我对数控编程学习中的一些心得体会

数控编程的基本概念

　　数控编程是数控加工准备阶段的主要内容，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。

常用方法

　　手工编程

　　1.定义

　　手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。

　　这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程，对机床操作人员来讲必须掌握。

　　2. 编程步骤

　　人工完成零件加工的数控工艺

　　分析零件图纸

　　制定工艺决策

　　确定加工路线

　　选择工艺参数

　　计算刀位轨迹坐标数据

　　编写数控加工程序单

　　验证程序

　　手工编程

　　3. 优点

　　主要用于点位加工（如钻、铰孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数有限，编程直观易于实现的情况等。

　　4. 缺点

　　对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨迹数据计算相当繁琐，工作量大，极易出错，且很难校对，有些甚至根本无法完成。

　　自动编程（图形交互式）

　　1. 定义

　　对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，称为自动编程。

　　随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。FANUC6M数控系统的参数编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能。

　　数控编程同计算机编程一样也有自己的"语言",但有一点不同的是,现在电脑发展到了以微软的Windows为绝对优势占领全球市场.数控机床就不同了,它还没发展到那种相互通用的程度,也就是说,它们在硬件上的差距造就了它们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所以,当我要对一个毛坯进行加工时,首先要以我们已经拥有的数控机床采用的是什么型号的系统.

　　2. 常用自动编程软件

　　（1）UG

　　Unigraphics 是美国Unigraphics Solution公司开发的一套集CAD、CAM、CAE 功能于一体的三维参数化软件，是当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造的高端软件，用于航空、航天、汽车、轮船、通用机械和电子等工业领域。

　　UG软件在CAM领域处于领先的地位，产生于美国麦道飞机公司，是飞机零件数控加工首选编程工具。

　　UG 优点

　　提供可靠、精确的刀具路径

　　能直接在曲面及实体上加工

　　良好的使用者界面，客户也可自行化设计界面

　　多样的加工方式，便于设计组合高效率的刀具路径

　　完整的刀具库

　　加工参数库管理功能

　　包含二轴到五轴铣削、车床铣削、线切割

　　大型刀具库管理

　　实体模拟切削

　　泛用型后处理器等功能

　　高速铣功能

　　CAM客户化模板

　　（2）Catia

　　Catia是法国达索（Dassault）公司推出的产品，法制幻影系列战斗机、波音737、777的开发设计均采用Catia。

　　CATIA 据有强大的曲面造型功能，在所有的CAD三维软件位居前列，广泛应用于国内的航空航天企业、研究所，以逐步取代UG成为复杂型面设计的首选。

　　CATIA具有较强的编程能力，可满足复杂零件的数控加工要求。目前一些领域采取CATIA设计建模，UG编程加工，二者结合，搭配使用。

　　（3）Pro/E 是

　　美国 PTC （参数技术有限公司）开发的软件，是全世界最普及的三维 CAD/CAM （计算机辅助设计与制造）系统。广泛用于电子、机械、模具、工业设计和玩具等民用行业。具有零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、造型设计等多种功能。

　　Pro/E在我国南方地区企业中被大量使用，设计建模采用PRO-E ，编程加工采用MASTERCAM 和 CIMATRON 是目前通行的做法。

　　（4）C（imatronCAD/CAM系统

　　以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM产品，是较早在微机平台上实现三维CAD/CAM全功能的系统。该系统提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。 CimatronCAD/CAM系统在国际上的模具制造业备受欢迎，国内模局制造行业也在广泛使用。

　　（5）Mastercam

　　美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 Mastercam具有较强的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多种选择方式，可以满足复杂零件的曲面加工要求，同时具备多轴加工功能。由于价格低廉，性能优越，成为国内民用行业数控编程软件的首选。

　　（6）FeatureCAM

　　美国DELCAM公司开发的基于特征的全功能CAM软件，全新的特征概念，超强的特征识别，基于工艺知识库的材料库，刀具库，图标导航的基于工艺卡片的编程模式。全模块的软件，从2~5轴铣削，到车铣复合加工，从曲面加工到线切割加工，为车间编程提供全面解决方案。 DELCAM软件后编辑功能相对来说是比较好的。

　　近年来国内一些制造企业正在逐步引进，以满足行业发展的需求，属新兴产品。

　　（7）CAXA制造工程师

　　CAXA制造工程师是北京北航海尔软件有限公司推出一款全国产化的CAM产品，为国产CAM软件在国内CAM市场中占据了一席之地。 作为我国制造业信息化领域自主知识产权软件优秀代表和知名品牌，CAXA已经成为我国CAD/CAM/PLM业界的领导者和主要供应商。　CAXA制造工程师是一款面向二至五轴数控铣床与加工中心、具有良好工艺性能的铣削/钻削数控加工编程软件。该软件性能优越，价格适中，在国内市场颇受欢迎。

　　（8）EdgeCAM

　　英国Pathtrace公司出品的具有智能化的专业数控编程软件，可应用于车、铣、线切割等数控机床的编程。针对当前复杂三维曲面加工特点，EdgeCAM设计出更加便捷可靠的加工方法 ，目前流行于欧美制造业。英国路径公司正在进行中国市场的开发和运作，为国内的制造业的客户提供更多的选择。

　　（9）VERICUTVERICUT

　　美国CGTECH公司出品的一种先进的专用数控加工仿真软件。VERICUT 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术，对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。不仅能用彩色的三维图像显示出刀具切削毛坯形成零件的全过程，还能显示出刀柄、夹具,甚至机床的运行过程和虚拟的工厂环境也能被模拟出来，其效果就如同是在屏幕上观看数控机床加工零件时的录像。

　　编程人员将各种编程软上生成的数控加工程序导入VERICUTVERICUT中，由该软件进行校验，可检测原软件编程中产生的计算错误，降低加工中由于程序错误导致的加工事故率。目前国内许多实力较强的企业，已开始引进该软件来充实现有的数控编程系统，取得了良好的效果。

　　随着制造业技术的飞速发展，数控编程软件的开发和使用也进入了一个高速发展的新阶段，新产品层出不穷，功能模块越来越细化，工艺人员可是在微机上轻松地设计出科学合理并富有个性化的数控加工工艺，把数控加工编程变得更加容易、便捷。

数控编程的基本步骤

　　1.分析零件图确定工艺过程

　　对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯进行分析，明确加工内容与要求；确定加工方案、走刀路线、切削参数以及选择刀具及夹具等。

　　2.数值计算

　　根据零件的几何尺寸、加工路线、计算出零件轮廓上的几何要素的起点、终点及圆弧的圆心坐标等。

　　3.编写加工程序

　　在完成上述两个步骤后，按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式，编写加工程序单。

　　4.将程序输入数控系统

　　程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统，也可以通过计算机通信接口输入数控系统。

　　5.检验程序与首件试切

　　利用数控系统提供的图形显示功能，检查刀具轨迹的正确性。对工件进行首件试切，分析误差误差产生的原因，及时修正，直到试切出合格零件。

　　虽然,每个数控系统的编程语言和指令各不相同,但其间也有很多相通之处.

