| 单词 | 自动编程 |
| 释义 | 【自动编程】 数控语言编程是目前应用最广泛的自动编程系统，最主要的是美国APT语言系统，它是一种发展最早、容量最大、功能较全而又成熟的应用广泛的数控编程语言。能用于点位、连续控制系统以及2～5坐标数控机床，可以用来控制加工极为复杂的空间曲面。数控语言编程的过程为程编员用数控语言把加工零件的有关信息(如零件几何形状、材料、加工要求或切削参数、走刀路线、刀具等)编制一个简短的零件源程序，通过适当的媒介(如穿孔带、穿孔卡、磁带、磁盘及键盘等)输入到计算机中，计算机则通过预先存入的自动编程系统处理程序(编译程序)对其进行前置处理及后置处理。前置处理用以对由数控语言编写的零件源程序进行翻译并计算出刀具中心轨迹，即刀位数据。这一部分独立于具体的数控机床，具有通用性。后置处理则是将刀位数据、刀具命令及各种功能转换成某台数控机床能够接受的指令字集。因此，后置处理程序是需要根据具体数控机床控制机的输入格式要求进行设计的，具有专用性。经后置处理后可以通过打印机打印出数控加工程序单，也可以通过穿孔机制成穿孔纸带，也可以通过通信接口将后置处理的输出直接输入至CNC系统的存储器中。经计算机处理的数据还可以通过屏幕显示图形或由绘图仪自动绘出刀具运动的轨迹图形，用以检查处理数据的正确性，供程编员分析、修改。用APT语言编程的缺点是：需要配备大型计算机(如IBM4341、IBM3031等)；某些算法尚未采用计算几何学的最新理论；工艺处理还得靠程编员脱机确定；零件源程序的编写、编辑、修改等还不够方便直观。 随着计算机技术及信息处理技术的发展，自动编程趋向于实用化及高度自动化。1．小型的语言编程系统。为适应中、小工厂使用小型或微型计算机编程的需要，自动编程朝着小型而专用的方向发展。如德国的EXAPT语言系统分EXAPT－1(点位加工)、EXAPT－2(车削加工)以及EXAPT－3(铣削加工)3个小系统。这种系统针对性强，往往具有工艺处理和一些专用功能。在系统中存有机床、刀具、材料、切削用量等工艺文件，可自动确定工步以及工艺参数该系统编程方便、价廉，易于普及推广。2．图像编程。采用有人机交互功能的计算机图形显示器，在图形显示系统软件和图像编程应用软件的支持下，程编员只要给出一些必要的工艺参数，发出相应的命令或“指点”菜单，然后根据应用软件揭示的操作步骤，实时“指点”被加工零件的图形元素，就能得到零件的各轮廓点的位置坐标值，并立即在图像仪显示屏上显示出刀具加工轨迹，再连接适当的后置处理程序，就能输出数控加工程序单和穿孔纸带。这种编程方法称为计算机图像数控编程(简称图像编程)。图像编程方法必须具备必要的软、硬件资源。图形显示基本软件是一个供用户在图形显示器上进行产品图形设计和显示的具有实时人机交互功能的通用性核心软件，它必须能将设计好的图形基本元素的几何信息通过有关的接口提供给用户。图形显示基本软件目前普遍采用模块化的组成方式，一般划分为3个层次，最外层是提供用户使用的称为用户接口，中间一层由外层调用，进行各种计算与处理；最里面一层显示处理结果，叫驱动模块。这些模块往往用该硬件系统的汇编语言编写。图形设计软件是建立在图形显示基本软件基础上的一个应用软件，用它设计零件图形。图像编程软件是对设计好的零件进行编程的，其基本原理是当零件图形在屏幕上显示后，由图像编程软件计算出零件图形的轮廓点坐标及数控加工刀具中心轨迹。从零件图形中必须取得下列信息：直线，要知道其起点或终点坐标；圆弧，需要知道起点、终点圆心坐标和圆弧走向；曲线，需要知道曲线方程中的参数。图像编程软件是使用基本软件提供的查询子程序来查询这些信息的。使用光栅式图形显示器时，用十字光标线的交点“指点”图形元素。图像编程过程中，起刀点、下刀点和退刀点是编程员实时给定的。计算刀位点坐标的原理与方法和数控语言编程采用的计算方法相同。瑞士Cimalog公司的Multi CAD－CAM软件系统就是采用图像编程方法。