以及下拉菜单组成。

主菜单包括：文件、编辑、显示、幅面、绘制、查询、设置、工具、线切割和帮助，点击每一部分都可显示下拉菜单。

B、图标菜单
图标菜单位于屏幕左侧上部，有：基本曲线、高级曲线、工程尺寸、曲线编辑、块操作、图库操作、轨迹生成、传输代码。

点击每一个图标菜单时，会弹出不同的功能工具栏。

当选中图标菜单绘制工具栏中的“曲线编辑”时的功能工具栏，功能为：裁剪、过渡、齐边、打断、拉伸、平移、旋转、镜像、比例缩放、阵列及局部放大。

C、立即菜单
立即菜单是低昂点击某功能按钮式，咋屏幕左下角弹出的菜单，它描述执行该功能的各种可能情况和使用条件，用户可根据当时作图需要，正确地选择某一（或几）项。

D、工具菜单包括工具点菜单和拾取元素菜单。

E、工具栏包括常用工具栏和标准工具栏等，常用工具栏为下拉菜单中的一些常用命令，为了提高工作效率，将它们以图表的形式集中在一起组成了常用工具栏，位于屏幕上部第二行右端。

3）．状态显示与提示
状态显示与提示位于屏幕的最下方两行。

它包括：当前点坐标显示，随光标移动作动态变化；操作信息提示，提示当前命令执行情况或提醒用户输入；工具菜单状态显示，自动提示当前点的性质及拾取方式；点捕捉状态设置，分别为自由、智能、导航和栅格；命令与数据输入区，用于键盘输入命令或数据。

点、圆和直线输入方法
要编一个图形的程序，第一步就是使用CAXA线切割V2软件来绘出该图形，而绘图最基本的方法是点、线和圆的输入。

1）点的输入
点的输入方式有三种：键盘输入、鼠标输入和工具点捕捉输入。

A．键盘输入点坐标
点坐标分为绝对坐标和相对坐标两种，输入坐标的坐标点就是绘图功能区的坐标原点，相对坐标是输入点相对当前点的坐标，输入相对坐标时必须在所输入的X坐标值前加一个符号@，与坐标点原点无关
(1)键盘输入绝对坐标的点
设点的绝对坐标为（40,50），输入方法为：单击“直线”按钮，在立即菜单中选1：两点线，2：连续，3：非正交。

“单击”或“单击”为当光标指在所选择的某功能按钮上时，在屏幕上该点位置处显一红点，表示该点已输入。

运动光标时拉出一条绿线，提示第二点，若第二点的绝对坐标为（50,60），用键盘输入50,60（回车），屏幕上显示出第二个红点，并在两点之间绘出一条白色直线，见图所示。

（2）键盘输入相对坐标的点
若要输入一个新点，相对于刚才所输入点（50,60）的坐标为（20,30），当继续提示第二点时，用键盘输入@20,30（回车），屏幕上显示该点，该点的绝对坐标为（70,90），并与前一点连成一条直线。

相对坐标也可以用极坐标方式输入，继续提示第二点时，用键盘输入@30<40（回车），在屏幕上作出了该点极坐标点，相对于前一点（70,90），其极径ρ=30，极角θ=400 ，按鼠标右键结束，其中30和40之间用“<”表示用极坐标输入。

见图C5-2所示。

图C5-2
B．鼠标输入点坐标
当光标为“+”字形时，“+”光标有屏幕底部显示出其准确绝对坐标值，移动光标时，该显示的绝对坐标实时变化着，若已单击了“直线”按钮，立即菜单为“两点线”，提示第一点时，“+”移至所需要的位置时按下鼠标左键，该点坐标就被输入，同时在该位置显示一红点。

若只单独使用鼠标输入，要得到准确的所需要点的坐标位置较难。

如果与工具店捕捉配合使用，则能快速而准确地输入。

C．工具点的捕捉
工具点是指作图过程中有几何特征的交战、切点、端点等。

按“空格”键出现找点菜单，点击后自动找点，如图C5-3所示。

S 屏幕点
E 端点
M 中点
C 圆点
I 交点
T 切点
P 垂足点
N 最近点
L 孤立点
Q 象限点
图C5-3
2) 圆的输入(绘制圆) 如图C5-4所示。

