自动编程含义

‘壹’ 数控机床的自动编程是怎么实现的

原理

自动编程是借助计算机及其外围设备装置自动完成从零件图构造、零件加工程序编制到控制介质制

作等工作的一种编程方法。它的一般过程：首先将被加工零件的几何图形及有关工艺过程用计算机能够识别的形式输入计算机，利用计算机内的数控编程系统对输入信息进行翻译，形成机内零件的几何数据与拓扑数据；然后进行工艺处理，确定加工方法、加工路线和工艺参数。

通过数学处理计算刀具的运动轨迹，并将其离散成为一系列的刀位数据；根据某一具体数控系统所要求的指令格式，将生成的刀位数据通过后置处理生成最终加工所需的NC指令集；对NC指令集进行校验及修改；通过通讯接口将计算机内的NC指令集送入机床的控制系统。整个数控自动编程系统分为前置处理和后置处理两大模块。

实现自动编程的CAM软件常用的有UG，PRO/E，MASTERCAM，Powermill，CAXA制造工程师等，可以实现多轴联动的自动编程并进行仿真模拟。

(1)自动编程含义扩展阅读

我国数控加工及编程技术的研究起步较晚，其研究始于航空工业的PCL数控加工自动编程系统SKC一1。在此基础上，以后又发展了SKC-2、SKC-3和CAM251数控加工绘图语言，这些系统没有图形功能，并且以2坐标和2.5坐标加工为主。

我国从“七五”开始有计划有组织地研究和应用CAD/CAM技术，引进成套的CAD/CAM系统，首先应用在大型军工企业，航天航空领域也开始应用，虽然这些软件功能很强，但价格昂贵，难以在我国推广普及。

“八五”又引进了大量的CAD/CAM软件，如:EUCLID-15、UG、CADDS、I-DEAS等，以这些软件为基础，进行了一些二次开发工作，也取得了一些应用成功，但进展比较缓慢。

我国在引用CAD/CAM系统的同时，也开展了自行研制工作。20世纪80年代以后，首先在航空工业开始集成化的数控编程系统的研究和开发工作，如西北工业大学成功研制成功的能进行曲面的3~5轴加工的PNU/GNC图形编程系统。

北京航空航天大学与第二汽车制造厂合作完成的汽车模具、气道内复杂型腔模具的三轴加工软件，与331厂合作进行了发动机叶轮的加工;华中理工大学1989年在微机上开发完成的适用于三维NC加工的软件HZAPT;中京公司和北京航空航天大学合作研制的唐龙CAD/CAM系统，以北京机床所为核心的JCS机床开发的CKT815车削CAD/CAM一体化系统等。

到了20世纪90年代，响应国家开发自主产权的CAD/CAM的号召，开始了自行研制CAD/CAM软件的工作，并取得了一些成果，如:

由北京由清华大学和广东科龙(容声)集团联合研制的高华CAD、由北京北航海尔软件有限公司(原北京航空航天大学华正软件研究所)研制的CAXA电子图板和CAXAME制造工程师、由浙江大天电子信息工程有限公司开发的基于特征的参数化造型系统GSCAD98、由广州红地技术有限公司和北京航空航天大学联合开发的基于STEP标准的CAD/CAM系统金银花。

由华中理工大学机械学院开发的具有自主版权的基于微机平台的CAD和图纸管理软件开目CAD、南京航空航天大学自行研制开发的超人2000CAD/CAM系统等，其中有一些系统已经接近世界水平。虽然我国的数控技术己开展多年，并取得了一定的成效，但始终未取得较大的突破。

从总体来看，先进的是点，落后的是面，我国的数控加工及数控编程与世界先进水平相比，约有10一15年的差距，差距主要包涵以下几个方面:数控技术的硬件基础落后，CAD/CAM支撑的软件体系尚未形成，CAD/CAM软件关键技术落后。

