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      AotoCAD2012在數(shù)控車床編程軟件中的開發(fā)和應(yīng)用

      2011-09-06 09:16:54劉俊言
      活力 2011年10期
      關(guān)鍵詞:處理程序數(shù)控機床指令

      劉俊言

      AumCAD (Auto Computer AidedDesignl是美國AUTODESK公司首次于1982年生產(chǎn)的計算機輔助設(shè)計軟件,用于二維繪圖、詳細繪制、設(shè)計檔和基本三維設(shè)計。隨著軟件的完善,公司又出了一款A(yù)utoCAD2012軟件,AutoCAD2012系列產(chǎn)品提供了多種全新的高效實際工具,幫助我們提升草圖繪制、詳細設(shè)計和涉及修訂的速度。數(shù)控機床軟件的開發(fā)、應(yīng)用與其在金屬帶鋸床上起到更好的效果,解決機床設(shè)計中的不足,同時在外觀以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)上開發(fā)出新的產(chǎn)品。用C語言生成圖形數(shù)據(jù)文件,開發(fā)基于AutoCAD環(huán)境下的自動編程系統(tǒng),可以完成零件的圖形的輸出和生成,并可以自動生成數(shù)據(jù)加工程序代碼,滿足了各種機床的不同要求,提高了數(shù)控機床的加工效率。

      數(shù)控自動編程的軟件很多,一般的CAD都有這樣的自動編程功能,例如現(xiàn)在PRO-E、MASTERCAM、UG、solidworks等軟件都有這樣的自動編程功能,他們的結(jié)構(gòu)龐大,軟件的學(xué)習(xí)上也很復(fù)雜,并且在價格上也很昂貴。假如僅僅用于數(shù)控車床的自動編程上,真是大材小用了,很是浪費。使用簡潔,操作方便,專用于數(shù)控車床加工的小軟件,這樣的軟件專業(yè)性和專一性很強。既節(jié)省人力又節(jié)省物力。而AutoCAD因其靈活性和接口的多樣性被廣泛的使用在機械設(shè)計領(lǐng)域中。在其能夠生成的文件格式中有一個二進制的文件,文件中包含著輪廓線的線型和坐標的信息。使用二維功能強大的AutoCAD軟件繪制軸承類的零件的外輪廓顯然是一件非常容易的事情。

      Auto CAD作為一個完整的繪圖編輯器,可以獨立使用,并可完成用戶的很多設(shè)計工作,但要完成零部件從設(shè)計到制造的全過程的工作,仍然力不從心,如零件設(shè)計完后要做有限元分析,要制定工藝規(guī)程,要生成NC代碼,這些工作AutoCAD都不能勝任,這些必須借助其他應(yīng)用軟件,而所用的軟件都在不同程度上要求得到Auto CAD的圖形信息支持,因此需要Auto CAD提供一個便于外界接受的文件格式輸出圖形信息。另外,用戶在設(shè)計過程中還會根據(jù)工作的需要開發(fā)一些自己的應(yīng)用程序,以便做計算、分析或其它之用,處理后的數(shù)據(jù)希望傳給AutoCAD,用于自動生成圖形,這時用戶傳遞這些數(shù)據(jù)最好的辦法就是寫成Auto CAD可直接接受的數(shù)據(jù)文件,為了解決AutoCAD和其他程序間圖形數(shù)據(jù)的交換問題,定義了圖形交換文件規(guī)范。

      一個完整的自動編程系統(tǒng),必須包括前處理程序(Maln Processorl和后置處理程序(Post Processor)兩部分。

      一、前處理程序設(shè)計

      前處理程序用以對源程序進行翻譯并計算刀具中心軌跡,或通過處理圖形數(shù)據(jù)文件而得到刀具中心軌跡,這一部分完全獨立于具體的數(shù)控機床,前處理程序的輸出一般為刀位數(shù)據(jù)(Cut Loca—tion Datal,但這種刀位數(shù)據(jù)不能直接用作數(shù)控裝置的控制指令,因此必須要有一個后置處理模塊,后置處理程序是自動編程系統(tǒng)中的一個重要組成部分,它是按數(shù)控機床的功能及數(shù)控加工程序格式的要求而編寫的一個計算程序。它將主處理程序產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)和功能信息轉(zhuǎn)換成能被某種數(shù)控機床控制單元所需要的數(shù)控加工程序代碼,以便用于控制機床并產(chǎn)生各種加工功能和加工運動。由于各種數(shù)控機床的輸人格式各不相同,因而為了適應(yīng)各種機床的不同要求,后置處理程序也是各不一樣的。