功能代码

　　字与字的功能

　　1、字符与代码

　　字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。国际上广泛采用两种标准代码：

　　1）ISO国际标准化组织标准代码

　　2）EIA美国电子工业协会标准代码

　　2、字

　　在数控加工程序中，字是指一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。

　　如：“X2500”是一个字，X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。

　　3、字的功能

　　组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义，以下是以FANUC-0M数控系统的规范为主来介绍的。

　　（1）顺序号字N

　　顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，由顺序号字N和后续数字组成。其作用为校对、条件跳转、固定循环等。使用时应间隔使用，如N10 N20 N30……

　　（2）准备功能字G

　　准备功能字的地址符是G，又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。G00～G99

　　（3）尺寸字

　　尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。

　　其中，第一组 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组 A，B，C，D，E 用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组 I，J，K 用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。

　　（4）进给功能字F

　　进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。

　　（5）主轴转速功能字S

　　主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位为r/min。

　　（6）刀具功能字T

　　刀具功能字的地址符是T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号,如T01。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用，如T0101。

　　（7）辅助功能字M

　　辅助功能字的地址符是M，后续数字一般为1～3位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作，如M00～M99。

程序格式

程序段格式

　　一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。程序段格式举例：

　　N30　G01　X88.1　Y30.2　F500　S3000　T02　M08； N40 X90；（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）

　　在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：

　　移动目标：终点坐标值X、Y、Z；

　　沿怎样的轨迹移动：准备功能字G；

　　进给速度：进给功能字F；

　　切削速度：主轴转速功能字S；

　　使用刀具：刀具功能字T；

　　机床辅助动作：辅助功能字M。

程序格式

　　1）程序开始符、结束符

　　程序开始符、结束符是同一个字符，ISO代码中是%，EIA代码中是EP，书写时要单列段。

　　2）程序名

　　程序名有两种形式：一种是英文字母O（%或P）和1～4位正整数组成；另一种是由英文字母开头，字母数字多字符混合组成的程序名(如TEST1 等)。一般要求单列一段。

　　3）程序主体

　　程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。

　　4）程序结束

　　程序结束可以用M02或M30指令。一般要求单列一段。

　　加工程序的一般格式举例：

　　% // 开始符

　　O2000 // 程序名

　　N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 // 程序主体

　　N20 G01 X60.0 Y30.0 F100 T02 M08

　　N30 X80.0

　　……

　　N200 M30 // 程序结束

　　% // 结束符

机床坐标系

机床坐标系的确定

　　（1）机床相对运动的规定

　　在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程

　　（2）机床坐标系的规定

　　标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。

　　在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。

　　例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。

　　标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角 坐标系决定：

　　1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。

　　2)大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。　

　　3)围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。

　　（3）运动方向的规定

　　增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向，下图为数控车床上两个运动的正方向。

坐标轴方向的确定

　　（1）Z坐标

　　Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。（2）X坐标

　　X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：

　　1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。

　　2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况： Z坐标水平时，观察者沿刀 具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。 下图所示为数控车床的X坐标。

　　（3）Y坐标

　　在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。

机床原点的设置

　　机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。

　　（1）数控车床的原点

　　在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。

　　（2）数控铣床的原点

　　主轴下端面中心，三轴正向极限位置。

Mastercam软件后置处理文件

Mastercam软件的后置处理文件及其设定方法

Mastercam系统配置的是适应单一类型控制系统的通用后置处理，该后置处理提供了一种功能数据库模型，用户根据数控机床和数控系统的具体情况，可以对其数据库进行修改和编译，定制出适应某一数控机床的专用后置处理程序。
Mastercam系统后置处理文件的扩展名为PST，称为PST文件，它定义了切削加工参数、NC程序格式、辅助工艺指令，设置了接口功能参数等，其结构由八个部分组成：
1． 注解
程序每一列前有“#”符号表示该列为不影响程序执行的文字注解。如：
# mi2-Absolute, or Incremental positioning
0=absolute
1=incremental
表示mi2定义编程时数值给定方式，若mi=0为绝对值编程，mi=1为增量值编程。
在这一部分里，定义了数控系统编程的所有准备功能G代码格式和辅助功能M代码格式。
2． 程序纠错
程序中可以插入文字提示来帮助纠错，并显示在屏幕上。如：
# Error messages （错误信息）
psuberror # Arc output not allowed
"ERROR-WRONG AXIS USED IN AXIS SUBSTITUTION", e
如果展开图形卷成旋转轴时，轴替换出错，则在程序中会出现上面引号中的错误提示。
3． 定义变量的数据类型、使用格式和常量赋值
如规定G代码和M代码是不带小数点的两位整数，多轴加工中心的旋转轴的地址代码是A、B和C，圆弧长度允许误差为0.002，系统允许误差为0.00005，进给速度最大值为10m/min等。
4． 定义问题
可以根据机床加工需要，插入一个问题给后置处理程序执行。
如定义NC程序的目录，定义启动和退出后置处理程序时的C-Hook程序名。
5． 字符串列表
字符串起始字母为s，可以依照数值选取字符串，字符串可以由两个或更多的字符来组成。
字符串sg17，表示指定XY加工平面，NC程序中出现的是G17，scc1表示刀具半径左补偿，NC程序中出现的是G41，字符串sccomp代表刀具半径补偿建立或取消。
6． 自定义单节
可以让使用者将一个或多个NC码作有组织的排列。
自定义单可以是公式、变量、特殊字符串等：
pwcs # G54+ coordinate setting at toolchange
if mil >1, pwcs_g54
表示用pwcs单节指代#G54+在换刀时坐标设定值，mil定义为工件坐标系（G54~G59）
7． 预先定义的单节
使用者可按照数控程序规定的格式将一个或多个NC代码作有组织的排列，编排成一条程序段。
8． 系统问答
后置处理软件提出了五组问题，供使用者回答，可按照注解文字、赋值变量、字符串等内容，根据使用的机床、数控系统进行回答。

