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在 3 7 中的進給量計算如下 FRN 10 6 1 5 0 5 1 5 80 在 3 8 的進給量的計算應(yīng)用公式 3 6 中的負號 主軸轉(zhuǎn)速 s 主軸轉(zhuǎn)速是以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)定義的并且以一個三位代碼數(shù)字表示 通常以 magic three 代碼計算 magic three 代碼計算如下 1 速度 轉(zhuǎn)數(shù)每分鐘 精確至兩位 代碼的第二和第三個數(shù)字這兩個數(shù) 2 速度寫成最大十位分數(shù)乘以 10 的指數(shù)形式 代碼的第一個數(shù)字是十的指 數(shù)加上 3 例如 1645rpm 減至 1600 寫成 0 16 10 它的代碼是 716 類似 一個 742rpm 的主軸轉(zhuǎn)速寫成 magic three 就是 674 刀具 t 刀具在代碼數(shù)字里是由一個最大五位數(shù)字組成 每個切削刀具都有一個 不同的代碼數(shù)字 當(dāng)?shù)毒叩拇a數(shù)字在對堆棧中運行時 自動換刀裝置就會自 動選擇刀具 加工刀具制造商使用幾種不同的方法制定刀柄代碼 在這些方法中制造商 提供了和五位代碼數(shù)字相匹配的 鑰匙 每把鑰匙對應(yīng)每個刀柄 鑰匙有五組 環(huán)組成 鑰匙中的一些環(huán)用來生成刀具代碼 鑰匙插入與刀柄一致的匣子里 在這里環(huán)彈出一個與之接觸的金屬彈簧 產(chǎn)生一個代碼信號 當(dāng)已編程的 t 數(shù) 字和匣子里發(fā)出的信號一致時 就會選擇合適的刀具并自動完成換刀 各種功能 m 各種功能字符包含兩個數(shù)字 這種功能隸屬和加工平面運動無關(guān) 聯(lián)的輔助信息 比如軸命令 開關(guān)冷卻液 和其它在表 3 2 中解釋的功能 需 要注意 m00 m01 m02 m06 和 m30 只能在堆棧中的其他所有命令完成后才能實 施 表 3 2 各種功能 代碼 功能 解釋 m00 Programm stop 完成堆棧命令后關(guān)閉主軸 冷卻液和進給 為了繼續(xù)程序必須按一個按鈕 m01 Optional planned stop 近試與 m00 但它只有當(dāng)操作者先按 按鈕才能進行 否則命令不可行 m02 End of programm 表示完成了工作面 完成堆棧中的所有命 令后關(guān)閉主軸 冷卻液和進給 可能包括倒帶 m03 Spindle CW 順時針開啟主軸旋轉(zhuǎn) m04 Spindle CWW 逆時針開啟主軸旋轉(zhuǎn) m05 Spindle off 關(guān)閉主軸 關(guān)掉冷卻液 m06 Tool change 實現(xiàn)人工或自動更換刀具 不包括刀具選擇 m07 Coolant no 2 on 開啟水冷卻 m08 Coolant no 1 on 開啟霧冷卻 m09 Coolant of 自動關(guān)閉冷卻液 m10 Clamp 自動夾緊機械滑道 工作面 固定物 主軸等 由操作者具體定 m11 Unclamp 松開命令 m13 Spindle CW through otherwise unassigned m45 沒有標明的 m12 m17 m18 m20 到 m29 m36 到 m39 m46 到 m99 3 2 3 輪廓編程 例子 為了示范人工穿孔帶的準備技術(shù) 選擇了圖 3 7 所示零件 盡管這個零件相對 簡單 實際上為了確定刀具中心路線人需要大量的計算 加工是用一個裝備有 能產(chǎn)生直線和圓弧運動的三軸 MCU 的數(shù)控銑床實現(xiàn)的 數(shù)控系統(tǒng)的特點如下 1 穿孔帶的設(shè)計符合 EIA 標準的 RS 274 B 運用連續(xù)設(shè)計的步驟 用字符 安排以下的命令 n g x y z i j k f s 2 預(yù)備功能從 g00 到 g17 和 g17 到 g19 是有效的 3 尺寸 最大的五位數(shù)字 結(jié)果是 BLU 0 01mm 增加的編程 起始和痕跡 編程是 0 當(dāng)一個尺寸沒有被編程時 它就意味著相對坐標不需要改變 進給是一個四位數(shù)代碼 用 inverse time 代碼計算 慣用的加工進給量是 500mm min 快速移動進給量是 2500m 槻 仿 俿 翿 翿 勿 棿 翿個一 個堆棧進行描述 注意以下堆棧 特征常作為標簽特征 穿孔帶的第一個特征 是倒帶代碼后跟著 EB 特征 下面開始運動堆棧 從起點到 A 點 當(dāng)從起點向 A 點移動時 要使用兩個堆棧 在第一個堆棧里 系統(tǒng)會加速到 2500mm min 的快速移動進給量 在第二個堆棧里使用 500mm min 的加工進給 量 在碰到工作面以前運動減速 在這兩個堆棧后刀具中心定位于 A 點 A 的 Z 軸坐標也必須編程 為了使刀具下降到合適的面上 n g x y z f s m 001 01 06000 00000 04000 0417 717 03 002 