A.已知圆心、半径画圆；
B.已知两点、半径画圆；
C.已知三切点画圆。

图C5-4
3) 直线输入(绘制直线) 如图C5-5所示。

A.画两点线
B.画平行线
C.角度线；
D.角等分线；
E.切线或法线。

图C5-5
4、CAXA线切割V2编程实例
在绘图及编程程序时，本软件提供了两套办法：一套是使用各种图标菜单；另一种是使用下拉菜单，图标菜单使用起来简单一些，但需要事先记住每一个图标的功能，下拉使用文字，很直观。

如图C5-6所示，是一个由直线组成的简单图形，现以它为例来初步认识绘图、轨迹生成、轨迹仿真（模拟加工）及生成各种程序的全过程，既可以编出3B程序、4B程序和R3B程序，又可以编出ISO代码程序。

图C5-6
1）、绘图
用CAXA线切割V2软件来编线切割程序的第一步就是用该软件来绘出所要切割工件的图形。

绘图方法为：单击绘制工具栏中的“基本曲线”图标，在弹出的基本曲线工具栏中，单击“直线”图标，在单击直线立即菜单中1：▼，单击“两点线”，立即菜单变为1：两点线，2：连续，3：非正交，提示第一点时，输入0,0（回车），向右移动光标时沿X轴拉出一条绿线，提示第二点时，输入10,0（回车），作出直线L1；向上移动光标是，拉出一条绿线，提示输入第三点时，输入10,10（回车），作出直线L2；向左移动光标时，拉出一条绿线，提示输入第四点时，输入0,10（回车），作出直线L3；向下移动光标时，拉出一条绿线，提示第五点时，输入0,0（回车），作出直线L4，按鼠标右键结束。

2）、线切割轨迹生成参数表
绘制图形要考虑切割方向、间隙补偿量f、凸模或凹模不同的补偿方向、穿丝点或丝的起始点位置以及丝的退出点(丝最终到达点)的位置等等，生成切割加工时钼丝的中心轨迹。

线切割轨迹生成参数表X
切割参数偏移量/补偿量
切入方式
（）直线（●）垂直（）指定切入点
加工参数
轮廓精度=（0.1）支撑宽度=（0）
切割次数=（1）锥度角度=（0）
补偿实现方式
（●）轨迹生成时自动实现补偿（）后置时机床实现补偿
拐角过渡方式样条拟合方式
（●）尖角（）圆弧（）直线（●）圆弧
请在“偏移量/补偿量”一项中指定切割的偏移量和补偿量
确定取消
图C5-7线切割轨迹生成参数表
(1)、轨迹生成时要确定钼丝从穿丝点或起始点切入到工件的切入方式。

切入方式有下列三种，如下图所示
A、直线切入方式
钼丝从穿丝点或工件外某一点切入到加工起始段的其实点。

B、垂直切入方式
钼丝从穿丝点垂直切入与加工起始段切入。

C、指点切入点方式
有时希望钼丝切入到工件上的某一点，可以在加工轨迹上选择一个点作为加工的切入点，钼丝沿直线走到指定的切入点，然后按以选择好的加工方向进行切割加工。

采用哪一种切入方式，在轨迹生成时，弹出的“线切割轨迹生成参数表”中，根据实际需要在三种切入方式中选定一种，如图C5-8所示。

(a)直线切入(b)垂直切入（c）指定切入点
图C5-8
(2)、在加工参数中轮廓精度可输入“O.01”；切割次数输入“l”；支撑宽度是指多次切割时，指定每行轨迹的始末点之间保留的一段不切割部分的宽度，一次切割输入“0”即可；锥度角度，当不切割锥度时保持“O”即可；补偿实现方式选“轨迹生成时自动实现补偿”；拐角过渡方式选“圆”，系统能在所有尖角处对钼丝中心轨迹生成r=f（间隙补偿量）的过渡圆弧；样条拟合方式：当加工非圆曲线的线段时，系统会将该曲线分成多段短线进行拟合，拟合方式有两种：
①直线拟合方式——系统将非圆曲线分成多条短直线拟合。

