计算机辅助数控编程
APT数控语言辅助编程
函数定义
apt语言支持自定义函数，方便 重复使用和模块化开发。
程序结构
apt语言遵循标准的程序结构， 包括主程序、子程序和中断程 序等。
apt数控语言的应用范围
数控机床编程
apt语言广泛应用于数控机床编程， 能够实现高效、精确的加工控制。
自动化生产线控制
VS
实例二
编写一个数控机床控制器程序，用于控制 机床的运动和加工过程。该程序需要与机 床的硬件接口进行通信，接收加工指令并 控制机床的运动，同时还需要实时监测加 工状态并进行异常处理。
04
apt数控语言编程技巧和优化
编程技巧
变量命名规范
使用有意义的变量名，避免使用单个字符或无意 义的缩写，以增加代码的可读性。
06
结论
主要观点和结论
1 2 3
apt数控语言的优势
apt数控语言在编程过程中具有高效、精确和易 用的特点，能够显著提高编程效率和降低错误率。
apt数控语言的适用范围
apt数控语言适用于各种类型的数控机床，包括 铣床、车床、加工中心等，能够满足各种复杂的 加工需求。
apt数控语言的发展趋势
随着技术的不断进步，apt数控语言将朝着更加 智能化、自动化的方向发展，进一步提高编程效 率和加工精度。
设计程序结构
根据需求分析的结果，设计程序的总体结构和流程。这包 括确定程序的各个模块和函数，以及它们之间的相互关系 。
编译和测试
将编写好的代码进行编译，生成可执行文件或库文件。然 后进行测试，确保程序能够正常运行，并满足生成程序 ，用于将工件加工成特定形状。该程序 需要读取工件的三维模型数据，然后根 据加工要求生成加工路径，最后输出加 工指令。
caxacam编程
caxacam编程CAXA CAM（计算机辅助制造）是一个功能强大的数控编程软件，广泛应用于机械加工、模具制造等领域。
它能够根据设计图纸和工艺要求，自动生成加工轨迹，并可进行加工模拟、后置处理、代码生成等操作。
以下是CAXA CAM编程的一些基本知识和技巧：1、理解工艺要求和图纸：在进行CAXA CAM编程之前，必须深入理解工艺要求和设计图纸，明确加工内容和加工精度等要求。
同时，也需要了解所使用的机床、刀具、夹具等设备的基本参数和特点。
2、建立工艺模板：根据加工要求，选择合适的加工方式和刀路轨迹，建立工艺模板。
在建立工艺模板时，需要考虑加工效率、加工精度、刀具磨损等多个因素，选择最优的加工参数和刀路轨迹。
3、创建加工原点：加工原点是CAM编程中的重要概念，它决定了加工的基准位置和坐标系。
在创建加工原点时，需要考虑工件装夹方式、加工区域和加工精度等因素，选择一个稳定、可靠的点作为加工原点。
4、建立刀具库：CAXA CAM需要建立刀具库来管理各种刀具的基本参数和几何形状。
在建立刀具库时，需要根据实际使用的刀具情况，输入刀具的名称、规格、材质等参数，并选择合适的刀具几何模型。
5、绘制加工对象：根据设计图纸，使用CAXA CAM的绘图功能绘制加工对象。
在绘制加工对象时，需要考虑到加工精度、表面粗糙度等因素，确保加工结果符合要求。
6、生成刀路轨迹：根据加工要求和工艺模板，使用CAXA CAM的刀路轨迹生成功能生成刀路轨迹。
在生成刀路轨迹时，需要考虑加工效率、刀具磨损、加工精度等多个因素，选择合适的切削参数和刀路轨迹。
7、进行加工模拟：通过CAXA CAM的加工模拟功能，可以对生成的刀路轨迹进行模拟加工。
在模拟加工过程中，可以观察到工件的加工过程、刀具的轨迹、切削用量等情况，及时发现并解决潜在的问题。
8、后置处理和代码生成：完成刀路轨迹生成和模拟加工后，可以使用CAXA CAM的后置处理功能将刀路轨迹转换为机床可执行的代码。
第七章数控车床自动编程
着现代加工业的发展，实际生产过程中，比较复杂的二维零件、具有曲线轮廓和三维复杂零件越来越多，手工编程已满足不了实际生产的要求。
如何在较短的时间内编制出高效、快速、合格的加项目序，在这种需求推动下，数控自动编程得到了很大的发展。
7. 1什么叫自动编程自动编程又称为计算机辅助编程。
其定义是：利用计算机(含外围设备>和相应的前置、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加项目序单和数控带的一种编程方式。