参考资料来源：网络-自动编程

参考资料来源：网络-自动编程技术

‘贰’ 什么是手工编程

目录

手工编程
手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制作控制介质到程序校验都是人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。对于加工形状简单、计算量小、程序段数不多的零件，采用手工编程较容易，而且经济、及时。
中文名
手工编程
外文名
manual programming
要求
熟悉数控指令及编程规则
适用范围
形状简单、程序段数不多的零件
快速
导航
具体步骤

基本内容

手工编程实例

数控车床手工编程
概述

手工编程是数控编程的一种。
手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工程序单、制作控制介质到程序校验都是人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。对于加工形状简单、计算量小、程序段数不多的零件，采用手工编程较容易，而且经济、及时。因此，在点位加工或直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件，用手工编程就有一定困难，出错的概率增大，有时甚至无法编出程序，必须用自动编程的方法编制程序。
具体步骤

数控手工编程的主要内容包括分析零件图样、确定加工过程、数学处理、编写程序清单、程序检查、输入程序和工件试切。
1．分析零件图样和工艺处理
首先根据图纸对零件的几何形状尺寸、技术要求进行分析，明确加工内容，决定加工方案、加工顺序，设计夹具，选择刀具、确定合理的走刀路线和切削用量等。同时还应充分发挥数控系统的性能，正确选择对刀点及进刀方式，尽量减少加工辅助时间。
2．数学处理
编程前根据零件的几何特征，建立一个工件坐标系，根据图纸要求制定加工路线，在工件坐标系上计算出刀具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件），只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。对于形状复杂的零件（如非圆曲线、曲面组成的零件），数控系统的插补功能不能满足零件的几何形状时，必须计算出曲面或曲线上一定数量的离散点，点与点之间用直线或圆弧逼近，根据要求的精度计算出节点间的距离。
3．编写零件程序单
加工路线和工艺参数确定以后，根据数控系统规定的指令代码及程序段格式，逐段编写零件程序。
4．程序输入
以前的数控机床的程序输入一般使用穿孔纸带，穿孔纸带上的程序代码通过纸带阅读装置送入数控系统。现代数控机床主要利用键盘将程序输入计算机中；通信控制的数控机床，程序可以由计算机接口传送。
5．程序校验与首件试切
程序清单必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方法是将程序内容输入到数控装置中，机床空刀运转，若是平面工件，可以用笔代刀，以坐标纸代替工件，画出加工路线，以检查机床的运动轨迹是否正确。若数控机床有图形显示功能，可以采用模拟刀具切削过程的方法进行检验。但这些过程只能检验出运动是否正确，不能检查被加工零件的精度，因此必须进行零件的首件试切。首次试切时，应该以单程序段的运行方式进行加工，监视加工状况，调整切削参数和状态。 [1]
基本内容

1.指令的形成
纸带的每一个位置上，几乎都可能存在孔。实际上，纸带的代码是由各个位置上孔的有无所构成的。由于每一个位置上存在孔的有或无两种可能性，可以用0(无孔)或1(有孔)表示，所以这个代码系统称之为二进制代码系统。
一个二进制数字称为一个位(bit)，一个字符码是由一行二进制位构成的，即一个字符码是位(bit)的组合，它代表一个字母、数字或是其他的符号。字是字符的集合，用于形成指令的一个部分。典型的数控字是由X位置、Y位置、切削速度等组成。程序段则是字的集合。一个程序段是一条完整的数控指令，若干个程序段组成一道完整的工序。
2.数控机床的指令格式
数控机床的控制指令格式虽然在国际上有很多标准规定，但实际上并不完全统一。某些早期生产的数控机床在控制器的逻辑设计上作了简化，很多功能未达到国际上通用的标准，而许多新型数控机床又在不断地改进和创新，有很多功能超过了国际上通用的标准。此外，即使是同一功能，不同厂商采用的指令格式也有一定的差异。所以这里只能举例说明一般的指令格式。
一般说来，一个程序段中指令的字母数字编排顺序如下：
N×××G××X±××…×Y±××…×Z±××…×
其他坐标IJKpqrAB…F××S××T××M××CR
上述各种功能符号的含义是：
N——程序段的顺序号，为了方便检索用；
G——准备功能指令，用来描述机床的动作类型，如G01表示直线插补，G02表示顺时针圆弧插补等；
XYZAB——位移信息，X，Y，Z表示沿坐标轴平移，A，B表示绕相应轴旋转；
IJK——位移信息，常用来表示圆弧的圆心坐标；
PQR——刀具半径向量沿X，Y，Z坐标轴方向的校正量；
F——进给功能指令，规定走刀的进给速度；
S——速度功能指令，规定所选择的主轴转速；
T——刀具功能指令，规定选用的刀具号；
M——辅助功能指令，控制机床的某种特定动作，如M08表示打开冷却液，M00表示程序结束并停机等；
CR——程序段结束。
常用工具准备指令