设计后置处理文件，一般是按照NC程序的结构模块来进行。根据NC程序的功能，后置处理文件分成六个模块如下：

1． 文件头
文件头部分设定程序名称和编号，此外，SINUMERIK 810D系统还必须指定NC程序存放路径，并按照以下格式输出：
“%_N_（程序名及编号）_（路径）”。
NC程序可存放在主程序、子程序和工作程序目录下，扩展名分别为：MPF、SPF、WPD，一般放在工作程序目录下。因此经修改的Pst文件格式为：
Pheader # Start of file
" %_N_", progname, "_WPD" （程序名、存放目录）
2． 程序起始
在程序开始，要完成安全设定、刀具交换、工件坐标系的设定、刀具长度补偿、主轴转速控制、冷却液控制等，并可显示编程者、编程日期、时间等注解。
修改后的有刀具号Pst文件开头格式如下：
# Start of file for non-zero tool number
......
pspindle （主轴转速计算）
pcom_movbtl （移动设备）
ptoolcomment （刀具参数注解）
......
pbld, n, *sgcode, *sgplane, "G40", "G80", *sgabsinc
（快进、XY加工平面、取消刀补、取消固定循环、绝对方式编程）
if mil <=one, pg92_rtrnz, pg92_rtrn, pg92_g92 （返回参考点）
......
pbld, n, *sgcode, *sgabsinc, pwcs, pfxout, pfyout, pfcout, *speed, *spindle, pgear, pcan1
（快进至某位置、坐标系编置、主轴转速等）
pbld, n, pfzout, *tlngno, scoolant, [ if stagetool=one, *next_tool]
（安全高度、刀长补偿、开冷却液）
pcom_movea （加工过程）
3． 刀具交换
刀具交换执行前，须完成返回参考点、主轴停止动作，然后换刀，接着完成刀具长度补偿、安全设定、主轴转速控制。
Pst文件中用自定义单节ptlchg指代换刀过程，编辑修改后的程序如下：
Ptlchg # Tool change
......
ptoolcomment （新刀参数注解）
comment （插入注解）
if stagetool <> two, pbld, n, *t, e （判断、选刀）
n, "M6" （换刀）
pindex （输出地址）
pbld, n, *sgcode, *sgabsinc, pwcs, pfxout, pfyout, pfcout, *speed, *spindle, pgear, pcan1
（快进至某位置、坐标系偏置、主轴转速等）
pbld, n, pfzout, *tlngno, "M7", [if stagetool=one, *next_tool]
(安全高度、刀长补偿号、开冷却液)
pcom_movea （加工过程）
4． 加工过程
这一过程是快速移动、直线插补、圆弧插补、刀具半径补偿等基本加工动作。
对于几乎所有系统，这些加工动作的程序指令基本相同。只是注意SINUMERIK 810D系统的刀具长度补偿值由字母D后加两位数字调用，不需要G43/G44指令；而半径补偿值则由G41/G42调用，不需要再接地址代码。用G40取消刀具长度和刀具半径补偿。
5． 切削循环
Mastercam软件提供了6种内定的孔加工固定循环方式：一般钻削（Drill/Cbore）、深孔啄钻（Peck Drill）、断屑钻（Chip Break）、右攻丝（Tap）、精镗孔（Bore#1）、粗镗孔（Bore #2），通过杂项选项（Misc #1/Misc #2）可设定左攻丝、背镗孔、盲孔镗孔、盲孔铰孔等循环，并采用G73~G89代码来表示。
如对于深孔钻削固定循环，Mastercam采用的格式为：G83 X_Y_Z_R_Q_F；而SINUMERIK 810D系统用CYCLE83指代深孔钻削循环，其NC程序要求给出循环加工所有参数，输出格式为：
CYCLE83（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，FDEP，FDPR，DAM，DTB，DTS，FRF，VARI）
在pst文件中需按SINUMERIK 810D系统格式进行定义、修改和编写。
6． 程序结尾
程序结尾一般情况下是取消刀补、关冷却液、主轴停止、执行回参考点，程序停止等动作。下面是修改后的pst程序结尾：
Ptoolend_t #End of tool path, toolchange
......
pbld, n, sccomp, "M5", *scoolant, e （取消刀补、主轴停止、关冷却液）
pbld, n, *sg74, "Z1=0. X1=0. Y1=0.", e （返回参考点）
if mi2=one, pbld, n, *sg74, "X1=0.", "Y1=0.", protretinc, e
else, protretabs （程序结束）

例子中文说明：[转贴]

# POST 名称 : wgkG54
# 类型 : MILL
# 机床名称 : GENERIC FANUC
# 控制器名称 : GENERIC FANUC
# 描述 : GENERIC FANUC 3 AXIS MILL POST
# Associated Post : NONE
# 车/铣复合 : NO
# 4-axis/Axis subs. : NO
# 五轴 : NO
# 子程序支持 : NO
# 自动换刀 : NO
# 工作坐标系 : G54
# Executable : MP 8.00
#
#
#
# 这个POST支持FANUC控制器普通三轴铣床的的G 代码输出，
# 不支持自动换刀,有最大圆弧报警
# 它来源于MP-EZ.PST
# 是针对Mastercam Mill V8的特征而设计的
#
#

# --------------------------------------------------------------------------
# 修改日志:
# --------------------------------------------------------------------------
# Programmers Note:
# CNC 05/01/00 - Initial post setup, jce
# 20##-10-11 - 去掉自动换刀，xxx
# 20##-10-12 - 增加中文注释，xxx
# 20##-10-21 - 增加最大圆弧警告，xxx
# 20##-11-05 - 修改坐标系为G54，xxx
# --------------------------------------------------------------------------
# 特征:
# --------------------------------------------------------------------------
#
#
# 下列 Misc.(杂项) 必须使用整数:
#
# mi2 - 绝对或增量坐标 at top level
# 0 = 绝对
# 1 = 增量
#
# mi3 - 选择G28或G30来执行参考点回归.
# 0 = G28, 1 = G30
#
# Canned text:
# 在轮廓点里插入"cantext".以允许/禁止 下列Mastercam里许可的功能，
# Entering cantext on a contour point from within Mastercam allows the
# following functions to enable/disable.

