西北工業(yè)大學(xué)824計(jì)算機(jī)輔助制造課件第4章

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1、）而苧7CRTHWMTFRN PTH YTPrilNICAI. trNTVFHMI第四章APT語言自動(dòng)編程西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院.Automatically Programmed Tool 4.1 APT語言自動(dòng)編程概述 4.2幾何圖形定義語句 4.3輪廓控制方式 4.4 APT運(yùn)動(dòng)語句簡介 4.5其它控制語句及應(yīng)用舉例24.1、APT得寸自動(dòng)編程概述一.APT自動(dòng)編程技術(shù)發(fā)展概況APT自動(dòng)編程方法源自MIT1、五十年代初，MIT生產(chǎn)了第一臺(tái)NC機(jī)床。2、機(jī)床的使用過程中產(chǎn)生了復(fù)雜零件的編程問題。3、五十年代中期，MIT組織各飛機(jī)公司合作開發(fā)了APT系統(tǒng)：APT II APT IV APT SS

2、4、美其他公司及日、德、法、意等針對(duì)自己的行業(yè)和 產(chǎn)品衍生了其他的APT系統(tǒng).5、六、七十年代為APT使用最廣泛的時(shí)期。4二.APT語言自動(dòng)編程過程及特點(diǎn)APT語言是用接近自然的語言進(jìn)行編程。1、APT語言編程過程:工藝人員完成APT系統(tǒng)完成二APT語言自動(dòng)編程過程及特點(diǎn)2.APT編程優(yōu)缺點(diǎn)71） APT編程優(yōu)點(diǎn)（相對(duì)手工編程）：（1）源語言接近自然語言，易為工藝人員接受，工藝人員 不用學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)編程技巧軟件資源豐富點(diǎn)位、2-5坐標(biāo)加工、繪制模線、后置處理等程序成熟，診斷能力強(qiáng)（用戶易查錯(cuò)）*二.APT語言自動(dòng)編程過程及特點(diǎn)2） APT編程優(yōu)缺點(diǎn)：2) APT編程缺點(diǎn)(相對(duì)圖形編程系

3、統(tǒng))：(1)無法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。(2)不直觀：無圖形顯示。(3)發(fā)展早，沒有采用計(jì)算機(jī)幾何學(xué)的最新理論成果，所以有些復(fù)雜問題不能很好的解決。(4)源程序書寫、編輯和修改不如圖形編程系統(tǒng)方便。 APT編程外部修改圖形編程內(nèi)部修改(5)相對(duì)圖形編程系統(tǒng)來講，易出問題。三.APT語言的構(gòu)成APT編程是用接近自然語言的方式進(jìn)行編程：每個(gè)APT系統(tǒng)都規(guī)定了一套基本符號(hào)、字母 和數(shù)字，它們構(gòu)成APT源程序。按功能可劃分為!1!1 .幾何圖形定義語句：用來定義被加工零件的幾何形狀。2 .運(yùn)動(dòng)語句：用來描述刀具的切削運(yùn)動(dòng)軌跡。3,后置處理語句：用于指定特定的機(jī)床和控制系統(tǒng), 另外F、S等也屬于后置處理的范

4、疇。4 .輔助功能語句：用來標(biāo)識(shí)零件、刀具、公差等。91094.2.幾何圖形定義播句幾何圖形定義語句幾何圖形定義語句用來描述零件的幾何形狀、進(jìn)退刀點(diǎn)位置、進(jìn)刀方向等，為描述走刀路線做準(zhǔn) 備。APT的專用字（不超過 6個(gè)字母，大寫）幾何元素標(biāo)志符二幾何元素專用字/ 元素定義方式CA用戶為幾何兀素定義&幾何圖形定義語句 例如圓的定義語句：C1=CIRCLE/1O, 60, 12.5其中：“C1”為幾何元素標(biāo)志符;“CIRCLE”為幾何元素專用字;10, 60, 12.5” 分別為的圓心坐標(biāo)和半徑。& 一基本元素定義111 .標(biāo)量：可以通過算術(shù)賦值語句或算術(shù)表達(dá)式給出。例：a=3 ； b=5 ； c

