数控图形自动编程系统简介

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1、·以AutoCAD为平台，运用模块化设计的思想，开发了一种数控图形自动编程系统。从图形的绘制、输入、信息的取用、预处理到工艺干预、后置处理、生成NC代码及校验等，对三大模块的结构、功能、原理和工作方式作了详细描述，体现了CAD/CAM一体化的优越性　　1　引言　　数控技术作为现代制造技术的一项关键技术，它是有效提高机床生产效率、保证加工精度稳定和一致性的重要手段。目前，以美、日、欧为先驱，许多国家都在全力研制新一代开放式CNC高档数控系统，国内已有西北工业大学、北京航天航空大学、浙江大学等一些单位也在进行新一代基于工业个人计算机(Indust

2、rialPersonalComputer,简称IPC)数控系统的开发与尝试。随着IPC数控系统的研制成功，其中数控系统软件的设计将更具开放性和易扩展升级的特点。为此作者选用“奔腾”PC机硬件平台、Windows95操作平台、AutoCADforWindows开发平台、VisualBasic(以下简称VB)开发工具，研制适于工业PC机数控系统上使用的数控图形自动编程系统。该系统具有可移植性好，功能易扩展升级，操作、使用、维护简便等特点，本文对系统研制的主要内容予以介绍。　　2　系统的框架结构和功能　　系统框架结构如图1所示，它主要包括AutoC

3、AD图形生成、图形数据信息输入、工艺干预、NC代码生成、动态校验和数控加工程序输出六个功能模块。其中图形生成模块由AutoCAD完成;其余模块均为基于AutoCAD平台采用VB开发工具研制而成，功能如下：　　　　图1　系统总体框架结构　　(1)图形数据信息输入：它是AutoCAD实体建模后首先进入的功能模块。具有AutoCAD图形交换文件DXF接口，读取DXF接口文件为自动编程系统准备必要的图形数据;　　(2)工艺干预：它是继(1)步操作后对图形数据进行再加工的核心模块。工艺干预内容包括轮廓和点位两种方式，干预过程通过鼠标事件求鼠标干预位置与

4、实体的最短距离实现。考虑到零件尺寸大小变化，本模块还具备视口放大和满屏显示的辅助功能，便于进行有效干预;　　(3)NC代码生成：经过工艺干预即确定刀具走刀路线后，根据ISO数控代码格式便可将图形几何信息和工艺干预信息转换成ISO标准数控加工程序代码。同时以“.NC”形式文件名永久保存;　　(4)动态校验：上述生成的NC代码是否正确还要进行校核和检验方能制作控制介质输出，本模块采用逐点插补算法进行动态模拟检验ISO数控加工程序代码是否正确，以及刀具与工件是否会发生干涉等。如果检验不正确则需对上述各个环节进行反复调试直到正确为止;　　(5)数控

5、加工程序输出：经调试和校验后正确的数控加工程序可以通过拷贝、打印的方式输出。　　3　软件设计过程　　构成图形自动编程系统的主要功能模块有图形信息输入模块、工艺干预模块、NC代码生成模块以及校核检验模块。以图形信息输入模块为例说明VB程序设计的过程。　　(1)实体数据类型变量定义　　系统对点、直线、圆弧和整圆四种实体采用通用数据类型结构定义几何信息，该类型的全部元素均为字符串型变量，在图形信息输入模块中主要保存读取实体的几何信息。具体以数组MM(200)变量来保存，这里要求实体数目最多不能超过200个。即　　TypeENTITIES-TYPE′

6、实体形式数据类型名：ENTITIES-TYPE;　　STYLEAsString′实体类型变量(其值为LINE，ARC，CIRCLE);　　X1AsString′实体的起点坐标分量x;　　Y1AsString′实体的起点坐标分量y;　　X2AsString′实体的终点坐标分量x;　　Y2AsString′实体的终点坐标分量y;　　X3AsString′实体(圆弧或圆)的圆心坐标分量x;　　Y3AsString′实体(圆弧或圆)的圆心坐标分量y;　　R1AsString′实体(圆弧或圆)的半径R;　　WISEAsString′实体(圆弧或圆)的顺

7、(=0)、逆(=1)方向;　　ANGLE1AsString′实体(圆弧或圆)的起始角;　　ANGLE2AsString　EndType′实体(圆弧或圆)的终止角;　　GlobalMM(200)AsENTI-TIES-TYPE′定义一维数组MM全局变量，其元素为ENTITIES-TYPE　　                                                         ′型变量，实体数目最多不能超过200个。　　(2)DXF文件的读取程序　　结合当今微机平台上广泛使用的AutoCAD图形软件包，本文采用这一平台

8、开发的图形自动编程系统，可以充分发挥AutoCAD的强大实体建模功能，同时缩短软件开发的周期。本系统使用需首先进入AutoCAD图形系统绘制零件实体，当零件绘制完毕