APT语言编程技术系列讲座(数控)nhv.docx

APT语语言编程程技术系系列讲座座（数控控）数控自动动编程的的过程     零件源源程序编编好后，输输入给计计算机。为为了使计计算机能能够识别别和处理理零件源源程序，事事先必须须针对一一定的加加工对象象，将编编好的一一套编译译程序存存放在计计算机内内，这个个程序通通常称为为“数控控程序系系统”或或“数控控软件”。“数数控软件件”分两两步对零零件源程程序进行行处理。第第一步是是计算刀刀具中心心相对于于零件运运动的轨轨迹，这这部分处处理不涉涉及具体体NC机机床的指指令格式式和辅助助功能，具具有通用用性；第第二步是是后置处处理，针针对具体体NC机机床的功功能产生生控制指指令，后后置处理理程序是是不通用用的。由由此可见见，经过过数控程程序系统统处理后后输出的的程序才才是控制制NC机机床的零零件加工工程序。整整个NCC自动编编程的过过程如图图所示。可可见，为为实现自自动编程程，数控控自动编编程语言言和数控控程序系系统是两两个重要要的组成成部分。 一、APPT语言言的基本本组成     与通用用计算机机语言相相似，用用APTT语言编编制的加加工程序序是由一一系列语语句所构构成，每每个语句句由一些些关键词词汇和基基本符号号组成，也也就是说说APTT语言由由基本符符号、词词汇和语语句组成成。 · 基本符号号      数控控语言中中的基本本符号是是语言中中不能再再分的基基本成分分。语言言中的其其它成分分均由基基本符号号组成。AAPT自自动编程程语言中中常用到到的标点点符号和和算术符符号如下下： (1)逗逗号“，” 用于分隔语句内的词汇、标识符和数据。例如：C1=CIRCLE/0,0,25； (2)斜杠“/” 用来将语句分隔为主部和辅部，或者在计算语句中作除法运算符号。例如：    GOFWD/C1；A=B/D； (3)星号“*” 这是乘法运算符号。例如：A=B*C (4)双星号“*”或“” 这是指数运算符号。例如：A=B*2或A=B2 (5)正号“+” 用来表示算术加法或规定一个数的符号。 (6)负号“-” 用来表示算术减法或规定一个数的符号。例如：P2=POINT/+2，-15，-26 (7)单美元符号“$” 为续行符，表示语句未结束，延续到下一行。如：     L1=LINE/RIGHT，$     TANTO，C2，RIGHT，TANTO，C1； (8)冒号“：” 用于分隔语句及其标号。 (9)方括号“” 用于给出子曲线的起点和终点，或用于复合语句及下标变量中。如：    Q1=TABCY/P1，P2，P3Pn；    GOFWD/C2，PAST，Q110，12； (10)等号“=” 用于给定一个名字或者给标识符号赋值用。例如：P1=POINT/X，Y，Z； (11)分号“；” 作为语句结束符号。 (12)圆括号“（）” 用于括上算术自变量及几何图形语言中的嵌套定义部分。例如：    A=ABS（B）；GOFWD/（CIRCLE/2，12，2）； (13)小数点“.” 用于分隔数的整数部分和小数部分。 · 词汇      词汇是是APTT语言所所规定的的具有特特定意义义的单词词的集合合。每一一个单词词由6个个以下字字母组成成，编程程人员不不得把它它们当作作其他符符号使用用。APPT语言言中，大大约有3300多多个词汇汇，按其其作用大大致可分分为下列列几种： (11)几何何元素词词汇      如PPOINNT（点点），LLINEE（线），PPLANNE（平平面）等等。 (2)几几何位置置关系状状况词汇汇      如PPARLLEL（平平行），PPERPPTO（垂垂直），TTANTTO（相相切）等等。 (3)函函数类词词汇      如SSINFF（正弦弦），CCOSFF（余弦弦），EEXPFF（指数数），SSQRTTF（平平方根）等等。 (4)加加工工艺艺词汇      如OOVSJJSE（加加工余量量），FFEEDD（进给给量），TTOLEER（容容差）等等。 (5)刀刀具名称称词汇      如TTURNNTL（车车刀），MMILTTL（铣铣刀），DDRITTL（钻钻头）等等。 (6)与与刀具运运动有关关的词汇汇      如GGOFWWD（向向前），GGODLLTA（走走增量），TTLLFFT（刀刀具在左左）等。 · 语句      语句是是数控编编程语言言中具有有独立意意义的基基本单位位。它由由词汇、数数值、标标识符号号等按语语法规则则组成。按按语句在在程序中中的作用用大致可可分为几几何定义义语句、刀刀具运动动语句、工工艺数据据语句等等几类。 二、几何何定义语语句     几何定定义语句句用于描描述零件件的几何何图形。零零件在图图纸上是是以各种种几何元元素来表表示的，在在零件加加工时，刀刀具是沿沿着这些些几何元元素来运运动， 因此要要描述刀刀具运动动轨迹，首首先必须须描述构构成零件件形状的的各几何何元素。一一个几何何元素往往往可以以用多种种方式来来定义，所所以在编编写零件件源程序序时应根根据图纸纸情况，选选择最方方便的定定义方式式来描述述。APPT语言言可以定定义177种几何何元素，其其中主要要有点、直直线、平平面、圆圆、椭圆圆、双曲曲线、圆圆柱、圆圆锥、球球、二次次曲面、自自由曲面面等。      几何何定义语语句的一一般形式式为 标标识符=APTT几何元元素/定定义方式式。      标识符符就是所所定义的的几何元元素的名名称，由由编程人人员自己己确定，由由1-66个字母母和数字字组成，规规定用字字母开头头，不允允许使用用APTT词汇作作标识符符，例如如圆的定定义语句句：C11=CIIRCLLE/110，660，112.55；其中中C1为为标识符符，CIIRCLLE为几几何元素素类型，110，660，112.55分别为为圆的圆圆心坐标标和半径径。 · 点的定义义1.由由给定坐坐标值定定义点    其格式式为:标标识符=POIINT/x，yy，z;     如已已知坐标标值，可可以写成成如下的的形式：P=PPOINNT/110，220，115; 2.由由两直线线的交点点定义点点     其格格式为：标识符符=POOINTT/INNTOFF，liine11，liine22;     其其中INNTOFF表示相相交，llinee1，llinee2为事事先已定定义过的的两条直直线。左左下图所所示的交交点，可可以写成成如下形形式：PP=POOINTT/INNTOFF，L11，L22;                            3.由直直线和圆圆的交点点定义点点(如右右上图)     P11=POOINTT/XSSMALLL，IINTOOF，LL1，CC1；    P2=POIINT/YSMMALLL，INNTOFF，L11，C11；   或P11=POOINTT/YLLARGGE，IINTOOF，LL1，CC1；    P2=POIINT/XLAARGEE，INNTOFF，L11，C11；     其其中取交交点中XX与Y坐坐标值中中的大值值还是小小值，由由编程人人员根据据图形任任选其中中一项。 · 直线的定定义1.通过两两点的直直线     LL=LIINE/P1，PP2；    或L=LINNE/xx1，yy1，xx2，yy2； 2.过过一点PP与圆相相切的直直线（如如左下图图）    L11=LIINE/P1，LLEFTT，TAANTOO，C；     L22=LIINE/P2，RRIGHHT，TTANTTO，CC；     其其中LEEFT，RRIGHHT表示示左、右右，以点点P与圆圆心联线线方向为为基准，TTANTTO表示示相切。                   3.与两两圆相切切的直线线（如右右上图）    L1=LINNE/RRIGHHT，TTANTTO，CC1，RRIGHHT，TTANTTO，CC2；    L2=LINNE/RRIGHHT，TTANTTO，CC1，LLEFTT，TAANTOO，C22；     左左右相切切是以第第一个圆圆的圆心心向第二二个圆的的圆心作作连线的的方向为为基准。 · 圆的定义义1.用用半径和和圆心定定义的圆圆     C11=CIIRCLLE/xx，y，rr；     其其中，xx，y为为圆心坐坐标，rr为圆的的半径。 2.用用已知三三点定义义圆     CC1=CCIRCCLE/P1，PP2，PP3； 3.用用圆心和和切线定定义圆（如如左下图图）     CC1=CCIRCCLE/PC，TTANTTO，LL；     其其中PCC为已知知圆心，LL为已定定义之直直线。                