5、=a+b2 .點(diǎn)：1）用三個(gè)坐標(biāo)P=POINT/10, 20, 15；2）其他已知元素交點(diǎn)12& 一.基本元素定義(1)由兩直線的交點(diǎn)定義點(diǎn):其格式為:標(biāo)識(shí)符=POINT/INTOF, LINE1, LINE2其中INTOF表示相交，LINE1, LINE2為事 先已定義過的兩條直線。若定義好兩直線LI、L2,求交點(diǎn)：& 一.基本元素定義(2)直線和圓的交點(diǎn):P=POINT/INTOF, LI, L2；直線與圓相交點(diǎn)定義直線和圓有兩交點(diǎn)，根據(jù)對(duì)比X、Y的坐標(biāo)值,進(jìn)一步用修飾詞:XLARGE、XSMALL.YLARGE、 YSMALLPT1=POINT/XSMALL, INTOF, L1, CI

6、R1思考：如果直線平行于Y軸，如何表示?14PT2=POINT/XLARGE, INTOF, L1, CIR1. 一.基本元素定義3.矢量：可以給出三個(gè)分量、兩個(gè)點(diǎn)或 用已知表面上一點(diǎn)的法矢來表示。V1=VECTOR/1, J, KV2=VECTOR/ P1, P2二.解析曲線和曲面的定義1.直線的定義：(1)通過兩點(diǎn)的直線:P2(x2,y2)L=LINE/P1, P2；gcL=LINE/xl, yl, x2, y2；17二.解析曲線和曲面的定義(2)過一點(diǎn)P與圓相切的直線:L1=LINE/Pb LEFT, TANTO, C；L2=LINE/P2, LEFT, TANTO, C；修飾詞判斷方法

7、:通過已知點(diǎn)與圓心連線，從已知點(diǎn)向心看，若切點(diǎn)在輔助線的左邊，即為LEFT；若切點(diǎn)在右即為RIGHT184二.解析曲線和曲面的定義 (3)與兩圓相切的直線：L1=LINE/RIGHT, TANTO, Cl, RIGHT, TANTO, C2L2=LINE/I.EFT, TANTO, Cl, LEFT, TANTO, C2修飾詞判斷方法:首先建立基準(zhǔn)線，其方向以第一切點(diǎn)所在圓心，指向第二個(gè)切點(diǎn)所在圓心，左、右是指出切點(diǎn)在圓心連線的左右位置。(T公切線定義二.解析曲線和曲面的定義公切線定義L3=LINE/RIGHT, TANTO, C2, LEFT, TANTO, ClL4=LINE/LEFT,

8、TANTO, C2 , RIGHT, TANTO, Cl*二.解析曲線和曲面的定義2.圓的定義：(1)用心和半徑定義的C1=CIRCLE/CENTER, Pl, RADIUS, rCl=CIRCLE/x, y, r其中，Pl為圓心點(diǎn)，x,y為圓 心坐標(biāo)點(diǎn)，r為圓的半徑。二.解析曲線和曲面的定義（2）用已知三點(diǎn)（不共線）定義C1=CIRCLE/P1, P2, P3心和切線定義圓:C1=CIRCLE/CENTER, PC, TANTO, L其中PC為已知匚一L為已定義之直線。Q二.解析曲線和曲面的定義（4）直線與圓相交后的內(nèi)外相切定義圓:C1 = CIRCLE/YLARGEZLIN,XSMALLZ

