数控自动编程技术现状和发展方向
时间：2020-12-23 08:00:11 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：数控程序作为将设计转化成现实的信息载体，直接控制机床的切削动作，是数控加工的关键。随着计算机技术的迅速发展，计算机数控与CAD/CAM软件不断推陈出新，性能越来越完善，功能越来越强大，并且代表了以后机械制造业的发展方向。但我国制造业中数控技术与CAD/CAM技术应用水平仍然非常低。
Abstract: The NC program is the information carrier making the design into reality. It"s also control the machine"s cutting action directly and it is the key of numerical processing. As the rapid development of computer technology, computer numerical control and CAD/CAM software update day by day. The performance of them is more perfect and the function is more powerful. They"re also the development direction of machine-building industry. But the application level of numerical control technology and CAD / CAM technology in China"s manufacturing industry is still very low.
关键词：图形自动编程；数控；CAD/CAM
Key words: graphic automatic programming；numerical control；CAD/CAM
中图分类号：TH17文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）28-0041-02
1 国外发展状况
数控程序作为将设计转化成现实的信息载体，直接控制机床的切削动作，是数控加工的关键。在制造业中，提高编程质量和效率对降低成本，增强企业竞争能力具有积极意义。
数控机床的数控代码程序最初是采用手工编制的。手工编程首先需根据被加工零件图纸和选定的加工工艺，手工计算出机床加工所需的各种输入数据，然后根据数控系统要求的数控代码格式编写程序清单。根据该程序单，一方面将程序指令通过各种方式输人至数控机床中，另一方面同机床调整档一起交给操作工人，作为机床调整的依据。
回顾数控自动编程的发展，它是以数控机床的发展揭开序幕的。1952年，美国麻省理工学院（MIT）伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床，并于1957年投入使用。之后，数控机床以其高的生产率，高的加工精度，高的适应性与灵活性以及易于与CAD衔接而形成CAD/CAM紧密结合的一体化等优点，特别适应小批量，多品种，形状复杂的产品需要，而得到迅速发展。
为解决数控加工的编程问题，世界各国研究了上百种语言，其中以50年代美国麻省理工学院开发的一种专门用于机械零件的数控编程语言APT（Automatically Programmed Tool）最具有代表性。APT编程是把用APT语言编写的程序输入计算机，由内部的编译系统自动生成数控加工指令。该编程方法是在分析零件加工工艺的基础上，根据零件图纸和数控语言手册，用具有一定语法格式的语言编写源程序，输人到计算机，经编程系统翻译、处理成刀具位置数据（Cutting Location Data-CLDATA），最后经后置处理产生出符合数控机床要求的加工程序。
长期以来，人们设想不用语句描述刀具轨迹，而通过直接描述被加工工件的尺寸和形状来自动产生数控程序，这就开始了计算机图形输入和图形自动编程的研究。1963年，MIT的I.E. Su therland提出了“人机对话图形通讯系统”，并推出了二维SKETCHPAD系统，这就为图形输入零件形状的自动编程提供了可能。
由于计算机技术的迅速发展，计算机图形处理能力有了很大提高，借助良好的软件开发平台，可充分利用CAD软件的图形编辑功能，一种可以直接将零件的几何图形信息自动转化为数控加工程序的全新计算机辅助编程技术-图形自动编程技术便应运而生。这种计算机编程技术将图形软件发展推进到一个新的时代，使得计算机图形处理水平提高到一个新的台阶。
早在1965年，美国洛克西德飞机制造公司首先组织了一个专门小组进行图形自动编程软件的研制，并于1972年以CAD/CAM为名正式投入使用。CAD/CAM系统基本解决了APT语言存在的抽象而不直观问题。进入80年代后，各种图形自动编程系统软件大量涌现，其编程复杂度也从70年代的2.5维发展到3维、4维和5维以上多坐标加工中心的数控编程，以及复杂雕塑曲面工件的数控编程。进入90年代后，国内外的商品化图形自动编程软件更是大量涌现。如美国Unigraphics Solutions Inc.的UGII， Cnc Software公司的MASTERCAM，ParametricT echnologyC orporation公司的PRO/ENGINEERING，英国Delcam的POWERMILL和ArtCAM，德国Open Mind公司的HYPERCAM和HyperMILL等。
随着制造业的发展，中小批量生产的趋势日益增强，对数控机床的柔性和通用性提出了更高的要求。目前正朝标准化开放体系结构的方向前进。就结构形式而言，当今世界上的数控系统大致可分为4种类型：
①传统数控系统如FANUC0系统、MITSUBISHIM 50系统、Siemens810系统等。这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。目前，这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，己逐渐减小。
②“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统如FANUC18i，1 6i系统、Siemens 840D系统、Num1060系统、AB 9/360等数控系统。用户无法介入数控系统的WIL。这类系统结构复杂、功能强大，但价格昂贵。
③“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统它由开放体系结构运动控制卡十PC机构成。这种运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU，这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各个领域.如美国Delta Tau公司用PMAC多轴运动控制卡构造的PMAC-NC数控系统、日本MAZAK公司用三菱电机的MELDASMAGIC 64构造的MAZATROL 640 CNC等。
④SOFT型开放式数控系统这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，与前几种数控系统相比，SOFT型开放式数控系统具有最高的性能价格比，因而最有生命力。其典型产品有美国MDSI公司的Open CNC。德国PowerA utomation公司的PA8000NT等。
2 国内发展状况-存在问题
随着计算机技术的发展，建立在CAD/CAM一体化基础上的数控自动编程技术日益成熟，并且代表了以后机械制造业的发展方向。但是，目前我国数控自动编程软件的技术水准及其应用和开发普遍存在着一些缺点和不足，主要表如下：