②圆弧拟合方式——系统将非圆曲线分成多条短圆弧段进行拟合。

圆弧拟合方式具有精度高、程序条数少的优点。

本例钼丝半径r =O.09，单边放电间隙δ=0.Ol，故f=0.09+0.01=O.1。

要填入此间隙补偿量时，移光标单击该表上部的“偏移量/补偿量”按钮，该表上弹出“每次生成轨迹的偏移量”表，因一般只切割一次，故在第一次加工后面输0.1，然后单击“确定”按钮，该表消失。

(3)、拾取轮廓线，选择切割方向偏移方向：顺——逆
提示拾取轮廓时，移动光标单击图形轮廓线，如图C5-9所示，该轮廓线变为红色虚线，并出现方向相反的两个绿色箭头，提示请选择链拾取方向时，移动光标单击与切割方向一致的绿色箭头，全部图形轮廓线变红色，在垂直于轮廓方向出现了方向相反的两个了绿色箭头指示出选择偏移方向。

因要切割的工件时实体不是孔，应移动光标单击指向图形外的绿色箭头，箭头全消失，图形轮廓变成红色虚线。

（4）、输入穿丝点及退出点坐标
提示输入穿丝点位置时，输入-3,5（回车），提示输入退出点（回车则与穿丝点重合），（回车）图形轮廓变白色，由穿丝点到轮廓线上切入点处出现一条绿色切入线，至此切割加工轨迹的生成已完成，如图C5-9所示。

切割方向偏移方向切入线
图C5-9
3）、轨迹仿真(即在屏幕上作动态模拟切割加工)
方法1：单击下拉菜单中的“线切割”项，弹出子菜单，单击“轨迹仿真”项，选立即菜单1：连续，步长0.1（把步长改输为0.1，仿真速度可快些），提示拾取加工轨迹时，移光标单击图中加工轨迹的任意位置，图形变为绿色并自动放平，出现一条绿色的钼丝，由穿丝点开始沿工件轮廓切割一圈后回到退出点，按鼠标左键，又恢复和仿真前一样的白色图形。

方法2：直接点击再选立即菜单改写步长拾取加工轨迹，回车。

4）、代码生成
（1）生成3B程序
在下拉菜单中单击“线切割”项，弹出线切割菜单。

单击“生成3B代码”项，弹出“生成3B加工代码”对话框，若要把文件存在C盘，单击上部的▼，在单击C;在文件名之后，输入10103B，单击“保存”，生成的线切割轨迹就存在C盘上了，对话框也消失。

立即菜单应为1：指令校验格式、2：显示代码、3：停机码格式DD、4：暂停码D，提示拾取加工轨迹时，移动光标单击图形上的任意一条加工轨迹后，再按鼠标右键，屏幕上显示出文件名为10103B.3B的程序单，切割起始点为（-3,5），X,Y是每一条程序的终点坐标值。

