编程的基础知识..

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第二章
数控加工程序编制基础
Z Y O Z X
X C′ X Z
Z
X′ W′
Y′
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第二章
数控加工程序编制基础
Y X O Y Z Z
主要内容
Y W
Z X O
U
W C′
B′ X′ Y′
X′
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第二章
数控加工程序编制基础
Y轴的确定
主要内容
X、Z轴的正方向确定后，Y轴可按右手直角笛卡尔 直角坐标系来判定。
CATIA具有较强的编程能力，可满足复杂零件的数控 加工要求。目前一些领域采取CATIA设计建模，UG编程加 工，二者结合，搭配使用。
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数控加工程序编制基础
Pro/E
Pro/E 是 美国 PTC （参数技术有限公司）开发的软件， 是全世界最普及的三维 CAD/CAM （计算机辅助设计与制造） 系统。广泛用于电子、机械、模具、工业设计和玩具等民用 行业。具有零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、造 型设计等多种功能。 Pro/E在我国南方地区企业中被大量使用，设计建模采 用PRO-E ，编程加工采用MASTERCAM 和 CIMATRON 是 目前通行的做法。
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数控加工程序编制基础
数控加工仿真软件
VERICUTVERICUT是美国CGTECH公司出品 的一种先进的专用数控加工仿真软件。VERICUT 采 用了先进的三维显示及虚拟现实技术，对数控加工 过程的模拟达到了极其逼真的程度。不仅能用彩色 的三维图像显示出刀具切削毛坯形成零件的全过程， 还能显示出刀柄、夹具,甚至机床的运行过程和虚拟 的工厂环境也能被模拟出来，其效果就如同是在屏
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数控加工程序编制基础
自动编程
利用通用的微型计算机及专用的自动编程软件，以人机 对话方式确定加工对象和加工条件自动进行运算和生成指令。
常用自动编程软件 UG CATIA PRO / E CIMATRON MasterCAM DELCAM CAXA制造工程师 EdgeCAM
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数控加工程序编制基础
EdgeCAM
EdgeCAM是英国Pathtrace公司出品的具有 智能化的专业数控编程软件，可应用于车、铣、 线切割等数控机床的编程。针对当前复杂三维曲 面加工特点，EdgeCAM设计出更加便捷可靠的加 工方法 ，目前流行于欧美制造业。英国路径公司 正在进行中国市场的开发和运作，为国内的制造 业的客户提供更多的选择。
Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。
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数控加工程序编制基础
Z Y O Z X
X C′ X Z
Z
X′ W′
Y′
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数控加工程序编制基础
X坐标
在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等） • Z轴水平（卧式） 主要内容 - 从刀具(主轴)向工件看时，X坐标的正方向指向右边。 • Z轴垂直（立式） – 单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右 边； – 双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴 的正方向指向右边。 在工件旋转的机床上（车床、磨床等） X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离 开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。
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数控加工程序编制基础
1、数控机床坐标轴的确定方法
Z坐标
方位 • 标准规定：Z坐标∥主轴轴线的进给轴。 • 若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直 于工件装夹面的方向为Z坐标。 • 若主轴能摆动： –在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行 时，则这个坐标便是Z坐标； –若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工 件装夹面的方向为Z坐标。
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数控加工程序编制基础
DELCAM
FeatureCAM 是美国 DELCAM 公司开发的基于 特征的全功能 CAM 软件，全新的特征概念，超强的 特征识别，基于工艺知识库的材料库，刀具库，图 标导航的基于工艺卡片的编程模式。全模块的软件， 从2~5轴铣削，到车铣复合加工，从曲面加工到线切 割加工，为车间编程提供全面解决方案。 DELCAM 软件后编辑功能相对来说是比较好的。
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数控加工程序编制基础
+Y +B +A +X +A 、+B 或+C
右手直角笛卡儿坐标系
+Y +X 、+Y 或+Z
主要内容
+C +Z +X +Y +A ′ +X ′ +C +Z +B′ +Y ′ +A +B
+Z
+Z ′ +C ′
+X
X、Y、Z U、V、W P、Q、R A、B、C D、E
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这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较 大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件 编程，对机床操作人员来讲必须掌握。
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数控加工程序编制基础
手工编程
编程步骤
人工完成零件加工的数控工艺 分析零件图纸 制定工艺决策 确定加工路线 选择工艺参数 计算刀位轨迹坐标数据 编写数控加工程序单 验证程序
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数控加工程序编制基础
手工编程
优点
主要用于点位加工（如钻、铰孔）或几何形状简单 （如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数 有限，编程直观易于实现的情况等。
缺点
对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨 迹数据计算相当繁琐，工作量大，极易出错，且很难校 对，有些甚至根本无法完成。
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数控加工程序编制基础
第一节 概述
数控编程定义
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。
常用编程方法
手工编程 自动编程（图形交互式）
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数控加工程序编制基础
手工编程
