程序编制的方法

2.6.3　程序编制的方法

在数控技术发展的过程中，每个国家和地区都有自己的编程软件和编程设备，已研制出了许多编程方法。其编程的方法有手工编程和自动编程。

1．手工编程

编程零件加工程序的各个步骤中，从零件图纸分析、工艺处理、数学处理、书写程序单、制备介质到程序检验，均由人工完成，即完全用手工编制程序的过程，称为“手工编程”。

对于点位加工或几何形状不太复杂的零件，程序编制计算较简单，程序段不多，用手工编程即可实现。但对轮廓形状不是由简单的直线、圆弧组成的复杂零件，如非圆曲线、列表曲线等组成的零件，特别是对于具有空间曲线的零件，以及几何元素虽不复杂但程序量很大的零件，由于编制程序时计算繁琐，工作量大，容易出错，校对难，采用手工编程难以完成。据统计，采用手工编程时，一个复杂零件的编程时间与机床加工比例，平均约为30∶1。因此，为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题，应采取自动编程的方法。

2．自动编程

使用计算机进行数控机床程序的编制工作，由计算机自动地进行数值计算，编写零件加工程序单，自动输出打印并将加工程序制成控制介质，即数控机床编程工作大部分或全部由计算机完成的过程，称为“自动编程”。

在自动编程过程中，编程人员只需根据零件图纸上的资料和工艺要求，使用规定的数控语言编写出一个较简短的零件加工源程序，并将其输入到计算机或编程机中，由计算机或编程机自动处理，计算出刀具的运动轨迹，编出零件加工程序并自动地按照所用控制系统的程序格式制作控制介质。同时计算机可自动绘出零件图形和走刀轨迹，供编程人员及时检查和修改程序，并最终获得正确的零件加工程序。计算机自动编程代替程序编制人员完成了大量繁琐的数值计算工作，省去了书写程序单和制备控制介质的工作，可将编程效率提高几十倍甚至上百倍，同时解决了手工编程难以解决的编程问题。

自动编程的输入方式有语言输入、图形输入、语音输入3种：

（1）语言输入方式是指加工零件的几何尺寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控语言编写成源程序后，输入到计算机中，再由计算机进一步处理得到零件加工编程。现在全世界实际应用的数控语言系统有100多种，其中，最主要的是美国的APT（Automatical Programmed Tools）语言系统和德国的EXAPT（Extended APT）语言系统。后者是德国在APT功能上扩充了工艺处理能力，可由计算机自动确定加工程序、刀具、切削速度等工艺资料。我国也发展了几种数控语言系统，如SKC、ZCX、ZBC等系统，在推动我国自动编程系统的开发和应用方面发挥了良好的作用。

（2）图形输入方式是指用图形输入设备（如数字化仪）或CAD系统将图形信息直接输入计算机并显示在显示器上，之后进行人与计算机的交互处理，最终得到加工程序及控制介质。图形输入方式是自动程序编制的发展方向，其输入的图形与零件图相符，不需要再用其他语言进行描述，显示的图形直观，避免了用语言描述等中间环节出现的错误。另一方面用图形输入方式编制程序时，主要是输入零件图中的加工图形，此方法便于和计算机辅助设计结合，形成设计、制造一体化，这种集成制造系统是现代机械制造的发展趋势。

当用图形输入方式进行编程时，编程人员可用光笔和键盘在显示器上给出零件轮廓，发现错误后能及时修改。当绘制好零件的轮廓后，计算机按预储程序进行计算，并将处理结果显示在显示器上，然后再用光笔沿着零件轮廓移动，标出刀具的加工轨迹。

当用数字化技术编制程序时，可以将有原始模型而无尺寸的零件，利用一台测量机将实际图形或模型尺寸测量出来，并由计算机（或数据处理装置）将所测的资料进行处理，控制输出设备输出零件的加工程序和控制介质。此方法可用来编制2坐标、2.5坐标和3坐标零件的加工程序。数字化程序编制的缺点是加工程序长，被加工零件的精度依赖于模型精度和探棒、刀具形状尺寸的一致性。

（3）语音输入方式又称为有语音编程。此方法是利用人的声音输入，采用语音识别器，将操作员发出的加工指令声音输入计算机，并将结果显示在显示器上，然后由计算机进一步处理生成零件的加工程序和制作控制介质。