它可以进行3D产品设计，在屏幕上显示立体图形，并可从不同角度观看、编辑、修改。在Multi CAD设计的图形上，用户可以图形交互控制刀具路径、转速等，如果认可屏幕显示结果，则可以自动生成数控指令，然后直接或通过穿孔纸带将数控加工程序输入数控机床。操作过程简单方便、实用。3．语音编程。是用人的声音作为输入介质用微型话简与计算机和显示器直接对话，令计算机自动编制出零件的数控加工程序单或穿孔纸带。这种自动编程通常有两种方法。一种是将自动编程语言分解为孤立的词汇进行语音输入，该方法简单可靠但效率低。另一种是将自动编程语言的语句用一串语音(即一句话)来取代，输入计算机，整个操作过程用语音命令来执行，这种方法效率高，但语音识别难度大。就目前计算机技术及信息处理技术来说，有限词汇集的连续语音的识别技术还是比较成熟的，这是今后语音编程的方向。语音编程的系统原理为，语音输入经识别后，计算机对语音进行语义和语法上的分析和理解，然后与其它自动编程方法一样，通过计算机进行数据处理、刀位计算及后置处理，最后打印出数控加工的程序单或制出穿孔纸带。从目前的语音识别技术来说，操作者初次接触语音系统时，要训练系统熟悉操作者的声音。为此，操作者必须事先将词汇的语音通过话简输入计算机以建立样本。语音识别主要是与样本的特征进行比较。根据需要可以很快更换在计算机内的不同操作者的语音特征及不同的词汇。同一操作者使用时就不需要对系统进行训练了。语音是快速传递和接收信息的主要手段，它比手写约快10倍。因此，语音编程方法能大大提高编程的效率。评价语音识别系统的主要指标是词汇量、语速及对不同语音的适应性。4．视觉系统编程。采用计算机视觉系统来自动阅读、理解图纸，由编程员在编辑过程中实时给定起刀点、下刀点和退刀点，然后自动计算出刀位点的有关坐标值，并经后置处理，最后输出数控加工的程序单或穿孔纸带。首先由图纸扫描器(常用的有CCD传感器型扫描器和扫描鼓两种)扫描图纸，取得一幅图像，对该图像进行预处理是为了校正图像的几何畸变和灰度畸变，并将它转化为易处理的二维图像，同时作断口校正，几何交点部分检测、细线化处理以消除输入部分分辨率的影响。然后分离并识别图纸上的文字、符号、线划等元素，并记忆它们之间的关系，对线划还需进行矢量化处理，并用直线或曲线拟合，得到端点和分支点，再将这些信息综合处理，确定图纸中每条线的意义及其尺寸大小，最后作编辑处理及刀位点坐标计算。再连接适当的后置处理，就能输出数控加工程序单或穿孔纸带。视觉系统编程时不需要零件源程序、编程员，只要事先输入工艺参数即可，操作简单，能直接与CAD的数据相连接，实现高度自动化。5．后置处理程序模块化、通用化。后置处理程序的功能是将计算阶段算出的刀位数据及有关信息变成特定数控机床控制机的输入信息。所以，后置处理程序应根据所使用数控机床的不同，分别相应地作出。为此，APT系统配有上千种后置处理程序。现在发展一种“模块式后置处理程序”，是将各种不同控制机的一些共同功能研制成“标准模块”，用户要一个新的后置处理程序时，只要研制一个“驱动程序”，选用一些“标准模块”加以组合即可。中国已在70年代开发了几种类似APT的数控语言系统，如SKC、ZCX等系统，在推动我国自动编程系统的开发与应用中发挥了良好的作用。近年来，在微型计算机上开发的各种小而专的编程系统也已初具规模，并正在研制一个大型的集成化的计算机软件系统CADEMAS，其中一个重要部分是计算机辅助数控编程软件(NCG，APTX，APTX－GI)。语音编程及视觉系统编程系统国内已进入试验、研制阶段。但到目前为止，真正作为编程机产品在生产中大面积推广应用的还很少，有待进一步完善和推广，特别是应研制和推广在微型计算机上能实现CAD／CAM一体化的软件系统，以供中、小企业的普及应用，这将对我国机械工业的发展起到很大的推动作用。(江南大学沈孟养撰) |
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