4.与两两圆相切切的圆（如如右上图图）     CC3=CCIRCCLE/YLAARGEE,TAANTOO,OUUT,CC1,OOUT，CC2；三、刀具具运动语语句     刀具运运动语句句是用来来规定加加工过程程中刀具具运动的的轨迹。为为了定义义刀具在在空间的的位置和和运动，引引入如左左下图所所示三个个控制面面的概念念，即零零件面(PS)、导向向面(DDS)和和检查面面(CSS)。零零件面是是刀具在在加工运运动过程程中，刀刀具端点点运动形形成的表表面。它它是控制制切削深深度的表表现。导导向面是是在加工工运动中中，刀具具与零件件接触的的第二个个表面，是是引导刀刀具运动动的面，由由此可以以确定刀刀具与零零件表面面之间的的位置关关系。检检查面是是刀具运运动终止止位置的的限定面面，刀具具在到达达检查面面之前，一一直保持持与零件件面和导导向面所所给定的的关系，在在到达检检查面后后，可以以重新给给出新的的运动语语句。                                                 通过上上述三个个控制面面就可联联合确定定刀具的的运动。例例如描述述刀具与与零件面面关系的的词汇如如右上图图所示，有有TLOONPSS和TLLOFPPS分别别表示刀刀具中心心正好位位于零件件面上和和不位于于零件面面上。      描述述刀具与与导向面面关系的的词汇如如下图所所示，有有TLIIFT（刀刀具在导导向面左左边），TTLRGGT（刀刀具在导导向面右右边），TTLONN（刀具具在导向向面上）之之分。 所谓左左右是沿沿运动方方向向前前看，刀刀具在导导向面的的左边还还是右边边。                描描述刀具具与检查查面关系系的词汇汇如下图图所示，有有TO（走走向检查查面），OON（走走到检查查面上），PPASTT（走过过检查面面）等。                       描描述运动动方向的的语句如如下图，是是指当前前运动方方向相对对于上一一个已终终止的运运动方向向而言的的。例如如，GOOLFTT（向左左），GGORGGT（向向右），GGOFWWD（向向前），GGOBAACK（向向后）等等。                   四、工艺艺数据语语句、初初始语句句和终止止语句     工艺数数据及一一些控制制功能也也是自动动编程中中必须给给定的，例例如：      SPPINDDL/nn，CLLW      表示了了机床主主轴转数数及旋转转方向。      CUUTTEER/dd，r      给出出了铣刀刀直径和和刀尖圆圆角半径径。      OUTTTOLL/        IINTOOL/      给给出轮廓廓加工的的外容差差和内容容差。外外容差和和内容差差的定义义如下图图所示。      MAATERRL/FFE      给出材材料名称称及代号号等等。      初始始语句也也称程序序名称语语句，由由“PAARTNNO”和和名称组组成。终终止语句句表示零零件加工工程序的的结束，用用FINNI表示示。                         应用APPT语言言编制零零件源程程序应遵遵循如下下步骤：      11.分析析零件图图  在在编制零零件源程程序之前前，详细细分析零零件图，明明确构成成零件加加工轮廓廓的几何何元素，确确定出图图纸给出出的几何何元素的的主参数数及各个个几何元元素之间间的几何何关系。      2.选择坐坐标系   确定定坐标系系原点位位置及坐坐标轴方方向的原原则是使使编程简简便、几几何元素素的参数数换算简简单，确确保所有有的几何何元素都都能够较较简便地地在所选选定的坐坐标系中中定义。      3.确定几几何元素素标识符符  确确定几何何元素标标识符，实实际上是是建立起起抽象的的零件加加工轮廓廓描述模模型，为为在后续续编程中中定义几几何表面面和编写写刀具运运动语句句提供便便利。      4.进行工工艺分析析  这这一过程程与手工工编程相相似，要要依据加加工轮廓廓、工件件材料、加加工精度度、切削削余量等等条件，选选择加工工起刀点点、加工工路线，并并选择工工装夹具具等。      5.确定对对刀方法法和对刀刀点  对刀点点是程序序的起点点，要根根据刀具具类型和和加工路路线等因因素合理理选择。