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在（3-7）中的進給量計算如下： FRN=10×6×（1.5+0.5）/1.5=80 在（3-8）的進給量的計算應用公式（3-6）中的負號。 主軸轉速s：主軸轉速是以每分鐘的轉數(shù)定義的并且以一個三位代碼數(shù)字表示，通常以magic-three代碼計算。magic-three代碼計算如下： 1、 速度（轉數(shù)每分鐘）精確至兩位；代碼的第二和第三個數(shù)字這兩個數(shù)。 2、 速度寫成最大十位分數(shù)乘以10的指數(shù)形式；代碼的第一個數(shù)字是十的指數(shù)加上3。 例如，1645rpm減至1600寫成0.16×10，它的代碼是716。類似，一個742rpm的主軸轉速寫成magic-three就是674。 刀具t:刀具在代碼數(shù)字里是由一個最大五位數(shù)字組成。每個切削刀具都有一個不同的代碼數(shù)字。當?shù)毒叩拇a數(shù)字在對堆棧中運行時，自動換刀裝置就會自動選擇刀具。 加工刀具制造商使用幾種不同的方法制定刀柄代碼。在這些方法中制造商提供了和五位代碼數(shù)字相匹配的“鑰匙”；每把鑰匙對應每個刀柄。鑰匙有五組環(huán)組成，鑰匙中的一些環(huán)用來生成刀具代碼。鑰匙插入與刀柄一致的匣子里，在這里環(huán)彈出一個與之接觸的金屬彈簧，產生一個代碼信號。當已編程的t數(shù)字和匣子里發(fā)出的信號一致時，就會選擇合適的刀具并自動完成換刀。 各種功能m：各種功能字符包含兩個數(shù)字。這種功能隸屬和加工平面運動無關聯(lián)的輔助信息，比如軸命令，開關冷卻液，和其它在表3-2中解釋的功能。需要注意m00,m01,m02,m06和m30只能在堆棧中的其他所有命令完成后才能實施。 表3-2 各種功能 代碼 功能 解釋 m00 Programm stop 完成堆棧命令后關閉主軸，冷卻液和進給， 為了繼續(xù)程序必須按一個按鈕。 m01 Optional (planned) stop 近試與m00，但它只有當操作者先按 按鈕才能進行，否則命令不可行。 m02 End of programm 表示完成了工作面。完成堆棧中的所有命 令后關閉主軸，冷卻液和進給，可能包括倒帶。 m03 Spindle CW 順時針開啟主軸旋轉 m04 Spindle CWW 逆時針開啟主軸旋轉 m05 Spindle off 關閉主軸，關掉冷卻液 m06 Tool change 實現(xiàn)人工或自動更換刀具，不包括刀具選擇 m07 Coolant no.2 on 開啟水冷卻 m08 Coolant no.1 on 開啟霧冷卻 m09 Coolant of 自動關閉冷卻液 m10 Clamp 自動夾緊機械滑道，工作面，固定物， 主軸等（由操作者具體定） m11 Unclamp 松開命令 m13 Spindle CW & coolant on 在同一個命令里開啟主軸旋轉和冷 m14 Spindle CWW & coolant on卻液 m15 Motion+ 在正負方向快速移動和進給運動 m16 Motion- m19 Oriented spindle stop 使主軸停止在先前制定的角度位置 m30 End of tape 除了必須包括倒帶外它和m00相似，倒 帶是為了下個工作面 m31 Interlock bypass 暫時繞行正常的連接 m32 Constant cutting speed 控制保持了一個穩(wěn)定的切削速度使之 through 適應工作臺旋轉速度與刀具到旋轉中心的距 m35 離成比例，常用于車削 m40 Gear changes if used; through otherwise unassigned m45 沒有標明的：m12,m17,m18,m20到m29,m36到m39,m46到m99 3-2.3 輪廓編程-例子 為了示范人工穿孔帶的準備技術，選擇了圖3-7所示零件。盡管這個零件相對簡單，實際上為了確定刀具中心路線人需要大量的計算。加工是用一個裝備有能產生直線和圓弧運動的三軸MCU的數(shù)控銑床實現(xiàn)的。數(shù)控系統(tǒng)的特點如下： 1、 穿孔帶的設計符合EIA標準的RS-274-B；運用連續(xù)設計的步驟；用字符安排以下的命令：n,g,x,y,z,i,j,k,f,s。 2、 預備功能從g00到g17,和g17到g19是有效的。 3、 尺寸：最大的五位數(shù)字；結果是BLU=0.01mm;增加的編程；起始和痕跡編程是0。當一個尺寸沒有被編程時，它就意味著相對坐標不需要改變。 進給是一個四位數(shù)代碼，用inverse-time代碼計算。慣用的加工進給量是500mm/min,快速移動進給量是2500m???槻???????????????????刺???????仿???????????????????????????????俿???????????????????????????????????????什???????????????????????????