9、OUT,CIR,RADIUSZ1其中OUT為外切。22圖4-3多約束圓定義二.解析曲線和曲面的定義,二.解析曲線和曲面的定義C3 = CIRCLE/YSMALL, LIN, XSMALL,IN, CIR, RADIUS, 1其中IN為內(nèi)切。課堂練習(xí)：C7如何定義？C7 = CIRCLE/YSMALL, LIN, XLARGE, OUT, CIRt RADIUSt 13.平面的定義:(1)用平面方程ax+by+cz=d的四個(gè)系數(shù)定義平面:PLl=PLANE/a, b, c, d24二.解析曲線和曲面的定義(2)可以指定不共線的三點(diǎn)定義平面:PL2=PLANE/PT1, PT2, PT3(3)過已

10、知點(diǎn)平行于已知平面定義平面:PL3=PLANE/PT1, PARLEL, PLANE225二.解析曲線和曲面的定義除此之外，還有圓柱CYLINDER、圓錐CONE、球面 SPHERE、一般二次曲線、曲面QUADRIC等的定義，可查看相 應(yīng)版本的APT語言編程說明書,本課程不要求掌握。26.解析曲線和曲面的定義Po(O3-15O)Pi(6, 2, 0)P2(0, 0, 0)P3(6, 0, 0)P4(2, 5, 0)&二.解析曲線和曲面的定義Po= POINT/0, -1,0YtP = POINT/6, 2, 0P2=POINT/0, 0, 0P3= POINT/6, 0, 0P4= POINT

11、/2, 5, 0= LINE/P2, P3C產(chǎn)CIRCLE/CENTER, P1, RADIUS, 2L2 = LINE/P4, LEFT, TANTO,C1L3 = LINE/P4, P2PL = PLANE, P3, P4294.3.檜廓控制方式30一.控制刀具運(yùn)動(dòng)的三個(gè)控制面29輪廓控制是指對(duì)刀具的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行連續(xù)控制O 要完成這種連續(xù)控制，需要明確指定刀具相對(duì)于 工件的關(guān)系，因此APT系統(tǒng)中定義了三個(gè)控制面。 如下圖4-5:一.控制刀具運(yùn)動(dòng)的三個(gè)控制面33一.控制刀具運(yùn)動(dòng)的三個(gè)控制面31roi零件面(PS)L 零件面Ps (Part Surface):待加工的表面,在一連串的走刀運(yùn)動(dòng)中始終

12、保持不變，零件面 可能是也可能不是工件的實(shí)際表面。功能：控制刀具的軸向位置當(dāng)Ps(h)0時(shí)，留有加工余量 與零件面相離；當(dāng)Ps(h)=O時(shí)，加工余量為零 與零件面相切；當(dāng)Ps(h)0時(shí)，導(dǎo)動(dòng)面留有加工余量；當(dāng)Ds(h)=O時(shí)，剛好加工到導(dǎo)動(dòng)面；當(dāng)Ds(h)0時(shí)，對(duì)檢查面留有加工余量;當(dāng)Cs(h)=O時(shí)，恰好加工到檢查面；當(dāng)Cs(h)0時(shí)，對(duì)檢查面負(fù)余量。一.控制刀具運(yùn)動(dòng)的三個(gè)控制面導(dǎo)動(dòng)面和檢查面也不一定是真正意義的面。它們也可以是點(diǎn)、線、等幾何元素。37因此，準(zhǔn)確地應(yīng)稱為導(dǎo)動(dòng)元和檢查元。 一般零件面在整個(gè)過程中不發(fā)生變化，而前一段 的檢查面是下一段的導(dǎo)動(dòng)面。有了上述三個(gè)控制面，就可聯(lián)合確定 刀

