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【摘 要】数控程序作为将设计转化成现实的信息载体，直接控制机床的切削动作，是数控加工的关键。随着计算机技术的迅速发展，计算机数控与CAD/CAM软件不断推陈出新，性能越来越完善，功能越来越强大，并且代表了以后机械制造业的发展方向。但我国制造业中数控技术与CAD/CAM技术应用水平仍然非常低。文中针对数控机床编程过程中，需要正确理解的几个关键点以及容易混淆的几个点进行阐述，明确数控机床中各个点之间的关系，以及各点在数控编程应用过程中的注意事项。
【关键词】图形自动编程；数控；CAD/CAM
0.引言
数控程序作为将设计转化成现实的信息载体，直接控制机床的切削动作，是数控加工的关键。在制造业中，提高编程质量和效率对降低成本，增强企业竞争能力具有积极意义。在数控车床使用过程中，合适的程序和熟练的操作是保证加工质量和充分发挥机床效率必不可少的两个重要环节，任何一个环节存在问题，都会影响机床性能的发挥和生产效率的提高。
1.机床原点；工件原点；参考点
数控加工中机床坐标系是机床的基本坐标系，机床坐标系的原點也称机床原点或零点，这个原点是机床固有的点，由生产厂家确定，不能随意改变，是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。不同数控机床坐标系的原点位置不同。一些数控机床将机床原点设在卡盘中心处（数控车床），还有一些数控机床将机床原点设在机床直线运动的极限点附近（数控铣床）。
用机床坐标系原点计算被加工零件上各点的坐标值并进行编程是很不方便的，在编写零件的加工程序时，常常还选择一个工件坐标系（又称编程坐标系）。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，是编程人员在编程时使用的。工件坐标系的原点就是工件原点又称编程原点。工件原点是人为设定的，工件坐标系的位置以机床坐标系为参考点，其坐标轴的方向与机床坐标系轴的方向保持一致。
参考点也称基准点，是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点，与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后，都要有回参考点的操作，数控装置通过参考点确认出机床原点的位置，数控机床也就建立了机床坐标系。
2.对刀；换刀点；刀位点
对刀点就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。因为加工程序时从这个点开始编写的，所以又称为程序起点或起刀点。数控加工过程中常常需要换刀，为了避免换刀时碰伤工件，编程时要设置一个换刀点，换刀点可以是某一个固定点，也可以是任意一点。在编程时，合理选择“对刀点”和“换刀点”的位置，则可以有效缩短刀具在对刀和换刀过程中的空行程距离，提高加工效率。
所谓刀位点，在数控加工编程时，往往是将刀具浓缩为一个点，这个点就是刀位点，它是加工程序编制中表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准，对刀时应使对刀点与刀位点重合。一般来说立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点是球头的球心点；车刀、镗刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心；钻头的刀位点是钻头顶点或钻头底面中心。在编程时是用刀位点来编制刀具轨迹，实际加工的刀具轨迹是由刀具的外轮廓切削工件形成，刀具路径与实际的加工轮廓并非重合，但有一定的变化联系。
3.切入点和切出点
刀具的切入切出点应按以下原则进行。
（1）切入点选择的原则。即在进刀或切削曲面的过程中，要保证刀具不受损坏。一般来说，对粗加工而言，选择曲面内的最高角点作为曲面的切入点，因为该点的切削余量较小，进刀时不易损坏刀具；对精加工而言，选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为曲面的切入点，因为在该点处，刀具所受的弯矩较小，不易折断刀具。
（2）切出点选择的原则。主要应该考虑曲面能够连续完整地进行加工，或者是使曲面加工间的非切削时间尽可能地减短，并使得换刀方便。对于被加工曲面为开放型曲面，用曲面的某角点作为切出点；对于被加工曲面为封闭型曲面，只能用曲面的一个角点作为切出点。
数控铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀的侧刃铣削。为了避免在轮廓的切入点和切出点处留下刀痕，刀具切入零件时应考虑切入点和切出点处的程序处理，应沿轮廓外形的延长线切入和切出。延长线可由相切的圆弧和直线组成，这样可以保证加工处的零件轮廓切入点和切出点的处理平滑。
铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延，刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在能轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时，为防止刀具在轮廓拐角处留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角。
4.结束语
数控编程的关键是掌握机床各坐标系和编程时所涉及到各个点的具体含意及相应选择，正确区分和掌握数控机床中“点”的概念和作用是正确、安全使用数控机床的前提，本文中对数控编程中的几个关键点进行了详尽的论述，弄清楚了它们的概念和彼此之间的联系。只要我们善于分析比较，挖掘数控机床中各“点”的异同点，并在实践中加以区分，总结积累优化使用的经验，那么一定会使数控机床的“点”在使用数控技术的提高中发挥巨大的作用。
【参考文献】
[1]栗全庆.图形编程-数控加工自动编程技术的发展方向.组合机床与自动化加工技术，1996.
[2]吴竹溪.数控加工中图形自动编程系统研究.组合机床与自动化加工技术，2002.
[3]王阳，张河新.数控机床图形自动编程系统[J].机床与液压，2000，（03）.
[4]张振宇等.基于AutoCAD平台及其开发工具的数控自动编程系统的实现.甘肃工业大学学报，2001.
[5]黄国权.数控车床微机自动编程软件研究[J].应用科技，2000，（08）.
