1、数控机床编程与操作数控机床编程与操作 8.1 概述 8.2 CAD/CAM技术介绍 8.3 Creo/NC应用介绍第第8 8章章 自动编程技术介绍自动编程技术介绍目 录8.1概 述8.1 概述自动编程自动编程：是数控加工编程的一种重要手段，特别对复杂形状的零件加工，它是不可或缺的一种编程方法。自动编程：自动编程：具有高效、准确等特点。8.1 概述8.1.1自动编程技术的产生自动编程技术的产生u 1953年，在美国空军的资助下，着手研究数控自动编程问题，并于1955年公布研究成果：即APT（AutomaticallY Programmed Tools）自动编程系统。u 英国开发的用于点位和连续控
2、制的2CL；德国研究开发的EXAPT-、EXAPT-和EXAPT-。此外，还有法国的IFAPT、日本的FAPT、HAPT等。自动编程技术u 我国在20世纪70年代相继开发出几个实用的自动编程系统，如SKC、ZCX等，在生产中得到了一定范围的应用。8.1 概述8.8.2自动编程技术的特点自动编程技术的特点1234编程效率高编程效率高程序准确性高程序准确性高劳动强度低劳动强度低程序冗长程序冗长8.1 概述8.8.2自动编程技术的特点自动编程技术的特点123形状复杂的零件，特别是三维空形状复杂的零件，特别是三维空间曲面间曲面虽然零件形状不复杂，但编程工虽然零件形状不复杂，但编程工作量很大的零件，如：
3、大量的孔作量很大的零件，如：大量的孔虽然零件形状不复杂，但计算工虽然零件形状不复杂，但计算工作量大的零件，如非圆曲线轮廓作量大的零件，如非圆曲线轮廓8.1 概述8.8.3自动编程技术的发展趋势自动编程技术的发展趋势具有完善的工艺处理功能的自动编程系统发展趋势实物模型自动编程系统语音式自动编程系统8.2CAD/CAM技术介绍8.2 CAD/CAM技术介绍CAD（Computer Aided Design）：即计算机辅助设计。CAD技术的主要任务就是为产品设计和生产对象提供高效和方便的数字化表示与表现（Digital Representation and Presentation）的工具。CAM（
4、Computer Aided Manufacturing）：计算机辅助制造。目前，多指计算机辅助编程，它可以解决编程过程中大量的和复杂的数学计算。从而大大提高编程效率。CAD/CAM和PDM（产品数据管理）已经成为一个现代化制造型企业先进制造技术应用的主干，它们代表着一个企业的设计、制造水平，并与产品的质量、成本及生产周期息息相关。8.2 CAD/CAM技术介绍8.2.1CAD/CAM与数控加工的关系与数控加工的关系 随着对产品质量要求的不断提高，要高效地制造高精度的产品，数控加工不可或缺，几乎每一个现代制造企业都离不开大量的数控设备。数控自动编程系统可为数控加工机床提供所需的精准加工信息。在
5、数控加工的实际应用中，CAM与CAD密不可分，形成CAD/CAM系统，在这个系统中设计和制造的各个阶段可利用公共数据库中的数据，即通过公共数据库将设计和制造过程紧密地联系为一个整体。CAM通过CAD提供的零件几何信息和人机交互所提供的加工工艺信息生成数控机床所需的加工信息。8.2 CAD/CAM技术介绍8.2.2 CAD/CAM软件的技术特点软件的技术特点1、产品制造一揽子解决一个完全集成的计算机辅助制造系统，包含着从设计到成品全过程的一揽子解决方案，即CAD/CAE/CAM软件的高度集成。8.2 CAD/CAM技术介绍8.2.2 CAD/CAM软件的技术特点软件的技术特点2、相关性 通过应用
6、主模型，使从设计到制造的所有应用环节相关联。8.2 CAD/CAM技术介绍8.2.2 CAD/CAM软件的技术特点软件的技术特点3、并行协作 通过使用主模型，产品数据管理 PDM，产品可视化（PV）以及杠杆运用Internet技术，支持扩展企业范围的并行协作。8.2 CAD/CAM技术介绍8.2.3国内外流行的国内外流行的CAD/CAM软件软件8.2 CAD/CAM技术介绍8.2.4CAD/CAM技术的发展趋势技术的发展趋势集成化，它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC等有机地结合起来，保证系统内部信息流的畅通并协调各个系统有效地运行。网络化，网络正在走向全球化，制造业也将全球化，