将其打印下来如图C5-10所示：
图C5-10
CAXA WEDM-Verison 2.0,Name:10103b.3B
Conner R=0.0000（四个拐角半径R=0) offset F=0.10000(偏移量F=0.1)
Length=46.428(钼丝中心轨迹总长为46.428mm=2.9×2+10×4+2π×0.1 )
Start Ppint = -3.0000, 5.0000; X, Y
N1:B2900 B0 B2900 GX L1;-0.100, 5.000
N2:B0 B5000 B5000 GY L2; -0.100, 10.000
N3:B100 B0 B100 GX SR2; -0.000, 10.000
N4:B10000 B0 B10000 GX L1; 10.000, 10.100
N5:B0 B100 B100 GY SR1; 10.100, 10.000
N6:B0 B10000 B10000 GY L4; 10.100, 0.000
N7:B100 B0 B100 GX SR4; 10.000, -0.100
N8:B10000 B0 B10000 GX L3; 0.000, -0.000
N9:B0 B100 B100 GY SR3; -0.100, -0.000
N10:B0 B5000 B5000 GY L2; -0.100, 5.000
N11:B2900 B0 B2900 GX L3; -3.000, 5.000
N12:D D
（2）、生成ISO代码程序
生成该图形ISO代码程序的方法为：当轨迹生成后，单击下拉菜单中的“线切割”项，在弹出的菜单中，单击“生成G代码”，弹出“生成机床G代码”对话框，选C:盘，在文件名后输入1010ISO之后，单击“保存”按钮，提示拾取加工轨迹时，一定光标单击图形上的加工轨迹中的某线段，之后按鼠标右键，屏幕上显示出该图形的ISO 代码，打印后，如下所示：
N10 T84 T86 G90 G92 X-3.000 Y5.000; 绝对坐标编程，起始点（-3,5）N12 G01 X-0.100 Y5.000; 线终点（-0.1,5）
N14 G01 X-0.100 Y10.000; 线终点（-0.1,10）
N16 G02 X0.000 Y10.100 I0.100 J0.000; 顺圆终点（0,10.1），圆心对起点（0.1,0）
N18 G01 X10.000 Y10.100; 线终点（10,10.1）
N20 G02 X10.100 Y10.000 I0.000 J-0.100; 顺圆终点（10.1,10），圆心对起点（0，-0.1）N22 G01 X10.100 Y0.000; 线终点（10，0）
N24 G02 X10.000 Y-0.100 I-0.100 J0.000; 顺圆终点（10，-0.1），圆心对起点（-0.1,0）N26 G01 X0.000 Y-0.100; 线终点（0，-0.1）
N28 G02 X-0.100 Y0.000 I0.000 J0.100; 顺圆终点（-0.1,0），圆心对起点（0，-0.1）N30 G01 X-0.100 Y5.000; 线终点（-0.1,5）
N32 G01 X-3.000 Y5.000; 线终点（-3,5）
N34 T85 T87 M02; 结束
上面ISO代码程序中，T84为开冷却液，T86为开走丝，T85为关冷却液，T87为关走丝
5）、计算切割面积
该功能可根据切割轨迹和几个切割厚度自动计算出实际的切割面积。

单击“查询切割面积”按钮，提示拾取加工轨迹时，单击加工轨迹，提示输入工件厚度，，即显示计算出的切割轨迹长度和切割面积。

5、AUTOP编程系统
AUTOP是中文交互式图形线切割自动编程软件，它采用鼠标器进行图形操作，全中文会话，操作者不需要学习任何语言，也不需要书写任何语言，没有大、小、内、外、左、右、上、下的概念，只要看懂零件图纸，就可以编出数控线切割程序。

AUTOP有丰富的集成菜单，可以处理各种函数曲线及列表曲线，并用光滑的双圆弧进行拟合，自动处理刀偏和尖点，可以处理各种跳步模和跳步暂停码，可编制3B、LRB和ZXY格式数控程序，具有完整的打印和图形输出功能，能与数控机床联机通讯
鼠标器是AUTOP图形操作最基本部件，它上部有三个按钮，底部有一个滚轮，移动鼠标时滚轮产生运动信号。

滚轮在桌面上移动，等效于键盘上的「↑」、「↓」、「←」、「→」四个键。

左按钮在菜单区，等效于ENTER回车键，表示选取某一菜单，在回话区，当出现（Y/N）时，等效于（Y）键，表示Y。

中按钮在菜单区，等效于（R）键，将图形重新画一遍，在回话区，当出现（Y/N）时，等效于（N），表示N。

右按钮等效于键盘上Esc键，用于中止输入或选择等
（左按钮）+（右按钮）在菜单区，先按右按钮，接着按左按钮，如果已经排出加工路线，则将加工路线重画一遍。

1）、AUTOP绘图软件工作界面的认识和功能简介
图C5-11 AUTOP绘图界面
《特种加工机床操作技能实训教程》11
2）、AUTOP主菜单定义如下：
数控程序——进入数控程序菜单，进行数控程序处理。