7. 2自动编程的工作过程自动编程的工作过程如图7-1所示。
图7-1 自动编程的工作过程从自动编程的工作过程中可以看出，数控语言、编译程序和通用电子计算机是实现自动编程的必备条件。
7.2.1数控语言数控语言是指其语言、语法程序所必需的一套规定语句及其应用规则。
通过数控语言而编写的零件程序与用规定地址指令和格式编写的可直接用于机床的零件加项目序有着本质的区别，这种程序称为零件源程序，又称为计算机输入程序。
零件源程序是电子计算机进行各种处理工作的依据，其内容包括零件的形状、尺寸、刀具及其动作、切削条件等方面参数，以及机床的各种辅助功能等。
零件源程序(单和带>必须在自动编程的准备工作中，由手工方式提前准备好，以便计算机接收。
7.2.2编译程序为了使电子计算机识别零件源程序，必须在计算机内存放有处理零件源程序的软件，即编译程序。
编译程序可对其源程序的语句、语法进行检查(自诊断>，然后阅读、译码、分类，以及进行十→二进制数的转换等。
不同的编译程序可以处理不同的源程序。
7.2.3通用电子计算机通用电子计算机是自动编程的核心设备，被称为自动编程的“主机”。
该计算机将其输入的零件源程序通过相应的编译程序进行翻译、轨迹计算及工艺处理等前置处理工作后，由针对特定机床和加工性质(车、铣、电等>的机内后置处理程序处理，然后通过联网的外围设备制成加项目序单和数控带。
7. 3自动编程的分类方法随自动编程一般可按所用设备(编程系统>、插补类型和编程语言等进行分类，目前多按所用设备(除数控机床已具备其直接编程功能外>分类。
数控编程名词解释
数控编程名词解释
1. 数控编程：指使用计算机程序来控制机床或机器人进行加工操作的过程。
2. G代码：一种数字化编码系统，用于描述加工程序中每一步的运动和操作。
3. M代码：一种指令代码，用于告诉机床如何进行辅助操作，如旋转、冷却、夹紧等。
4. CAD/CAM：计算机辅助设计/制造技术，指通过计算机软件辅助设计和制造的过程。
5. 切削参数：指切削加工中需要控制的参数，如进给速度、主轴转速、切削深度等。
6. 零点偏置：在数控编程中，零点偏置是用来指定加工物体的起始点的坐标偏移量。
7. 插补运动：指在数控编程中进行的多轴运动，通过插值算法计算出机械轴的运动轨迹。
8. 径向与轴向：在数控编程中，径向是指垂直于机床主轴的方向，而轴向则是指沿着机床主轴方向的方向。
9. 编程单位：在数控编程中，编程单位是指编写程序时使用的长度单位，如毫米、英寸等。
10. 进给方式：数控机床在加工过程中，可以采用不同的进给方式，如连续进给、点进给、径向进给等。
数控编程自动生成软件有哪些
数控编程自动生成软件有哪些在制造业领域，数控编程是一项至关重要的技术。
随着科技的不断进步，自动生成数控编程的软件也逐渐成为了制造业中的一个热门话题。
这些自动生成软件能够大大提高工作效率，减少人为错误，同时缩短了设计到生产的周期。
那么，数控编程自动生成软件都有哪些呢？下面就让我们来看看吧。
1. AutoCADAutoCAD是一款广泛应用于建筑、机械、电子等行业的计算机辅助设计软件。
它不仅可以帮助用户进行3D建模和设计，还可以用于生成数控编程代码。
通过AutoCAD，用户可以轻松地生成针对不同机床的数控编程代码，大大提高了编程的效率。
2. MastercamMastercam是一款专业的数控编程软件，被广泛用于金属加工、模具制造等行业。
它提供了丰富的工具和功能，可以帮助用户轻松生成复杂的数控编程代码。
同时，Mastercam还支持各种机床的数控编程，用户可以根据自己的需求选择合适的编程方式。
3. SolidCAMSolidCAM是一款集成在SolidWorks中的数控编程软件，它提供了直观的用户界面和强大的功能，可以帮助用户快速生成高质量的数控编程代码。
SolidCAM支持各种数控机床，并且具有自动检测和修正的功能，可以帮助用户避免编程错误。
4. PowerMillPowerMill是一款专业的数控编程软件，主要用于铣削加工。
它提供了丰富的工具和功能，可以帮助用户生成高效的数控编程代码。
