數控參數化編程及CAD/CAM 技術

楊 立

（陜西省機械高級技工學校，陜西 漢中 723003）

數控編程有手工編程和CAM 編程兩種方法，手工編程中會涉及繁雜的數學計算和龐大的程序量，且只能針對單一形狀的零件加工，要想進一步讓程序具有通用性，就必須引入參數化編程的方法，參數化編程和傳統的代碼編程有相互聯系，又有所區別。它的最大特點是具有通用性，當圖形尺寸發生變化時，只需要修改相應的參數而不必修改程序內容或重新編寫程序，這就給我們用戶提供了更大的便利。會使我們的編程變的更為簡便、快捷。

參數化編程在不同的系統里有不同的名稱，FANUC 系統中稱其為宏程序，而Siemens 系統中稱其為參數調用，程序跳轉。雖然名稱不同，但使用方法和其具備的功能是一樣的，只不過表現形式不同而已，下面就用具體的實例來說明參數化編程的特點。使用參數化編程，我們就不需要任何形式的計算，把計算方法用參數或算式表現出來，計算過程也由計算機完全代勞了，用戶就可以坐享其成了。下面我們就如圖1 的正多邊形來說明加工參數化程序的應用，用戶只需要修改其邊數及外接圓半徑，其它都不用要改變，就能加工出我們所需要的正多邊形。具體程序如下：

注：程序中的G68 是坐標旋轉功能。

圖1

通過以上的程序，我們可以看到，我只在處理正多邊形時，只需要修改參數#1〔外接圓半徑〕#5〔正多邊形邊數〕就可以完成任意邊數的正多邊形的加工，另外此程序也適用于圓周上等間距〔角度〕的孔的加工，只需要在適當位置用固定循環鉆孔的程序即可。

參數化編程確實給我們的編程帶來巨大便利，但編程過程較繁雜，對編程人員要求較高，上手周期長，不易理出頭緒，而且程序的可讀性差，編程中稍有疏漏，容易造成程序的錯誤。總而言之，它的優點多于缺點，所以在實際生產中還是比較實用的。

以上所述是手工編程，手工編程費時、費力、費腦，還容易出錯，有些程序量大的程序編寫麻煩，程序的校驗是一個更加棘手的問題，工作量太大，耗時，耗工，效率太低。手工編程中還有一些三維曲面的加工程序，計算不但復雜而且數量巨大，最終得到的程序量更是驚人，只能寄希望與其它的處理方法了。伴隨著科學技術的發展，計算機技術也有了迅猛的發展，計算機有非常強悍的數據處理能力，它給我們帶來了希望，我們可以利用計算機來輔助編程，這就是下面我要介紹的CAD/CAM。

要了解CAD/CAM 法，我們就必須首先明白什么叫CAD，CAM。CAD 是計算機輔助設計，CAM 是計算機輔助制造，也就是一些人講的自動編程，其實CAM 稱為自動編程是極不確切的，因為CAM 功能十分多，有二維繪圖，三維制造，參數化圖形設計，刀具管理，加工工藝管理，模擬加工，針對不同系統的后處理系統，所以稱其為計算機輔助制造系統更為妥切。CAM 系統都含有CAD 系統，即我們可以先在CAM軟件中畫出所要加工零件的二維或三維圖形，而后進入它的加工工藝管理系統，選擇我們要加工的面或邊，再通過刀具管理系統定義所需要的刀具，〔包括刀具的類型及幾何參數〕，再回到工藝管理系統選擇所要進行的加工方式，只需等待幾秒或者幾分鐘，〔有些刀具路徑較復雜的數據量大的加工曲面，計算機需要幾分鐘甚至更長的時間去處理〕，最后通過CAM 系統提供給我們后處理POST 系統，我們就會得到要加工零件的加工程序了，用戶只需要用CAM 系統提供的CNC 和計算機通訊軟件，把一些程序量較少的程序直接轉輸該CNC，CNC 把程序存儲起來，然后就可以加工工件了，有些程序量巨大，幾MB 以上的程序，由于CNC 的存儲空間有限，我們就利用DNC〔在線加工〕，也就順利的解決了此問題。

CAM 的最大優點是它提供我們用戶的程序不會有錯，根據我們多年使用CAM 軟件的經驗，出錯都是我們用戶使用不當或失誤造成的，計算機在正常情況下是不會出錯的，它有嚴格的校驗系統，沒有強電場或強磁場的干擾，它是不會出錯的，而且它強大的處理POST 系統給用戶提供了幾乎全世界所有的的知名CNC 系統，用戶不用修改程序，只需要修改不同的POST 程序，就能得到所需的G 代碼程序。計算機和CNC 之間的數據通訊，不需要用戶再去通過CNC 的操作面板上的鍵盤逐個的輸入字符，徹底把人從繁重的體力勞動中解脫出來！

常用的CAD/CAM 軟件有美國的UG、PRO/E，MASTERCAM,法國的CATIYA,以色列的CIMATRON.除了PRO/E 的CAM 系統不太人性化外，其余軟件都非常優秀，我們的數控加工和模具制造行業都在使用這些軟件，CAM 軟件是CNC 編程發展的必然趨勢，現代企業基本上已經放棄了傳統的編程方式，轉而朝CAD/CAM 方向發展了，很多世界知名的CNC 系統也已經把CAD/CAM 軟件固定在自己的CNC 系統上了，CAD/CAM 和CNC 的一體化是未來的數控技術發展的必然結果。

以上是筆者從事數控教學及數控加工多年來的一點感受，請各位同行斧正！

［1］siemens802S/C 編程說明書[Z].siemens 公司.

［2］FANUC-0i-MATE-MB 編程說明書[Z].FANUC 公司.