導(dǎo)語(yǔ)：自動(dòng)編程系統(tǒng)管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

0.引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造行業(yè)中。在數(shù)控加工系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的NC代碼手工編程不僅效率低,而且容易出錯(cuò);而采用APT語(yǔ)言的自動(dòng)編程雖然幾何定義語(yǔ)句簡(jiǎn)潔,功能較強(qiáng),但要求編程人員要熟記系統(tǒng)的語(yǔ)言與規(guī)則,一旦出錯(cuò)又不易發(fā)現(xiàn)。

本數(shù)控加工自動(dòng)編程系統(tǒng)是基于AutoCAD平臺(tái)上開(kāi)發(fā)而成的。AutoCAD作為繪圖軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中應(yīng)用廣泛,如果數(shù)控加工系統(tǒng)能夠提取Auto2CAD中的圖形信息,將會(huì)大大簡(jiǎn)化數(shù)控編程,提高生產(chǎn)效率。但AutoCAD是通過(guò)圖形來(lái)表示零件的幾何信息的,而數(shù)控加工系統(tǒng)采用NC代碼手工編程或APT語(yǔ)言自動(dòng)編程,二者之間信息的描述是不統(tǒng)一的。本系統(tǒng)正是解決AutoCAD與數(shù)控加工系統(tǒng)的接口問(wèn)題,從AutoCAD圖形中提取幾何信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,即根據(jù)AutoCAD的DXF文件特有的結(jié)構(gòu),進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)AutoCAD與數(shù)控加工系統(tǒng)的集成。

1.DXF文件的數(shù)據(jù)處理

AutoCAD輸出的DXF文件是圖形文件的ASCII或二進(jìn)制格式描述[1],有其特定的格式,常用于與其他應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)控編程來(lái)說(shuō)其中有些冗余數(shù)據(jù),因此必須經(jīng)過(guò)處理才能方便數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)的后置處理模塊使用。

1.1DXF文件的結(jié)構(gòu)

AutoCAD輸出的DXF文件通常由五個(gè)段(SEC2TION):標(biāo)題段(HEADER)、表段(TABLES)、塊段(BLOCKS)、實(shí)體段(ENTITIES)和結(jié)束段(ENDSEC)組成。但對(duì)數(shù)控編程來(lái)說(shuō),最有用的就是實(shí)體段,因此要求打開(kāi)DXF文件,將實(shí)體段的有關(guān)信息記錄下來(lái)并保存在GRP文件中。每個(gè)實(shí)體的格式都是固定的,且都有與它相關(guān)的參數(shù)(部分參數(shù)見(jiàn)表1),實(shí)體段記錄了每個(gè)實(shí)體的幾何數(shù)據(jù)。

由AutoCAD繪制的圖形,用DXFOUT命令將其生成DXF文件,再由接口程序讀取圖形信息,其讀取程序的流程如圖1所示。但由于AutoCAD繪制的圖形根據(jù)個(gè)人繪圖習(xí)慣不同,導(dǎo)致DXF文件數(shù)據(jù)是按照實(shí)體的繪制順序排列的,其圖元的排列順序也就不一定是按照零件的拓?fù)漤樞蚺帕械?也就是說(shuō)它的數(shù)據(jù)排列可能是雜亂無(wú)章的,因此經(jīng)接口程序處理得到的GRP文件數(shù)據(jù)也是按照繪制順序排列的。而數(shù)控加工過(guò)程是嚴(yán)格按照特定的加工路線進(jìn)行的,因此要求對(duì)GRP文件數(shù)據(jù)按照給定的加工路線進(jìn)行排序。

考慮到由于繪圖的原因使得相連的線段首尾點(diǎn)的不一致,因此應(yīng)設(shè)定一個(gè)有效的容差,以保證組成一個(gè)完整的加工路線圖。在加工系統(tǒng)中,從每一條線段的起始點(diǎn)開(kāi)始,加工到此線段的終點(diǎn)止,該終點(diǎn)也就成為下一線段的起始點(diǎn),然后加工下一線段,因此加工的輪廓是一個(gè)由有向、有序線段組成的圖形。本系統(tǒng)采用選擇法進(jìn)行排序,即以起刀點(diǎn)為基準(zhǔn),尋找與之相連的線段,該線段作為節(jié)點(diǎn)1,記錄其始終點(diǎn)坐標(biāo)值,記終點(diǎn)坐標(biāo)。接著在GRP文件中搜索其它線段,如某端點(diǎn)坐標(biāo)與在容差范圍內(nèi)相等,則此線段作為節(jié)點(diǎn)2,其終點(diǎn)坐標(biāo)為;再?gòu)挠嘞碌木€段中查找其始點(diǎn)坐標(biāo)與相等的為節(jié)點(diǎn)3;以此類推,將所有的線段按順序記錄下來(lái),再保存在GRP文件中。