‘叁’ 学CNC编程，首先要学习什么那些编程人员都是操机操出来的吗

建议先学操机，能掌握一些最基础的，机床知识。手动编程也最好懂点。然后就去学编程吧，编程的话软件要选好，选那边使用最多的编程软件，现在UG 用的势头比较好点。软件，先要熟练的使用，然后就是按部就班的跟着别人学吧。如果能够看懂图纸的话，那就直接学数控基础知识，包括机床的坐标系、G语言等，如果不能的话就比较麻烦了，还要学机械制图。

‘肆’ 数控技术的程序编制

一、数控机床编程的方法
数控机床程序编制的方法有三种：即手工编程、自动编程和 CAD/CAM 。
1、手工编程
由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件，但是，非常费时，且编制复杂零件时，容易出错。
2、自动编程
使用计算机或程编机，完成零件程序的编制的过程，对于复杂的零件很方便。
3、CAD/CAM
利用CAD/CAM软件，实现造型及图象自动编程。最为典型的软件是Master CAM，其可以完成铣削二坐标、三坐标、四坐标和五坐标、车削、线切割的编程，此类软件虽然功能单一，但简单易学，价格较低，仍是中小企业的选择。
二、数控机床程序编制的内容和步骤
1、数控机床编程的主要内容
分析零件图样、确定加工工艺过程、进行数学处理、编写程序清单、制作控制介质、进行程序检查、输入程序以及工件试切。
2、数控机床的步骤
（1）分析零件图样和工艺处理
根据图样对零件的几何形状尺寸，技术要求进行分析，明确加工的内容及要求，决定加工方案、确定加工顺序、设计夹具、选择刀具、确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。
同时还应发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力，正确选择对刀点，切入方式，尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。
（2）数学处理
编程前，根据零件的几何特征，先建立一个工件坐标系， 根据零件图纸的要求，制定加工路线，在建立的工件坐标系上，首先计算出刀具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件），只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。
（3）编写零件程序清单
加工路线和工艺参数确定以后，根据数控系统规定的指定代码及程序段格式，编写零件程序清单。
（4）程序输入
（5）程序校验与首件试切
三、数控加工程序的结构
1、程序的构成：由多个程序段组成。
O0001；O（FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%）机能指定程序号，每个程序号对应一个加工零件。
N010 G92 X0 Y0；分号表示程序段结束
N020 G90 G00 X50 Y60...；可以调用子程序。
N150 M05
N160 M02
2、程序段格式：
（1）字地址格式：如N020 G90 G00 X50 Y60
最常用的格式，现代数控机床都采用它。地址N为程序段号，地址G和数字90构成字地址为准备功能。
（2）可变程序段格式：如B2000 B3000 B B6000
使用分割符B各开各个字，若没有数据，分割符不能省去。常见于数控线切割机床，另外，还有3B编程等格式。
（3）固定顺序程序段格式：如00701+0
比较少见。其中的数据严格按照顺序和长度排列，不得有 误，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02
四、零件图的数学处理
零件图的数学处理主要是计算零件加工轨迹的尺寸，即计算零件加工轮廓的基点和节点的坐标，或刀具中心轮廓的基点和节点的坐标，以便编制加工程序。
1、基点坐标的计算
一般数控机床只有直线和圆弧插补功能。对于由直线和圆弧组成的平面轮廓，编程时数值计算的主要任务是求各基点的坐标。
（1）基点的含义
构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为基点。基点可以直接作为其运动轨迹的起点或终点。
（2）直接计算的内容
根据填写加工程序单的要求，基点直接计算的内容有：每条运动轨迹的起点和终点在选定坐标系中的坐标，圆弧运动轨迹的圆心坐标值。
基点直接计算的方法比较简单，一般可根据零件图样所给的已知条件用人工完成。即依据零件图样上给定的尺寸运用代数、三角、几何或解析几何的有关知识，直接计算出数值。在计算时，要注意小数点后的位数要留够，以保证足够的精度。
2、节点坐标的计算
对于一些平面轮廓是非圆方程曲线Y=F（X）组成，如渐开线、阿基米德螺线等，只能用能够加工的直线和圆弧去逼近它们。这时数值计算的任务就是计算节点的坐标。
（1）节点的定义
当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件时，在加工程序的编制工作中，常用多个直线段或圆弧去近似代替非圆曲线，这称为拟合处理。拟合线段的交点或切点称为节点。
（2）节点坐标的计算
节点坐标的计算难度和工作量都较大，故常通过计算机完成，必要时也可由人工计算，常用的有直线逼近法（等间距法、等步长法、和等误差法）和圆弧逼近法。
有人用AutoCAD绘图，然后捕获坐标点，在精度允许的范围内，也是一个简易而有效的方法。

