2 数控加工程序设计(4)

RM − RN = MN AM − BM ≤ δ 允 DN − CN ≤ δ 允

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2.3.4 列表曲线的插值与拟合
用列表点(离散点)描述的轮廓曲线需要两次逼近(存在二次 存在二次 逼近误差)； 逼近误差 第一次要用数学方程式逼近列表曲线，第二次 第二次用插补功能 第一次 第二次 直线或圆弧逼近 列表函数是由离散点定义的曲线，各列表点称为型值点。 (1)牛顿插值法 牛顿插值法，用通过各型值点的插值多项式来拟合各型面 曲线，一般选用插值多项式的前三项(抛物线) 逼近精度已能满足要求 适用于型值点比较光顺的情况
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对刀点不仅是程序的起点，往往也是程序的终点。因此在 批量生产中，要考虑对刀点的重复定位精度。 一般情况下，刀具在加工一段时间后或每次启动机床时， 都要进行一次刀具回机床原点或参考点的操作，以减少对 刀点累积误差的产生。 加工过程中要进行换刀，编程时应考虑不同工序间的换刀 位置，换刀点应设置在工件外合适的位置。
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N25 N26 N27 N28 N29 N30 N31 N32 N33 N34 N35
向右/L1,L2 向左/L2,C1 向左/C1,L3 向左/L3,C2 向前/C2,L4 向前/L4,L1 进速/1 走增量/0,0,15 退刀点/0,0,10 停车 程序完
；刀具向右拐沿L1走上L2； ；刀具向左拐沿L2走上C1； ；刀具向左拐沿C1走上上3； ；刀具向左拐沿L3走上C2； ；刀具切入并沿C2走上L4； ；刀具切出并沿L4走上L1； ；换第一级速度； ；沿Z轴正方向移动15mm; ；回到起刀点； ； ；全部程序结束。
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2.5.1 语言式自动编程的特点
语言式自动编程方法是编程人员根据工件的图样要求， 分析其工艺特点，以源程序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的数控加工程序 可以直接用于数控机床的数控加工程序。 可以直接用于数控机床的数控加工程序 源程序是用数控系统规定的语言和语法编写的，如APT语 言等。
；工件号1127； ；插补器代码1，脉冲当量0.01; ；铣刀直径 10mm ；程序计算允差0.01 ；定义坐标原点； ；定义点； ； ； ； ； ； ；
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N13 N14 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N22 N23 N24
P8＝点／95,110,0 ； L1＝线／P1,P2 ；定义直线； L2＝线／P2,P3 ； L3＝线／P4，P5 ； L4＝线／P6，P1 ； C1＝圆／圆心,P7,半径,30；定义圆； C2＝圆／圆心,P8,半径,30； 起刀点／0,0,10 ；铣刀端面中心位置； 进速／l ；第一级速度； 法向／走到,L1 ；起始点走到L1； 进速／2 ；换加工速度； 走增量／0,0,-15 ；刀具切入深度15mm;
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(6)切削用量的确定 (6)切削用量的确定
切削用量是指主轴转速、进给速度和切削深度。 切削用量是指主轴转速、进给速度和切削深度。 进给速度主要受工件的加工精度、表面粗糙度和刀具、工件材 料的影响，最大进给速度还受到机床刚度和进给系统性能的制 约。 加工精度、表面粗糙度要求高时，进给速度值应取小一些。 切削深度的确定：在系统刚度允许的情况下，尽量选择切削深 度等于加工余量，以减少加工次数、提高加工效率。 对加工精度和表面粗糙度质量要求较高的工件，应留出精加工 余量。
考虑编程允许误差δ 允，曲率圆率圆方程 线方程联立 ( x − ζ n )2 + ( y − η n )2 = (Rn ± δ 允 )2 y = f ( x) 可解得交点(xn +1，yn +1 )
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第三步： 第三步：
然后再求通过(x n，y n )和( x n +1 , y n +1 )， 半径为Rn的圆的圆圆心，即求
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(2)工件的装夹方式 (2)工件的装夹方式
数控机床加工时，应合理选择定位基准和夹紧方式。 定位方式应具有较高的定位精度，尽量使零件能够一次安 装，完成零件所有待加工面的加工。 应尽量采用通用夹具或组合夹具，必要时可以设计专用夹 具。 选择夹具时要考虑数控机床加工的特点，保证夹具的坐标 方向与机床的坐标方向相对固定，同时要协调工件和机床 坐标系之间的尺寸关系。
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N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 N08 N09 N10 N11 N12
工件号/1127 机床/1，0.01 刀具直径/10 允差/0.01 P0=点/0,0,0 P1=点/65,30,0 P2=点/240,30,0 P3=点/240,110,0 P4=点/210,140,0 P5=点/95,140,0 P6=点/65,110,0 P7=点/240,240,0