PowerMill支持模拟功能，用户可以在生成编程代码之前通过模拟来检查和优化程序，提高加工质量。
5. FeatureCAMFeatureCAM是一款易于学习和使用的数控编程软件，它主要用于铣削、车削等加工。
FeatureCAM提供了自动生成数控编程代码的功能，用户只需要输入零件的设计图纸和加工要求，就可以轻松生成编程代码。
同时，FeatureCAM还支持多种数控机床和编程方式，满足不同用户的需求。
总的来说，数控编程自动生成软件在制造业中起着至关重要的作用。
《计算机辅助制造》课大作业--编程说明书
《计算机辅助制造》综合作业一、数控车削加工程序编制应用MasterCAM软件编写如下图所示的零件的数控车削加工程序。
1、零件图2、毛坯图该零件车削加工取用的毛坯尺寸为外径60mm,内径15mm,长度135mm的管件。
3、工艺分析序号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给转速(mm/min)背吃刀量(mm)备注1 粗车端面T01 550 100 22 精车端面T01 800 60 0.53 粗车外圆（不含圆弧）T02 550 80 24 粗车R16圆弧面T02 550 80 25 精车外圆T02 800 50 0.56 切外退刀槽T03 350 307 车外螺纹T04 2008 粗镗内孔T05 300 40 19 精镗内孔T05 400 30 0.510 切内退刀槽T06 200 2511 车内螺纹T07 1004、绘制零件轮廓线运用SolidWorks三维造型软件绘制零件草图，并在MasterCAM软件打开以*.IGES格式保存的文件，零件轮廓线如下图所示。
零件轮廓线5、设定工件坐标系（以右端面为例）按键盘上的<F9>键，图形会出现两条棕色的直线，其交点即为当前工件坐标的原点。
工件原点移动的方法：点击菜单<转换>→<平移>，然后全选“图形区域所有线段”按回车确认，在弹出的<平移>对话框中，选择<移动>，<从一点到另一点>，然后选择图形上要平移的点，回车确认。
工件坐标系设定6、机床类型选择及毛坯定义机床类型选择：点击菜单<机床类型>→<车床>→<默认>毛坯定义：在软件页面左侧<操作管理>中，点击<属性>→<材料设置>→<信息内容>，在弹出的<机床组件材料>对话框中，对毛坯进行参数设置。
毛坯参数设置7、刀具路径生成及参数设置(因该零件加工为调头件加工，所以刀具路径分为左右两部分)a、右半部分：1）粗车端面点击<刀具路径>→<车端面>，具体参数设置如下图所示。
数控机床与编程第五章编程基础21-22
就程序结构和组成而言
, 子程序和主程序并 无本质区别 , 但使用上子程序有以下特点 : 1) 子程序可以被任何主程序或其他子程序 所调用 , 并且可以多次循环执行。 2）被主程序调用的子程序 , 还可以调用其 他子程序 , 这一切能称为子程序的嵌套。 3) 子程序执行结束 , 能自动返回到调用的 程序中。 4) 子程序一般都不可以作为独立的加工程 序使用 , 它只能通过调用来实现加工中的局 部动作。
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开机默认代码
为了避免编程人员在程序编制中出现
的指令代码遗漏 , 像计算机一样 , 数控 系统 中也对每一组的代码指令 , 都取 其中的一个作为开机默认代码 , 此代码 在开机或系统复位时可以自动生效。
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分组代码的使用注意点
1)
同一组的代码在一个程序段中只能 有一个生效 , 当编入两个以上时 , 一般 以最后输入的代码为准 ; 但不同组的代 码可以在同一程序段中编入多个。 2) 对于开机默认的模态代码 , 若机床在 开机或复位状态下执行该程序 , 程序中 允许不进行编写。
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子程序的调用
在大多数数控系统中