翿???????????????????????翿???祿???????????????????????????????勿???????????????????????????????棿???????????????????????????????翿個一個堆棧進行描述。注意以下堆棧，特征常作為標簽特征。穿孔帶的第一個特征是倒帶代碼后跟著EB特征，下面開始運動堆棧。 從起點到A點： 當從起點向A點移動時，要使用兩個堆棧。在第一個堆棧里，系統(tǒng)會加速到2500mm/min的快速移動進給量，在第二個堆棧里使用500mm/min的加工進給量，在碰到工作面以前運動減速。在這兩個堆棧后刀具中心定位于A點。A的Z軸坐標也必須編程，為了使刀具下降到合適的面上： n g x y z f s m 001/01/06000/00000/-04000////0417/717/03 002/01/01000/ / ////0500/ /08 在第一個堆棧里開啟主軸,加速,在堆棧的最后達到1700rpm。f的計算是根據(jù)公式（3-4）,功能m03和m08分別開啟主軸旋轉和冷卻液 從A點到B點： 運動沿著X軸方向進行,堆棧是：n g x f 003/17/08000//////0063 在第一個圓弧開始前任何一個堆棧都必須設置g17代碼。 從B點到C點： 刀具沿Y軸正方向運動到C點，它是在圖3-8的幫助下計算軌跡的。設置一個角B'MC是22.5o的三角形MB'C。從而，邊CB'長度是 CB'=MB'×tan22.5o=10×tan22.5o=4.14mm 邊BC的長度是BC=10+50+4.14=64.14mm 相應的堆棧是：n g x y f 004/01/00000/06414/////0078 從點C到點D： 我們從圖3-8看到x=y可以按下面的計算： x=CD/√2=30+4.14/√2=32.93mm 相應的堆棧是：n g x y f 005/01/-03293/-03293/////0106 從點D到點E： 經過D點后在開始切削圓弧EF前，刀具必須移動到圓弧ED上的E點，它的中心是N。如圖3-9所示，完成下面的公式： i2+j2=R2 (3-9) j+y=R (3-10) i=x=0.707×R (3-11) 可以用10mm代替R，結果 x=i=j=7.07mm y=2.93mm 對應的堆棧是：n g x y i j f 006/03/-00707/00293//00707/00707//0167 因為這個堆棧里沒有切削面，任何一個f都可以使用。但是，當前的進給數(shù)字是為下個堆棧計算準備的。刀具中心的速度是500×40/30=667mm/min。根據(jù)公式（3-5）FRN=10×667/40=167 從E點到F點： 運動沿著半徑是40mm角度是90o圓弧 n g x y i j f 007/03/-04000/-04000//00000/04000//0167 需要注意使用f0167代碼，刀具中心速度增加到667mm/min是為了保持表面進給量500mm/min。 從F點到A點： 這是沿Y軸負方向的直線切削 n g x y f 008/01/00000/-06000/////0083 從點A到起點： 運用快速移動進給量，堆棧是 n g x y z f m 009/01/-07000/00000/04000////0357/30 功能m30將會關掉主軸和冷卻液并倒帶到程序的開始。 完整的草稿如圖3-10所示，T代表標簽特征。注意x軸和y軸尺寸的總和為零。 從這個例子中，很明顯除了極其簡單的零件外，計算機對處理計算輪廓程序是非常重要的。 3-3 計算機輔助編程 3-3.1簡介 在早期的數(shù)控使用中計算機作為輔助零件編程是不必要的。兩個尺度結構的零件加工只需要簡單的數(shù)學計算。隨著數(shù)控系統(tǒng)使用的增加和 加工復雜零件的數(shù)量增加，零件編程者不再能有效地計算所需要的刀具路徑，作為輔助零件編程計算機的使用成為了必然。計算機能經濟地對人工不能處理的復雜零件的刀具中心路徑進行編程。計算機能快速準確的完成所需要的數(shù)學計算，計算機輔助編程消除了經常在人工計算中出現(xiàn)的計算錯誤。 由計算機產生穿孔帶所需要的計算是由保存在其內部的編程軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的。編程者通過基于英語的系統(tǒng)語言和這個系統(tǒng)交互。APT語言是最智能和流行的零件編程系統(tǒng)，實際上ATP同時代表了計算機系統(tǒng)（程序）和語言。使用ATP對零件編程，編程者需要先用類似英語的語言定義零件的幾何外形，然后是刀具中心路徑。定義完零件后，編程者通過寫合適的指令來描述切削刀具遵循的路徑。另外，要給計算機需要的公差和參數(shù)，例如直徑。計算機處理信息和進行計算類似于人工進行零件編程的過程，它計算刀具中心路徑，進給量代碼等。計算機處理的結果是一個數(shù)據(jù)文件，它由傳送器程序翻譯成能操作數(shù)控系統(tǒng)的代碼指令。 傳送器是每個MCU/MT結構需要的一個計算機程序。