2.NC代碼與加工軌跡的自動(dòng)生成

數(shù)控文件是根據(jù)零件的幾何圖形信息和工藝信息進(jìn)行處理生成的,一般由一個(gè)后置處理程序以解釋方法執(zhí)行。即逐條讀取GRP文件中的數(shù)據(jù)信息,分析其數(shù)據(jù)類型,經(jīng)刀具半徑補(bǔ)償和脈沖當(dāng)量處理,再根據(jù)NC代碼格式文件進(jìn)行相應(yīng)的坐標(biāo)變換和代碼變換,生成一個(gè)完整的NC程序段,寫(xiě)到NC代碼數(shù)控文件中。本數(shù)控加工自動(dòng)編程系統(tǒng)具有一定的通用性[2],可以針對(duì)不同的數(shù)控加工系統(tǒng)生成相應(yīng)的NC代碼,其程序流程圖見(jiàn)圖2。首先,系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)界面獲取加工參數(shù)信息,如數(shù)控機(jī)床型號(hào)、主軸轉(zhuǎn)速、切削液、進(jìn)給速度、刀具號(hào)、刀補(bǔ)方式,主程序在調(diào)用圖形處理模塊處理圖形數(shù)據(jù)時(shí),結(jié)合加工參數(shù)數(shù)據(jù)生成刀位數(shù)據(jù)文件。然后根據(jù)數(shù)控加工系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程系統(tǒng)初始化,生成所需的NC代碼格式,對(duì)已經(jīng)存在的數(shù)控系統(tǒng),只需調(diào)用存在的數(shù)控加工系統(tǒng)格式,再對(duì)刀位文件進(jìn)行后置處理以生成相應(yīng)的NC數(shù)控加工代碼[3]。

3.WTUAPT的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

在以VisualC++610為工具開(kāi)發(fā)的WTUAPT系統(tǒng)中[4],系統(tǒng)主控模塊由圖形文件管理模塊、工藝參數(shù)管理模塊、NC代碼生成模塊、數(shù)控指令文件管理模塊、加工模擬模塊以及通訊模塊六大模塊組成[4](圖3所示)。

3.1圖形文件管理模塊

該模塊實(shí)現(xiàn)圖形的繪制、編輯、存取、刪除及圖形數(shù)據(jù)的顯示等管理功能。通過(guò)進(jìn)入AutoCAD繪圖軟件進(jìn)行點(diǎn)、線、圓、常見(jiàn)曲線、列表曲線等幾何元素組成的工件圖形的繪制,并輸出31DXF文件。

3.2工藝參數(shù)管理模塊

通過(guò)參數(shù)對(duì)話框完成起刀點(diǎn)、機(jī)床型號(hào)、刀具號(hào)、刀補(bǔ)方式、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削液等工藝參數(shù)的輸入與編輯。

3.3NC代碼生成模塊

調(diào)用上兩個(gè)模塊的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)DXF文件數(shù)據(jù)的讀取與排序,獲得31GRP文件以及生成刀位數(shù)據(jù)文件31CL,并可以進(jìn)行GRP以及CL文件的編輯,最后通過(guò)后置處理生成所需的NC代碼文件31CUT。不同的數(shù)控加工系統(tǒng)生成的NC代碼文件后綴名也不同,如3B格式的形式為31TRB,FANUNC-6M為31FSM。

3.4NC代碼管理模塊

對(duì)代碼文件進(jìn)行管理,用戶可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)代碼文件進(jìn)行編輯,得到實(shí)際所需的加工指令,使系統(tǒng)更具有開(kāi)放性[5]。

3.5加工模擬模塊

經(jīng)對(duì)生成的NC代碼進(jìn)行逆編譯[4],生成加工路線,再調(diào)用刀具庫(kù)中的刀具模塊,可以實(shí)現(xiàn)二維零件的數(shù)控加工模擬,以檢驗(yàn)生成的數(shù)控代碼的準(zhǔn)確性與合理性,從而進(jìn)一步優(yōu)化加工參數(shù),提高首件試切削加工的成功率。

3.6通訊模塊

通過(guò)接口程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)與數(shù)控機(jī)床之間的聯(lián)機(jī)通訊,實(shí)現(xiàn)NC代碼的自動(dòng)傳送,避免了手工輸入或穿孔紙帶輸入可能造成的錯(cuò)誤。

結(jié)束語(yǔ)

本文實(shí)現(xiàn)了從AutoCAD軟件中提取圖形信息并自動(dòng)生成NC代碼,解決了AutoCAD圖形信息與數(shù)控編程信息描述不統(tǒng)一的問(wèn)題,在一定程度上實(shí)現(xiàn)了

CAD/CAM的一體化。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)際使用表明,該系統(tǒng)能夠很好地實(shí)現(xiàn)DXF文件數(shù)據(jù)的讀取與轉(zhuǎn)換,快速準(zhǔn)確,可靠性高。