01 01000 0500 08 在第一個堆棧里開啟主軸 加速 在堆棧的最后達到 1700rpm f 的計算是根據(jù)公 式 3 4 功能 m03 和 m08 分別開啟主軸旋轉(zhuǎn)和冷卻液 從 A 點到 B 點 運動沿著 X 軸方向進行 堆棧是 n g x f 003 17 08000 0063 在第一個圓弧開始前任何一個堆棧都必須設(shè)置 g17 代碼 從 B 點到 C 點 刀具沿 Y 軸正方向運動到 C 點 它是在圖 3 8 的幫助下計算軌跡的 設(shè)置一個 角 B MC 是 22 5 的三角形 MB C 從而 邊 CB 長度是 CB MB tan22 5 10 tan22 5 4 14mm 邊 BC 的長度是 BC 10 50 4 14 64 14mm 相應(yīng)的堆棧是 n g x y f 004 01 00000 06414 0078 從點 C 到點 D 我們從圖 3 8 看到 x y 可以按下面的計算 x CD 2 30 4 14 2 32 93mm 相應(yīng)的堆棧是 n g x y f 005 01 03293 03293 0106 從點 D 到點 E 經(jīng)過 D 點后在開始切削圓弧 EF 前 刀具必須移動到圓弧 ED 上的 E 點 它的 中心是 N 如圖 3 9 所示 完成下面的公式 i j R 3 9 j y R 3 10 i x 0 707 R 3 11 可以用 10mm 代替 R 結(jié)果 x i j 7 07mm y 2 93mm 對應(yīng)的堆棧是 n g x y i j f 006 03 00707 00293 00707 00707 0167 因為這個堆棧里沒有切削面 任何一個 f 都可以使用 但是 當(dāng)前的進給數(shù)字 是為下個堆棧計算準備的 刀具中心的速度是 500 40 30 667mm min 根據(jù)公 式 3 5 FRN 10 667 40 167 從 E 點到 F 點 運動沿著半徑是 40mm 角度是 90 圓弧 n g x y i j f 007 03 04000 04000 00000 04000 0167 需要注意使用 f0167 代碼 刀具中心速度增加到 667mm min 是為了保持表面進 給量 500mm min 從 F 點到 A 點 這是沿 Y 軸負方向的直線切削 n g x y f 008 01 00000 06000 0083 從點 A 到起點 運用快速移動進給量 堆棧是 n g x y z f m 009 01 07000 00000 04000 0357 30 功能 m30 將會關(guān)掉主軸和冷卻液并倒帶到程序的開始 完整的草稿如圖 3 10 所示 T 代表標簽特征 注意 x 軸和 y 軸尺寸的總和 為零 從這個例子中 很明顯除了極其簡單的零件外 計算機對處理計算輪廓程 序是非常重要的 3 3 計算機輔助編程 3 3 1 簡介 在早期的數(shù)控使用中計算機作為輔助零件編程是不必要的 兩個尺度結(jié)構(gòu)的零 件加工只需要簡單的數(shù)學(xué)計算 隨著數(shù)控系統(tǒng)使用的增加和 加工復(fù)雜零件的數(shù)量增加 零件編程者不再能有效地計算所需要的刀具路徑 作為輔助零件編程計算機的使用成為了必然 計算機能經(jīng)濟地對人工不能處理 的復(fù)雜零件的刀具中心路徑進行編程 計算機能快速準確的完成所需要的數(shù)學(xué) 計算 計算機輔助編程消除了經(jīng)常在人工計算中出現(xiàn)的計算錯誤 由計算機產(chǎn)生穿孔帶所需要的計算是由保存在其內(nèi)部的編程軟件系統(tǒng)實現(xiàn) 的 編程者通過基于英語的系統(tǒng)語言和這個系統(tǒng)交互 APT 語言是最智能和流 行的零件編程系統(tǒng) 實際上 ATP 同時代表了計算機系統(tǒng) 程序 和語言 使用 ATP 對零件編程 編程者需要先用類似英語的語言定義零件的幾何外形 然后 是刀具中心路徑 定義完零件后 編程者通過寫合適的指令來描述切削刀具遵 循的路徑 另外 要給計算機需要的公差和參數(shù) 例如直徑 計算機處理信息 和進行計算類似于人工進行零件編程的過程 它計算刀具中心路徑 進給量代 碼等 計算機處理的結(jié)果是一個數(shù)據(jù)文件 它由傳送器程序翻譯成能操作數(shù)控 系統(tǒng)的代碼指令 傳送器是每個 MCU MT 結(jié)構(gòu)需要的一個計算機程序 傳送器產(chǎn)生輸出或 是穿孔帶或是能直接應(yīng)用于使用標準外圍設(shè)備產(chǎn)生穿孔帶的信息 除了 ATP 系統(tǒng) 還有許多由計算機公司或機械刀具制造商開發(fā)的其它編 程系統(tǒng) 這些系統(tǒng)中的一少部分應(yīng)用于微型機上 但它們中的大多數(shù)只能在普 通意義的大型機上使用 計算機給與準備穿孔帶的大量幫助依賴于計算機編程 系統(tǒng) 它們中常用的有 COMPACTII ADAPT EXAPT AUTOSPOT AUTOPROMPT 和 SPLIT 3 3 2 傳送器 計算機輔助準備穿孔帶可以分成兩個部分 1 使用一個普通處理機 例如 ATP 編程系統(tǒng) 它接受編程者的聲明和產(chǎn)生 