数控编程及其发展

数控编程是目前cad/capp/cam系统中zui能明显发挥效益的环节之一,其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。由于生产实际的强烈需求,国内外都对数控编程技术进行了广泛的研究,并取得了丰硕成果。下面就对数控编程及其发展作一些介绍。
数控编程的基本概念
数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点(cutter location point简称cl点)。刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点,多轴加工中还要给出刀轴矢量。
数控编程技术的发展概况
为了解决数控加工中的程序编制问题,50年代,mit设计了一种专门用于机械零件数控加工程序编制的语言,称为apt(automatically programmed tool)。其后,apt几经发展,形成了诸如aptii、aptiii(立体切削用)、apt(算法改进,增加多坐标曲面加工编程功能)、apt-ac(advanced contouring)(增加切削数据库管理系统)和apt-/ss(sculptured surface)(增加雕塑曲面加工编程功能)等*版。采用apt语言编制数控程序具有程序简炼,走刀控制灵活等优点,使数控加工编程从面向机床指令的“汇编语言”级,上升到面向几何元素.apt仍有许多不便之处:采用语言定义零件几何形状,难以描述复杂的几何形状,缺乏几何直观性;缺少对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的验证手段;难以和cad数据库和capp系统有效连接;不容易作到高度的自动化,集成化。
针对apt语言的缺点,1978年,法国达索飞机公司开始开发集三维设计、分析、nc加工一体化的系统,称为为catia。随后很快出现了象euclid,ugii,intergraph,pro/engineering,mastercam及npu/gncp等系统,这些系统都有效的解决了几何造型、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和cam向一体化方向发展。到了80年代,在cad/cam一体化概念的基础上,逐步形成了计算机集成制造系统(cims)及并行工程(ce)的概念。目前,为了适应cims及ce发展的需要,数控编程系统正向集成化和智能化方向发展。
在集成化方面,以开发符合step(standard for the exchange of product model data)标准的参数化特征造型系统为主,目前已进行了大量卓有成效的工作,是国内外开发的热点;在智能化方面,工作刚刚开始,还有待我们去努力。

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