傳送器產生輸出或是穿孔帶或是能直接應用于使用標準外圍設備產生穿孔帶的信息。 除了ATP系統(tǒng)，還有許多由計算機公司或機械刀具制造商開發(fā)的其它編程系統(tǒng)，這些系統(tǒng)中的一少部分應用于微型機上，但它們中的大多數(shù)只能在普通意義的大型機上使用。計算機給與準備穿孔帶的大量幫助依賴于計算機編程系統(tǒng)。它們中常用的有COMPACTII,ADAPT,EXAPT,AUTOSPOT,AUTOPROMPT和SPLIT。 3-3.2 傳送器 計算機輔助準備穿孔帶可以分成兩個部分： 1、 使用一個普通處理機，例如ATP編程系統(tǒng)，它接受編程者的聲明和產生用合適的加工參數(shù)引導刀具的指令，加工參數(shù)如軸速和進給量。 2、 一個附加的計算機程序，提到的比如傳送器，它接受普通處理機的輸出作為輸入，產生輸出或是一個實際MCU/MT結構的穿孔帶或是能很容易產生穿孔帶的信息。 當由普通處理機運行一個計算，忽略和指定MCU/MT結構相關的信息時，傳送器是必要的。傳送器的輸出必須能生成一個零件，這個零件要有指定公差，以編程的進給量和諸如過切和機械刀具的幾何約束對系統(tǒng)帶來的動力影響。這就是每種類型MCU/MT結構需要單獨傳送器的原因。有普通處理機和傳送器兩個分離處理器的優(yōu)點是使傳送器適應實際系統(tǒng)的影響比需要修改計算機程序系統(tǒng)影響小，例如APT 傳送器的各部分： 每個傳送器包括如圖3-11所示的五個主要部分：輸入，運動，輔助，輸出和控制。對每個部分和它們主要特征的簡明描述如下。 輸入：輸入部分讀入程序系統(tǒng)（如APT）的輸出。讀入可以直接實現(xiàn)也可以在輸入媒介如打印卡或磁帶的幫助下實現(xiàn)。輸入部分檢查輸入數(shù)據(jù)的可靠性和打印不可靠信息和隨后進程的輔助部分的清單。 運動：運動部分是傳送器的主要部分，它運行和刀具運動相關的所有信息。運動部分包含以幾何和動力部分顯示的兩個功能，對傳送器的輸入定義了零件處于右手坐標系統(tǒng)。此外，還有使用其它坐標系統(tǒng)的MCU/MT結構，如多軸加工的事例，在這些事例中幾何部分把坐標轉換成需要的系統(tǒng)。為了確定保持所需的公差，幾何部分在新的坐標系統(tǒng)里檢查零件的外形。在超出公差范圍的事例中，為了保證指定公差沿著路徑產生新的數(shù)據(jù)點。另外，幾何部分確保給MCU的運動指令不會超過工作臺尺寸。 為了保持先前的公差，動力部分必須防止過切，未切和與數(shù)控系統(tǒng)結構相關的其它動力影響。這些由修改需要的進給量和建立加速和減速的間距來做。 輔助：輔助部分比較可利用的具體數(shù)控結構的準備和各種功能，所需要的功能來自于輸入部分，它決定了每個功能對MCU是否可用。事例中的功能可用，就會傳遞給輸出部分來準備一個正確的設計輸出。 輸出：輸出部分接受來自于運動和輔助部分的數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)轉化成能被指定MCU接受的格式。輸出部分產生或是穿孔帶或是能很容易轉化成穿孔帶的另一種形式的輸出。另外，它打印出零件程序清單。 控制：控制部分產生傳送的安排時間，使之適應所有部分和允許程序流通。它也控制數(shù)據(jù)流通到外部輸出和接受用于傳送的新數(shù)據(jù)。 3-4 APT編程 許多計算機系統(tǒng)都是為了數(shù)控編程而發(fā)展的。然而APT系統(tǒng)是最廣泛和最智能一種，APT系統(tǒng)能在許多計算機上使用并且被許多數(shù)控系統(tǒng)制造商廣泛使用。 APT原型是在1956年由麻省技術研究院（MIT）的電子系統(tǒng)實驗室開發(fā)的。隨后，這一系統(tǒng)被由空中工業(yè)協(xié)會（AIA）創(chuàng)辦的21工業(yè)公司在MIT的幫助下進一步發(fā)展了。這些努力的結果，一個叫做APTII的系統(tǒng)在1958年被開發(fā)，一個更有效的系統(tǒng)APTIII在1961年開發(fā)成功。技術研究協(xié)會的伊利諾斯研究院（IITRI）被公認指明了這一程序進一步擴展方向，它的功能正被進一步擴大。當前的APT語言有一個將近300詞的詞匯庫。 3-4.1 簡介 APT程序是一個計算機的長系列指令，它為生產一個零件指明了道具必須遵循的路徑。為了把刀具路徑傳給計算機，必須給計算機提供零件表面的幾何描述。APT語言能為編程者做到這些并且指定刀具沿這些表面移動的路徑。幾何描述和運動聲明占了平均程序的70％，一個幾何描述的例子如： PT2=POINT/3,4 PT2是指定x軸坐標是3 y軸坐標是4的點的符號。 運動聲明的例子：GOTO/HOLE2 移動刀具到一個叫HOLE2點的x軸和y軸上，這個點在程序中的其它地方被定義。 GOLET/L1,PAST,L2 開始向左運動然后沿著直線L1直到它經過直線L2。 注意PT2， L1和 HOLE2是確定名，確定名是幾何表達，比如點，線等但不能是APT字符。除了幾何描述和運動聲明外還有其它形式的聲名和特性。