7、从获取需求信息，到产品设计、制造、营销，整个生产过程也将全球化。智能化，人工智能在CAD中的应用主要集中在知识工程的引入，发展专家系统。专家系统具有逻辑推理和决策判断能力。8.3Creo/NC应用介绍8.3 Creo/NC应用介绍8.3.1 Creo/NC概述概述n 1.Creo/NC 的数控加工界面 从PTC Creo Parametric主菜单中，选择【文件】【新建】选项，或者单击相应的图标。出现【新建】对话框。从【新建】对话框中选择【类型】下的【制造】选项。通过在【子类型】下选取【NC装配】按钮，取消使用默认模板，点击确定。除非要接受缺省名称，否则在【名称】文本框中键入新制造模型的名称。
8、单击【确定】按钮。进入Creo/NC 后的环境界面如图所示。8.3 Creo/NC应用介绍8.3.1 Creo/NC概述概述n 1.Creo/NC 的数控加工界面打开已存在的Creo/NC文件，即检索Creo/NC制造模型，其一般步骤如下：从PTC Creo Parametric主菜单中，选择【文件】【打开】选项，或者单击快捷工具图标，系统将显示浏览窗口。缺省情况下，浏览窗口中列出所有文件。要缩小搜索范围，可从【类型】下拉列表中选择【制造（*.mfg）】选项进行过滤。还可使用【子类型】选项进一步细化过滤条件。从浏览窗口中选取要检索的模型名称。单击【打开】按钮。系统显示制造模型、模型结构树和【制
9、造】菜单。8.3 Creo/NC应用介绍8.3.1 Creo/NC概述概述n 1.Creo/NC 的数控加工界面8.3 Creo/NC应用介绍n 2.Creo/NC 功能和工艺流程模块模块功能功能Creo/NC MILL通过定位执行两轴半铣削通过定位执行两轴半铣削通过定位执行三轴铣削和孔加工通过定位执行三轴铣削和孔加工Creo/NC TURN执行两轴车削和中心线钻孔执行两轴车削和中心线钻孔执行四轴车削和中心线钻孔执行四轴车削和中心线钻孔Creo/NC WEDM执行两轴和四轴的数控线切割加工执行两轴和四轴的数控线切割加工Creo/NC ADVANCED执行两轴半到五轴铣削和孔加工执行两轴半到五轴
10、铣削和孔加工执行两轴和四轴车削及孔加工执行两轴和四轴车削及孔加工在车、铣中心上执行车削和铣削及孔加工在车、铣中心上执行车削和铣削及孔加工执行两轴和四轴的数控线切割加工执行两轴和四轴的数控线切割加工8.3 Creo/NC应用介绍n 2.Creo/NC 功能和工艺流程8.3 Creo/NC应用介绍n 3.Creo/NC的基本概念 参考模型。参考模型。也就是零件的设计模型。用Creo/NC编程时，需要用零件的设计模型与工件模型进行比对，以确定需要切除的工件几何。工件模型。工件模型。就是传统制造中所说的毛坯，它是设计模型添加上余量后的三维模型。8.3 Creo/NC应用介绍n 3.Creo/NC的基本
11、概念 制造模型制造模型。一般情况下，制造模型由一个设计模型和一个工件装配在一起组成。随着加工过程的进展，可对工件执行材料去除模拟。如果不涉及材料的去除，则不必定义工件模型。因此，加工组件的最低配置为一个设计模型。根据加工需要，制造模型可以是任何复杂级别的组件，并可包含任意数目独立的参照模型和工件。它还可以包含其它可能属于制造组件一部分、但对实际材料去除过程没有直接影响的元件（例如转台或夹具)。创建制造模型时，它一般由以下四个单独的文件组成：制造加工文件(*mfg)；制造模型(*asm)；设计模型*.prt)；工件(*prt)。8.3 Creo/NC应用介绍n 4.PTC Creo Parame