用合適的加工參數(shù)引導(dǎo)刀具的指令 加工參數(shù)如軸速和進給量 2 一個附加的計算機程序 提到的比如傳送器 它接受普通處理機的輸出 作為輸入 產(chǎn)生輸出或是一個實際 MCU MT 結(jié)構(gòu)的穿孔帶或是能很容易 產(chǎn)生穿孔帶的信息 當(dāng)由普通處理機運行一個計算 忽略和指定 MCU MT 結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息時 傳送 器是必要的 傳送器的輸出必須能生成一個零件 這個零件要有指定公差 以 編程的進給量和諸如過切和機械刀具的幾何約束對系統(tǒng)帶來的動力影響 這就 是每種類型 MCU MT 結(jié)構(gòu)需要單獨傳送器的原因 有普通處理機和傳送器兩個 分離處理器的優(yōu)點是使傳送器適應(yīng)實際系統(tǒng)的影響比需要修改計算機程序系統(tǒng) 影響小 例如 APT 傳送器的各部分 每個傳送器包括如圖 3 11 所示的五個主要部分 輸入 運動 輔助 輸出和控 制 對每個部分和它們主要特征的簡明描述如下 輸入 輸入部分讀入程序系統(tǒng) 如 APT 的輸出 讀入可以直接實現(xiàn)也可以在 輸入媒介如打印卡或磁帶的幫助下實現(xiàn) 輸入部分檢查輸入數(shù)據(jù)的可靠性和打 印不可靠信息和隨后進程的輔助部分的清單 運動 運動部分是傳送器的主要部分 它運行和刀具運動相關(guān)的所有信息 運 動部分包含以幾何和動力部分顯示的兩個功能 對傳送器的輸入定義了零件處 于右手坐標系統(tǒng) 此外 還有使用其它坐標系統(tǒng)的 MCU MT 結(jié)構(gòu) 如多軸加工 的事例 在這些事例中幾何部分把坐標轉(zhuǎn)換成需要的系統(tǒng) 為了確定保持所需 的公差 幾何部分在新的坐標系統(tǒng)里檢查零件的外形 在超出公差范圍的事例 中 為了保證指定公差沿著路徑產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)點 另外 幾何部分確保給 MCU 的運動指令不會超過工作臺尺寸 為了保持先前的公差 動力部分必須防止過切 未切和與數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相 關(guān)的其它動力影響 這些由修改需要的進給量和建立加速和減速的間距來做 輔助 輔助部分比較可利用的具體數(shù)控結(jié)構(gòu)的準備和各種功能 所需要的功能 來自于輸入部分 它決定了每個功能對 MCU 是否可用 事例中的功能可用 就會傳遞給輸出部分來準備一個正確的設(shè)計輸出 輸出 輸出部分接受來自于運動和輔助部分的數(shù)據(jù) 這個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成能被指定 MCU 接受的格式 輸出部分產(chǎn)生或是穿孔帶或是能很容易轉(zhuǎn)化成穿孔帶的另一 種形式的輸出 另外 它打印出零件程序清單 控制 控制部分產(chǎn)生傳送的安排時間 使之適應(yīng)所有部分和允許程序流通 它 也控制數(shù)據(jù)流通到外部輸出和接受用于傳送的新數(shù)據(jù) 3 4 APT 編程 許多計算機系統(tǒng)都是為了數(shù)控編程而發(fā)展的 然而 APT 系統(tǒng)是最廣泛和最智能 一種 APT 系統(tǒng)能在許多計算機上使用并且被許多數(shù)控系統(tǒng)制造商廣泛使用 APT 原型是在 1956 年由麻省技術(shù)研究院 MIT 的電子系統(tǒng)實驗室開發(fā) 的 隨后 這一系統(tǒng)被由空中工業(yè)協(xié)會 AIA 創(chuàng)辦的 21 工業(yè)公司在 MIT 的 幫助下進一步發(fā)展了 這些努力的結(jié)果 一個叫做 APTII 的系統(tǒng)在 1958 年被開 發(fā) 一個更有效的系統(tǒng) APTIII 在 1961 年開發(fā)成功 技術(shù)研究協(xié)會的伊利諾斯 研究院 IITRI 被公認指明了這一程序進一步擴展方向 它的功能正被進一步 擴大 當(dāng)前的 APT 語言有一個將近 300 詞的詞匯庫 3 4 1 簡介 APT 程序是一個計算機的長系列指令 它為生產(chǎn)一個零件指明了道具必須遵循 的路徑 為了把刀具路徑傳給計算機 必須給計算機提供零件表面的幾何描述 APT 語言能為編程者做到這些并且指定刀具沿這些表面移動的路徑 幾何描述 和運動聲明占了平均程序的 70 一個幾何描述的例子如 PT2 POINT 3 4 PT2 是指定 x 軸坐標是 3 y 軸坐標是 4 的點的符號 運動聲明的例子 GOTO HOLE2 移動刀具到一個叫 HOLE2 點的 x 軸和 y 軸 上 這個點在程序中的其它地方被定義 GOLET L1 PAST L2 開始向左運動然后沿著直線 L1 直到它經(jīng)過直線 L2 注 意 PT2 L1 和 HOLE2 是確定名 確定名是幾何表達 比如點 線等但不能 是 APT 字符 除了幾何描述和運動聲明外還有其它形式的聲名和特性 一個最 