一個最常用的聲明就是CLPRNT，CLPRNT是一個生成已經計算的所有刀具定位坐標的打印清單APT系統(tǒng)的指令。在傳送之前，計算結果是APT系統(tǒng)的。 許多APT聲明被分成重要的和次要的兩部分，它們由斜杠隔開。重要部分出現(xiàn)在斜杠的左側，一般是一個包含從一個到六個字母的詞。次要部分如果需要出現(xiàn)在斜杠的右側，它是重要部分的修飾。例如，在最后一個聲明中GOLET是重要部分，PAST是一個修飾。 APT語言能定義和加工三尺度（3-D）表面。但這篇文章的內容只介紹基本編程，它包括對加工2-D零件生命的描述。 3-4.2 幾何表達 一個幾何表達定義了一個幾何外形或形式，對每一個幾何形式都有1到14種不同的方法來定義。APT包含了16種不同的幾何形式的定義，最常用的是POINT，LINE，PLANE，CIRCLE，CYLNDR，ELLIPS，HYPERB和SPHERE。下面是定義前四種形式的幾個例子。 Points 在APT中一個點可以用10種不同的方法定義；下面給出他們中的三種 1、 通過坐標 POINT /x , y , z 例：PT1= POINT/10.1 , 5 注意：沒有給出z坐標，就默認為0 2、 通過兩直線的交點 POINT /INT OF 線，線 例：PT2= POINT/INT OF LIN1，LIN2 3、通過一個圓心 POINT /CENTER，圓 例：PT3= POINT/ CENTER，C1 注意：PT1， PT2 和PT3是確定名，在以后的程序中可以使用。 Lines一條直線可以用13種不同的方法表達，下面給出它們中的三種 1、通過兩個點 LINE/點，點 例：L1= LINE/ PT1，PT2 2、通過一點和相切圓?。▓D3-12） LINE/點，LEFT/RIGHT，TANTO，圓 例：L1=P1，LEFT，TANTO，CIR1 L2=P1，RIGHT，TANTO，CIR1 3、 同過一點和一個與另一條直線的角度 LINE/點，ATANGL，角度，直線 例：L1=LINE/P1，ATANGL，40，L2 在這個例子中新定義的直線L1和給定的直線L2之間的夾角是40°。角度值常以度數(shù)和度的分數(shù)來指定，如果逆時針從L2到L1測定角度是正值，如果順時針就是負值。因此，在上面的例子中可以用-140代替40。 Planes 類似于點和線，一個面可以用8種不同的方法定義；給出它們中的兩種： 1、通過不在同一條直線上的三個點 PLANE/點，點，點 例：PL1=PLANEP1，P2，P3 3、 通過一個平行面和兩個面之間的垂直距離 PLANE/PARLEL，面，XLARGE/XSMALL/YLARGE/YSMALL/ZLARGE/ZSMALL，距離 例：PL2=PLANE/PARLEL，PL1，ZSMALL，5.1 在這個例子中，面PL2和給出的面PL1平行，并且在Z方向上比PL1低5.1個單位。假如面不和主平面平行，就要用到兩個修飾，它們中的任何一個都可以在聲明中使用。 Circles 一個圓可以用10種不同的方法表達，下面定義了它們中的三種 1、 通過圓弧經過的三個點CIRCLE/點，點，點 例：C1= CIRCLE/PN2，（POINT/5.5，7，4.1）PNT1 2、 通過圓心和圓弧上的一點 CIRCLE/CENTER，圓心，點 例：C2=CIRCLE/CENTER，（POINT/9，7，3），PT1 3、通過圓心和半徑 CIRCLE/CENTER，點，RADIUS，半徑 例：C3=CIRCLE/CENTER，PT1，RADIUS，3 CIRCLE/的聲明實際上是定義了圓柱垂直于XY面的圓。CYLNDR/聲明通常是定義了一個CIRCLE/聲明不能定義的圓柱面。 例3-1 用APT語言編寫圖3-13所示零件的幾何描述 SOLUTION P1=POINT/0.5，0 P2=POINT/6.0，3.0 P3=POINT/6.0，4.0 CR=CIRCLE/CENTER，P3，P2 L2=LINE/P1，LEFT，TANTO，CR PL=PLANE/P1，P2，P3 3-4.3 運動聲明 一旦所需要的零件已經進行完幾何表達，就需要用運動聲明來指定刀具運動。每一個運動聲明都會使到一個新的位置或是沿著聲明指定的表面運動。有兩組運動聲明可以用：點到點和輪廓操作。 點到點的運動聲明：有三種運動聲明來放置刀具到指定的點，它們的格式如下： FROM/ symbol for a defined point顯示刀具的最初位置 GOTO/ symbol for a defined point 放置刀具到指定的位置 GODLTA/*X，*Y，*Z 從當前位置以指定的增長量放置刀具 注意：（1）用一個聲明（POINT/X，Y，Z）或寫X，Y，Z的坐標來代替“symbol for a defined point”。（2）FROM提供了一個運動開始的最初位置并且在程序中作為運動聲明的第一個。操作者對準機床的刀具位置到相關的編程位置。（3）GOTO/聲明會使刀具從當前的位置沿著路徑到指定的位置，GODLTA/聲明會從當前位置以指定的增長量移動刀具。