12、tric文件命名约定扩展名扩展名文件类型文件类型扩展名扩展名文件类型文件类型.asm组件文件组件文件.aux辅助参数数据文件辅助参数数据文件.cel机床参数数据文件机床参数数据文件.cmd包含要插入的包含要插入的CL命令行的文件命令行的文件.dat为进行编辑所创建的数据文件为进行编辑所创建的数据文件.drl孔加工参数数据文件孔加工参数数据文件.drw绘图文件绘图文件.edm电加工参数数据文件电加工参数数据文件.gph用户定义特征文件用户定义特征文件(包括机床包括机床).grv铣槽参数数据文件铣槽参数数据文件.inf信息数据文件信息数据文件.memb组件成员信息文件组件成员信息文件.mfg制造工
13、艺文件制造工艺文件.mil铣削加工参数数据文件铣削加工参数数据文件.mtn刀具运动参数文件刀具运动参数文件.tap加工数据文件加工数据文件.ncdCL 语法别名文件语法别名文件.nck“NC 检测检测”图像文件图像文件.nclCL 数据文件数据文件.plt出图文件出图文件.ppl工艺卡数据文件工艺卡数据文件.ppr“打印打印”设置表文件设置表文件.ptd零件族表文件零件族表文件.prt零件文件零件文件.sec剖面文件剖面文件.sit地址参数数据文件地址参数数据文件.shd渲染显示文件渲染显示文件.tph刀具路径存储文件刀具路径存储文件.tpm刀具参数文件刀具参数文件.trn车削参数数据文件车削
14、参数数据文件8.3 Creo/NC应用介绍n 5.基本操作过程基本基本操作操作过程过程12348.3 Creo/NC应用介绍n 6.NC序列的通用加工工艺参数 加工参数赋值的通用规则如下：对于默认值为“-1”的参数，必须指定一个确定的参数值。因为系统没有为这样的参数提供默认可用的参数值。对于默认值为“的参数：表示系统不使用此参数，或系统会使用一个默认值或者其它功能相同的参数取代此参数。因此，可以不考虑赋值。NC工序参数的长度单位与工件的单位相同。如果使用Same Size选项改变工件的单位(使尺寸的数值发生变化)，那么系统将相应地按比例改变现有的NC工序参数值。8.3 Creo/NC应用介绍n
15、 6.NC序列的通用加工工艺参数名称 加工名称（MACH_NAME）加工标识（MACH ID）NCL_FILE 刀具CL数据文件名 PRE_MACHINING_FILE POST_MACHINING_FILE 切削参数 公差（TOLERANCE）加工的轮廓误差 进给量（CUT_FEED）切削运动所使用的进给速度 进刀单位（CUT_UNITS）退刀进给（RETRACT_FEED）退刀单位（RETRACT_UNITS）自由进给（FREE_FEED）全面进刀法(PLUNGE_FEED)全面进刀单位（PLUNGE_UNITS）机床参数 LINTOL 圆弧插补方式（CIRC_INTERPOLATION）
16、NUMBER_OF_ARC_PTS COOLANT_ OPTION COOLANT_PRESSURE COORDINATE_OUTPUT FIXT_OFFSET_REG END_STOP_CONDITION进刀参数 START_MOTION：定义刀具的起始动作 END-MOTION：定义刀具的终止动作8.3 Creo/NC应用介绍n 7.NC加工的后置处理技术 由于不同的数控机床或是不同的数控系统，其数控加工代码和语法结构并不完全一样。需先生成描述加工过程的刀具路径文件，然后通过“后置处理器”模块进行翻译和转换。一个完善的后置处理器应该具备以下功能：接口功能 NC程序生成功能 仿真功能 智能化
17、8.3 Creo/NC应用介绍n 7.NC加工的后置处理技术 PTC Creo Parametric配置了当今世界上著名的一些数控生产厂家的后处理文件，如FANUC 15MA、FANUC 11M等。但是，PTC Creo Parametric涉及的系统毕竟有限。如果用户所使用的数控机床，在PTC Creo Parametric中找不到后处理文件，则可以使用PTC Creo Parametric自带的NCPOST模块制作某一数控系统的选配文件 该零件可以采用“粗加工”、“曲面铣削半精加工”、“孔加工”、“腔槽加工”和“精加工”等NC序列进行加工。粗加工，主要用于切除大量余量的加工，铣削加工可用于