, 子程序的程序号 和主程序号的格式相同 ,即：也用 O 后 缀数字组成。但其结束标记必须使用 M99( 或 M17), 才能实现程序的自动返 回功能。 对于采用 M99 作为结束标记的子程序 , 其调用可以通过辅助机能中的 M98 代 码指令进 行。但在调用指令中子程序 的程序号由地址 P 规定 ,
标系 , 用右手螺旋法则判定 。右手的拇 指、食指、中指互相垂直 , 并分别代表 +X 、 +Y 、 +Z 轴。围绕 +X 、 +Y 、 +Z 轴的回转运 动分别用 +A 、 +B 、 +C 表示 , 其正向用右手螺旋定则确定。与 +X 、 +Y 、 +Z 、 +A 、 +B 、 +C 相 反 的方向用带 “′” 的 +X ′ 、 +Y′ 、 +Z ′ 、 +A ′ 、 +B ′ 、 +C ′表示。
计算机辅助编程
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7-2-4 计算机辅助数控编程
计算机辅助编程方法概述
图形交互编程 ( 20世纪70年代)
图形交互编程是在数控语言自动编程的基础上，增加图形 功能实现的。
编程人员可以依据零件图，将与数控加工相关的几何信息 输入计算机，然后以人机对话的方式就零件图形的定义、 刀具的选择、起刀点的确定、走刀路线的安排以及加工参 数的选择等内容，
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7-2-2 数控编程概述
数控机床的坐标系定义
2.确定Ｘ轴
✓ 对于机床主轴带动工件旋转的机床，如车床、磨床等，则在水 平面内选定垂直于工件旋转轴线的方向为Ｘ轴，且刀具远离主轴 轴线方向为Ｘ轴的正方向。 ✓ 对于机床主轴带动刀具旋转的机床：
当主轴是水平的，如卧式铣床、卧式镗床等，则规定人面对 主轴，选定主轴左侧方向为Ｘ轴正方向； 当主轴是竖直时，如立式铣床、立式钻床等，则规定人面对 主轴，选定主轴右侧方向为Ｘ轴正方向。
⑴ 根据零件图样对零件进行工艺分析，确定加工 路线和工艺参数。 ⑵ 根据零件的几何形状尺寸计算数控机床运动所 需数据。 ⑶ 根据计算结果及确定的加工路线，按规定的格 式和代码编写零件加工程序单。 ⑷ 输入数控系统，对所编程序进行仿真。
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7-2-3 手工编程
手动编程的特点
⑴ 只适于简单零件和简单路径； ⑵ 出错率高； ⑶ 效率低，一般编程时间与加工时间之 比为30:1； ⑷ 计算精度低。
7-1 CAM技术概述
▪ 机械制造系统及其组成 ▪ 计算机辅助制造系统的层次结构 ▪ 机械制造自动化的发展与变化 ▪ 计算机辅助制造的范畴及应用
1
7-1-1 机械制造系统及其组成
数控编程的方法
数控编程的方法
数控编程指的是将机械加工过程中所需的运动、工艺参数、工件尺寸等信息以特定的格式编写成程序，以便数控机床能够按照所编写的程序自动完成工作。
以下是数控编程的一些常用方法：
1.手写编程法
手写编程法是一种最基本的数控编程方法，即手工编写数控程序。
这种方法需要编程人员具有较高的机械加工知识和经验，并能熟练掌握数控机床的操作和程序语言，能够在纸上或计算机屏幕上手工编写出程序代码。
2.图形化编程法
图形化编程法是一种较为简便的数控编程方式，它将机械零件的三维图形模型导入到数控编程软件中，然后通过软件的图形界面或者菜单命令来设置加工参数，生成数控程序。
3.CAM编程法
CAM是计算机辅助制造的缩写，CAM编程法是一种利用计算机辅助制造软件自动生成数控程序的方法。
该方法可以根据工件的三维模型自动生成数控程序，
可以快速、准确地生成复杂的数控程序。
4.宏指令编程法
宏指令编程法是一种基于模板的编程方法，它将常用的加工程序编写成宏指令，然后在需要使用时调用宏指令即可。
这种方法可以使编程人员快速编写出复杂的数控程序，提高编程效率。
总体来说，不同的数控编程方法都有其适用的场景，编程人员需要根据具体情况选择最合适的编程方法。
数控机床编程技术
复合加工技术
将多种加工技术结合， 实现高效、高精度的复 合加工。
定制化编程服务