【关键词】图形自动编程；数控；CAD/CAM
0.引言
数控程序作为将设计转化成现实的信息载体，直接控制机床的切削动作，是数控加工的关键。在制造业中，提高编程质量和效率对降低成本，增强企业竞争能力具有积极意义。在数控车床使用过程中，合适的程序和熟练的操作是保证加工质量和充分发挥机床效率必不可少的两个重要环节，任何一个环节存在问题，都会影响机床性能的发挥和生产效率的提高。
1.机床原点；工件原点；参考点
数控加工中机床坐标系是机床的基本坐标系，机床坐标系的原點也称机床原点或零点，这个原点是机床固有的点，由生产厂家确定，不能随意改变，是其他坐标系和机床内部参考点的出发点。不同数控机床坐标系的原点位置不同。一些数控机床将机床原点设在卡盘中心处（数控车床），还有一些数控机床将机床原点设在机床直线运动的极限点附近（数控铣床）。
用机床坐标系原点计算被加工零件上各点的坐标值并进行编程是很不方便的，在编写零件的加工程序时，常常还选择一个工件坐标系（又称编程坐标系）。工件坐标系是用于确定工件几何图形上各几何要素（如点、直线、圆弧等）的位置而建立的坐标系，是编程人员在编程时使用的。工件坐标系的原点就是工件原点又称编程原点。工件原点是人为设定的，工件坐标系的位置以机床坐标系为参考点，其坐标轴的方向与机床坐标系轴的方向保持一致。
参考点也称基准点，是大多数具有增量位置测量系统的数控机床所必须具有的。它是数控机床工作区确定的一个点，与机床零点有确定的尺寸联系。参考点在各轴以硬件方式用固定的凸块或限位开关实现。机床每次通电后，都要有回参考点的操作，数控装置通过参考点确认出机床原点的位置，数控机床也就建立了机床坐标系。
2.对刀；换刀点；刀位点
对刀点就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。因为加工程序时从这个点开始编写的，所以又称为程序起点或起刀点。数控加工过程中常常需要换刀，为了避免换刀时碰伤工件，编程时要设置一个换刀点，换刀点可以是某一个固定点，也可以是任意一点。在编程时，合理选择“对刀点”和“换刀点”的位置，则可以有效缩短刀具在对刀和换刀过程中的空行程距离，提高加工效率。
所谓刀位点，在数控加工编程时，往往是将刀具浓缩为一个点，这个点就是刀位点，它是加工程序编制中表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准，对刀时应使对刀点与刀位点重合。一般来说立铣刀、端铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点；球头铣刀的刀位点是球头的球心点；车刀、镗刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心；钻头的刀位点是钻头顶点或钻头底面中心。在编程时是用刀位点来编制刀具轨迹，实际加工的刀具轨迹是由刀具的外轮廓切削工件形成，刀具路径与实际的加工轮廓并非重合，但有一定的变化联系。
3.切入点和切出点
刀具的切入切出点应按以下原则进行。
（1）切入点选择的原则。即在进刀或切削曲面的过程中，要保证刀具不受损坏。一般来说，对粗加工而言，选择曲面内的最高角点作为曲面的切入点，因为该点的切削余量较小，进刀时不易损坏刀具；对精加工而言，选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为曲面的切入点，因为在该点处，刀具所受的弯矩较小，不易折断刀具。
（2）切出点选择的原则。主要应该考虑曲面能够连续完整地进行加工，或者是使曲面加工间的非切削时间尽可能地减短，并使得换刀方便。对于被加工曲面为开放型曲面，用曲面的某角点作为切出点；对于被加工曲面为封闭型曲面，只能用曲面的一个角点作为切出点。
数控铣削平面零件外轮廓时，一般采用立铣刀的侧刃铣削。为了避免在轮廓的切入点和切出点处留下刀痕，刀具切入零件时应考虑切入点和切出点处的程序处理，应沿轮廓外形的延长线切入和切出。延长线可由相切的圆弧和直线组成，这样可以保证加工处的零件轮廓切入点和切出点的处理平滑。
铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出。若内轮廓曲线不允许外延，刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，此时刀具的切入切出点应尽量选在能轮廓曲线两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时，为防止刀具在轮廓拐角处留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角。
4.结束语
数控编程的关键是掌握机床各坐标系和编程时所涉及到各个点的具体含意及相应选择，正确区分和掌握数控机床中“点”的概念和作用是正确、安全使用数控机床的前提，本文中对数控编程中的几个关键点进行了详尽的论述，弄清楚了它们的概念和彼此之间的联系。只要我们善于分析比较，挖掘数控机床中各“点”的异同点，并在实践中加以区分，总结积累优化使用的经验，那么一定会使数控机床的“点”在使用数控技术的提高中发挥巨大的作用。
【参考文献】
[1]栗全庆.图形编程-数控加工自动编程技术的发展方向.组合机床与自动化加工技术，1996.
[2]吴竹溪.数控加工中图形自动编程系统研究.组合机床与自动化加工技术，2002.
[3]王阳，张河新.数控机床图形自动编程系统[J].机床与液压，2000，（03）.
[4]张振宇等.基于AutoCAD平台及其开发工具的数控自动编程系统的实现.甘肃工业大学学报，2001.
[5]黄国权.数控车床微机自动编程软件研究[J].应用科技，2000，（08）.