常用的聲明就是 CLPRNT CLPRNT 是一個生成已經(jīng)計算的所有刀具定位坐標 的打印清單 APT 系統(tǒng)的指令 在傳送之前 計算結(jié)果是 APT 系統(tǒng)的 許多 APT 聲明被分成重要的和次要的兩部分 它們由斜杠隔開 重要部 分出現(xiàn)在斜杠的左側(cè) 一般是一個包含從一個到六個字母的詞 次要部分如果 需要出現(xiàn)在斜杠的右側(cè) 它是重要部分的修飾 例如 在最后一個聲明中 GOLET 是重要部分 PAST 是一個修飾 APT 語言能定義和加工三尺度 3 D 表面 但這篇文章的內(nèi)容只介紹基 本編程 它包括對加工 2 D 零件生命的描述 3 4 2 幾何表達 一個幾何表達定義了一個幾何外形或形式 對每一個幾何形式都有 1 到 14 種不 同的方法來定義 APT 包含了 16 種不同的幾何形式的定義 最常用的是 POINT LINE PLANE CIRCLE CYLNDR ELLIPS HYPERB 和 SPHERE 下面是定義前四種形式的幾個例子 Points 在 APT 中一個點可以用 10 種不同的方法定義 下面給出他們中的三種 1 通過坐標 POINT x y z 例 PT1 POINT 10 1 5 注意 沒有給出 z 坐標 就默認為 0 2 通過兩直線的交點 POINT INT OF 線 線 例 PT2 POINT INT OF LIN1 LIN2 3 通過一個圓心 POINT CENTER 圓 例 PT3 POINT CENTER C1 注意 PT1 PT2 和 PT3 是確定名 在以后的程序中可以使用 Lines 一條直線可以用 13 種不同的方法表達 下面給出它們中的三種 1 通過兩個點 LINE 點 點 例 L1 LINE PT1 PT2 2 通過一點和相切圓弧 圖 3 12 LINE 點 LEFT RIGHT TANTO 圓 例 L1 P1 LEFT TANTO CIR1 L2 P1 RIGHT TANTO CIR1 3 同過一點和一個與另一條直線的角度 LINE 點 ATANGL 角度 直線 例 L1 LINE P1 ATANGL 40 L2 在這個例子中新定義的直線 L1 和給定的直線 L2 之間的夾角是 40 角度值常 以度數(shù)和度的分數(shù)來指定 如果逆時針從 L2 到 L1 測定角度是正值 如果順時 針就是負值 因此 在上面的例子中可以用 140 代替 40 Planes 類似于點和線 一個面可以用 8 種不同的方法定義 給出它們中的兩 種 1 通過不在同一條直線上的三個點 PLANE 點 點 點 例 PL1 PLANEP1 P2 P3 3 通過一個平行面和兩個面之間的垂直距離 PLANE PARLEL 面 XLARGE XSMALL YLARGE YSMALL ZLARGE ZSMALL 距離 例 PL2 PLANE PARLEL PL1 ZSMALL 5 1 在這個例子中 面 PL2 和給出的面 PL1 平行 并且在 Z 方向上比 PL1 低 5 1 個 單位 假如面不和主平面平行 就要用到兩個修飾 它們中的任何一個都可以 在聲明中使用 Circles 一個圓可以用 10 種不同的方法表達 下面定義了它們中的三種 1 通過圓弧經(jīng)過的三個點 CIRCLE 點 點 點 例 C1 CIRCLE PN2 POINT 5 5 7 4 1 PNT1 2 通過圓心和圓弧上的一點 CIRCLE CENTER 圓心 點 例 C2 CIRCLE CENTER POINT 9 7 3 PT1 3 通過圓心和半徑 CIRCLE CENTER 點 RADIUS 半徑 例 C3 CIRCLE CENTER PT1 RADIUS 3 CIRCLE 的聲明實際上是定義了圓柱垂直于 XY 面的圓 CYLNDR 聲明通常是 定義了一個 CIRCLE 聲明不能定義的圓柱面 例 3 1 用 APT 語言編寫圖 3 13 所示零件的幾何描述 SOLUTION P1 POINT 0 5 0 P2 POINT 6 0 3 0 P3 POINT 6 0 4 0 CR CIRCLE CENTER P3 P2 L2 LINE P1 LEFT TANTO CR PL PLANE P1 P2 P3 3 4 3 運動聲明 一旦所需要的零件已經(jīng)進行完幾何表達 就需要用運動聲明來指定刀具運動 每一個運動聲明都會使到一個新的位置或是沿著聲明指定的表面運動 有兩組 運動聲明可以用 點到點和輪廓操作 點到點的運動聲明 有三種運動聲明來放置刀具到指定的點 它們的格式如下 FROM symbol for a defined point 顯示刀具的最初位置 GOTO symbol for a defined point 放置刀具到指定的位置 GODLTA X Y Z 從當(dāng)前位置以指定的增長量放置刀具 注意 1 用一個聲明 POINT X Y Z 或?qū)?X Y Z 的坐標來代替 symbol for a defined point 2 FROM 提供了一個運動開始的最初位置并且 在程序中作為運動聲明的第一個 操作者對準機床的刀具位置到相關(guān)的編程位 置 3 GOTO 聲明會使刀具從當(dāng)前的位置沿著路徑到指定的位置 GODLTA 聲明會從當(dāng)前位置以指定的增長量移動刀具 