編寫數控加工程序主要有手工編程和計算機輔助編程(又稱自動編程)兩種方式，手工編程時瘫碾，編程人員不僅必須具備零件的設計和制造知識鞭碳，還必須具備熟練的編程技巧。對于結構復雜的零件嘀矢，手工編程計算量大且易出錯剑三，很難滿足生產的需要。自動編程具有手工編程所無法比擬的優(yōu)勢昵例，它是 CAD/CAPP/CAM集成系統的主要組成部分矩汪，是連接產品設計和制造的關鍵環(huán)節(jié)端皮，廣泛地應用于生產加工中。本文主要討論回轉類零件車削加工的自動編程拒凝。
1 走刀路線的選擇
在自動編程系統中腰凫，確定刀具軌跡是關鍵的一步，而走刀路線不僅直接決定刀具加工軌跡牢裳，還影響加工質量和切削效率逢防。確定走刀路線的一般原則是：
- 保證加工精度和表面粗糙度；
- 方便數值計算蒲讯，減少編程工作量忘朝；<
- 縮短走刀路線，減少走刀空行程判帮；回轉類零件車削加工時局嘁，常用走刀路線如圖1-圖5所示。
在圖1中晦墙，刀具沿平行于軸線的方向運動悦昵，遇到工件輪廓后即按輪廓加工。其刀具軌跡計算方法簡單偎痛，精加工余量均勻旱捧。
在圖2中，刀具在整個切削過程中按輪廓形狀走刀踩麦，其刀具軌跡計算較復雜枚赡。
在圖3中，刀具沿平行于軸線的方向運動谓谦，遇到工件輪廓后即返回蛹拜，然后進行下一次走刀循環(huán)。其刀具軌跡計算方法簡單贺坝，但精加工余量不均勻慰颊。
圖4和圖5用于加工凹形體和槽、端面的加工俘噩。圖4中刀具沿軸向作切削運動辱折，適用于槽較長的情況。圖5中刀具先徑向切削再軸向走刀逾辕，適用于槽較短的情況财调。
2 刀具軌跡的生成
可以認為，零件表面輪廓是由直線和圓弧組成煮沸，對于由其它曲線組成的表面輪廓段兔触，根據加工精度的要求，可以采用插值算法將其離算為直線或圓弧腾枣。描述直線审炬、圓弧的方法很多极金，本文中，直線用起點坐標和終點坐標描述潮峦，而圓弧則采用起點坐標囱皿、終點坐標、圓心坐標加以描述跑杭。為了區(qū)分直線和圓弧還必須增設一個標志位铆帽，標志位取值為零表示直線，否則表示圓弧德谅。零件輪廓有內輪廓和外輪廓之分爹橱，而內輪廓和外輪廓的加工顯然不同，所以內輪廓和外輪廓必須分別處理(內輪廓的加工本文不加討論)窄做。另外愧驱，圓角、倒角等零件的輔助結構往往安排在最后加工椭盏，因此輔助結構必須單獨加以描述组砚。這樣對于零件的每一外輪廓段，除了描述其主要幾何特征外掏颊，還應描述輔助結構糟红、輔助結構和主要幾何特征之間的從屬關系、外輪廓段和外輪廓段之間的鄰接關系锌褒。零件外輪廓段的數據結構如下右所示匣夭。
需要指出，零件輔助結構的描述與零件外輪廓段有所不同勇湃，例如在描述倒角時坝总，我們并不使用起點和終點坐標，而是使用軸向尺寸和倒角角度迅忙。另外在描述時還必須指出輔助結構的位置(外輪廓段的左端兆距、右端)。
在確定了零件每一外輪廓段的數據結構后姆巨，就不難建立整個零件外輪廓段的描述鏈乏尿，如圖6所示。
在建立了上圖整個零件外輪廓的描述鏈后嫩碘，下面就討論對應于具體的走刀方式刀具的軌跡計算迂擅。
- 圖1的走刀路線
- 由每一次走刀的開始切削點作平行于軸線的直線，通過頭指針訪問外輪廓描述鏈的結點饼瓮，先判斷該結點對應的外輪廓段與直線是否相交。如果相交夹厌，求出交點豹爹，由直線的起點至相交點裆悄、相交點到終點對應的外輪廓段所確定的軌跡即為刀具軌跡。如果不相交臂聋，讀入下一結點光稼，重復上述步驟直至鏈表尾。在得到最終的刀具軌跡前必須加上退刀軌跡孩等、進刀軌跡艾君。
- 圖2的走刀路線
- 在求圖2所示走刀方式的刀具軌跡時，有的數控系統只是簡單地將待加工輪廓沿加工方向整體偏移肄方，但這種方法有時會產生表面干涉冰垄，只適用于某些簡單情況。胡德計和吳會林的《數控車削中等輪廓切削加工軌跡的生成與優(yōu)化[J].計算機輔助設計與制造》提出了一種算法权她，其實現步驟如下：
- 建立待加工零件的外輪廓描述鏈虹茶。
- 逐段偏移求交，進行拓撲檢查以消除偏移輪廓的自交隅要。
- 采用平行合并和等距線裁剪優(yōu)化方法得最終的加工軌跡蝴罪。
- 其詳細實現過程見原著。
- 圖3 的走刀路線由每一次走刀的開始切削點作平行于軸線的直線讥啤，訪問外輪廓描述鏈的結點驱糜，判斷該結點對應的外輪廓段與直線是否相交。如果相交睬仿，求出交點喧弦，由直線的起點至相交點所確定的軌跡即為刀具軌跡。如果不相交淹郎，讀入下一結點衔侯，重復上述步驟直至鏈表尾。在得到最終的刀具軌跡前必須加上退刀軌跡氛硬、進刀軌跡迈枪。
- 圖4和圖5的走刀路線圖4和圖5所示走刀路線刀具軌跡的求取方法同前述類似，參照前述方法是不難求得的田蔑，在此不再贅述违酣。
3 數控加工程序的生成
數控系統不同，數控加工程序的格式也不同紫磷，因此在生成數控加工程序前必須了解數控系統編程指令格式受啥。
>在數控編程中，工藝處理和刀具軌跡的計算部分被稱為前置處理鸽心，而數控加工程序的生成部分則被稱作后置處理滚局。前置處理的數據可以作為數控加工的依據，但不能直接用于數據加工顽频，只有在經過后置處理變成機床能識別的指令后藤肢，才能控制數控機床加工太闺。
> 在完成了工藝規(guī)劃后，可通過前述方法求出刀具軌跡嘁圈，并以文件的形式存儲刀具軌跡的切削參數信息省骂，文件由一系列具有如下結構的字段組成：刀具起點坐標、刀具終點坐標最住、主軸轉速钞澳、刀具進給速度、刀具號涨缚、冷卻液號轧粟。如果走刀軌跡為圓弧，還必須存儲圓心坐標仗岖。該文件通過后置處理便可生成數控加工程序梯盹。生成數控加工程序的過程如下：首先，輸出快速定位指令將刀具定位到起刀點欲堪，然后讀入文件约绒，對刀具的每段軌跡分別進行不同的加工指令處理，在切削加工結束時涯蜜，還要完成刀具返回原點痛主、關閉冷卻液、機床停機等輔助工作烙锉，至此程序結束蚂芹。
生成的數控加工程序是否正確，可通過加工仿真檢驗孙鼎。通過仿真榨厚，用戶不但可以獲得加工過程的直觀和形象的感覺，而且還能進行干涉檢查升慕，用戶一旦發(fā)現有誤可立即修改蒂禽，從而達到經濟地指導生產的效果。
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