数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 二、讲稿 第六章数控机床加工程序编制基础 第八节CAD/CAM简介 一、 CAM软件发展过程 自20世纪50年代以来为了使数控编程员从繁琐的手工编程工作中解脱出来，人 们一直在研究各种自动编程技术。 20世纪50年代中期，美国研制了最早的APT系统，该系统经过多次改进，在70 年代发展成熟，成为当时普遍使用的自动编程系统。由于受当时计算机技术的限制， 人们无法在计算机上通过生成零件图形来进行自动编程，因此使用APT系统前，先要 用词汇式的语言 描述零件的几何形状、机床运动顺序和工艺参数，即编 个 零件 加工源程序。该程序不同于前面介绍的手工编制的加工程序，它不能直接控制机床， 必须经过计算机编译程序的处理才能生成加工程序。零件加工的源程序所使用的数控 语言又称为APT语言。由于使用APT系统编程人员仍然要从事繁琐的预编程工作，对 于复杂工件，编程时间与数控加工时间之比竟达30：1。 近二十年来随者计算机技术的发展，计算机辅助设计(CAD)与制造(CAM)逐渐 走向成熟 目前以CAD/CAM 体化集成形式的软件己成为数控加工自动编程系统的 主流。这些软件可以采用人机交互方式对零件的几何模型进行绘制，编辑和修改，从 而得到零件的几何模型，然后对机床和刀具进行定义和选择，确定刀具相对于零件表 面的运动方式、切削加工参数，便能生成刀且轨亦，最后经时后置处理，即按照特定 机床规定的文件格式生成加工程序。某些软件还具有加工轨迹的仿真功能，用于验证 走刀轨迹和力 工程序的正确性。使用这类软件对加工程序的生成和修改都非常方便， 大大提高了编程效率。 二、CAD/CAM集成数控编程系统简介 (一）CAD/CAM集成数控编程系统的基本原理 1.CAD/CAM系统的组成 个集成化的CD/CAM数控编程系统一般由几何造型、刀具轨迹生成、刀具轨 迹编辑、刀具轨迹验证、 后置处理、图形显示、几何模型内核、运行控制和用户界面 等部分组成，它们的层次结构如图6-98所示。 几何适型 后置处到 图6-98CAD/CAM数控编程系统层次结构 在CAD/CAM集成数控编程系统中，几何模型内核是整个系统的核心。在几何造 型模块中，常用的几何模型有表面模型(Surface Model)、实体模型(Solid Model) 和加工特征单 模型 《Mach1n1ng Model)。在集成化的CAD/CAM ，应用最为广泛的几何模型表示方法是边界表示(B一Rp:B Representation)和结构化实体几何(CSG:Constructive Solid Geometry)。在现 兰州交通大学机电工程学院数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 2 二、讲稿 第六章 数控机床加工程序编制基础 第八节 CAD/CAM 简介 一、 CAM 软件发展过程 自 20 世纪 50 年代以来为了使数控编程员从繁琐的手工编程工作中解脱出来，人 们一直在研究各种自动编程技术。 20 世纪 50 年代中期，美国研制了最早的 APT 系统，该系统经过多次改进，在 70 年代发展成熟，成为当时普遍使用的自动编程系统。由于受当时计算机技术的限制， 人们无法在计算机上通过生成零件图形来进行自动编程，因此使用 APT 系统前，先要 用词汇式的语言来描述零件的几何形状、机床运动顺序和工艺参数，即编制一个零件 加工源程序。该程序不同于前面介绍的手工编制的加工程序，它不能直接控制机床， 必须经过计算机编译程序的处理才能生成加工程序。零件加工的源程序所使用的数控 语言又称为 APT 语言。由于使用 APT 系统编程人员仍然要从事繁琐的预编程工作，对 于复杂工件，编程时间与数控加工时间之比竟达 30:1。 近二十年来随着计算机技术的发展，计算机辅助设计（CAD）与制造（CAM）逐渐 走向成熟。目前以 CAD／CAM 一体化集成形式的软件己成为数控加工自动编程系统的 主流。这些软件可以采用人机交互方式对零件的几何模型进行绘制，编辑和修改，从 而得到零件的几何模型，然后对机床和刀具进行定义和选择，确定刀具相对于零件表 面的运动方式、切削加工参数，便能生成刀具轨迹，最后经过后置处理，即按照特定 机床规定的文件格式生成加工程序。某些软件还具有加工轨迹的仿真功能，用于验证 走刀轨迹和加工程序的正确性。使用这类软件对加工程序的生成和修改都非常方便， 大大提高了编程效率。 二、 CAD／CAM 集成数控编程系统简介 （一） CAD／CAM 集成数控编程系统的基本原理 1. CAD／CAM 系统的组成 一个集成化的 CAD／CAM 数控编程系统一般由几何造型、刀具轨迹生成、刀具轨 迹编辑、刀具轨迹验证、后置处理、图形显示、几何模型内核、运行控制和用户界面 等部分组成，它们的层次结构如图 6-98 所示。 图 6-98 CAD／CAM 数控编程系统层次结构 在 CAD／CAM 集成数控编程系统中，几何模型内核是整个系统的核心。在几何造 型模块中，常用的几何模型有表面模型（Surface Model）、实体模型（Solid Model） 和加工特征单元模型（Machining Feature Cell Model）。在集成化的 CAD／CAM 系统 中， 应 用最 为广 泛的 几 何模 型表 示 方法 是边 界表 示 （B－ Rep ：Boundary Representation）和结构化实体几何（CSG: Constructive Solid Geometry）。在现