圖像數(shù)控編程，簡單地說就是根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形顯示器屏幕上顯示出的零件設(shè)計(jì)圖形，在軟件支持下自動生成零件數(shù)控加工程序的編制工作。運(yùn)用交互式圖形進(jìn)行數(shù)控零件編程是一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造一體化的極好例子。編程過程是在CAD/CAM系統(tǒng)的圖形終端上進(jìn)行的。編程員運(yùn)用那些在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程中定義的零件幾何信息，用高級語言指揮系統(tǒng)，建立刀具的運(yùn)動軌跡，在許多情況下，刀具軌跡是通過CAD/CAM系統(tǒng)軟件自動產(chǎn)生的。上述過程的輸出結(jié)果是APT程序的清單或者是能經(jīng)后置處理產(chǎn)生數(shù)控指令的實(shí)際刀具位置文件CLFILE(Cutter Location File)。
具體的形式是：采用有人機(jī)互交功能的圖像儀，把被加工零件的圖形顯示在屏幕上，在相應(yīng)程序支持下，編程者(應(yīng)用者)只輸入必須的工藝參數(shù)，用光標(biāo)“指點(diǎn)”被加工部位，程序就自動計(jì)算刀具加工路徑，模擬加工狀態(tài)，并顯示路徑及刀具形狀，以便檢查刀具軌跡。用一條命令即可輸出加工程序清單或穿制紙帶。
利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像編程，用戶不需編寫任何源程序，當(dāng)然也就省去了調(diào)試源程序的繁瑣工作。由于刀具軌跡立即顯示出來，直觀、形象地模擬了刀具路徑與被加工零件之間的關(guān)系，出錯(cuò)后易發(fā)現(xiàn)及改正，因而可靠性大為提高，試切次數(shù)可減少。對于不太復(fù)雜的零件，往往一次加工合格，其編程時(shí)間平均節(jié)省2/3以上。
進(jìn)行圖像編程有以下三個(gè)步驟：
1. 零件的幾何圖形定義
CAD/CAM中的數(shù)控編程是從零件的幾何圖形定義開始的。如果零件的幾何模型事先沒有生成，則必須在圖形終端上建立圖形。零件在CRT屏幕上顯示出來，接著編程員給幾何圖形的各曲面和元素注上標(biāo)號。注標(biāo)號的工作是由CAD/CAM系統(tǒng)根據(jù)編程員的幾個(gè)簡單命令完成的。標(biāo)號注完以后，系統(tǒng)自動產(chǎn)生APT幾何圖形定義語句。
2. 選擇刀具
CAD/CAM系統(tǒng)有一個(gè)刀具庫，該庫中裝入車間所使用的各種刀具，且按照刀具類型進(jìn)行目錄編排。編程者既能從庫中選取一種刀具，也能按照新刀具的參數(shù)和尺寸(直徑、轉(zhuǎn)角半徑、切削長度等)設(shè)計(jì)新的刀具。
3. 刀具軌跡生成
使用交互式圖形生成軌跡的方法，取決于加工類型(例如仿形銑、車削、金屬板料加工)和零件的復(fù)雜程度。目前使用的商品化CAD/CAM系統(tǒng)運(yùn)用交互式方法，常常有一些由系統(tǒng)自動執(zhí)行的某些常用的機(jī)械加工程序。這些自動程序包括：沿著零件輪廓外形運(yùn)動的仿形銑、立銑腔槽、點(diǎn)位控制鉆孔及表面輪廓加工。
交互式方法允許編程者以步進(jìn)的方式生成刀具軌跡，并借助于圖形顯示器形象地進(jìn)行校驗(yàn)。這一過程從確定刀具的起始位置開始，然后編程者指揮刀具沿著所定義的零件幾何形狀表面移動。隨著刀具在CRT屏幕上移動，與之相應(yīng)的APT運(yùn)動命令由CAD/CAM系統(tǒng)自動制定。交互方式在程序生成過程中給使用者提供適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)插入后置處理語句。這些后置處理語句包括機(jī)床指令，例如進(jìn)給速度、切削速度和冷卻液的控制等。
一般集成化程度高時(shí)不輸出APT程序，只輸出刀位點(diǎn)文件。
下面為一個(gè)利用圖像編程的實(shí)際例子(圖1，2，生成的APT程序沒有列出）。