# Cantext 值:
# 1 = Stop = 输出 "M00" 停止码
# 2 = Ostop = 输出 "M01" 选择停止码
# 3 = Bld on = 在 NC 单节打开 单节删除码(\)
# 4 = bLd off = 在 NC 单节关闭 单节删除码(\)
#
#
# 钻孔:
# 在这个 POST 里支持所有的钻孔方法.
#
# 附加注意事项:
# 1) G54 calls are generated where the work offset entry of 0 = G54,
# 1 = G55, etc.
# 2) 由NCI变量"met_tool"决定是否使用米制
#
# 3) 以增量方式从换刀起始位置计算运动量.
# 起始位置通常定义为所有换刀时刀具所处的最后位置
# Incremental mode calculates motion from home position at toolchanges.
# The home position is used to define the last position of the tool
# for all toolchanges.
# 4) 变量 'absinc' 现已被预先定义, 设定 mi2 (杂项整数)以定义
# 绝对/增量程序输出.
#
# --------------------------------------------------------------------------
# Debugging and Factory Set Program Switches 调试和加工设置程序切换
# --------------------------------------------------------------------------
m_one : -1 #定义常数
zero : 0 #定义常数
one : 1 #定义常数
two : 2 #定义常数
three : 3 #定义常数
four : 4 #定义常数
five : 5 #定义常数
c9k : 9999 #定义常数

fastmode : 1 #Posting 速度最佳化
bug1 : 2 #0=不显示, 1=普通列表框, 2=编辑器
bug2 : -30 #Append postline labels, non-zero is column position?
bug3 : 0 #Append whatline no. to each NC line?
bug4 : 1 #Append NCI line no. to each NC line?
whatno : yes #不执行 whatline branches(分枝）? (leave as yes)

get_1004 : 1 #Find gcode 1004 with getnextop?
rpd_typ_v7 : 0 #Use Version 7 style contour flags/processing?
strtool_v7 : 2 #Use Version 7+ toolname?
tlchng_aft : 2 #Delay call to toolchange until move line
cant_tlchng : 1 #忽视 cantext 入口 on move with tlchng_aft
newglobal : 1 #全局变量错误检测
getnextop : 0 #建立下一个变量表

# --------------------------------------------------------------------------
# 一般输出设置
# --------------------------------------------------------------------------
sub_level : 1 #允许自动子程序支持
breakarcs : no #在各象限分割圆弧
arcoutput : 0 #0= IJK，1= R不带符号，2= R (超过180度时带负号）
arctype : 2 #圆弧中心 1=abs, 2=St-Ctr, 3=Ctr-St, 4=unsigned inc.
arccheck : 1 #检测小圆弧，转化为直线
atol : .01 #arccheck=2时的角度公差
ltol : .002 #arccheck=1时的长度公差
vtol : .0001 #系统公差
maxfeedpm : 500 #进给速度极限 (英寸/分钟)
ltol_m : .05 #arccheck=1时的长度公差，米制
vtol_m : .0025 #系统公差，米制
maxfeedpm_m : 10000 #进给速度极限 毫米/分钟
force_wcs : yes #每次换刀时强制输出WCS
spaces : 1 #各指令之间插入的空格数
omitseq : no #省略序号
seqmax : 9999 #最大序号
stagetool : 0 #0 = 无预先备刀, 1 = 预备刀具
use_gear : 0 #输出齿轮交换代码,0=no,1=yes
max_speed : 6000 #最大主轴转速
min_speed : 1 #最小主轴转速
nobrk : no #Omit breakup of x, y & z rapid moves
progname : 1 #使用大写字母表示程序名

Mastercam系统缺省后处理文件的简单优化

MasterCAM系统缺省的后处理文件为MPFAN.PST，适用于FANUC（法兰克、发那科）数控代码的控制器。其它类型的控制器需选择对应的后处理文件。

由于实际使用需要，用缺省的后处理文件时，输出的NC文件不能直接用于加工。原因是：

⑴进行模具加工时，需从G54～G59的工件坐标系指令中指定一个，最常用的是G54。部分控制器使用G92指令确定工件坐标系。对刀时需定义工件坐标原点，原点的机械坐标值保存在CNC控制器的G54～G59指令参数中。CNC控制器执行G54～G59指令时，调出相应的参数用于工件加工。采用系统缺省的后处理文件时，相关参数设置正确的情况下可输出G55～G59指令，但无法实现G54指令的自动输出。

⑵FANUC.PST后处理文件针对的是4轴加工中心，而目前使用量最大的是3轴加工中心，多出了第4轴数据“A0.”。

⑶不带刀库的数控铣使用时要去掉刀具号、换刀指令、回参考点动作。

⑷部分控制器不接受NC文件中的注释行。

⑸删除行号使NC文件进一步缩小。

⑹调整下刀点坐标值位置，以便于在断刀时对NC文件进行修改。

⑺普通及啄式钻孔的循环指令在缺省后处理文件中不能输出。使用循环指令时可大幅提高计算速度，缩小NC文件长度。

如果要实现以上全部要求，需对NC文件进行大量重复修改，易于出现差错，效率低下，因此必须对PST（后处理）文件进行修改。修改方法如下：

1、增加G54指令（方法一）：

采用其他后处理文件（如MP_EZ.PST）可正常输出G54指令。由于FANUC.PST后处理文件广泛采用，这里仍以此文件为例进行所有修改。其他后处理文件内容有所不同，修改时根据实际情况调整。

选择【File】>【Edit】>【PST】命令，系统弹出读文件窗口，选择Mpfan.PST文件，系统弹出如下图所示编辑器。

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“G49”，如下图所示：

单击 按钮，查找结果所在行为：

pbld, n, *sgcode, *sgplane, "G40", "G49", "G80", *sgabsinc, e

插入G54指令到当前行，将其修改为：

pbld, n, *sgcode, *sgplane, "G40", "G49", "G80", *sgabsinc, "G54"，e

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

N102G0G17G40G49G80G90

修改后变为：

N102G0G17G40G49G80G90G54

查找当前行的上一行：

pbld, n, *smetric, e

将其整行删除，或加上“＃”成为注释行：

＃ pbld, n, *smetric, e

修改后G21指令不再出现，某些控制器可不用此指令。注意修改时保持格式一致。G21指令为选择公制单位输入，对应的英制单位输入指令为G20。

2、增加G54指令（方法二）：

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“force_wcs”，单击 按钮，查找结果所在行为：

force_wcs : no #Force WCS output at every toolchange?