利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人 工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。
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Cimatron
CimatronCAD/CAM系统是以色列Cimatron公司的 CAD/CAM/PDM产品，是较早在微机平台上实现三维
CAD/CAM全功能的系统。该系统提供了比较灵活的用户界
面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通 用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。
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数控加工程序编制基础
+X
+X' L
d
O
O'
+Z
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机床参考点
数控加工程序编制基础
机床参考点是用于对机床工作台、滑板与 主要内容 刀具相对运动的测量系统进行标定和控制的点， 一般设在机床各轴正向极限的位置。 采用增量式测量系统的数控机床开机后， 都必须做回零操作，使刀具或工作台回到参考 点，将会显示出机床参考点在机床坐标系中的 坐标值。
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数控加工程序编制基础
二、机床坐标系和工件坐标系
1、机床坐标系与机床原点
主要内容
机床坐标系是机床上固有的坐标系，用于确定 被加工零件在机床中的坐标、机床运动部件的位置 （如换刀点、参考点）以及运动范围（如行程范围、 保护区）等。
机床原点是机床坐标系的零点, 是机床上固定
的点，一般不允许用户改变。数控车一般在卡盘前 后端面的中心，数控铣各厂家不一样，有的工作台 中心，有的行程终点等。
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数控加工程序编制基础
总 结
随着制造业技术的飞速发展，数控编程软 件的开发和使用也进入了一个高速发展的新阶
段，新产品层出不穷，功能模块越来越细化，
工艺人员可是在微机上轻松地设计出科学合理 并富有个性化的数控加工工艺，把数控加工编 程变得更加容易、便捷。
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数控加工程序编制基础
第二节
编程的基本知识
主要内容
例：设X0=0 Y0=0 Z0=100 Xi=100 Yi=80 Zi=35 用同一把钻头加工A、B两孔，加工程序如下：
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数控加工程序编制基础
第二节
编程的基本知识
主要内容 二、坐标轴的命名及方向
标准规定，在加工过程中无论是刀具移动，工 件静止，还是工件移动，刀具静止，一般都假定工 件相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定刀具 远离工件的方向作为坐标轴的正方向。
幕上观看数控机床加工零件时的录像。
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数控加工程序编制基础
编程人员将各种编程软上生成的数控加工程序导
入VERICUT中，由该软件进行校验，可检测原软
件编程中产生的计算错误，降低加工中由于程序
错误导致的加工事故率。目前国内许多实力较强
的企业，已开始引进该软件来充实现有的数控编 程系统，取得了良好的效果。
3、两者关系
主要内容
对刀
工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工 件原点与机床原点间的距离。
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数控加工程序编制基础
3、两者关系
设刀具在基准点（ -6，0），要使刀具从基准点移 主要内容 到A、再到B、C、D、再经O1点返回基准点。
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UG
优点
提供可靠、精确的刀具路径 能直接在曲面及实体上加工 良好的使用者界面，客户也可自行化设计界面 多样的加工方式，便于设计组合高效率的刀具路径 完整的刀具库 加工参数库管理功能 包含二轴到五轴铣削、车床铣削、线切割 大型刀具库管理 实体模拟切削 泛用型后处理器等功能 高速铣功能 CAM客户化模板
数控加工程序编制基础
UG
Unigraphics 是美国Unigraphics Solution公司开发的 一套集CAD、CAM、CAE 功能于一体的三维参数化软件，是 当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造的高端软件，用 于航空、航天、汽车、轮船、通用机械和电子等工业领域。 UG软件在CAM领域处于领先的地位，产生于美国麦道飞 机公司，是飞机零件数控加工首选编程工具。
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第二章 应用举例
数控加工程序编制基础 UG
建模（零件图纸） 加工程序生成（工艺、数控系统）
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Catia
Catia是法国达索（Dassault）公司推出的产品，法制 幻影系列战斗机、波音737、777的开发设计均采用Catia。 CATIA 据有强大的曲面造型功能，在所有的CAD三维 软件位居前列，广泛应用于国内的航空航天企业、研究所， 以逐步取代UG成为复杂型面设计的首选。
近年来国内一些制造企业正在逐步引进，以满足 行业发展的需求，属新兴产品。
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CAXA制造工程师
CAXA制造工程师是北京北航海尔软件有限公 司推出一款全国产化的CAM产品，为国产CAM软件 在国内CAM市场中占据了一席之地。 作为我国制造 业信息化领域自主知识产权软件优秀代表和知名品 牌，CAXA已经成为我国CAD/CAM/PLM业界的领 导者和主要供应商。 CAXA制造工程师是一款面向二至五轴数控铣 床与加工中心、具有良好工艺性能的铣削/钻削数控 加工编程软件。该软件性能优越，价格适中，在国 内市场颇受欢迎。
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数控加工程序编制基础
2、工件坐标系与工件原点
1) 由编程人员确定, 在编程时以工件图样上
的某一点为原点所建立的坐标系;
主要内容
2)工件坐标系的原点称为工件原点或工件零
点，可用程序指令来设置和改变;
3)根据编程需要，在一个加工程序中可一次
或多次设定或改变工件原点。
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数控加工程序编制基础
CimatronCAD/CAM系统在国际上的模具制造业备受欢
迎，国内模局制造行业也在广泛使用。
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数控加工程序编制基础
Mastercam
Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平 台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造 型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环 境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、 曲面零件。 Mastercam具有较强的曲面粗加工及的曲面精 加工的功能，曲面精加工有多种选择方式，可以满 足复杂零件的曲面加工要求，同时具备多轴加工功 能。由于价格低廉，性能优越，成为国内民用行业 数控编程软件的首选。