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对刀点选择的原则： 对刀点选择的原则： ①为提高零件的加工精度，应尽量选在零件的设计基准或工 艺基准上； ②对刀点应选在对刀方便的位置，便于观察和检测； ③对于建立了绝对坐标系统的数控机床，最好选在坐标系的 原点上，或选在已知坐标值的点上； ④在加工中心机床上，换刀点位置应在工件的外部的合适位 置，避免换刀时刀具与工件、夹具和机床相碰。
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2.5 数控自动编程
对形状复杂的零件或空间曲面零件，计算非常复杂繁琐， 在许多情况下用手工编程几乎是不可能。 在数控机床出现不久，人们就开始了对自动编程方法的研 究。 现在国际上流行的数控自动编程语言有上百种，其中最有 代表性的当届美国麻省理工学院在1955年研制的自动编程 系统，奠定了APT语言自动编程的基础。 目前应用较多的自动编程系统，一种是语言式自动编程系 统，另一种式图形交互式自动
2.3.3.2 用圆弧来逼近轮廓的节点计算
（1）用彼此相交的圆弧 ①圆弧分割法 在曲线y=f(x)是单调的情况。 如果曲线不是单调曲线，则 应在拐点或凸点处将曲线分 段，使曲线为单调曲线。 单调曲线用圆弧分割法计算 步骤如下：
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第一步： 第一步：
从曲线曲线起点( xn，yn )开始作曲率圆，其圆心
编制出合理的、实用的加工程序，要求编程人员不仅要了 解数控机床的工艺原理，确定合理的切削用量，正确选用 刀具的夹紧方法，并熟悉检测方法。 数控机床编程员首先是一个好的工艺员。 (1)对刀点和换刀点确定 (1)对刀点和换刀点确定 对刀点是刀具相对零件运动的起点，也是程序的起点。对 对刀点 刀点选定后，便确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相 互位置关系。
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(3)加工工序的划分 (3)加工工序的划分
采用工序集中的原则安排工序，即尽可能在一次装夹中 工序集中的原则安排工序， 工序集中的原则安排工序 就能完成全部工序。 就能完成全部工序 工件的粗加工应尽可能安排在普通机床上完成之后，再 装夹到数控机床上进行加工。 加工工序划分的原则如下： 加工工序划分的原则如下： ①按粗、精加工划分工序 ②按先面后孔划分工序 ③先基准后其他 ④按所用刀具划分工序
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语句结构
每一条语句都有一定的格式，例如C1＝圆/圆心,P7,半径,30； 整个语句由两部分组成，用 斜杠“/”隔开， 其左边为主部，说明是何种语句，其中“Cl”是标识符， “圆”是关键词，称为主关键词 主关键词； 主关键词 右边为附加说明，“圆心”、“半径”是关键词，称为辅 辅 助关键词，“P7”是已经定义过标识符 标识符(实例中“P7”被定义 助关键词 标识符 为一个“点”)，30是无符号数 无符号数，各成分之间用逗号“，” 无符号数 隔开。
2 (x − x n )2 + ( y − y n )2 = Rn 2 (x − x n +1 )2 + ( y − y n +1 )2 = Rn 联立求解, 可以求得圆弧段的圆心坐标
重复上述步骤, 可以确定其他圆弧
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（2）用彼此相切的圆弧 ）
特点是逼近轮廓的相邻各 圆弧彼此是相切的，最大 误差等于编程允许误差。 若曲线上有四个点A、B、 C、D，AD段曲线用两个 相切圆弧M、N逼近。两 圆弧的切点为G。 最大误差发生在B、C两点
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源程序不能直接被数控机床所接受，必须经过计算机的 编译并经后置处理后，才能输出数控加工程序给数控机 床。 计算机对源程序的处理方式是编程人员必须一次性将编 程信息全部向计算机交待清楚，计算机则对这些信息一 次处理完毕，并马上得到结果。
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语言式自动编程系统可分为两类： 语言式自动编程系统可分为两类： 一类是大而全的系统，如APT系统，其功能齐全，语言词 一类是大而全的系统 汇较多。其主信息处理已通用化，后置处理相当庞大和 完善，它对计算机的配置要求较高。 另一类是小而专的系统，如FAPT系统，其针对性强，使 另一类是小而专的系统 用成本低，可在小型计算机或微型计算机实现，便于在 广大的中小企业推广使用。
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MIT于1958年又开发出用于平面曲线加工的自动编程APTⅡ， 1962年研究成功用于2-5轴坐标立体曲面的自动编程APTⅢ， 1970年研究成功用于自由曲面加工的APTⅣ。 世界其他一些国家也相继开发和研究了自己的自动编程系 统，如德国的EXAPT、法国的IFAPT、日本的FAFT和 HAPT、意大利的MODAPT、中国的SKC和ZCX等。 1985年国际标准化组织发布了NC机床自动编程语言标准 (1SO 4342-1985) 。
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