cadcam和先进制造技术(apt简介)

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1、概述数控加工程序的编制是数控加工技术的重要方面，程序编制水平直接影响到零件加工的质量和效率。因此，高质量、高效率的编程方法，一直是数控技术研究的重要课题之一，目前国内外研究开发了大量的数控自动编程软件。数控自动编程系统主要由硬件和软件组成。硬件主要由计算机、穿孔机、绘图机、磁盘或磁带等外部设备组成；软件主要包括编程语言和程序系统(编译系统)。编程语言是一套规定的基本符号、字母、数字和用它们描述零件加工的语法、词法规则。这些符号和规则接近于车间日常用语，用来描述被加工零件的几何形状、几何元素间的相互关系、刀具

2、运动轨迹以及一些必要的工艺参数等。编程语言易读、易懂、易于修改。自动编程的方法是由编程人员根据零件图的要求，进行工艺分析，用编程语言在计算机上编写零件加工的源程序，将该源程序送入计算机，经过计算处理后，计算机便自动地输出零件数控加工程序单，绘出零件加工刀具运动中心轨迹。为了处理源程序，必须有一套预先存放在计算机内的零件源程序处理的程序，即所谓“编译程序”。该程序将零件的源程序翻译成计算机能够接受的机器语言，并进行主信息处理和后置处理。其中，主信息处理完成数值计算、刀具中心轨迹计算，并制定辅助功能等工作。后置

3、处理则针对不同的数控机床的数控系统，将主信息处理后的数据转换成该数控系统规定的数控加工程序。数控自动编程语言APT数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最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

4、要任务是计算加工走刀中的刀位点(cutterlocationpoint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(AutomaticallyProgrammedTool)。其后，APT几经发展，形成了诸如APTII、APTIII(立体切削用)、APT-AC(Advancedcontouring)(增加切削数据库管理系统)和APT-

5、/SS(SculpturedSurface)(增加雕塑曲面加工编程功能)等改进版。采用APT语言编制数控程序具有程序简洁，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

6、析、NC加工一体化的系统，称为为CATIA。随后很快出现了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

7、智能化方向发展。　　在集成化方面，以开发符合STEP(StandardfortheExchangeofProductModelData)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。  自20世纪50年代美国最早研制成APT(AutomaticallyProgrammedTools)系统以来，现在许多工业发达国家也已研制了很多的数控自动编程系统。如：美国的ADAPT、AUTOSPOT；英国的2C、2CL、2PC；德国的EXAP

8、T—1(点位)、EXAPT—2(车削)、EXAFF—3(铣削)；法国的IFAPT—P(点位)、IFAPT—C(轮廓)、IFAPT—CP(点位、轮廓)；日本的FAPT、HAPT等。  我国自20世纪60年代中期开始了数控自动编程方面的研究，已开发出ZCX—1、ZCX—2、SKC等多种类型的实用自动编程系统。  在各种自动编程系统中，APT系统是最具代表性的系统之一，以下概略介绍APT系统。  APT语言使用类似英语