列表曲线————进入列表曲线菜单，处理各种列表曲线。

字处理—————进入字处理环境，对文件进行字处理。

调磁盘文件———将磁盘上的一个图形数据文件调入计算机内存。

打印机—————用打印机输出图形数据、数控程序和打印图形。

查询功能————用光标查询点、线、圆和圆弧的几何坐标参数。

上一屏图形———恢复使用窗口或缩放之前的图形画面。

变改文件名———改变当前文件名称。

数据存盘————将图形数据存盘，以便今后使用。

退出系统————退出AUToP图形状态
3）、AUITOP固定菜单定义如下：
进入点菜单————————————点直线—————————————进入直线菜单
进入圆菜单————————————圆块—————————————进入块编辑菜单
用窗口将图形放大————————窗口满屏——————————满屏幕显示全部图形
打断编辑————————————打断缩放————————按倍数将图形放大或缩小
求任意的交点——————————交点伪真———————————仿真画出加工路线
删除点线圆———————————删除清屏————————将屏幕清屏，但不删除数据
取消上一步图形输入———————取消退回——————————————退到主菜单
4）、 AUTOP操作入门
为快速掌握该系统编程方法，我们列举一个简单的零件为例，使大家对AUTOP编程概念有一个基本认识和操作方法，当拿到如图C5-12所示的零件时，首先分析图形轮廓线条种类及各占相对位置关系，在图形上建立坐标系。

（一）分析：圆弧BC和DE为己知圆．圆弧CD为R100的过渡弧，直线BE为圆公切线，这些通过绘图作出；
切割路线O-A-B -C-D—E—A—f-O。

（二）操作步骤：
1．开机取名：A1
2．移动鼠标器，点击圆菜单，系统进入圆菜单进行绘图。

3．点击过渡圆弧绘制R100的过渡圆；
4．点击直线菜单，移动鼠标器光标移动到二圆公切线菜单，按“回
车”；图C5-12
5．点击打断菜单，将多余线剪下；
6．点击点线夹角菜单，按“回车”键，求过坐标原点O与直线BE垂直的直线OA，即凹模的引出线；
7．移动光标到退回菜单，按“回车”键退回到主菜单：执行数控程序菜单，进入数控程序菜单，移动光标到加工路线菜单，按“回车”键，以便自动排出数控加工路线和加工程序：
8．执行仿真菜单，可以清淅看到加工路线情况．
9．按“回车”键，可以看到数控程序，按F1键功能可以查询光标位置的几何参数，按[Esc]键退出全屏幕状态。

《特种加工机床操作技能实训教程》
10．存盘或打印程序，进行加工。

5）、AUTOP图形输入菜单
AUTOP的图形元素有点、直线和圆。

列表曲线和函数曲线按最大误差1μm最优化分割，用局部坐标系双圆弧拟合，保证光滑、精度高、程序段最少、全自动调节。

有两个端点限制的直线为实线，辅助直线为虚线；圆经过编辑会变成圆弧，也可以直接求出圆弧，如过度圆弧等。

6）、数控程序自动生成与输出
AUTOP系统在完成交互式图形输入之后，可以自动地排出钼丝走刀路线，具有间隙补偿，旋转加工、镜像加工、阵列加工和齿轮加工功能，并可以自动处理成3B、5B和ZXY格式数控程序，可以任意设置起始/终止对刀点。

这些程序可以全屏方式显示，也可以储存在软盘上，还可以打印和联机通讯传送。

四、实训教学过程安排：
1.该课题实训指导教师认真负责学生实训考勤；
2.讲解本课题实训教学目的、实训内容、方法步骤及相关的专业知识点；
3.有必要可播放相关教学视频辅助教学；
4.实训指导教师必须进行本实训有关安全操作教育；
5.学生分组按实训教程要求进行操作实训；
6.布置学生的实训作业单填写工作；
7.清理实训工作现场；
8.实训总结。