根据客户需求，提供定 制化的数控机床编程服 务，满足不同行业和领 域的加工需求。
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G代码编程的常用指令
G00
快速定位指令，用于 快速移动到指定位置， 不进行加工。
G01
直线插补指令，用于 在两个指定点之间进 行直线加工。
G02顺时针Biblioteka 弧插补指令， 用于加工顺时针圆弧。
G03
逆时针圆弧插补指令， 用于加工逆时针圆弧。
G28
返回参考点指令，用 于将机床移动到预设 的参考点位置。
G代码编程的实例分析
02
G代码编程
G代码编程的基本概念
G代码编程是一种数控机床编程语言，用于描述工件加工过程中的运动轨 迹和加工参数。
G代码编程基于计算机数字控制（CNC）机床，通过将加工过程细分为一 系列的微小步骤，实现高精度和高效率的加工。
G代码编程具有通用性，可以应用于各种类型的数控机床，包括铣床、车 床、加工中心等。
同时需要设置合适的切削参数和刀具参数。
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数控机床编程技巧与优 化
数控机床编程的优化策略
简化编程过程
采用标准化的编程语言和格 式，减少编程错误，提高编 程效率。
优化加工路径
根据工件形状、材料和加工 要求，合理规划加工路径， 提高加工效率和精度。
参数优化
根据实际加工需求，合理设 置机床参数，如主轴转速、 进给速度、切削深度等，以 提高加工质量和效率。
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机床故障
定期对数控机床进行维护和保养 ，确保机床各部件正常运转。
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计算机辅助设计与制造
1. 数控编程的基本概念
• CAM是CAD/CAM及CIMS的重要组成部分
数控编程是数控加工的重要内容：数控机床是采用计 算机控制的高效能自动化加工设备，数控加工程序是数控 机床运动与工作过程控制的依据 为降低编程工作难度、提高编程效率，减少和避免数控 加工程序的错误，计算机辅助数控编程技术不断发展
自由曲线的刀位算法
数控系统一般都不具备样条曲线的插补功能，自由 曲线使用三次参数样条、NURBS等方法拟合后，必须 用直线段或圆弧进行二次逼近，才能编制数控加工程 序，进行数控加工 用直线段逼近，需编制的程序段较多 使用单圆弧逼近，计算较简单，曲线总体上为一 阶光滑。但当型值点为曲线的拐点时，此法不易处理 双圆弧似合可解决曲线存在拐点的问题，同时似合 精度和光滑性都比单圆弧似合高，因此应用广泛
计算机辅助设计与制造
本章
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学习目标
理解计算机辅助编程的一般原理 了解APT语言编程技术 学习图形交互式自动编程方法 了解数控程序的检验方法和仿真形式
重点：辅助数控编程的概念、原理、步骤
计算机辅助设计与制造
学习内容
1. 数控编程的基本概念
2. 手工编程方法
3. 数控自动编程
4. 自动编程的刀位算法
计算机辅助设计与制造
APT语言程步骤与实例
书写零件源程序的一般步骤如下：
1）明确加工要求，分析零件要素 2）选择编程坐标系 3）给需要定义的几何元素用不同的标示 符命名并标注在图形上
4）选择允差、刀具以及起刀点和退刀点 的位置并确定走刀路线
5）写出各几何元素的定义语句 6）按加工路线逐段写出刀具运动语句
计算机辅助设计与制造
APT语言自动编程原理与过程
利用专用的语言和符号描述零 件图纸上的几何形状及刀具相 对零件运动的轨迹、顺序和其 它工艺参数 为了使计算机能够识别和处理零 件源程序，事先必须将编好的编 译程序存放在计算机内，这个程 序通常称为“数控程序系统”或 “数控软件”。通过数控软件处 理后产生刀位文件 利用后置处理模块，针对具体 NC机床产生相应的零件NC加 工程序（即G代码）
