基于AutoCAD的数控加工自动编程系统的设计研析

　　0.引言

　　随着科学技术的发展, 数控机床越来越广泛地应用在机械制造行业中。在数控加工系统中, 传统的NC代码手工编程不仅效率低, 而且容易出错; 而采用APT语言的自动编程虽然几何定义语句简洁, 功能较强, 但要求编程人员要熟记系统的语言与规则,一旦出错又不易发现。

　　本数控加工自动编程系统是基于AutoCAD 平台上开发而成的。AutoCAD作为绘图软件在机械设计与制造中应用广泛, 如果数控加工系统能够提取Auto2CAD中的图形信息, 将会大大简化数控编程, 提高生产效率。但AutoCAD是通过图形来表示零件的几何信息的, 而数控加工系统采用NC代码手工编程或APT语言自动编程, 二者之间信息的描述是不统一的。本系统正是解决AutoCAD 与数控加工系统的接口问题, 从AutoCAD 图形中提取几何信息并进行数据转换, 即根据AutoCAD的DXF文件特有的结构, 进行二次开发, 实现AutoCAD与数控加工系统的集成。

　　1.DXF文件的数据处理

　　AutoCAD输出的DXF 文件是图形文件的ASCII或二进制格式描述[ 1 ] , 有其特定的格式, 常用于与其他应用程序共享数据, 对数控编程来说其中有些冗余数据, 因此必须经过处理才能方便数控自动编程系统的后置处理模块使用。

　　1.1　DXF文件的结构

　　AutoCAD输出的DXF文件通常由五个段( SEC2TION) : 标题段(HEADER) 、表段( TABLES) 、块段( BLOCKS ) 、实体段( ENTITIES ) 和结束段( ENDSEC) 组成。但对数控编程来说, 最有用的就是实体段, 因此要求打开DXF文件, 将实体段的有关信息记录下来并保存在GRP文件中。每个实体的格式都是固定的, 且都有与它相关的参数(部分参数见表1) , 实体段记录了每个实体的几何数据。

　　1.2　DXF文件的数据提取与排序

　　图1　DXF文件数据处理程序流程图

　　由AutoCAD绘制的图形, 用DXFOUT命令将其生成DXF文件, 再由接口程序读取图形信息, 其读取程序的流程如图1 所示。但由于AutoCAD 绘制的图形根据个人绘图习惯不同, 导致DXF文件数据是按照实体的绘制顺序排列的, 其图元的排列顺序也就不一定是按照零件的拓扑顺序排列的, 也就是说它的数据排列可能是杂乱无章的, 因此经接口程序处理得到的GRP文件数据也是按照绘制顺序排列的。而数控加工过程是严格按照特定的加工路线进行的, 因此要求对GRP文件数据按照给定的加工路线进行排序。

　　考虑到由于绘图的原因使得相连的线段首尾点的不一致, 因此应设定一个有效的容差, 以保证组成一个完整的加工路线图。在加工系统中, 从每一条线段的起始点开始, 加工到此线段的终点止, 该终点也就成为下一线段的起始点, 然后加工下一线段, 因此加工的轮廓是一个由有向、有序线段组成的图形。本系统采用选择法进行排序, 即以起刀点为基准, 寻找与之相连的线段, 该线段作为节点1, 记录其始终点坐标值, 记终点坐标 。接着在GRP文件中搜索其它线段, 如某端点坐标 与 在容差范围内相等, 则此线段作为节点2, 其终点坐标为 ; 再从余下的线段中查找其始点坐标与 相等的为节点3; 以此类推, 将所有的线段按顺序记录下来, 再保存在GRP文件中。