（4）在鉆孔操作中GOTO/聲明通常把刀具放置在要鉆孔正上方，然后用GODLTA/聲明把刀具下到工作面里，使用另外的GODLTA/聲明撤回刀具，隨后對每個孔重復操作。 例3-2 寫一個鉆孔程序，從設置點（SETPT）開始孔位于點point(1,1),加工深度0.5in SOLUTION FROM/SETPT GOTO/1，1，0 GODLTA/0，0，-0.5 GODLTA/0，0 ，0.5 GOTO/SETPT 輪廓運動聲明：在APT編程中，默認零件保持靜止刀具運動。在輪廓中三個面控制刀具運動：刀具末端在part surface上運動，刀具沿drivr surface滑動，刀具碰到check surface運動結束，如圖3-14所示各面。因此，在刀具沿輪廓面運動前，它必須被帶到這些面上。這是由最初的運動聲明實施的，它的格式如下： GO/刀具修飾，引導面，刀具修飾，零件面，刀具修飾，檢查面 三種刀具修飾，如圖3-15所示，可以用：TO ON PAST 例：GO/TO，CIRC1，ON，PL1，TO，LIN1 一個GO/聲明的引導面會是下一個運動聲明沿著切削的面，建立零件面是為了隨后的運動聲明。在一個零件程序中只出現(xiàn)一次最初的運動聲明，它把刀具從設置點帶到工作面，實際切削是由另一種類型的聲明控制，它以中間運動聲明表示（intermediate motion statements） 在APT中可以使用四種不同的中間輪廓運動聲明，最長用的有下面的格式：運動命令/引導面，刀具修飾，檢查面 例：GOLFT/DRS，TO，CKS 引導面是切削沿著的面，檢查面定義了刀具運動的結束。 如圖3-16存在六種不同的運動命令： GOLFT GORGT GOFWD GOBACK GOUP GODOWN 在中間運動聲明在中，有四種不同類型的刀具修飾，如圖3-15所示，可以用：TO ON PAST TANTO 注意：（1）從刀具的視點對運動編程。（2） 每個運動聲明都依賴于確立運動方向的優(yōu)先聲明。（3）刀具運動的檢查面經常是下一個是聲明的引導面。 例：3-3 用APT語言寫圖3-17所示加工零件的運動聲明，零件面叫做PLN SOLUTION GO/TO，L1，ON，PLN，ON，LL GORGT/L1，TO，L2 GORGT/L2，TANTO，C1 GOFWD/C1，TANTO，L3 GOFWD/L3，PAST，L4 GOLFT/L4，PAST，L5 GOLFT/L5，PAST，L6 GOLFT/L6，PAST，LL GOLFT/LL，PAST，L1 GOTO/SP 注意GO/TO和GOTO/聲明的不同用法。 3-4.4額外的APT聲明 幾何表達和運動聲明大約占了平均程序的2/3，完成一個APT程序還需要有其它類型的聲明。 傳送器聲明 一個APT程序的第一個聲明定義了傳送器被APT使用。這個聲明的結構如下：MACHIN/傳送器名 例：MACHIN/UN1 傳送器允許把一個傳送器的控制聲明翻譯成合適的控制代碼，傳送器的控制聲明例子： COOLNT/ON 開啟冷卻液（m08代碼） SPINDL/ON 開啟主軸（m03代碼） FEDRAT/25 刀具進給量是25in/min SPINDL/1250，CCLW 主軸轉速是1250rpm,逆時針方向 TOOLNT/3527，6 刀具數(shù)字3527，長6個單位 END 結束程序（m02代碼） 公差和刀具修飾 所有的輪廓運動命令都縮減成近似給出曲線的連續(xù)的直線運動命令；這些直線用不超過指定的公差分割輪廓表面。公差后跟數(shù)學參數(shù)。例： OUTTOL/.0005 外部公差—影響過切；就是直線和曲線的外側相切，距離輪廓不超過0.0005個單位。 INTOL/.0001 內部公差—影響未切 TOLER/.005 外部和內部公差是一樣的 刀具修飾是由聲明（CUTTER/后跟的數(shù)學參數(shù)達到7位）給出的，第一位是刀具直徑。在APT編程例中使用一個簡化的聲明： CUTTER/10.0 表明刀具直徑是10個單位 開始和終止聲明 在APT程序中的第一個聲明以PARTNO開始，其它的任何信息都在PARTNO后的同一線后，例 PARTNO PROGRAMMING EXAMPLE PARTNO聲明表明了零件的名字。 在APT程序中的最后一個聲明是FINI，它定義后面沒有了并終止程序。 結論 在這本書里提到的APT詞匯足夠生成點到點和輪廓系統(tǒng)的2-D零件程序。一個完整的APT詞匯允許用不同的方法定義同一個幾何體，這些就方便了零件編程者的工作。下面的例子包含了一個完整的APT程序，并且進一步顯示編程過程。 3-4.5 APT編程的一個例子 為了一步步說明編程步驟，把3-2.2所示的人工編程的零件用APT語言編程，零件尺寸如圖3-7。下面的規(guī)則可能對于零件編程者有用： 1、 必須按指定的APT詞準確拼寫；注意只使用主要字母。 2、 一般地，在每兩個詞或數(shù)之間有標點記號（逗點，等號或斜杠）。 3、 在聲明的最后沒有標點。 4、 句號作為十位數(shù)的點是可以用的，在聲明的最后使用是錯誤的。 5、 除了少數(shù)的APT詞（比如PARTNO），可以插入或刪除空格；例如使用GO LFT 和GOLFT沒有分別。 