18、“轮廓”、“平面”和“曲面”的半精和精加工，腔槽加工是指倾斜面、竖直（侧壁）面和平面边界该零件的加工工艺路线可以安排为：采用“粗加工”切除大部分余量采用“曲面铣削”半精加工采用“孔加工”钻四个孔采用“腔槽加工”加工中间腔槽采用“精加工”加工四角凸台的侧曲面。8.3 Creo/NC应用介绍8.3.2 Creo/NC自动编程实例自动编程实例n 1.零件工艺分析8.3 Creo/NC应用介绍n 2.创建制造模型并进行制造设置（1）创建数控加工文件 启动PTC Creo Parametric软件进入主界面，单击 按钮，系统弹出图8-12所示【新建】对话框。在【类型】选项组点选【制造】，在【子类型】选项
19、组点选【NC装配】，然后在【名称】文本框输入数控加工文件名称【sxlj】，去除【使用缺省模板】复选框，单击【确定】，并选择新文件配置选项后，进入Creo/NC 制造界面8.3 Creo/NC应用介绍n 2.创建制造模型并进行制造设置（2）创建制造模型 在制造菜单下单击【参照模型】，进入文件选择窗口，选择“sxlj.prt”文件后单击【打开】，进入【参照模型】放置界面。在【参照模型】放置界面，约束类型中点选默认，将“参照模型”进行完全约束，如图8-13所示。单击图标按钮 完成模型的约束放置8.3 Creo/NC应用介绍n 2.创建制造模型并进行制造设置（2）创建制造模型 在【菜单管理器】中继续点
20、击 创建自动工件，在工件放置界面选择参照模型坐标系。点击，完成工件的创建，此即谓“制造模型”。8.3 Creo/NC应用介绍n 2.创建制造模型并进行制造设置（3）建立制造坐标系 单击坐标系建立工具按钮 ，进入【坐标系】设定窗口，同时选中RIGHT、FRONT和上顶面为参照平面，就建立了以三个参照平面共有交点为坐标系原点的制造坐标系。此时坐标轴及方向不一定正确，还需要对各坐标轴进行定义和方向确定。8.3 Creo/NC应用介绍n 2.创建制造模型并进行制造设置（3）建立制造坐标系 在【坐标系】设定窗口中，点击【方向】菜单进入坐标轴确定和定向窗口，根据工件与机床的实际相互位置，设定坐标轴和方向8
21、.3 Creo/NC应用介绍n 2.创建制造模型并进行制造设置（4）创建铣削窗口 单击【铣削窗口】按钮 后，点击轮廓窗口类型，进入放置设置，选定制造模型顶面为窗口平面。点击选项设置刀具加工在窗口围线上，设置偏移值为6。点击，完成铣削窗口的设定8.3 Creo/NC应用介绍n 2.创建制造模型并进行制造设置（5）操作设置在主菜单【制造】中点击【工作中心】按钮。依据零件特征选择相应的机床，这里选择三轴铣床，单击【确定】即可单击【操作】按钮，点选制造坐标系ACS1为参照，在间隙设置类型中选择平面，点选零件的顶面作为参考，设置退刀距离10，从而创建退刀平面8.3 Creo/NC应用介绍n 3.NC序列
22、创建（1）创建“粗加工”铣削序列 点击主菜单【铣削】中，点击 粗加工，进入粗加工设置界面不同的NC序列创建，均涉及到众多的加工参数，篇幅的限制，下列创建的NC序列，只对主要的步骤和必要参数进行设置，参数的详细含义不再赘述8.3 Creo/NC应用介绍n 3.NC序列创建（1）创建“粗加工”铣削序列 点击编辑刀具，进入刀具设定界面 点击【参考】设置，选择之前创建的铣削窗口作为参考8.3 Creo/NC应用介绍n 3.NC序列创建（1）创建“粗加工”铣削序列 点击【参数】对切削参数进行设置，其中标黄部分为必须输入的参数：切削进给、跨距、最大台阶深度、安全距离、主轴速度等。完成粗加工相关设置8.3