将no改为yes，修改结果为：

force_wcs : yes #Force WCS output at every toolchange?

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

N106G0G90X16.Y-14.5A0.S2200M3

修改后变为：

N106G0G90G54X16.Y-14.5A0.S2200M3

前一方法为强制输出固定指令代码，如需使用G55～G59指令时，有所不便。多刀路同时输出时，只在整个程序中出现一次G54指令。后一方法同其他后处理文件产生G54指令的原理相同，多刀路同时输出时，每次换刀都会出现G54指令，也可根据参数自动转换成G55～G59指令。

输出三轴加工中心程序的FANUC后处理文件为MP_EZ.PST，输出4轴加工中心程序的三菱控制器后处理文件为MP520AM.PST。

3、删除第四轴数据“A0.”，以适应三轴加工中心：

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“Rotary Axis”，单击 按钮，查找结果所在行为：

164. Enable Rotary Axis button? y

将其修改为：

164. Enable Rotary Axis button? n

修改后第四轴数据不再出现。

4、删除刀具号、换刀指令、回参考点指令，适应无刀库的数控铣机床：

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“M6”，单击 按钮，查找结果所在行为：

if stagetool >= zero, pbld, n, *t, "M6", e

将其修改为：

if stagetool >= zero, e ＃ pbld, n, *t, "M6",

另一个换刀的位置所在行为：

pbld, n, *t, "M6", e

将其删除或改为注释行：

＃pbld, n, *t, "M6", e

修改后换刀指令行不再出现，通常修改第一个出现“M6”指令的位置即可。

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“*sg28ref”，单击 按钮，查找结果所在行为：

pbld, n, sgabsinc, sgcode, *sg28ref, "Z0.", scoolant, e

      pbld, n, *sg28ref, "X0.", "Y0.", protretinc, e

将其修改为：

pbld, n, scoolant, e

＃ pbld, n, *sg28ref, "X0.", "Y0.", protretinc, e

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

N116G91G28Z0.M9

修改后变为：

N116M9

PST文件中另有两个类似位置，如使用G92指令确定工件坐标，可对其适当修改。加工结束后，机床各轴不回参考点，便于手动换刀时节省时间。

5、删除NC文件的程序名、注释行：

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“%”，单击 按钮，查找结果所在行为：

"%", e

  *progno, e

  "(PROGRAM NAME - ", progname, ")", e

  "(DATE=DD-MM-YY - ", date, " TIME=HH:MM - ", time, ")", e

将其删除或改为注释行：

"%", e

＃ *progno, e

＃ "(PROGRAM NAME - ", progname, ")", e

＃ "(DATE=DD-MM-YY - ", date, " TIME=HH:MM - ", time, ")",

  输出的NC文件修改前对应位置指令为：

O0010

（PROGRAM NAME - A2）

(DATE=DD-MM-YY - 25-12-04 TIME=HH:MM - 10:45)

修改后以上指令行不再出现。

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“pstrtool”，单击 按钮，查找结果所在行为：

"(", pstrtool, *tnote, *toffnote, *tlngnote, *tldia, ")", e

将其删除或改为注释行：

＃"(", pstrtool, *tnote, *toffnote, *tlngnote, *tldia, ")", e

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

（D16R8.0 TOOL - 2 DIA. OFF. - 0 LEN. - 0 DIA. - 16.）

修改后以上指令行不再出现。此注释行指明当前刀路所使用的刀具参数，可用于加工前核对加工单，建议保留。法兰克及三菱控制器可以接受注释内容。

6、取消行号：

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“omitseq”，单击 按钮，查找结果所在行为：

omitseq : no #Omit sequence no.

将其修改为：

omitseq : yes #Omit sequence no.

修改后行号不再出现。

7、调整下刀点坐标值位置：

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“g43”，单击 按钮，查找结果所在行为：

pcan1, pbld, n, *sgcode, *sgabsinc, pwcs, pfxout, pfyout,

        pfcout, *speed, *spindle, pgear, strcantext, e

      pbld, n, "G43", *tlngno, pfzout, scoolant, next_tool, e

将其修改为：

pcan1, pbld, n, *sgcode, *sgabsinc, pwcs, pfxout, pfyout, pfcout, e

       pbld, n, *sgcode, pfzout, e

pbld, n, *speed, *spindle, pgear, strcantext, e

      pbld, n, "G43", *tlngno, scoolant, next_tool, e

输出的NC文件修改前对应位置指令为：

G0G90G54X16.Y-14.5S2200M3

G43H0Z20.M8

修改后变为：

G0G90G54X16.Y-14.5

G0Z20.

S2200M3

G43H0M8

新的指令顺序使下刀点（安全高度）x、y、z坐标值同其他指令分开，易于在断刀时修改。G43指令在PST文件中有两个位置，如仅使用G54指令时，修改第一个出现“G43”的位置即可。

8、输出普通及啄式钻孔循环指令：

单击 按钮，系统弹出查找对话框，输入“usecandrill”，单击 按钮，查找结果相关行为：

usecandrill : no #Use canned cycle for drill

usecanpeck : no #Use canned cycle for Peck

将其修改为：

usecandrill : yes #Use canned cycle for drill

usecanpeck : yes #Use canned cycle for Peck

此修改适用于支持G81、G83钻孔循环指令的控制器。

生产中有针对性的修改

我们需要根据不同的机床，有针对性的修改后处理文件，使我们的程序输出达到机床的要求。我们默认后处理程序的是针对FANUC控制器后处理程序，根据不同的机床，默认的输出还不是完美的nc程序，还需要修改；一般的我们修改程序头和程序危就可以了，下面这个简单的程序就是默认的输出程序：

%

O0000

(PROGRAM NAME -  33 )

(DATE=DD-MM-YY -  12-05-07  TIME=HH:MM -  17:35 )

N100 G21

N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90

( 1   TOOL - 1  DIA. OFF. - 1  LEN. - 1  DIA. - 10. )

N104 T1 M6

N106 G0 G90 G58 X-55. Y10. A0. S2000 M3

N108 G43 H1 Z50.

N110 Z10.

N112 G1 Z-5. F300.

......

......

......

......

N186 G0 Z50.

N188 M5

N190 G91 G28 Z0.

N192 G28 X0. Y0. A0.