6、 推薦使用和幾何形狀相聯(lián)系得象征名作為幾何表達確定名；例如用RITISID作為指定零件右側輪廓的詞。 7、 一個APT詞不能作為一個確定名。 8、 確定名可以是不超過6個字母或數(shù)字的任何組成，第一個字符必須是一個字母。 9、 在任何一個確定名里可以插入或刪除空格，在同一個程序里插入或刪除的空格可以不一樣；例LIN2可以在開始使用隨后使用LIN 2。 10、 必須定義幾何表達（形狀）和優(yōu)先給出在一個聲明中使用的確定名。因此，推薦在運動聲明前定義零件的幾何外形。 11、 運動指令是從刀具的視點寫的，因此刀具向右或向左運動就像是編程者“騎”在刀具上引導它沿必須的路徑運動。 12、 使用標志$表示在下一個卡里繼續(xù)使用這個聲明。 13、 一個推薦的APT程序結構如下： PARTNO 零件名和代號 MACHIN 傳送器名 零件幾何的描述和定義 加工條件 運動聲明 關閉軸和冷卻液 FINI 這些一般規(guī)則可以在具體的事例中應用，確定名分配給幾何部分如圖3-18所示。刀具運動方向由人工編程事例布置的指定，完整的零件程序如下： The part program PARTNO PROGRAMMING EXAMPLE 10 MACHIN/UN1 20 SETPT=POINT/0,30,25 30 CNTR=POINT/110,90 40 CRCL=CIRCLE/CENTER,CNTR,RADIUS,30 50 LFTSID=LINE/（POINT/80，40），LEFT，TANTO，CRCL 60 PTB=POINT/140，40 70 BASLIN=LINE/（POINT/80，40），PTB 80 PTM=POINT/140，90 90 RITSID=LINE/PTB，PTM 100 TOPLIN=LINE/PTM，（POINT/110，120） 110 AUXLIN=LINE/（POINT/140，120），RIGHT，TANTO，CRCL 120 XYPLN=PLANE/CNTR，PTB，PTM 130 PSURF=PLANE/PARLEL，XYPLN，ZSMALL，15 140 $$ PART DESCRIPTION HAS NOW BEEN COMPLETED CUTTER/20.0 150 TOLER/.005 160 SPINDL/1740,CLW 170 FEDRAT/2500 180 FROM/SETPT 190 GO/TO,BASLIN,TO,PSURF,TO,LFTSID 200 FEDRAT/500 210 GO FWD/BASLIN,PAST,RITSID 220 GO LFT/RITSID,PAST,TOPLIN 230 GO LFT/TOPLIN,PAST,AUXLIN 240 GO LFT/AUXLIN,TANTO,CRCL 250 GOFWD/CRCL,TANTO,LFTSID 260 GOFWD/LFTSID,PAST,BASLIN 270 FEDRAT/2500 280 GOTO/SETPT 290 STOP 300 FINI 310 評述： 10 指定零件名 20 說明傳送器名 30 SETPT是刀具的起點，當?shù)毒咴赟ETPT時放置零件 40 這個點在聲明50中使用 50 定義了一個圓叫CRCL，圓心是CNTR，半徑是30mm 60 定義了一條線LFTSID，它經過坐標是（80，40）的點，當從這個點向圓看時它和圓CRCL的左側相切 70 為隨后的幾何定義定義了一個點 80 定義了經過指定點的線BASLIN 90 定義了在下一個聲明中使用的點 100 定義了在零件右側的線RITSID 110 定義了一條線TOPLIN 120 定義了在剛開始圖形中沒有的新線 130 定義了一個和XY平面重合的面 140 定義了一個隨后作為零件表面的平面PSURF，建立銑削時要保持的深度。PSURF和XY面平行，并低于它15mm 150 使用直徑是20mm的刀具 160當?shù)毒哐貙嶋H數(shù)學表面運動時，它的末端會一直在0.005mm內 170 主軸以1740rpm的速度順時針旋轉 180 需要的進給量是2500mm/min,傳送時加速和減速的距離是自動計算的（保持過切在公差里） 190 定義刀具的最初位置 200初始運動聲明移動刀具到命名的面，PSURF是零件面，整個運動中刀具會一直在它上面，BASLIN是引導面也是在下一個運動聲明中沿著切削的面 210 進給量減至500mm/min,它是銑削需要的進給量 220 刀具沿BASLIN運動到RITSID 230 刀具沿線RITSID向左運動直到TOPLIN 240 和230相似 250 刀具沿AUXLIN運動直到它到達AUXLIN和CRCL相切的點 260 類似于250 270 類似于220 280 類似于180 290 刀具運動到遠離零件的點SETPT 300 STOP聲明關掉機床和冷卻液 310 表明程序結束 3-5其它編程系統(tǒng) 除了APT編程系統(tǒng)，還有許多其它或多或少使用的系統(tǒng)。