4 在鉆孔操作中 GOTO 聲明通 常把刀具放置在要鉆孔正上方 然后用 GODLTA 聲明把刀具下到工作面里 使用另外的 GODLTA 聲明撤回刀具 隨后對每個孔重復(fù)操作 例 3 2 寫一個鉆孔程序 從設(shè)置點 SETPT 開始孔位于點 point 1 1 加工深度 0 5in SOLUTION FROM SETPT GOTO 1 1 0 GODLTA 0 0 0 5 GODLTA 0 0 0 5 GOTO SETPT 輪廓運動聲明 在 APT 編程中 默認零件保持靜止刀具運動 在輪廓中三個面 控制刀具運動 刀具末端在 part surface 上運動 刀具沿 drivr surface 滑動 刀 具碰到 check surface 運動結(jié)束 如圖 3 14 所示各面 因此 在刀具沿輪廓面運 動前 它必須被帶到這些面上 這是由最初的運動聲明實施的 它的格式如下 GO 刀具修飾 引導(dǎo)面 刀具修飾 零件面 刀具修飾 檢查面 三種刀具修飾 如圖 3 15 所示 可以用 TO ON PAST 例 GO TO CIRC1 ON PL1 TO LIN1 一個 GO 聲明的引導(dǎo)面會是下一個運動聲明沿著切削的面 建立零件面是 為了隨后的運動聲明 在一個零件程序中只出現(xiàn)一次最初的運動聲明 它把刀 具從設(shè)置點帶到工作面 實際切削是由另一種類型的聲明控制 它以中間運動 聲明表示 intermediate motion statements 在 APT 中可以使用四種不同的中間輪廓運動聲明 最長用的有下面的格 式 運動命令 引導(dǎo)面 刀具修飾 檢查面 例 GOLFT DRS TO CKS 引導(dǎo)面是切削沿著的面 檢查面定義了刀具運動的結(jié)束 如圖 3 16 存在六種不同的運動命令 GOLFT GORGT GOFWD GOBACK GOUP GODOWN 在中間運動聲明在中 有四種不同類型的刀具修飾 如圖 3 15 所示 可 以用 TO ON PAST TANTO 注意 1 從刀具的視點對運動編程 2 每個運動聲明都依賴于確立運動 方向的優(yōu)先聲明 3 刀具運動的檢查面經(jīng)常是下一個是聲明的引導(dǎo)面 例 3 3 用 APT 語言寫圖 3 17 所示加工零件的運動聲明 零件面叫做 PLN SOLUTION GO TO L1 ON PLN ON LL GORGT L1 TO L2 GORGT L2 TANTO C1 GOFWD C1 TANTO L3 GOFWD L3 PAST L4 GOLFT L4 PAST L5 GOLFT L5 PAST L6 GOLFT L6 PAST LL GOLFT LL PAST L1 GOTO SP 注意 GO TO 和 GOTO 聲明的不同用法 3 4 4 額外的 APT 聲明 幾何表達和運動聲明大約占了平均程序的 2 3 完成一個 APT 程序還需要有其 它類型的聲明 傳送器聲明 一個 APT 程序的第一個聲明定義了傳送器被 APT 使用 這個聲明 的結(jié)構(gòu)如下 MACHIN 傳送器名 例 MACHIN UN1 傳送器允許把一個傳送器的控制聲明翻譯成合適的控制代碼 傳送器的控制聲 明例子 COOLNT ON 開啟冷卻液 m08 代碼 SPINDL ON 開啟主軸 m03 代碼 FEDRAT 25 刀具進給量是 25in min SPINDL 1250 CCLW 主軸轉(zhuǎn)速是 1250rpm 逆時針方向 TOOLNT 3527 6 刀具數(shù)字 3527 長 6 個單位 END 結(jié)束程序 m02 代碼 公差和刀具修飾 所有的輪廓運動命令都縮減成近似給出曲線的連續(xù)的直線運 動命令 這些直線用不超過指定的公差分割輪廓表面 公差后跟數(shù)學(xué)參數(shù) 例 OUTTOL 0005 外部公差 影響過切 就是直線和曲線的外側(cè)相切 距離輪廓 不超過 0 0005 個單位 INTOL 0001 內(nèi)部公差 影響未切 TOLER 005 外部和內(nèi)部公差是一樣的 刀具修飾是由聲明 CUTTER 后跟的數(shù)學(xué)參數(shù)達到 7 位 給出的 第一位 是刀具直徑 在 APT 編程例中使用一個簡化的聲明 CUTTER 10 0 表明刀具直徑是 10 個單位 開始和終止聲明 在 APT 程序中的第一個聲明以 PARTNO 開始 其它的任何信 息都在 PARTNO 后的同一線后 例 PARTNO PROGRAMMING EXAMPLE PARTNO 聲明表明了零件的名字 在 APT 程序中的最后一個聲明是 FINI 它定義后面沒有了并終止程序 結(jié)論 在這本書里提到的 APT 詞匯足夠生成點到點和輪廓系統(tǒng)的 2 D 零件程序 一個完整的 APT 詞匯允許用不同的方法定義同一個幾何體 這些就方便了零件 編程者的工作 下面的例子包含了一個完整的 APT 程序 并且進一步顯示編程 過程 3 4 5 APT 編程的一個例子 為了一步步說明編程步驟 把 3 2 2 所示的人工編程的零件用 APT 語言編程 零件尺寸如圖 3 7 下面的規(guī)則可能對于零件編程者有用 1 必須按指定的 APT 詞準確拼寫 注意只使用主要字母 2 一般地 