而而对刀方方法是关关系到重重复加工工精度的的重要环环节，批批量加工工时可以以在夹具具上设置置专门的的对刀装装置。走走刀路线线的确定定原则是是保证加加工要求求、路线线简捷、合合理，并并便于编编程，依依据机床床、工件件及刀具具的类型型及特点点，并要要与对刀刀点和起起刀点一一起综合合考虑。      6.选择容容差、刀刀具等工工艺参数数  容容差和刀刀具要依依据工件件的加工工要求和和机床的的加工能能力来选选择。定定义语句句如下：      IINTOOL/00.011 （内内容差为为0.001）      OUUTTOOL/00.011（外容容差为00.011）      CUTTTERR/122（铣刀刀直径为为122）      其他工工艺参数数和特有有指令要要根据特特定的数数控机床床而定，具具体语句句示例如如下：      FEEDRAAT/550（进进给速度度为500mm/minn）      SPIINDLL/9000，CCLW（主主轴转速速为9000rppm，顺顺时针转转）      COOOLNTT/FLLOODD（冷却却液开）      COOOLNNT/OOFF（冷冷却液关关）      7.编编写几何何定义语语句  根据加加工轮廓廓几何元元素之间间的几何何关系，依依次编写写几何定定义语句句。      8.编编写刀具具运动定定义语句句  根根据走刀刀路线，编编写刀具具运动定定义语句句。      9.插插入其它它语句   这类类语句主主要包括括后置处处理指令令及程序序结束指指令。      100.检验验零件源源程序   常见见错误包包括功能能错误和和语法错错误。功功能错误误主要有有定义错错误。所所有错误误尽可能能在上机机前改正正，以提提高上机机效率。      111.填写写源程序序清单APT语语言自动动编程系系统的处处理过程程如图，分分成APPT语言言编写的的零件源源程序、通通用计算算机以及及编译程程序(系系统软件件)三个个组成部部分。零零件源程程序不同同于我们们在手工工编程时时用NCC指令代代码写出出的加工工程序，它它不能直直接控制制数控机机床，只只是加工工程序计计算机预预处理的的计算机机输入程程序。     编译程程序的作作用是使使计算机机具有处处理零件件源程序序和自动动输出具具体机床床加工程程序的能能力。主主要完成成零件源源程序翻翻译、数数值计算算生成刀刀位文件件、后置置处理形形成加工工程序等等任务。   11.源程程序翻译译      翻翻译阶段段即语言言处理阶阶段。它它按源程程序的顺顺序，一一个符号号一个符符号地依依次阅读读，将AAPT的的词汇及及相关的的数据转转换为计计算机处处理的代代码，如如下图说说明了二二维加工工编程时时的处理理过程。首首先分析析语句的的类型，当当遇到几几何定义义语句时时，则转转入几何何定义处处理程序序。根据据几何特特征关键键字，判判断是哪哪种类型型的几何何定义方方式，然然后再处处理成标标准的形形式，并并按其数数值信息息求出标标准参数数。例如如点的标标准参数数为x,y,zz三个坐坐标值；对于直直线Axx+Byy=C,标准参参数为AA,B,C；对对于圆(X-XX0)2+(YY+Y00)2=R2，标准准参数为为X0、Y0、R。      根据据几何单单元名字字将其几几何类型型和标准准参数存存入信息息单元表表，供计计算阶段段使用。对对于其它它语句也也要处理理成信息息表的形形式。在在翻译阶阶段，还还要完成成二十进制制转换和和语法检检查等工工作。 ;  2.数值值计算阶阶段      如左下下图所示示，该阶阶段的工工作类似似于手工工编程时时的基点点和节点点坐标数数据的计计算。其其主要的的任务是是处理连连续运动动语句。根根据导向向面和检检查面等等信息(如方向向指示词词、交点点区分词词等)计计算基点点坐标和和节点坐坐标，从从而求出出刀具位位置数据据(Cuutteer LLocaatioon DDataa-CCLDAATA)，并以以刀具位位置文件件的形式式加以存存储。对对于其他他的语句句也要以以规定的的形式处处理并存存储。        3.后置置处理阶阶段      后置处处理的信信息流程程如右上上图所示示。按照照计算阶阶段的信信息，通通过后置置处理即即可生成成符合具具体数控控机床要要求的零零件加工工程序。