N194 M30

_______________________________________________________________________________

%

这个程序我们需要修改的地方有几点：

1、在G21那行加上G54指令。

2、关闭A轴输出；

3、把T1和M6分两行来写（一些机床读到“T1M6；”是会报警的）。

4、把s2000M3；独立写在一行；

5、在N166后面加上开切削液的M8指令；

6、在程序尾加上关切削液的M9指令。

具体的修改方法是

1、2、可跟据之前提到的方法修改，以下是一些特殊情况的修改：

3、把T1和M6分开输出：

找到if stagetool >= zero, pbld, n$, *t$, "M6", e$这一句，把"M6",删除，然后在这一句后面加上pbld, n$, "M6", e$这一句，就能让T1和M6分开来输出；

4、把s2000M3；独立写在一行：

找到pcan1, pbld, n$, *sgcode, *sgabsinc, pwcs, pfxout, pfyout,

       pfcout, *speed, *spindle, pgear, strcantext, e$这一句把它改成这样

pcan1, pbld, n$, *sgcode, *sgabsinc, pwcs, pfxout, pfyout,

       pfcout, e$

pbld, n$, *speed, *spindle, pgear, strcantext, e$

就能独立输出“s2000M3；”；

5、在N166后面加上开切削液的M8指令：

找到pbld, n$, "G43", *tlngno$, pfzout, scoolant, next_tool$, e$这一句，在它后面加上

pbld, n$, "M8"，e$这一句变成

pbld, n$, "G43", *tlngno$, pfzout, scoolant, next_tool$, e$

pbld, n$, "M8"，e$

这样就能输出M8指令了；

6、在程序尾加上关切削液的M9指令：

找到这一句pbld, n$, sccomp, *sm05, psub_end_mny, e$，在这一句后面加上

pbld, n$, "M9"，e$

这样就能输出M9指令了。

_______________________________________________________________________________

修改之后，后处理输出的程序就成这样了：

 O0000

(PROGRAM NAME -  T )

(DATE=DD-MM-YY -  13-05-07  TIME=HH:MM -  12:09 )

N100 G21 G54

N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90

(   10. FLAT ENDMILL   TOOL - 1  DIA. OFF. - 1  LEN. - 1  DIA. - 10. )

N104 T1

N106 M6

N108 G0 G90 X-67.884 Y12.842

N110 S5000 M3

N112 G43 H1 Z50.

N114 M8

N116 Z10.

....

....

....

N192 G0 Z50.

N194 M5

N196 M9

N198 G91 G28 Z0.

N200 G28 X0. Y0.

N202 M30

%

软件编程过程中应注意的几点

　　　　　一、下刀方式

　　1. 外凸台加工

　　如图1所示，加工开放性外凸台时，可采用“平面轮廓加工”方式进行加工。一般选择刀具从毛坯(A′B′C′D ′)实体材料外面的P1点下刀，这样可以采用垂直下刀、直线切入切出方式。若是选择从实体材料表面上某点下刀，就只能采用螺旋下刀方式或直线渐进方式，否则就需要有预钻孔(即先用钻头预钻一小孔，然后再用立铣刀在预钻孔中垂直下刀，进行平面上的切削加工)。若不明白这一点，直接在实体材料上垂直下刀，就把铣刀当钻头用了，容易损坏刀具。

　　假定毛坯A′B′C′D ′的尺寸为100×100，凸台的尺寸为60×60，使用Φ24 立铣刀，垂直下刀对应的手工编程为：

　　G00Z50

　　X42Y65(实体外P 1点)

　　Z-2(垂直下刀，切深2mm) G01Y-42F300(直线切入)

　　……

　　若用较小的铣刀，例如用Φ 16的立铣刀就需要进行多刀加工(也即多行加工)。如图2所示，对于这样的外凸台应 该采取“从外向里”的环切方式。这不 但保证了从实体外下刀，而且方便预留 精加工余量。对于平底刀，粗切时的行距(行与行之间的距离)可取刀具直径 的0.7%～0.8%。

　　2. 内凹腔加工

　　当加工内凹的型腔时，不可避免地要从实体材料上下刀。如果在数控加工中心上加工零件，可以先用中心钻预钻一个较小的孔，再用“平面区域加工” 方式进行加工。如果是在普通数控铣床上加工，就没必要预先钻孔了，直接采用“螺旋下刀方式”下刀到位后再进行平面加工(节省换刀时间)。螺旋下刀方式对应的手工编程为：

　　G00Z50

　　X-6Y-6(内腔加工在XY 平面上的 下刀点P 1)

　　Z10 (Z方向慢速下刀的相对高度点) G01Z1F100(Z 方向螺旋下刀的开始点)

　　G91G03I0J6Z-1L3(螺旋下刀， 切深2mm到位)

　　G90 G03I-3J0 (这一句不能省， 否则在工件底平面上会留下一些没加工 干净的痕迹)

　　G01Y6F300 (开始“从里向外”的 平面内腔加工)

　　……

除了螺旋下刀方式外还可以采用直线倾斜方式下刀或者直线渐切方式下刀。

　　二、“加工余量”的巧妙利用

　　机械制造工艺学中的加工余量和自动编程软件中的加工余量是有区别的。 前者指的是本次加工应该切削掉的余 量，后者指的是本次加工完毕以后留给 后续工步的余量。例如，若内孔的成品 尺寸为Φ 800+0.2，如果本次加工就是 最终的精加工，则自动编程时“加工余 量”应设置为“0”;如果本次加工后还 需要留单边0.1m m给精加工，则编程时“加工余量”应设置为“0.1”。 我们可以巧妙利用它来解决非对称公差的中间尺寸计算问题。在手工编程中，通常要用“中间尺寸”进行编程，以确保加工后的零件实际尺寸在所要求的尺寸公差范围以内。而对于非对称公差的尺寸，要计算其中间尺寸往往比较麻烦。在自动编程中可以通过设置加工余量，轻松地解决这个问题。

　　如图7a所示零件，下偏差为基本偏差0，上偏差为+0.2，因此只需将加工余量设为0.05，则编程软件会自动按60.1mm的中间尺寸计算轨迹。图7b所示的零件，上偏差为基本偏差0，下偏差为-0.2，加工余量应设为-0.05，这样编程软件才能自动按59.9mm的中间尺寸计算轨迹。

　　另外，前面提到的外轮廓采用“从外向里”、内轮廓采用“从里向外”的走刀方式，也便于利用“加工余量”设 置分别完成零件的粗精加工程序。

　　三、拐角过渡方式

　　CAXA自动编程软件的轨迹设计都需要设置“拐角过渡方式”，就是在切削过程中遇到拐角时的处理方式。CNC会自动识别内角的拐角，对于内角加工，其拐角处刀具的中心轨迹必定经过轮廓轨 迹等距线的交点P ，如图8所示。