13、具的運(yùn)動(dòng)。35TLDN二刀具與零件三控制面之間的關(guān)系1、刀具與導(dǎo)動(dòng)面（Ds）關(guān)系 TLLFT （刀具在導(dǎo)動(dòng)面左邊）TLRGT （刀具在導(dǎo)動(dòng)面右邊）TLON （刀具在導(dǎo)動(dòng)面上）所謂左右是沿運(yùn)動(dòng)方向向前看，刀具在導(dǎo)動(dòng)面 的左邊還是右邊。二.刀具與零件三控制面之間的關(guān)系2、刀具與零件面（Ps）關(guān)系:39TLONPS （刀位點(diǎn)落在零件面上）1LDFFS 1LONTLOFPS TLRGT由刀具前進(jìn) 方向看（由 外向里）: 刀心偏離Ps 則用OF； 反之，即刀 心在Ps上則 用ON。It二.刀具與零件三控制面之間的關(guān)系372、刀具與零件面（Ps）關(guān)系:TLONPS （刀位點(diǎn)落在零件面上）由刀具前進(jìn) 方向看

14、（由 外向里）: 刀心偏離Ps 則用OF； 反之，即刀 心在Ps上則 用ON。二.刀具與零件三控制面之間的關(guān)系It2、刀具與零件面（Ps）關(guān)系:走過（PAST）40 TLOFPS （刀具不切傷零件面）TLONPS （刀位點(diǎn)落在零件面上）DSP NPS 0 NTLDNPS TLRGI由刀具前進(jìn) 方向看（由 外向里）： 刀心偏離Ps 則用OF； 反之，即刀 心在Ps上則 用ON。39.二.刀具與零件三控制面之間的關(guān)系3.刀具與檢查面Cs的關(guān)系:TO （走到）PAST （走過）二.刀具與零件三控制面之間的關(guān)系423.刀具與檢查面Cs的關(guān)系:414.4. APT運(yùn)動(dòng)語句4.4 APT運(yùn)動(dòng)語句刀具運(yùn)動(dòng)語

15、句用來描述刀具運(yùn)動(dòng)軌跡, 其運(yùn)動(dòng)方式的確定，與上節(jié)所述的工件三控 制面PS、DS、CS密切相關(guān)。運(yùn)動(dòng)語句基本格式：基本運(yùn)動(dòng)命令/ 圖形信息一.起始點(diǎn)定義語句:FROMFROM表示形式：1) FROM / PT12) FROM / -20,-20,03) FROM/ (POINT/1,4,2)初始運(yùn)動(dòng)語句將刀具從 遠(yuǎn)離加工表面的位置引導(dǎo)到兩個(gè)或三個(gè)控制面所要求的45CS點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)方式兩種點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)方式：1、GOTO1) GOTO/P22) GOTO/-20, 20, 102、 GODLTAGODLTA /0, 05 1.5 兩者往往結(jié)合起來使用GOTO/ P1GODLTA/10, 0, 0GODLT

16、A/0, 10, 0GODLTA/10, 0, 0三初始運(yùn)動(dòng)語句位置。初始運(yùn)動(dòng)語句的一般形式:GO/ TO (ON, PAST), DS, TO (ON, PAST), PS, TO (ON, PAST), CS46三初始運(yùn)動(dòng)語句GO/TO (ON, PAST), DS, TO (ON, PAST) , PS, TO (ON, PAST), CS如果無CS,這時(shí)刀具將沿最短距離到達(dá)前面兩個(gè)控制面所限定48GO/ TO (ON, PAST), DS, TO (ON, PAST), PS&三.初始運(yùn)動(dòng)語句47如果只指定DS、PS兩個(gè)面而又不允許刀 具沿最短路線前進(jìn)，可以用下列語句通 過已知點(diǎn)或已知矢量來規(guī)定刀具的前進(jìn) 方向:INDIRP/POINT1INDIRV/VECTOR1,三初始運(yùn)動(dòng)語句INDIRV/V1GO/TO, DS, TO, PS丫 1 P D/ 07rofPSf ftJ f X 按指定矢量方向運(yùn)動(dòng),三初始運(yùn)動(dòng)語句INDIRP/P1GO/TO, DS, TO, PS按指定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)