在每兩個詞或數(shù)之間有標點記號 逗點 等號或斜杠 3 在聲明的最后沒有標點 4 句號作為十位數(shù)的點是可以用的 在聲明的最后使用是錯誤的 5 除了少數(shù)的 APT 詞 比如 PARTNO 可以插入或刪除空格 例如使用 GO LFT 和 GOLFT 沒有分別 6 推薦使用和幾何形狀相聯(lián)系得象征名作為幾何表達確定名 例如用 RITISID 作為指定零件右側(cè)輪廓的詞 7 一個 APT 詞不能作為一個確定名 8 確定名可以是不超過 6 個字母或數(shù)字的任何組成 第一個字符必須是一 個字母 9 在任何一個確定名里可以插入或刪除空格 在同一個程序里插入或刪除 的空格可以不一樣 例 LIN2 可以在開始使用隨后使用 LIN 2 10 必須定義幾何表達 形狀 和優(yōu)先給出在一個聲明中使用的確定名 因 此 推薦在運動聲明前定義零件的幾何外形 11 運動指令是從刀具的視點寫的 因此刀具向右或向左運動就像是編程者 騎 在刀具上引導(dǎo)它沿必須的路徑運動 12 使用標志 表示在下一個卡里繼續(xù)使用這個聲明 13 一個推薦的 APT 程序結(jié)構(gòu)如下 PARTNO 零件名和代號 MACHIN 傳送器名 零件幾何的描述和定義 加工條件 運動聲明 關(guān)閉軸和冷卻液 FINI 這些一般規(guī)則可以在具體的事例中應(yīng)用 確定名分配給幾何部分如圖 3 18 所示 刀具運動方向由人工編程事例布置的指定 完整的零件程序如下 The part program PARTNO PROGRAMMING EXAMPLE 10 MACHIN UN1 20 SETPT POINT 0 30 25 30 CNTR POINT 110 90 40 CRCL CIRCLE CENTER CNTR RADIUS 30 50 LFTSID LINE POINT 80 40 LEFT TANTO CRCL 60 PTB POINT 140 40 70 BASLIN LINE POINT 80 40 PTB 80 PTM POINT 140 90 90 RITSID LINE PTB PTM 100 TOPLIN LINE PTM POINT 110 120 110 AUXLIN LINE POINT 140 120 RIGHT TANTO CRCL 120 XYPLN PLANE CNTR PTB PTM 130 PSURF PLANE PARLEL XYPLN ZSMALL 15 140 PART DESCRIPTION HAS NOW BEEN COMPLETED CUTTER 20 0 150 TOLER 005 160 SPINDL 1740 CLW 170 FEDRAT 2500 180 FROM SETPT 190 GO TO BASLIN TO PSURF TO LFTSID 200 FEDRAT 500 210 GO FWD BASLIN PAST RITSID 220 GO LFT RITSID PAST TOPLIN 230 GO LFT TOPLIN PAST AUXLIN 240 GO LFT AUXLIN TANTO CRCL 250 GOFWD CRCL TANTO LFTSID 260 GOFWD LFTSID PAST BASLIN 270 FEDRAT 2500 280 GOTO SETPT 290 STOP 300 FINI 310 評述 10 指定零件名 20 說明傳送器名 30 SETPT 是刀具的起點 當(dāng)?shù)毒咴?SETPT 時放置零件 40 這個點在聲明 50 中使用 50 定義了一個圓叫 CRCL 圓心是 CNTR 半徑是 30mm 60 定義了一條線 LFTSID 它經(jīng)過坐標是 80 40 的點 當(dāng)從這個點向圓看 時它和圓 CRCL 的左側(cè)相切 70 為隨后的幾何定義定義了一個點 80 定義了經(jīng)過指定點的線 BASLIN 90 定義了在下一個聲明中使用的點 100 定義了在零件右側(cè)的線 RITSID 110 定義了一條線 TOPLIN 120 定義了在剛開始圖形中沒有的新線 130 定義了一個和 XY 平面重合的面 140 定義了一個隨后作為零件表面的平面 PSURF 建立銑削時要保持的深度 PSURF 和 XY 面平行 并低于它 15mm 150 使用直徑是 20mm 的刀具 160 當(dāng)?shù)毒哐貙嶋H數(shù)學(xué)表面運動時 它的末端會一直在 0 005mm 內(nèi) 170 主軸以 1740rpm 的速度順時針旋轉(zhuǎn) 180 需要的進給量是 2500mm min 傳送時加速和減速的距離是自動計算的 保 持過切在公差里 190 定義刀具的最初位置 200 初始運動聲明移動刀具到命名的面 PSURF 是零件面 整個運動中刀具會 一直在它上面 BASLIN 是引導(dǎo)面也是在下一個運動聲明中沿著切削的面 210 進給量減至 500mm min 它是銑削需要的進給量 220 刀具沿 BASLIN 運動到 RITSID 230 刀具沿線 RITSID 向左運動直到 TOPLIN 240 和 230 相似 250 刀具沿 AUXLIN 運動直到它到達 AUXLIN 和 