　　图9所示为加工外角时的两种过渡方式。图9a为尖角过渡方式，即在加工一段轮廓到另一段轮廓的拐角处，刀具的中心轨迹是两段等距直线相交(以刀具半径为距离的直线1P 和2P 相交)。图9b为圆弧过渡方式，即在加工一段轮廓到另一段轮廓的拐角处，刀具中心轨迹为一段圆弧(图中1点到2点的圆弧)，起点为前一曲线的终点，终点为后一曲线的起点，半径等于刀具半径。

　　从切削工艺方面，在加工半封闭或封闭的内外轮廓中，应尽量避免加工中的停顿现象。因为“零件-刀具-机床”这一工艺系统在加工过程中暂时处于动态平衡弹性变形状态下，若忽然进给停顿，切削力会明显减小，就会失去原工艺系统的平衡，使刀具在停顿处留下划痕或凹痕，影响零件表面的加工质量。

　　很明显，从工艺的角度考虑，拐角处应尽量选择尖角过渡。但尖角过渡时刀具走过的路程较圆弧过渡长，特别是当零件夹角α 越小，拐角处刀具中心轨迹的交点就越远，影响加工效率。因此，拐角过渡选择的原则应是：粗加工时一般选择“圆弧过渡”，精加工(特别是拐角处要求锐角且表面质量要求较高)时，选择“尖角过渡”。

　　手工编程中也有尖角过渡和圆弧过渡之分。尖角过渡对应的指令代码是G451(SIEMENS系统)和G61(FANUC系统)，圆弧过渡对应的代码是G450(SIEMENS系统)和G64(FANUC系统)。

　　四、带有拔模角度的轮廓加工

　　对于像棱锥台、圆锥台等零件，存在角度轮廓面需要加工。在传统加工技术中，通常有二种进给方式，如图10所示。图10a进给方向为垂直方向，需采用和零件角度一致的专用成型刀具。图10b采用普通的平底刀具，但其进给方向要与零件的角度方向一致，通常是将铣刀头扳转一定角度，使其与零件角度方向一致。

　　在数控加工中，尤其是在三轴数控加工中，刀具的进给只能沿着各坐标轴方向运动，因而刀具轨迹由几个方向的 坐标运动复合而成，如图11所示。图11a采用平底刀具，图11b采用球头刀具，1、2、3分别代表刀具在三个高度上的加工起点位置，也即1、2 、3层的位置。刀尖的轨迹形成了实际上的加工面，图中用红色线表示。这就从加工原理上决定了实际加工表面与所要求的理想表面有误差。这个误差可以由“每层下降高度”来限定。减小每层下降高度就可以减小该误差。

　　从图11中可以看出，球头刀具比平底刀具加工产生的误差小。因此，在设计带有拔模角度的轮廓面精加工轨迹时，应选用球头刀具、减小每层的下降高度，以提高表面质量。但对于粗加工，多数还是选择平底刀加工，以提高生产率

　　圆锥台面的手工编程要用到宏程序，在此不作介绍。

　总之，在学习和使用数控自动编程软件设计加工程序的过程中，不能忽略加工工艺知识的灵活应用，不能将其与手工编程完全割裂开。一个优秀的编程人员，应该同时具备工艺常识、手工编程技能和自动编程软件的使用技巧。将三者结合起来思考应用，会加深我们对编程软件的透彻理解和良好应用，达到优化程序设计、增强软件使用效能的目标。

FMS--柔性制造系统

柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统(Flexible Manufacturing System)，英文缩写为FMS。

    FMS的工艺基础是成组技术，它按照成组的加工对象确定工艺过程，选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统，并由计算机进行控制，故能自动调整并实现一定范围内多种工件的成批高效生产(即具有“柔性”)，并能及时地改变产品以满足市场需求。

    FMS兼有加工制造和部分生产管理两种功能，因此能综合地提高生产效益。FMS的工艺范围正在不断扩大，可以包括毛坯制造、机械加工、装配和质量检验等。80年代中期投入使用的FMS，大都用于切削加工，也有用于冲压和焊接的。

    采用FMS的主要技术经济效果是：能按装配作业配套需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量，及相应的流动资金占用量，缩短生产周期；提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积；减少直接劳动力，在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无人化生产”；提高产品质量的一致性。

    1967年，英国莫林斯公司首次根据威廉森提出的FMS基本概念，研制了“系统24”。其主要设备是六台模块化结构的多工序数控机床，目标是在无人看管条件下，实现昼夜24小时连续加工，但最终由于经济和技术上的困难而未全部建成。

    同年，美国的怀特·森斯特兰公司建成 Omniline I系统，它由八台加工中心和两台多轴钻床组成，工件被装在托盘上的夹具中，按固定顺序以一定节拍在各机床间传送和进行加工。这种柔性自动化设备适于少品种、大批量生产中使用，在形式上与传统的自动生产线相似，所以也叫柔性自动线。日本、前苏联、德国等也都在60年代末至70年代初，先后开展了FMS的研制工作。

    1976年，日本发那科公司展出了由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(简称FMC)，为发展FMS提供了重要的设备形式。柔性制造单元(FMC)一般由1～2台数控机床与物料传送装置组成，有独立的工件储存站和单元控制系统，能在机床上自动装卸工件，甚至自动检测工件，可实现有限工序的连续生产，适于多品种小批量生产应用。

    70年代末期，FMS在技术上和数量上都有较大发展，80年代初期已进入实用阶段，其中以由3～5台设备组成的FMS为最多，但也有规模更庞大的系统投入使用。

    1982年，日本发那科公司建成自动化电机加工车间，由60个柔性制造单元（包括50个工业机器人）和一个立体仓库组成，另有两台自动引导台车传送毛坯和工件，此外还有一个无人化电机装配车间，它们都能连续24小时运转。

    这种自动化和无人化车间，是向实现计算机集成的自动化工厂迈出的重要一步。与此同时，还出现了若干仅具有FMS基本特征，但自动化程度不很完善的经济型FMS，使FMS的设计思想和技术成就得到普及应用。