圖1 系統(tǒng)給零件加注標(biāo)號
圖2 系統(tǒng)自動生成的刀具軌跡
圖像數(shù)控編程有五個(gè)非常顯著的優(yōu)點(diǎn)：
(1)節(jié)省幾何圖形定義時(shí)間 由于零件幾何圖形信息在使用CAD/CAM圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已形成，零件編程者不需重新定義零件的幾何圖形，而幾何圖形的定義在一般的APT編程中是一個(gè)耗時(shí)的過程。
(2)實(shí)時(shí)直觀校驗(yàn) 圖形終端顯示刀具軌跡，以便零件編程者實(shí)時(shí)校驗(yàn)，大多數(shù)編程錯(cuò)誤能被校驗(yàn)出來，并及時(shí)得到修正。一般的APT或者其他數(shù)控語言，往往在編寫程序和校驗(yàn)/修正之間存在一個(gè)滯后過程。
(3)自動編程程序的使用 對于常見的零件編程情況，例如仿形切削和銑腔槽等，使用自動的MARCO型程序可大大減少零件編程時(shí)間。
(4)單件作業(yè) 因?yàn)槭褂肅AD/CAM系統(tǒng)使得零件編程時(shí)間顯著減少，對于單件加工來說，數(shù)字控制成為一種經(jīng)濟(jì)上有吸引力的方法，沒有CAD/CAM，準(zhǔn)備零件程序所需的時(shí)間是對于單件加工中使用數(shù)控的一個(gè)很大的障礙。
(5)可與其他有關(guān)功能結(jié)合 顯然，可把產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能與零件編程結(jié)合起來，也可與加工中的其他功能相結(jié)合。這些功能包括：刀具設(shè)計(jì)、工藝過程設(shè)計(jì)、操作者的準(zhǔn)備、指令準(zhǔn)備以及將一些零件組成幾個(gè)零件簇以便于編程等。隨著數(shù)控編程在近30年來的驚人發(fā)展，在計(jì)算機(jī)上完成零件編程的邏輯化過程是不困難的。這或許將使得編程工作完全由計(jì)算機(jī)自動完成而不需要人的輔助。
圖像數(shù)控編程，簡單地說就是根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形顯示器屏幕上顯示出的零件設(shè)計(jì)圖形，在軟件支持下自動生成零件數(shù)控加工程序的編制工作。運(yùn)用交互式圖形進(jìn)行數(shù)控零件編程是一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造一體化的極好例子。編程過程是在CAD/CAM系統(tǒng)的圖形終端上進(jìn)行的。編程員運(yùn)用那些在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程中定義的零件幾何信息，用高級語言指揮系統(tǒng)，建立刀具的運(yùn)動軌跡，在許多情況下，刀具軌跡是通過CAD/CAM系統(tǒng)軟件自動產(chǎn)生的。上述過程的輸出結(jié)果是APT程序的清單或者是能經(jīng)后置處理產(chǎn)生數(shù)控指令的實(shí)際刀具位置文件CLFILE(Cutter Location File)。
具體的形式是：采用有人機(jī)互交功能的圖像儀，把被加工零件的圖形顯示在屏幕上，在相應(yīng)程序支持下，編程者(應(yīng)用者)只輸入必須的工藝參數(shù)，用光標(biāo)“指點(diǎn)”被加工部位，程序就自動計(jì)算刀具加工路徑，模擬加工狀態(tài)，并顯示路徑及刀具形狀，以便檢查刀具軌跡。用一條命令即可輸出加工程序清單或穿制紙帶。
利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像編程，用戶不需編寫任何源程序，當(dāng)然也就省去了調(diào)試源程序的繁瑣工作。由于刀具軌跡立即顯示出來，直觀、形象地模擬了刀具路徑與被加工零件之間的關(guān)系，出錯(cuò)后易發(fā)現(xiàn)及改正，因而可靠性大為提高，試切次數(shù)可減少。對于不太復(fù)雜的零件，往往一次加工合格，其編程時(shí)間平均節(jié)省2/3以上。