一些最出名的如表3-3的概述，下面給出一些廣泛使用系統(tǒng)的簡要描述。 3-5.1 COMPACT II 的描述 COMPACT II（computer program for automatically controlling tools）是一個普通意義的處理機，由制造數(shù)據(jù)系統(tǒng)開發(fā)，Inc,Ann Arbor,Michigan,a division of Schlumberger,Ltd. COMPACT II通常為車削，銑削，鉆孔，刨削，應用加工中心，電火花切割和EDM編寫零件程序。它通常為簡單的點到點鉆孔加工和復雜的三軸，四軸，五軸加工零件編程。 COMPACT II操作在交互環(huán)境上在距離遠的同步計算機，房間里的小型機，或在房間里主機的一組環(huán)境。處理機是獨立的機器并用一個非獨立機器的子程序操作，叫做連接，編寫指定的機械刀具和控制單位。COMPACT II用單一的計算機相互作用把它的語言聲明轉化成人工數(shù)控代碼。和需要附加傳送來完成穿孔帶代碼的（例APT）語言對比，連接自動實現(xiàn)傳送作為每個聲明是計算機處理的。連接縮短了計算時間并很方便的迅速發(fā)現(xiàn)可察覺聲明的錯誤。 表3-3 數(shù)控計算機編程系統(tǒng) 程序 開發(fā)者 方向 ADAPT IBM（U.S Air Force contract） P，3C AUTOSPOT IBM P CINTURN Cincinnati Milacron T COMPACT II MDSI ，Ann Arbor，Mich P，2.5C EXAPT I T.H.Aachen in Germany P EXAPT II T.H.Aachen in Germany T EXAPT III T.H.Aachen in Germany 3C GENRURN General Electric T MILTURN Metaalinstitut in Netherlands T NEL 2PL Ferranti 2P NEL 2C Ferranti T NEL 2CL Ferranti 2C PROMPT Weber C SPLIT White-Sundstrand Machine Tool 5P,5C UNIAPT United Computing,Carson,Calif P,C 注意：C,contouring;P, positioning;T,turning operations;2,3,number of controlled axes COMPACT II的聲明：在COMPACT II聲明中使用的語言相似英語并接近于機械工廠術語。一個COMPACT II程序包括四種聲明類型：初始化，零件描述，刀具選擇和刀具運動。初始化聲明具體指定機械刀具連接，輸入輸出方式和機械移動限制。零件聲明描述通常定義點，線，圓和面。自動或人工的刀具選擇是由刀具選擇聲明指定的。刀具運動聲明通常描述進給量（CUT）和快速移動（MOVE）。 過程包括通知使用的加工刀具/控制單元系統(tǒng)，通過軟件連接傳遞每個聲明，把產生結果的數(shù)據(jù)放在輸出文件里。輸出文件數(shù)據(jù)被打成數(shù)控零件程序穿孔帶，或者數(shù)據(jù)被直接翻譯成CNC控制。在進程中，使用者可以和計算機一起校正語法錯誤，錯誤的刀具運動，和超過加工刀具移動限制的運動。沿著刀具輪廓和零件幾何外形，實際的刀具路徑可以被規(guī)劃。用這種方法，可以生成一個正確的零件程序并在某一計算機部分檢測。 就像在APT里，在COMPACT II中的幾何定義和刀具運動聲明是由描述要發(fā)生什么的主命令和描述怎么發(fā)生在那里發(fā)生的次命令組成的。描述幾何外形的主命令包括： DPTi—定義一個點并為了以后的使用儲存坐標；i是點定義的序號。 DCIRi—定義一個圓并為了以后使用儲存它的圓心和半徑；i是圓定義的序號。 描述刀具運動的主命令包括： MOVE—開始快速移動運動到指定位置 CUT—開始進給運動到指定位置 DRL—開始在一個指定位置鉆孔 定義一個點的聲明可以按下書寫： DPT1，10XA，6YA，4ZA 在DPT1中一個點并指定它作為點1，10XA是這個點X軸的坐標，從絕對零點10個單位；6YA是這個點Y軸的坐標，從絕對零點6；個單位；4ZA是這個點Z軸的坐標，從絕對零點4個單位。 快速移動運動是使用一個MOVE聲明編程，從當前點移動刀具到點1，你可以簡單編程 MOVE，PT1 COMPACT II軟件將會產生加工刀具控制代碼移動刀具到點1的坐標位置。為了產生一個進給從點1（刀具當前位置）到和相近邊直線1相切的垂直位置，你可以編程 CUT，TOLN1 COMPACT II的功能: COMPACT II提供了實現(xiàn)困難的專門操作加工功能（比如加工凸輪），實現(xiàn)在圓柱零件上加工，和生成加工字母。COMPACT II也允許為加工一組完整的相似形狀的零件（一組零件）編寫一個程序。 COMPACT II語言的車床特點包括自動循環(huán)攻螺紋和車削。FasTurn是COMPACT II清除材料循環(huán)以實現(xiàn)粗車和在車床上完成操作。