CRCL 相切的點 260 類似于 250 270 類似于 220 280 類似于 180 290 刀具運動到遠離零件的點 SETPT 300 STOP 聲明關(guān)掉機床和冷卻液 310 表明程序結(jié)束 3 5 其它編程系統(tǒng) 除了 APT 編程系統(tǒng) 還有許多其它或多或少使用的系統(tǒng) 一些最出名的如表 3 3 的概述 下面給出一些廣泛使用系統(tǒng)的簡要描述 3 5 1 COMPACT II 的描述 COMPACT II computer program for automatically controlling tools 是一個普通 意義的處理機 由制造數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā) Inc Ann Arbor Michigan a division of Schlumberger Ltd COMPACT II 通常為車削 銑削 鉆孔 刨削 應(yīng)用加工中 心 電火花切割和 EDM 編寫零件程序 它通常為簡單的點到點鉆孔加工和復(fù) 雜的三軸 四軸 五軸加工零件編程 COMPACT II 操作在交互環(huán)境上在距離遠的同步計算機 房間里的小型機 或在房間里主機的一組環(huán)境 處理機是獨立的機器并用一個非獨立機器的子程 序操作 叫做連接 編寫指定的機械刀具和控制單位 COMPACT II 用單一的 計算機相互作用把它的語言聲明轉(zhuǎn)化成人工數(shù)控代碼 和需要附加傳送來完成 穿孔帶代碼的 例 APT 語言對比 連接自動實現(xiàn)傳送作為每個聲明是計算機 處理的 連接縮短了計算時間并很方便的迅速發(fā)現(xiàn)可察覺聲明的錯誤 表 3 3 數(shù)控計算機編程系統(tǒng) 程序 開發(fā)者 方向 ADAPT IBM U S Air Force contract P 3C AUTOSPOT IBM P CINTURN Cincinnati Milacron T COMPACT II MDSI Ann Arbor Mich P 2 5C EXAPT I T H Aachen in Germany P EXAPT II T H Aachen in Germany T EXAPT III T H Aachen in Germany 3C GENRURN General Electric T MILTURN Metaalinstitut in Netherlands T NEL 2PL Ferranti 2P NEL 2C Ferranti T NEL 2CL Ferranti 2C PROMPT Weber C SPLIT White Sundstrand Machine Tool 5P 5C UNIAPT United Computing Carson Calif P C 注意 C contouring P positioning T turning operations 2 3 number of controlled axes COMPACT II 的聲明 在 COMPACT II 聲明中使用的語言相似英語并接近于 機械工廠術(shù)語 一個 COMPACT II 程序包括四種聲明類型 初始化 零件描述 刀具選擇和刀具運動 初始化聲明具體指定機械刀具連接 輸入輸出方式和機 械移動限制 零件聲明描述通常定義點 線 圓和面 自動或人工的刀具選擇 是由刀具選擇聲明指定的 刀具運動聲明通常描述進給量 CUT 和快速移動 MOVE 過程包括通知使用的加工刀具 控制單元系統(tǒng) 通過軟件連接傳遞每個聲 明 把產(chǎn)生結(jié)果的數(shù)據(jù)放在輸出文件里 輸出文件數(shù)據(jù)被打成數(shù)控零件程序穿 孔帶 或者數(shù)據(jù)被直接翻譯成 CNC 控制 在進程中 使用者可以和計算機一起 校正語法錯誤 錯誤的刀具運動 和超過加工刀具移動限制的運動 沿著刀具 輪廓和零件幾何外形 實際的刀具路徑可以被規(guī)劃 用這種方法 可以生成一 個正確的零件程序并在某一計算機部分檢測 就像在 APT 里 在 COMPACT II 中的幾何定義和刀具運動聲明是由描述 要發(fā)生什么的主命令和描述怎么發(fā)生在那里發(fā)生的次命令組成的 描述幾何外 形的主命令包括 DPTi 定義一個點并為了以后的使用儲存坐標 i 是點定義的序號 DCIRi 定義一個圓并為了以后使用儲存它的圓心和半徑 i 是圓定義的序號 描述刀具運動的主命令包括 MOVE 開始快速移動運動到指定位置 CUT 開始進給運動到指定位置 DRL 開始在一個指定位置鉆孔 定義一個點的聲明可以按下書寫 DPT1 10XA 6YA 4ZA 在 DPT1 中一個點并指定它作為點 1 10XA 是這個點 X 軸的坐標 從絕對零點 10 個單位 6YA 是這個點 Y 軸的坐標 從絕對零點 6 個單位 4ZA 是這個點 Z 軸的坐標 從絕對零點 4 個單位 快速移動運動是使用一個 MOVE 聲明編程 從當(dāng)前點移動刀具到點 1 你 可以簡單編程 MOVE PT1 COMPACT II 軟件將會產(chǎn)生加工刀具控制代碼移動刀具到點 1 的坐標位置 為 了產(chǎn)生一個進給從點 