進(jìn)行圖像編程有以下三個(gè)步驟：
1. 零件的幾何圖形定義
CAD/CAM中的數(shù)控編程是從零件的幾何圖形定義開始的。如果零件的幾何模型事先沒有生成，則必須在圖形終端上建立圖形。零件在CRT屏幕上顯示出來，接著編程員給幾何圖形的各曲面和元素注上標(biāo)號。注標(biāo)號的工作是由CAD/CAM系統(tǒng)根據(jù)編程員的幾個(gè)簡單命令完成的。標(biāo)號注完以后，系統(tǒng)自動產(chǎn)生APT幾何圖形定義語句。
2. 選擇刀具
CAD/CAM系統(tǒng)有一個(gè)刀具庫，該庫中裝入車間所使用的各種刀具，且按照刀具類型進(jìn)行目錄編排。編程者既能從庫中選取一種刀具，也能按照新刀具的參數(shù)和尺寸(直徑、轉(zhuǎn)角半徑、切削長度等)設(shè)計(jì)新的刀具。
3. 刀具軌跡生成
使用交互式圖形生成軌跡的方法，取決于加工類型(例如仿形銑、車削、金屬板料加工)和零件的復(fù)雜程度。目前使用的商品化CAD/CAM系統(tǒng)運(yùn)用交互式方法，常常有一些由系統(tǒng)自動執(zhí)行的某些常用的機(jī)械加工程序。這些自動程序包括：沿著零件輪廓外形運(yùn)動的仿形銑、立銑腔槽、點(diǎn)位控制鉆孔及表面輪廓加工。
交互式方法允許編程者以步進(jìn)的方式生成刀具軌跡，并借助于圖形顯示器形象地進(jìn)行校驗(yàn)。這一過程從確定刀具的起始位置開始，然后編程者指揮刀具沿著所定義的零件幾何形狀表面移動。隨著刀具在CRT屏幕上移動，與之相應(yīng)的APT運(yùn)動命令由CAD/CAM系統(tǒng)自動制定。交互方式在程序生成過程中給使用者提供適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)插入后置處理語句。這些后置處理語句包括機(jī)床指令，例如進(jìn)給速度、切削速度和冷卻液的控制等。
一般集成化程度高時(shí)不輸出APT程序，只輸出刀位點(diǎn)文件。
下面為一個(gè)利用圖像編程的實(shí)際例子(圖1，2，生成的APT程序沒有列出）。
圖1 系統(tǒng)給零件加注標(biāo)號
圖2 系統(tǒng)自動生成的刀具軌跡
圖像數(shù)控編程有五個(gè)非常顯著的優(yōu)點(diǎn)：
(1)節(jié)省幾何圖形定義時(shí)間 由于零件幾何圖形信息在使用CAD/CAM圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已形成，零件編程者不需重新定義零件的幾何圖形，而幾何圖形的定義在一般的APT編程中是一個(gè)耗時(shí)的過程。
(2)實(shí)時(shí)直觀校驗(yàn) 圖形終端顯示刀具軌跡，以便零件編程者實(shí)時(shí)校驗(yàn)，大多數(shù)編程錯(cuò)誤能被校驗(yàn)出來，并及時(shí)得到修正。一般的APT或者其他數(shù)控語言，往往在編寫程序和校驗(yàn)/修正之間存在一個(gè)滯后過程。
(3)自動編程程序的使用 對于常見的零件編程情況，例如仿形切削和銑腔槽等，使用自動的MARCO型程序可大大減少零件編程時(shí)間。
(4)單件作業(yè) 因?yàn)槭褂肅AD/CAM系統(tǒng)使得零件編程時(shí)間顯著減少，對于單件加工來說，數(shù)字控制成為一種經(jīng)濟(jì)上有吸引力的方法，沒有CAD/CAM，準(zhǔn)備零件程序所需的時(shí)間是對于單件加工中使用數(shù)控的一個(gè)很大的障礙。
(5)可與其他有關(guān)功能結(jié)合 顯然，可把產(chǎn)品設(shè)計(jì)功能與零件編程結(jié)合起來，也可與加工中的其他功能相結(jié)合。這些功能包括：刀具設(shè)計(jì)、工藝過程設(shè)計(jì)、操作者的準(zhǔn)備、指令準(zhǔn)備以及將一些零件組成幾個(gè)零件簇以便于編程等。隨著數(shù)控編程在近30年來的驚人發(fā)展，在計(jì)算機(jī)上完成零件編程的邏輯化過程是不困難的。這或許將使得編程工作完全由計(jì)算機(jī)自動完成而不需要人的輔助。