零件的几何形状可在零件设计阶段采用 CAD/CAM 集成系 统的几何设计模块在交互方式下进行定义、显示和修改，最终 得到零件的几何模型。 数控编程的一般过程（包括刀具的定义或选择、刀具运动 方式的定义、切削加工参数的确定、走刀轨迹的生成、加工过 程的动态仿真显示、程序验证直到后置处理等），都是在图形 交互方式下完成，具有形象、直观和高效等优点 零件CAD模型的描述方法多种多样，适于数控编程的主要有： 表面模型(surface model)和实体模型(solid model)，其中以 表面模型在数控编程中应用较为广泛
• APT语言自动编程 • CAD/CAM集成系统数控编程
计算机辅助设计与制造
APT语言自动编程
商用的数控语言系统有很多种，其中美国APT（Automatically Programmed Tools）系统影响最大 美国MIT自第一台数控机床问世即开始语言自动编程系统的研究
• • • • APTⅡ，最早的实用版本，适用于平面曲线的自动编程 APTⅢ 可以用于3～5坐标的立体曲面的自动编程，使数控编程 从面向机床指令的编程上升到面向几何元素的高级编程 APTⅣ可处理自由曲面自动编程，使机械加工中遇到的各种几何 图形，几乎都可以由数控编程系统给出刀具运动轨迹 APT-AC （Advanced Contouring）具有切削数据库管理的能 力
•APT APT/SS 语言（Sculptured Surface）可处理复杂雕塑曲面自动编程
APT语言自动编程原理与过程 APT语言编程步骤与实例
计算机辅助设计与制造
APT语言
我国1982年发布的数控机床自动编程语言标准（JB3112-82）采 用了APT的词汇语法，1985年国际标准化组织ISO公布的数控机床 自动编程语言（ISO4342-1985）也是以APT语言为基础 APT语言通常由几何定义语句、刀具运动语句和辅助语句组成 几何定义语句：描述零件的几何图形，一般的表达式为： 标识符=几何类型/定义 刀具运动语句：描述刀具运动状态
计算机辅助设计与制造
2. 数控自动编程
数控自动编程是利用计算机编制数控加工程序，又称为 计算机辅助编程 编程人员将零件的形状、几何尺寸、刀具路线、工艺参数、 机床特征等，按一定的格式和方法输入到计算机内，自动 编程软件对这些输入信息进行编译、计算、处理后， 自动生成刀具路径文件和机床的 数控加工程序，通过通信接口将 加工程序送入机床数控系统，以 备加工
7）作相应的后置处理并填入其它语句 采用APT语言自动编程，计算机代替程序编制人员完成了繁琐的数值 8）对所写的程序进行全面检查 计算工作，编程效率虽然比手工编程高，但仍然未克服编程效率低与 机床加工速度不匹配的矛盾
(零件源程序略)
计算机辅助设计与制造
CAD/CAM集成系统数控编程
CAD/CAM集成系统数控编程是以待加工零件CAD模型为基础 的一种集加工工艺规划及数控编程为一体的自动编程方法
计算机辅助设计与制造
4. 自动编程的刀位算法
复杂的曲线、曲面及带岛、坑 的型腔零件的加工是数控自动编 程系统的难点 对复杂零件进 行编程时，首先要确定其型面的 数学模型，然后计算其刀位点及 规划走刀轨迹
• 自由曲线的刀位算法 • 平面形腔零件加工时的刀位算法 • 基于等距面精确裁剪的加工方法
计算机辅助设计与制造
计算机辅助设计与制造
基于表面模型的数控编 程系统，其零件的设计功 能（或几何造型功能）是 专为数控编程服务的，针 对性很强，也容易使用
表面模型和实体模型编程原理与过程
基于实体模型的数控编 程系统其实体模型一般不 是专为数控编程服务的， 为了用于数控编程往往需 要对实体模型进行可加工 性分析，识别加工特征， 并对加工特征进行加工工 艺规划，最后才能进行数 控编程，其中每一步可能 都很复杂
在APT语言中通过定义三个控制面控制刀具相对于 加工零件的运动。 零件面PS（ Part Surface）控制刀具工作高度， 导动面DS（Drive Surface）控制引导刀具运动， 检查面CS（Check Surface）控制刀具运动停止
辅助语句：包括工艺参数语句和数据输入语句等
如零件名称及程序编号语句、机床后置处理语句、刀具直径指定语句、 进给速度语句、冷却液开关语句、暂停语句和程序结束语句…