使用FasTurn，操作者定義了當前未制造工作面的輪廓和已加工零件輪廓的邊界。兩個輪廓間的封閉工作區(qū)域是要用FasTurn清除的材料（看圖3-19）。完成材料清除的操作是使用一個單獨的COMPACT II輸入聲明來完成的。 近似的，銑削，刨削加工，電火花和EDM的特點也包括使用COMPACT II簡化零件編程的循環(huán)模式。 3-5.2 附加語言 ADAPT APT編程系統(tǒng)的主要缺點是它需要大型計算機，為了解決這一缺點，由IBM在U.S. Air Force 的契約下開發(fā)了ADAPT（APT的改編）編程系統(tǒng)。因為ADAPT有一個柔性系數(shù)結構，它適合從小型到中型的計算機，使用系數(shù)結構，我們意味著根據(jù)計算機尺寸刪除或插入subroutines。ADAPT系統(tǒng)的主要優(yōu)點是它是用了APT系統(tǒng)使用的編程語言簡化版本。通常一個ADAPT程序可以在一個APT系統(tǒng)上運行，但是，由于APT系統(tǒng)統(tǒng)能非常強大，它一般不能在ADAPT運行。 ADAPT對定位編程和簡單的兩尺度或三尺度輪廓零件是有用的，但它沒有編程一個多軸輪廓零件的功能。 EXAPT 一些編程系統(tǒng)是由歐洲開發(fā)的，最廣泛使用的就是由德國的亞琛和柏林的技術研究所開發(fā)的EXAPT（延伸APT的子集）。EXAPT語言和APT是一致的，它可以通過APT使用通用的傳送器。EXAPT具有自動選擇切削速度和進給量的功能，這一特點擴大了計算需要的記憶空間并且只能在利用大型機的時候使用。EXAPT有三種類型：點到點加工的EXAPT I；車削操作的EXAPT II；一個3-D輪廓編程的EXAPT III。 AUTOSPOT AUTOSPOT（定位刀具自動系統(tǒng)）是由IBM開發(fā)的并于1962年第一次面世。它是可利用的最流行程序中的一種定位任務例如鉆孔。AUTOSPOT允許用類似英語的輸入字符在三尺度里編程 并被許多數(shù)控制造商使用。 參考書目： 1、Brown, S., C. E. Drayton, and B. Mittman: A Description of the APT Language, Commun. ACM, vol. 6, no. 11, November 1963. 2、Childs, J. J.: “Principles of Numerical Control,” Industrial Press, New York, 1965. 3、Conaway, J. O., D. Bringman, and R. C. Deane: “Handbook for SLO-SYN Numerical Control,” The Superior Electric Company, Bristol, Connecticut, 1969. 4、EIA STANDARD RS-273-A, May 1967; STANDARD RS-274-B, May 1967; revised February 1969. 5、ITT Research Institute：“APT Part Programming,”McGraw-Hill Book Company,New York,1967 6、Kelley, R. S.: The Production Man’s Guide to APT-ADAPT, Am. Mach., vol. 97, June22, 1969. 7、Leslie, W. H. P.: Numerical Control Progrmming Languages, Proc. PROCLAMAT-Congr., Rome, 1969, North-Holland Publishing Co., Amsterdam,1970. 8、McWaters,J. F.:“NC User’s Guide to the International Computer Programs,” McGraw-Hill Publishing Company, London, 1968. 9、Stute, G.: “EXAPT, Mōglichkeiten und Anwendung der automatisierten Programmierung für NC Maschinen,” Carl Hanser, Munich, 1969. 10、Thomas, L. J.: “N/C Handbook,” 3d ed., BENDIX Industrial Controls Division, Detroit, Michigan, January 1971. 11、Weil, R.: IFAAPT a Unified System of Modular Design of NC-Languages, IFIP-IFAC-PROCLAMAT-Congr., Rome, 1969. North-Holland Publishing Co., Amsterdam, 1970.