23、Creo/NC应用介绍n 3.NC序列创建（1）创建“粗加工”铣削序列 右键单击模型树中，点击路径播放选项，出现路径演示对话框。单击播放按钮进行路径演示。8.3 Creo/NC应用介绍n 3.NC序列创建（1）创建“粗加工”铣削序列 从Pro/ENGINEER WILDFIRE 3.0开始，PTC公司已经与世界著名三维实体加工仿真软件VERICUT达成战略合作协议，在Creo/NC中内嵌有VERICUT的三维实体加工仿真。8.3 Creo/NC应用介绍n 3.NC序列创建（2）创建“曲面铣削”序列半精加工 主菜单中单击【铣削】点击【铣削曲面】。进入【序列设置】菜单设置，如图8-32所示，依次勾
24、选名称、刀具、参数、曲面、定义切削这些必要的设置项，其它选择缺省，序列设置完成后，单击【完成】。8.3 Creo/NC应用介绍n 3.NC序列创建（2）创建“曲面铣削”序列半精加工 此时，会出现序列名称对话框，在该对话框中输入序列加工名称“bjjg”，点击 按钮后，进入【刀具设置】窗口。针对半精加工，创建T0002号刀具，直径选取为6mm，设置完成后，单击【确定】。8.3 Creo/NC应用介绍n 3.NC序列创建（2）创建“曲面铣削”序列半精加工 此时针对半精加工需设置轮廓允许余量，详细查阅相关切削用量手册，这里设置为0.2mm。由于刀具直径减小，按工件材料属性相配合的切削速度要求，需提高转
25、速，设为2000，跨距亦相应减小，以适应半精加工的精度要求，并确定退出。8.3 Creo/NC应用介绍n 3.NC序列创建（2）创建“曲面铣削”序列半精加工【序列设置】【曲面拾取】【模型】下单击【完成】。弹出曲面【选取】窗口，此时在工作窗口的模型上选择要加工的曲面，如图8-35所示，曲面选取完毕后，单击【完成】【完成/返回】。8.3 Creo/NC应用介绍n 3.NC序列创建（2）创建“曲面铣削”序列半精加工“曲面拾取”完成后，弹出图8-36【切削定义】窗口。在该窗口中切削类型选择【直线切削】，点击确定。对生成的刀具轨迹进行屏幕轨迹演示，检查轨迹是否正确。8.3 Creo/NC应用介绍n 3.
26、NC序列创建（3）孔加工序列、（4）腔槽加工和（5）精加工的设置与铣削加工大同小异，这里不再细讲，同学们可参照教材做进一步的学习。8.3 Creo/NC应用介绍n 4.输出数控加工程序 通过上述操作，就产生该零件各不同几何或不同刀具的一系列NC序列及其刀具路径数据。为实现在数控加工中心上的加工，需要将各NC序列打包成组，然后调用后置处理，通过后置处理即可生成符合指定加工中心的数控程序。8.3 Creo/NC应用介绍n 4.输出数控加工程序（1）创建“CL数据”集在【模型树】窗口中，右击 ，点击【播放路径】，系统弹出播放路径窗口，如图8-56所示，单击【文件】选项【另存为】输入CL数据集名称，在
27、此输入“sxljqb”后确定，则NC序列的CL数据集打包工作即告结束。8.3 Creo/NC应用介绍n 4.输出数控加工程序此时，选取CL数据集不仅可以进行刀具的路径轨迹演示，还可借助VERICUT仿真整个零件的加工过程，其操作过程为依次选择点击【播放路径】【材料移除模拟】打开菜单管理器，点击CL文件，如图8-57所示，打开上步生成的sxljqb.ncl数据集，如图8-58所示。8.3 Creo/NC应用介绍n 4.输出数控加工程序综合仿真演示结果如图所示。8.3 Creo/NC应用介绍n 4.输出数控加工程序（2）后置处理并生成数控加工程序主菜单中点击【CL文件后处理】，打开“sxljqb.ncl”数据，如图8-60（a）所示，进入后置期处理选项，勾选详细和跟踪，点击完成，弹出【后处理器列表】窗口图8-60（b），在该窗口中显示有一系列的后处理器文件，选择事先根据所用机床修改建立的后处理器文件，即可生成数控加工程序。8.3 Creo/NC应用介绍n 4.输出数控加工程序（2）后置处理并生成数控加工程序从【我的电脑】中打开NCL文件的存放目录，找到拓展名为【.tap】的文件，用记事本打开，即为加工该工件G代码，如图8-61所示。THANK YOU
