图像数控编程系统的原理及其功能

图像化数控编程系统实质上是一个集成化的CAD/CAM系统，主要是由几何造型、刀具轨迹生成、刀具轨迹编辑、刀位验证、后置处理、计算机图形相似、数据库管理、运行控制以及用户界面组成。

下面我们来介绍一下图像数控编程系统的原理及其功能：

一、系统分析

在图像数控编程系统中，几何数据库管理模块是整个系统的核心。

在几何造型模块中，常用的几何模型和加工特征单元模型。在集成化CAD/CAM系统的几何数据库中，应用最为广泛的几何数据表示方法是边界表示。

多轴刀具轨迹生成模块直接采用几何数据库中加工(特征)单元的边界表示模式，根据所援用的刀具及加工方式进行刀位计算，生成数控加工刀具轨迹。

刀具轨迹编辑根据加工单元的约束条件对刀具轨迹进行裁剪、编辑和修改。

刀位验证一方面检验刀具轨迹是否正确，另一方面检验刀具是否与加工单元的约束面发生干涉和碰撞，其次是检验刀具是否啃切加工表面。

图形显示贯穿整个编程过程的始终。用户界面提供用户一个良好的操作环境。运行控制模块支持用户界面所有输入方式到各功能模块之间的接口。

二、典型系统的数控编程功能

1、APT系统：该系统包括几何定义、刀具轨迹生成、刀具轨迹编辑及后置处理，其多坐标数控编程功能还包括：

(1)多坐标点位加工编程。

(2)表面区域加工编程。

(3)轮廓加工编程。

(4)腔槽加工编程。

其中，表面区域加工编程只能对矩形区域进行处理，对参数曲面要求二阶连续，典型算法是参数线法。其编程能力的限制是：

(1)腔槽的边界以数据点定义且只能处理凸边界腔槽;对凹边界或岛屿的情况，必须划分为多个凸边界腔槽才能进行处理。

(2)不能连续对多个零件面(雕塑曲面)进行编程。

(3)不能对曲面交线及曲面间过渡区域进行编程。

2、NC MILL系统：该系统是一个具有菜单接口和刀具轨迹验证能力的图像数据编程系统，除了不能对曲面交线区域编程外，在很多方面突破了APT系统的限制。

3、UG I系统：该系统的数控加工编程能力包括曲面的多坐标铣削及各种腔槽的加工编程;具有一定的刀具轨迹编辑功能和到位验证的能力;其次该系统带有一个开发工具，允许用户用高级语言编写新的加工应用程序。