自动编程的基本工作原理

交互式图形自动编程系统采用图形输入方式，通过激活屏幕上的相应菜单，利用系统提供的图形生成和编辑功能，将零件的几何图形绘制到计算机上，完成零件造型。同时以人机交互方式指定要加工的零件部位，加工方式和加工方向，输入相应的加工工艺参数，通过软件系统的处理自动生成刀具路径文件，并动态显示刀具运动的加工轨迹，最终生成适合指定数控系统的数控加工程序。并通过通讯接口，把数控加工程序送给机床数控系统完成加工。这种编程系统具有交互性好，直观性强，运行速度快，便于修改和检查，使用方便，容易掌握等特点。因此交互式图形自动编程软件已成为国内外流行的CAD/CAM软件所普遍采用的数控编程方法。在交互式图形自动编程系统中，需要输入二种数据以产生数控加工程序：零件几何模型数据和切削加工工艺数据。交互式图形自动编程系统实现了从图样－模型－数控编程和加工的一体化，它的三个主要处理过程是：零件几何造型、生成刀具路径文件、生成零件加工程序。
1. 零件几何造型
　　交互式图形自动编程系统（CAD/CAM），可通过三种方法获取和建立零件几何模型：
　 软件本身提供的CAD设计模块
　 其他CAD/CAM系统生成的图形，通过标准图形转换接口（例如STEP，DXFIGES，STL，DWG，PARASLD，CADL，NFL等），转换成本软件系统的图形格式。
　 三坐标测量机数据或三维多层扫描数据。
2. 生成刀具路径
　　在完成了零件的几何造型以后，交互式图形自动编程系统第二步要完成的是产生刀具路径。其基本过程为：
　 首先确定加工类型（轮廓、点位、挖槽或曲面加工），用光标选择加工部位，选择走刀路线或切削方式。
　 选取或输入刀具类型、刀号、刀具直径、刀具补偿号、加工裕留量、进给速度、主轴转速、退刀安全高度、粗精切削次数及余量、刀具半径长度补偿状况、进退刀延伸线值等加工所需的全部工艺切削参数。
　 软件系统根据这些零件几何模型数据和切削加工工艺数据，经过分析、计算、处理，生成刀具运动轨迹数据，即刀位文件CLF(Cut Location File),并动态显示刀具运动的加工轨迹。刀位文件与采用哪一种特定的数控机床无关，是一个中性文件，因此通常称产生刀具路径的过程为前置处理。
3. 后置处理
　　后置处理的目的是生成针对某一特定数控系统的数控加工程序。由于各种机床使用的数控系统各不相同，例如有FANUC,SIEMENS,AB,GE等系统，每一种数控系统所规定的代码及格式不尽相同，为此，自动编程软件系统通常提供多种专用的或通用的后置处理文件，这些后置处理文件的作用是将已生成的刀位文件转变成合适的数控加工程序。早期的后置处理文件是不开放的，使用者无法修改。目前绝大多数优秀的CAD/CAM软件提供开放式的通用后置处理文件。使用者可以根据自己的需要打开文件，按照希望输出的数控加工程序格式，修改文件中相关的内容。这种通用后置处理文件，只要稍加修改，就能满足多种数控系统的要求。
4. 模拟和通讯
　　系统在生成了刀位文件后模拟显示刀具运动的加工轨迹是非常必要和直观的，它可以检查编程过程中可能的错误。通常自动编程系统提供了一些模拟方法，下面简要介绍线架模拟和实体模拟基本过程：
　　线架模拟中可以设置的参数有：①以步进方式一步步模拟或自动连续模拟；步进方式中按设定的步进增量值方式运动或按端点方式运动； ②运动中每一步保留刀具显示的静态模拟或不保留刀具显示的动态模拟； ③刀具旋转； ④模拟控制器刀具补偿； ⑤模拟旋转轴； ⑥换刀时刷新刀具路径； ⑦刀具轨迹涂色； ⑧显示刀具和夹具等。
　　实体模拟可以设置的参数有：①模拟实体加工过程或仅显示最终加工零件实体； ②零件毛坯定义； ③视角设置； ④光源设置； ⑤步长设置； ⑥显示加工被除去的体积； ⑦显示加工时间； ⑧暂停模拟设置； ⑨透视设置等。
　　通常自动编程系统还会提供计算机与数控机床之间数控加工程序的通讯传输。通过RS232通讯接口，可以实现计算机与数控机床之间NC程序的双向传输（接受，发送和终端模拟），可以设置NC程序格式（ASCⅡ,EIA,BIN）,通讯连接口（COM1,COM2），传输速度（波特率），奇偶校验，数据位数，停止位数及发送延时参数等有关的通讯参数。