数控编程的核心工作是生成刀具轨迹

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1、数控编程的核心工作是生成刀具轨迹，然后将其离散成丿J位点，经后置处理产生数控加工程序。下面就刀具轨迹产生方法作一些介绍。基于点、线、面和体的NC刀轨生成方法CAD技术从二维绘图起步，经历了三维线框、曲面和实体造型发展阶段，一玄到现在的参数化特征造型。在二维绘图与三维线框阶段，数控加工主要以点、线为驱动对象，如孔加工，轮廓加工，平面区域加工等。这种加工要求操作人员的水平较高，交互复杂。在曲面和实体造型发展阶段，出现了基于实体的加工。实体加工的加工对彖是一个实体（-•般为CSG和B-REP混合农示的）,它由一些基本体素经集合运算（并、交、差运算）而得。实体加工不

2、仅可用于零件的粗加工和半特加工，大面积切削掉余量，提高加工效率，而且可用于基于特征的数控编程系统的研究与开发，是特征加工的基础。实体加工一般有实体轮廓加工和实体区域加工两种。实体加工的实现方法为层切法（SLICE）,即用一组水平面去切被加工实体，然后对得到的交线产生等距线作为走刀轨迹。木文从系统需要角度出发，在ACIS几何造型平台上实现了这种基于点、线、面和实体的数控加工。基于特征的NC刀轨生成方法参数化特征造型已冇了一定的发展时期，但基于特征的刀具轨迹生成方法的研究才刚刚开始。特征加工使数控编程人员不在对那些低层次的儿何信息（如：点、线、面、实体）进行操作

3、，而转变为玄接对符合工程技术人员习惯的特征进行数控编程，人人提高了编程效率。W.R.Mail和A.J.Mcleod在他们的研究中给出了一个基于特征的NC代码生成子系统，这个系统的工作原理是：零件的每个加工过程都可以看成对组成该零件的形状特征组进行加工的总和。那么对整个形状特征或形状特征组分别加工后即完成了零件的加工。而每-•形状特征或形状特征组的NC代码可◎动生成。目前开发的系统只适用于2.5D零件的加工。LeeandChang开发了-•种川虚拟边界的方法口动产生凸口由

4、11

5、面特征刀具轨迹的系统。这个系统的工作原理是：在凸自由曲而内嵌入一个最小的长方块，这

6、样凸自由曲而特征就被转换成一个凹特征。最小的长方块与故终产品模型的合并就构成了被称为虚拟模型的一种间接产品模盘。刀具轨迹的生成方法分成三步完成：（1）、切削多面体特征；（2）、切削自由曲面特征；（3）、切削相交特征。Jong-YunJung研究了基于特征的非切削刀具轨迹生成问题。文章把基于特征的加工轨迹分成轮廓加工和内区域加工两类，并定义了这两类加工的切削方向，通过减少切削刀具轨迹达到整体优化刀具轨迹的冃的。文章主要针对儿种基本特征（孔、内凹、台阶、槽），讨论了这些基本特征的典型走刀路径、刀具选择和加工顺序等，并通过IP（InterProgranindng）

7、技术避免重复定刀，以优化非切削刀具轨迹。另外，Jong-YunJong还在他1991年的膊上论文中研究了制造特征提取和基于特征的刀具及刀具路径。特征加工的基础是实体加工，当然也可认为是更高级的实体加工。但特征加工不同于实体加工，实体加工有它自身的局限性。特征加工与实体加工主要有以下几点不同：从概念上讲，特征是组成零件的功能要素，符合工程技术人员的操作习惯，为工程技术人员所熟知;实体是低层的儿何对象,是经过i系列布尔运算而得到的一个儿何体,不带冇任何功能语义信息;实体加工往往是对整个零件（实体）的一次性加工。但实际上一个零件不太可能仅用一把刀i次加工完，往往要

8、经过粗加工、半耕加工、耕加工等-•系列工步，零件不同的部位-•般要川不同的刀具进行加工；有时一个零件既要用到车削，也要用到铳削。因此实体加工主要用于零件的粗加工及半蒂加工。而特征加工则从本质上解决了上述问题；特征加工貝有更多的智能。对于特定的特征可规定某儿种固定的加工方法，特別是那些已在STEP标准规定的特征更是如此。如果我们对所冇的标准特征都制定了特定的加工方法，那么对那些山标准特征够成的零件的加工其方便性就可想而知了。倘若CAPP系统能捉供相应的工艺特征，那么NCP系统就可以大大减少交互输入，具有更多的智能。而这些实体加工是无法实现的；特征加工冇利于实现

9、从CAD、CAPP、NCP及CNC系统的全而集成，实现信息的双向流动，为CDIS乃至并行工程（CE）萸定良好的基础；而实体加工对这些是无能为力的。现役几个主要CAD/CAM系统中的NC刀轨生成方法分析现役CAM的构成及主要功能H前比佼成熟的CAM系统主耍以两种形式实现CAD/CAM系统集成：一体化的CAD/CAM系统（如：UGII、Euclid、Pro/ENGINEER等）和相对独立的CAM系统（如：Mastercam、Surfcam等）。前者以内部统一的数据格式直接从CAD系统获取产品几何模型，而后者主要通过中性文件从其它CAD系统获取产品几何模型。然而，

10、无论是哪种形式的CAM系统，都由五个模块组成，即交互