数控编程发展与概述

1.数控编程概念

数控编程是指根据设计图样，运用数控机床规定的指令代码及格式描述零件的加工路线、工艺参数、刀具运动轨迹、位移量、切削参数（主轴转数、进给量）以及换刀、主轴正反转、切削液开关等辅助功能，并制成控制介质的全部过程。

数控编程的内容主要包括：分析零件图，制订工艺规程，进行数学处理，编写程序文件、制作控制介质、程序校验及试切。数控编程的基本步骤如图1-12所示。

图1-12 数控编程的基本步骤(www.xing528.com)

2.数控编程的发展

数控编程技术经历了三个发展阶段，即手工编程、APT语言编程和交互式图形编程。

由于手工编程难以承担复杂曲面的编程工作，因此第一台数控机床问世不久，MIT（麻省理工学院）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 Pro-grammed 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）等先进版。然而，由于APT语言是开发得比较早的计算机数控编程语言，而当时计算机的图形处理能力不强，因而必须在APT源程序中用语言的形式去描述本来十分直观的几何图形信息及加工过程，再由计算机处理生成加工程序，直观性差，编程过程比较复杂，不易掌握。

交互式图形编程是一种计算机辅助编程技术，是通过专用的计算机软件来实现的。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CATIA。随后很快出现了像EUCLID、UGII、Intergraph、Pro/Engineer，Cimatron及NPU/GNCP等交互式图形编程系统，这些系统通常以机械计算机辅助设计（CAD）软件为基础，利用CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形文件，然后调用数控编程模块，采用人机交互的方式在计算机屏幕上指定被加工的部位，再输入相应的加工参数，计算机便可自动进行必要的数学处理并编制出数控加工程序，同时在计算机屏幕上动态地显示出刀具的加工轨迹。这些系统都有效地解决了几何造型、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，具有速度快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查和修改等优点，已成为目前国内外先进的CAD/CAM软件普遍采用的数控编程方法。