    典型的柔性制造系统由数字控制加工设备、物料储运系统和信息控制系统组成。加工设备主要采用加工中心和数控车床，前者用于加工箱体类和板类零件，后者则用于加工轴类和盘类零件。中、大批量少品种生产中所用的FMS，常采用可更换主轴箱的加工中心，以获得更高的生产效率。

    储存和搬运系统搬运的的物料有毛坯、工件、刀具、夹具、检具和切屑等；储存物料的方法有平面布置的托盘库，也有储存量较大的桁道式立体仓库。

    毛坯一般先由工人装入托盘上的夹具中，并储存在自动仓库中的特定区域内，然后由自动搬运系统根据物料管理计算机的指令送到指定的工位。固定轨道式台车和传送滚道适用于按工艺顺序排列设备的FMS，自动引导台车搬送物料的顺序则与设备排列位置无关，具有较大灵活性。

    工业机器人可在有限的范围内为1～4台机床输送和装卸工件，对于较大的工件常利用托盘自动交换装置(简称APC)来传送，也可采用在轨道上行走的机器人，同时完成工件的传送和装卸。

    磨损了的刀具可以逐个从刀库中取出更换，也可由备用的子刀库取代装满待换刀具的刀库。车床卡盘的卡爪、特种夹具和专用加工中心的主轴箱也可以自动更换。切屑运送和处理系统是保证 FMS连续正常工作的必要条件，一般根据切屑的形状、排除量和处理要求来选择经济的结构方案。

    FMS信息控制系统的结构组成形式很多，但一般多采用群控方式的递阶系统。第一级为各个工艺设备的计算机数控装置(CNC)，实现各的口工过程的控制；第二级为群控计算机，负责把来自第三级计算机的生产计划和数控指令等信息，分配给第一级中有关设备的数控装置，同时把它们的运转状况信息上报给上级计算机；第三级是FMS的主计算机(控制计算机)，其功能是制订生产作业计划，实施FMS运行状态的管理，及各种数据的管理；第四级是全厂的管理计算机。

    性能完善的软件是实现FMS功能的基础，除支持计算机工作的系统软件外，数量更多的是根据使用要求和用户经验所发展的专门应用软件，大体上包括控制软件(控制机床、物料储运系统、检验装置和监视系统)、计划管理软件(调度管理、质量管理、库存管理、工装管理等)和数据管理软件(仿真、检索和各种数据库)等。

    为保证FMS的连续自动运转，须对刀具和切削过程进行监视，可能采用的方法有：测量机床主轴电机输出的电流功率，或主轴的扭矩；利用传感器拾取刀具破裂的信号；利用接触测头直接测量刀具的刀刃尺寸或工件加工面尺寸的变化；累积计算刀具的切削时间以进行刀具寿命管理。此外，还可利用接触测头来测量机床热变形和工件安装误差，并据此对其进行补偿。

    柔性制造系统按机床与搬运系统的相互关系可分为直线型、循环型、网络型和单元型。加工工件品种少、柔性要求小的制造系统多采用直线布局，虽然加工顺序不能改变，但管理容易；单元型具有较大柔性，易于扩展，但调度作业的程序设计比较复杂。

    柔性制造系统未来将向发展各种工艺内容的柔性制造单元和小型FMS；完善FMS的自动化功能；扩大FMS完成的作业内容，并与计算机辅助设计和辅助制造技术(CAD/CAM)相结合，向全盘自动化工厂方向发展。

结束语

我刚上大学时我毫不明白数控专业是什么，也不太清楚我们这个专业将来实际到底该做哪一行的工作，还想过要调换专业，最终还是没有，曾几何时我们这个专业将来到底有没有前途~~我一直不清楚！但今天，我告诉你！！好好学吧！！前途无量！

   一、数控人才市场需求

   在发达国家中，数控机床已经大量普遍使用。我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距，机床数控化率还不到2％对于目前我国现有的有限数量的数控机床(大部分为进口产品)也未能充分利用。原因是多方面的，数控人才的匾乏无疑是主要原因之一、由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电光一体化综合技术，我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。

   数控人才的需求主要集中在以下的企业和地区：

   1、国有大中型企业，特别是目前经济效益较好的军工企业和国家重大装备制造企业．军工制造业是我国数控技术的主要应用对象．

   杭州发电设备厂用6000元月薪招不到数控操作工。

   2、随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区(如广东，浙江、江苏、山东)，数控人才更是供不应求，主要集中在模具制造企业和汽车零部件制造企业。

   具有数控知识的模具技工的年薪已开到了30万元，超过了“博士”。

   二、数控人才的知识结构

   现在处于生产一线的各种数控人才主要有二个来源：一是大学、高职和中职的机电一体化或数控技术应用等专业的毕业生，他们都很年轻，具有不同程度的英语、计算机应用、机械和电气基础理论知识和一定的动手能力，容易接受新工作岗位的挑战。他们最大的缺陷就是学校难以提供的工艺经验，同时，由于学校教育的专业课程分工过窄，仍然难以满足某些企业对加工和维修一体化的复合型人才的要求。

   另一个来源就是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控技术中、短期培训，以适应企业对数控人才的急需。这些人员一般具有企业所需的工艺背景、比较丰富的实践经验，但是他们大部分是传统的机类或电类专业的各级毕业生，知识面较窄，特别是对计算机应用技术和计算机数控系统不太了解。

   对于数控人才，有以下三个需求层次，所需掌握的知识结构也各不同：

   1、蓝领层：

   数控操作技工：精通机械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的简单维护维修。适合中职学校组织培养。此类人员市场需求量大，适合作为车间的数控机床操作技工。但由于其知识较单一，其工资待遇不会大高。

   2、灰领层

   1)数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD／CAM软件，如uc、ProE等；熟练掌握数控手工和自动编程技术；适合高职、本科学校组织培养。适合作为工厂设计处和工艺处的数控编程员。此类人员需求量大，尤其在模具行业非常受欢迎；待遇也较高。

   2)数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相对少一些，但培养此类人员非常不易，知识结构要求很广，适应与数控相关的工作能力强，需要大量实际经验的积累，目前非常缺乏，其待遇也较高。

   3、金领层

   数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识，并在实际工作中积累了大量实际经验，知识面很广。精通数控机床的机械结构设计和数控系统的电气设计，掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造．是企业(特别是民营企业)的抢手人才，其待遇很高。适合本科、高职学校组织培养。但必须在提供特殊的实训措施和名师指导等手段，促其成才。适合于担任企业的技术负责人或机床厂数控机床产品开发的机电设计主管。