1 刀具當(dāng)前位置 到和相近邊直線 1 相切的垂直位置 你可以編程 CUT TOLN1 COMPACT II 的功能 COMPACT II 提供了實現(xiàn)困難的專門操作加工功能 比如 加工凸輪 實現(xiàn)在圓柱零件上加工 和生成加工字母 COMPACT II 也允許為 加工一組完整的相似形狀的零件 一組零件 編寫一個程序 COMPACT II 語言的車床特點包括自動循環(huán)攻螺紋和車削 FasTurn 是 COMPACT II 清除材料循環(huán)以實現(xiàn)粗車和在車床上完成操作 使用 FasTurn 操 作者定義了當(dāng)前未制造工作面的輪廓和已加工零件輪廓的邊界 兩個輪廓間的 封閉工作區(qū)域是要用 FasTurn 清除的材料 看圖 3 19 完成材料清除的操作是 使用一個單獨的 COMPACT II 輸入聲明來完成的 近似的 銑削 刨削加工 電火花和 EDM 的特點也包括使用 COMPACT II 簡化零件編程的循環(huán)模式 3 5 2 附加語言 ADAPT APT 編程系統(tǒng)的主要缺點是它需要大型計算機 為了解決這一缺點 由 IBM 在 U S Air Force 的契約下開發(fā)了 ADAPT APT 的改編 編程系統(tǒng) 因為 ADAPT 有一個柔性系數(shù)結(jié)構(gòu) 它適合從小型到中型的計算機 使用系數(shù) 結(jié)構(gòu) 我們意味著根據(jù)計算機尺寸刪除或插入 subroutines ADAPT 系統(tǒng)的主要 優(yōu)點是它是用了 APT 系統(tǒng)使用的編程語言簡化版本 通常一個 ADAPT 程序可 以在一個 APT 系統(tǒng)上運行 但是 由于 APT 系統(tǒng)統(tǒng)能非常強大 它一般不能 在 ADAPT 運行 ADAPT 對定位編程和簡單的兩尺度或三尺度輪廓零件是有用的 但它沒 有編程一個多軸輪廓零件的功能 EXAPT 一些編程系統(tǒng)是由歐洲開發(fā)的 最廣泛使用的就是由德國的亞琛和柏 林的技術(shù)研究所開發(fā)的 EXAPT 延伸 APT 的子集 EXAPT 語言和 APT 是一 致的 它可以通過 APT 使用通用的傳送器 EXAPT 具有自動選擇切削速度和 進給量的功能 這一特點擴大了計算需要的記憶空間并且只能在利用大型機的 時候使用 EXAPT 有三種類型 點到點加工的 EXAPT I 車削操作的 EXAPT II 一個 3 D 輪廓編程的 EXAPT III AUTOSPOT AUTOSPOT 定位刀具自動系統(tǒng) 是由 IBM 開發(fā)的并于 1962 年第一次面世 它是可利用的最流行程序中的一種定位任務(wù)例如鉆孔 AUTOSPOT 允許用類似英語的輸入字符在三尺度里編程 并被許多數(shù)控制造商使用 參考書目 1 Brown S C E Drayton and B Mittman A Description of the APT Language Commun ACM vol 6 no 11 November 1963 2 Childs J J Principles of Numerical Control Industrial Press New York 1965 3 Conaway J O D Bringman and R C Deane Handbook for SLO SYN Numerical Control The Superior Electric Company Bristol Connecticut 1969 4 EIA STANDARD RS 273 A May 1967 STANDARD RS 274 B May 1967 revised February 1969 5 ITT Research Institute APT Part Programming McGraw Hill Book Company New York 1967 6 Kelley R S The Production Man s Guide to APT ADAPT Am Mach vol 97 June22 1969 7 Leslie W H P Numerical Control Progrmming Languages Proc PROCLAMAT Congr Rome 1969 North Holland Publishing Co Amsterdam 1970 8 McWaters J F NC User s Guide to the International Computer Programs McGraw Hill Publishing Company London 1968 9 Stute G EXAPT M glichkeiten und Anwendung der automatisierten Programmierung f r NC Maschinen Carl Hanser Munich 1969 10 Thomas L J N C Handbook 3d ed BENDIX Industrial 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