开放式数控CAM软件关键模块库的设计与开发.pdf

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1、电信息技术开放式数控CAM软件关键模块库的设计与开发宰雷欢黄东运吴亮生蔡朝卫卢杏坚(广东省自动化研究所)摘要：针对国内现有数控CAM软件操作复杂和可重用性差的现状，分析了数控CAM软件结构，采用模块化及可扩展性C语言接口设计思想，基于开源C++库dxflib及高效的数控算法开发了DXF文件数据读取、刀具补偿、插补与速度规划、G代码生成的通用CAM软件模块动态链接库。最后，基于通用CAM库开发了一款数控五轴双面铣专用CAM软件，验证了通用CAM软件库的可靠性和实用性。关键词：开放式数控；CAM软件；模块库CAD、CAM和数控机床之间的无隙连接。O前言本文基于PC机Windows

2、操作系统，利用Visual开放式数控系统的研究主要是解决复杂多变的c++开发平台，应用dxflib开源库【2J及高效的刀具补加工需求与数控系统单一框架之间的矛盾。研发一种偿、速度平滑等数控关键技术，开发出一套开放式的模块化、可重构、标准化扩充的软硬件控制系统，是通用CAM软件模块库。模块化、可重用数控软件进一步开发的关键。数控系1开放式数控通用CAM软件模块框架统功能的软件化既极大地提升其灵活性和开放性，也促使数控系统更快、更广泛地应用计算机技术发展的通过对数控CAM软件结构的分析，可将CAM先进成果，缩短开发周期并减少其实现难度，同时也软件的主体部分分解为DXF文件的读取程

3、序模块、可进一步增强数控系统的可调节性和可扩展性【lJ。图形预处理及刀具补偿程序模块、曲线插补及速度规当前国内的数控设备用户采用的CAM软件大多划程序模块和NC代码生成程序模块。基于通用CAM是国外的Cimatron、Mastercam、UG等通用编程软件，软件模块的应用程序框架如图1所示。其价格昂贵，操作复杂，技术人员需经过长期培训才能掌握编程技巧。同时，传统的数控软件开发大多采用封闭、专用的体系结构，由于数控系统及机床的多l竺堕墨卜_一垂童样性，现有通用CAM软件的适用范围比较窄。目前加工路径刀具参数l谈^L床数控CAM软件大多仍采用传统的面向过程／数据的实体数据读入刀设

4、计开发方法，可读性、可重用性和可维护性受到很大限制：并且大多从零开始，开发周期长、难度大。理模块fl加韶1刀模块偿而基于PC机的通用操作系统为软件支撑平台，应用：譬：：：：数控领域关键技术和VisualC++开发环境，开发基于图1基于通用CAM软件模块的应用程序框架Windows操作系统的CAM模块动态链接库，有助于数控机床生产厂家快速开发出高性能的数控软件，并在CAM应用程序中，各模块实现的功能和数据具有较好的可扩展性、互操作性和移植性，可展现数处理流程具体描述如下：1)通过调用DXF文件读取控CAM软件良好的开放性。Windows操作系统下支模块函数，实现机床加工路径实体

5、数据的提取；2)利持数控系统的应用程序非常丰富，这有助于实现用图形预处理模块函数对加工路径进行排序和优化木基金项目：越秀区科技计划项目(2012一PT一006)；广东省中2013年第34卷第3期自动化与信息工程7国科学院全面战略合作项目(2012B090400037)；广东省科技计划项目(201IB010700040、2011B090300056、2012B011300064)。等，形成优化后的加工路径；3)利用刀具补偿模块函到缓存或用户喜欢的地方。读DXF文件时，只需要数对优化后的加工路径进行偏置和拐角处轨迹的计将自己派生的类传递给分析器即可。算，形成刀具路径；41利用曲线

6、插补与速度规划模块2)DXF文件的读取函数实现刀具路径的插补与速度规划；5)通过调用GDXF文件由标题段、表段、块段、实体段、对象代码生成模块函数，生成加工所需的G代码。其中，区段和文件结束段6部分组成。其中每个段由若干组机床与刀具参数接口设置在各模块函数接口中。组成，每个组在DXF文件中占两行，第一行为组代码，第二行为组值。在DXF文件读取过程中，最关2CAM软件各模块设计键的问题是实体数据的读取。2．1DXF文件读取程序模块DXF文件读取流程如图3所示。首先打开DXFdXnib是用来读写DXF文件的开源C++库，可实文件，并将DXF文件的上下文信息以结构体指针变现任何操作

7、系统上DXF文件的读取。QCAD、CAM量的形式保存到内存中；然后利用dxflib开源类库中专家和vec2web都使用dxflib来导入DXF文件。在的readDxfGroups函数对DXF文件进行循环读取；接DXF文件读取模块中，采用dxflib开源C斗_卜库并将其着由继承dxflib开源库C++类的自定义类封装在模块库内部，只提供C语法的程序接口。因此，CCreationEntity的实体提取函数对各类实体进行提该模块可应用于所有支持C语法的开发环境，具有良取；最后将各类实体保存到内存中。好的适用性