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| 對網絡平臺的數控機床的智能編程與探究剖析 | |
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| 詳細信息 |
| 1系統結構
系統由圖形輸入、工藝處理、刀位軌跡計算及生成（即數學處理階段）、加工模擬、后置處理、NC程序代碼輸出等6大模塊組成。 各模塊功能如下：圖形輸入模塊利用A utoCAD軟件本身提供的繪圖功能，完成圖形的幾何造型、編輯、修改等功能。 工藝處理模塊選擇刀具，確定主軸轉速、進給速度等。 刀位軌跡計算及生成模塊在CAD環境下用光標選擇相應的目標圖形，系統將自動從圖形文件中提取編程所需的信息，計算節點數據，并將其轉化為刀位數據，存入刀位文件中。 后置處理模塊設置一后置處理文件，并對其進行編輯，按文件規定的格式，定義數控加工指令文件所使用的代碼、文件格式等內容。軟件在執行后置處理時，將自動按文件的要求生成所需的加工指令文件。 加工模擬模塊選擇所畫的圖形，執行模擬加工命令，在屏幕上可以看到加工過程走刀軌跡，即實現加工的仿真。 NC代碼輸出模塊將后置處理生成的加工指令文件直接或間接輸到數控機床即可使用。 2原理及實現過程 對數控自動編程來說，主要的環節就是從CAD圖形中提取加工軌跡所需要的幾何信息，并對幾何信息進行整理和路徑優化，得到合理的加工路徑，最后再得到加工程序。 2. 1獲取圖形實體幾何信息 目前在AutoCAD上，要獲得圖形實體的幾何信息坐標有3種方式：（ 1）對比較復雜的圖形，通過DXF文件獲得。 �。� 2）對簡單的圖形，將圖形轉化為PL INE，然后獲得PLINE實體的幾何信息。 �。� 3）采用交互方式，通過選擇實體來獲得單個實體的幾何信息，這種方式適用于一般情況下的任何圖形。本文采用第3種方式。具體原理如下：一般情況下， A utoCAD圖形經過碎解之后，最終都是直線或者圓弧，因此，程序中所要處理的圖形實體就是直線和圓弧。直線的幾何信息是起點和終點坐標，圓弧的幾何信息是起點、終點、半徑和圓心坐標。 當用戶選擇一實體時，被選擇實體將變成虛線，增強用戶的視覺感覺，同時實體將加入到實體選擇集當中去。所有的實體全部選擇完畢之后， AutoCAD將實體選擇集當中的實體改變顏色。下面是具體的實現過程：建立實體選擇集運用ARX庫中的一些函數，如函數主要用于創建實體選擇集， acedSSFree函數用于釋放實體選擇集，以建立實體選擇集。 選擇實體運用acedNEntSelp使被選中的實體變成虛線，與未被選中的實體區別開來，同時將圖形實體的坐標保存下來。 獲得幾何信息結果緩沖器（ structresbuf）是ARX支撐環境的核心概念之一。一個結果緩沖器被用來代表A utoCAD的實體和各種表的數據信息。實際應用中首先訪問resbuf結構中的restype成員，根據restype的值來判斷實體的類型，然后獲得實體幾何信息，如坐標、半徑等。 圖形重繪將經過選擇后顯示為虛線的實體重繪，使其改變顏色，讓用戶可以直觀地判斷所選擇的圖形輪廓是否正確。 2. 2圖形數據處理 由于所有的圖形都是由直線和圓弧組成，在存儲這些元素時，我們只要對直線或者圓弧進行處理。先從實體選擇集中判斷實體為直線還是圓弧，然后對直線或圓弧分別進行處理，求出每條直線或圓弧的等距線，再對等距線進行自交、互交處理，最后求得刀具的軌跡，并以刀位文件的方式保存。 2. 3生成數控加工指令 筆者采用的是美國中寶倫公司的數控系統，其數控代碼的格式和國際數控標準中推薦的G， M， T， X， Y，Z等指令不相同，有自己的一套數控代碼編程方式來描述機床的運動參數以及加工工藝參數。比如：加速度AC、減速度DC、速度SP、急停AB、直線命令L I等命令。 系統生成的刀位軌跡是由直線和圓弧組成的。加工軌跡生成以后，根據實體分解后所得數據可以很容易地生成數控加工指令，由strcat函數把一條數控指令中的各部分連成串號送給文件變量名，再將該文件變量中的內容寫入用戶指定的磁盤文件中，生成一條，寫入一條。所有圖素的加工指令均產生以后，用close函數將文件關閉。 關于數控加工工藝參數的設置是由用戶通過交互式的方式來完成的。其交互界面是由M FC和ObjectARX混合編程實現所示。加工工藝參數主要有兩大類：刀具參數和加工進給速度。例如， H為刀具高度， L為刀具長度， R 1、R 2為刀具半徑， D C J1、D C J2為刀具的偏轉角度。 2. 4 NC程序代碼編輯 該模塊對自動生成的NC文件進行檢查與修改，也可以手工輸入編程。 2. 5加工軌跡模擬 模擬加工軌跡有兩種途徑：一種是通過NC代碼模擬；另一種是通過刀位文件模擬。第一種方法的優點是可以發現NC代碼中的錯誤，在未進入數控機床操作階段消滅錯誤，及時更正。但這種方法需要一個單獨的NC代碼通用翻譯模塊，加大了應用程序的復雜程度。第二種方法則比較方便，因為刀位數據文件中的坐標可以直接為AutoCAD所利用，可以在屏幕上直接顯示軌跡，但是無法檢驗NC代碼中的錯誤。本系統采用第二種方式進行模擬，將刀位文件讀入，根據用戶要求采用單步模擬或者連續模擬，直到全部模擬完畢。 然后比較新生成的圖形與零件圖是否吻合，以確定加工軌跡是否正確。如果不滿意，可利用編輯模塊修改，重新生成NC程序。 3系統應用實例 該零件的加工程序為先粗加工，等待1s后再精加工。加工模擬的刀具軌跡如所示。圖中左邊的粗加工刀具路徑為系統自動生成，右邊的精加工軌跡則通過提取工件輪廓得到。 4結束語 通過對AutoCAD的二次開發，實現了在AutoCAD環境下的圖形數控加工自動編程，解決了手工編程效率低的問題。同時，對刀具加工過程的模擬，大大提高了加工的可靠性，減少了實際加工中由于過切、干涉等問題帶來的錯誤，經實踐證明該方法切實可行。該系統已經在浙江嘉興某公司投入生產使用，產生了不錯的經濟效益。 |
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