面向异形切割的数控自动编程系统的开发 - 文章

面向异形切割的数控自动编程系统的开发

作者：上海大学史德化李莉敏林金生

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一、引言

异形切割是利用水切割机、雕刻机等专用切割机对异形金属板材、玻璃、布料、大理石等多种异形材料进行切割、图案裁剪的一种加工方法。异形切割一般适用于平面切割，针对不同材料有其特殊的加工工艺。现有的绘图编程一体化CAD/CAM软件不能满足要求，而且价格昂贵。本系统是基于绘图软件二次开发工具的自动编程系统，它以AutoCAD为开发平台，以AutoCAD VBA和VB6.0为编程语言，实现了图形处理、自动编程等功能。

二、系统的功能

此系统主要功能是在AutoCAD系统环境中，根据客户的CAD图形，由用户界面以交互操作方式选择或输入切割工艺参数，生成切割轨迹和G代码，然后通过代码反读，进行轨迹仿真，以便校验代码的正确性。另外，还可以进行代码的编辑和完成数控指令文件的存盘。其系统流程如图1所示。

图1 系统功能图

三、系统开发平台

此系统开发利用AutoCAD良好的开放结构和具有魅力的二次开发工具VBA。AutoCAD VBA与VB有着几乎相同的开发环境和语法，它具有For Application功能，驻留在AutoCAD主程序内部，结构精简，代码运行效率高，功能强，大易于掌握，为开发程序带来了极大的方便。但是用它开发的程序没有用户自己的启动界面，且开发的程序会暴露出来。利用VB通过AutoCAD ActiveX技术建立VB与AutoCAD之间的连接，可解决上面出现的问题，建立用户启动界面与AutoCAD的有效连接，实现关键代码的整体封装。VBA的使用可以直接进入AutoCAD，在菜单工具的宏中进入VBA管理器。用VB进行编程，需要将VB与AutoCAD进行连接，在编写VB代码前，在VB编程环境中引用AutoCAD对象库，然后编写VB代码，创建AutoCAD对象，启动AutoCAD。VB与AutoCAD连接后，就可以利用AutoCAD对象及下级对象的属性和方法完成编程。下面是VB程序中启动运行AutoCAD的子程序代码。

Dim AcadApp As Acad Application Public Sub 连接 AutoCAD（）
On Error Resume Next
Set AcadApp=GetObject(, “AutoCAD.Application”)
If Err Then
Err.Clear
Set Acad App=Creat Object(“AutoCAD.Application”)
If Err Then
MsgBox(“不能运行AutoCAD2004,请检查是否安装了AutoCAD2004”)
Exit Sub
End If
End If
Acad App.Visible=True
End Sub

四、系统的实现

1. 功能实现菜单的形成

此系统功能的实现是通过应用程序进入AutoCAD，然后在AutoCAD标准下拉菜单的帮助后面添加一项异形切割主菜单，然后在主菜单下面添加子菜单，如图2所示。下面是实现这个过程的主要程序代码。

Dim new Menu As Acad Popup Menu
Set new Menu = Curr Menu Group.Menus.Add("异形切割" & Chr(Asc("&")) & "w")
Dim menu Item Open2 As Acad Popup MenuItem
Set menu Item Open2 = new Menu .Add Menu Item (newMenu.count + 1, "轨迹和代码生成", macro & "-vbarun" + Chr(32) + "This Drawing.Com Dialog2" + Chr(32))
Menu Item Open.Help String = "代码生成"

图2 功能下拉菜单

2. 工艺参数的干预

系统允许用户采用交互的方式在命令行输入加工起始点，对话框方式输入加工速度、定位速度、偏值量和切入方式等，充分考虑了实际加工情况。根据加工的实体个数，来插入中间退刀点，防止图形之间的干涉。另外，若采用圆弧切入方式，还可以提高切割质量，改善切割特性。图3为工艺参数对话框。

图3 工艺参数对话框

3. 数控代码的生成

这是系统的核心部分，它会根据加工轨迹和用户选定的工艺参数，自动生成相应的数控代码。针对每个AutoCAD图形，AutoCAD系统都有一个内部数据库与之对应。程序首先通过遍历选择集，提取AutoCAD图形信息，构造一个自定义数据库。经过对库中实体类型的判断，进行分类处理，对块进行打碎，对多义线进行拆分等操作。然后根据加工的顺序构造有序选择集。对有序选择集中的直线和圆弧两种图元实体进行组合，分为直线—直线、直线—圆弧、圆弧—直线和圆弧—圆弧等4种方式。由于绘图顺序和选择加工的顺序不一定一致，根据相交两实体的交点，来判断每种组合方式中图元的起点和终点，因为两相交实体的4个端点中，必有2个之间的距离小于某个很小的整数。具体处理流程如图4所示。在NC代码表示中，G02代表顺时针圆弧，G03代表逆时针圆弧，直线用G01表示。图5为生成的代码。

图4 数控代码生成的过程

图5 数控代码生成

4. 代码仿真和校验

代码生成并存盘之后，通过对代码的反读进行轨迹的动态仿真，以此来校验代码的正确性，防止代码的语法错误或不正确的人为修改，图6为仿真的过程。

图6 代码仿真

五、结束语

本系统针对异形切割加工的特殊工艺，结合AutoCAD强大的绘图功能，实现了数控加工的自动编程，系统界面友好、直观，性能稳定，有较强的实用性。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/17/2005)


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