‘伍’ 数控技术自动编程与手动编程的比较,特点以及应用场合

(1)手工编程：是指编制零件加工程序的各个步骤，即从零件图样分析及工艺处理、数值计算、编写程序单直至程序检验，均由人工完成，称为“手工程序编制”。

(2)自动编程：使用计算机进行数控机床程序编制工作，也即由计算机自动进行数值计算编制零件加工程序单。“自动程序编制”，在这里程序编制工作的大部分或全部由计算机来完成。

对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，程序编制计算比较简单，程序段不多。可进行手工编程。但对于轮廓形状不是由简单的直线、圆弧组成的复杂零件，特别是空间曲面零件以及程序量很大，计算相当繁琐易出错、难校对的零件，手工编制程序是难以完成的，甚至是无法实现的。因此，为了缩短生产周期，提高生产效率，减少出错率，解决各种复杂零件的加工问题，必须采用“自动编程”方法。

‘陆’ 数控编程P、Q代码什么含义

P：程序开始编号；Q：程序结束编号。

示例：G74R_

G74 X_Z_P_Q_R_F_

P是X方向的移动余量，Q是Z方向的移动余量。

数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一，通常包括分析零件图和确定加工过程 ，计算刀具轨迹以获得刀具位置数据，编写数控加工程序，制作控制介质， 校对程序和第一批试用版。

数控编程有手动编程和自动编程有两种方法。 简而言之，这是从零件图纸到获得CNC加工程序的整个过程。

(6)自动编程含义扩展阅读：

其他代码的含义：

R：粗车时X轴的回退量，范围为0至99.999（单位：mm / inch，半径值），无符号。

U :X轴精加工余量。

W :Z轴精加工余量（Z轴无余量时可省略）

代码格式：G70 P（ns）Q（nf）；

代码功能：刀具从起点开始沿ns~nf程序段给出的工件精加工轨迹进行加工。

ns：精加工轨道的第一个程序段的段号。

nf：精加工轨道的最后一个程序段的段号。