      二、后處理程序設(shè)計

      后置處理的目的是形成數(shù)控指令文件。由于各種機床使用的控制系統(tǒng)不同,所以所用的數(shù)控指令文件的代碼及格式也有所不同。為解決這個問題,每個自動編程軟件通常有自己專用的后置處理程序。

      本系統(tǒng)采用的數(shù)控機床的指令有以下幾種:

      1.坐標功能指令:x,z,I,K。

      2.準備功能指令:G00一快速進給;G01一直線插補;G02一順時針方向圓弧插補:G03一逆時針方向圓弧擂補;G33一等螺距螺紋加32;G54一坐標設(shè)定指令。

      3.速度功能指令:主軸轉(zhuǎn)速S;進給速度F。

      4.換刀功能指令:刀號選擇T01-T04。

      5.刀具補償指令:G41-在工件輪廓左邊刀補有效;G42-在工件輪廓右邊刀補。

      6.輔助功能指令:M02一程序結(jié)束;M03一主軸正轉(zhuǎn);M04一主軸反轉(zhuǎn):M05一主軸停止。

      在生成數(shù)控程序時,首先打開前面生成的刀具中心軌跡文件,從最外層向內(nèi)逐層生成加工程序,在把刀具中心軌跡文件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)控程序時,逐行讀人數(shù)據(jù),根據(jù)線形確定所采用的刀具以及相應(yīng)的G指令,并把坐標值X,Z,I,K賦給對應(yīng)的變量。再根據(jù)所輸入的主軸轉(zhuǎn)速和進給量,使所有的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符串,然后與字母G,T,S,F(xiàn),X,Z,I,K組合成數(shù)控指令。最后加上程序號和必要的M指令組成程序段,在每一層切削完成后或換刀時,添加一個必要的程序段使刀具回到換刀位置,在程序結(jié)束時加上輔助指令M0 2以表示程序結(jié)束,最后將程序以文件的形式存盤。

      根據(jù)所設(shè)計的要求。在坐標點獲取上,我們選用CAD軟件繪制軸承類的零件,在圖形文件中的外輪廓線條,也就是數(shù)控車床所走的路線,也可以說是所走的刀路,而其他無關(guān)的線條對坐標的獲取產(chǎn)生干擾。在數(shù)據(jù)的排列中,我們通過轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)重新輸入數(shù)據(jù)庫。但是我們仔細看會發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫排列比較凌亂,假若直接取出并不能用于生成新的代碼,所以要對立面的書客居按照一定的要求進行重新的排列。作為刀路的起點選擇也是有一定的規(guī)則的,必須選擇為圖形最右上面的點,是所有點中值最大的。對數(shù)據(jù)可進行搜索獲取最大的值作為刀路的起始點。同時要根據(jù)坐標對數(shù)據(jù)進行搜索對比,找出相對應(yīng)的值。然后以同直線或圓弧的另一點作為該線的重點,依此類推就能夠產(chǎn)生一條完整的刀路,排列后坐標重新輸人數(shù)據(jù)庫。在得到正確的數(shù)據(jù)后,必須對數(shù)據(jù)進行編譯生成新的代碼。要注意的就是CAD圖中的坐標同車床坐標系的區(qū)別。著也就是代碼的生成。完整的心的代碼程序還需要頭程序段和結(jié)尾程序,通過軟件界面走遍的文本框控制的輸入和復(fù)選框控件的選擇,可以得到頭程序和結(jié)尾的程序。將頭程序段插入進LIST重點額控制鍵中的最后面,和最先的刀路代碼相結(jié)合,得到完整的數(shù)控加工程序。當然我們得到了這些數(shù)據(jù),還需要程序的驗證和保存,為了驗證程序是否是正確需要對LIST中的新代碼進行模擬。從LIST中提取坐標使用Au~CAD2012中的最新畫直線畫圓功能在制定的區(qū)域內(nèi)畫出刀具運行軌跡,通過軌跡的運行曲線同工件的外輪廓相比較,來判斷刀路是否真確,最后將其進行保存。

      AUTOCAD作為一個完整繪圖編輯器,可以獨立使用,并可以完成用戶的很多設(shè)計工作,但要完成零部件從設(shè)計到制造的全過程的工作,這些還需要借助其他應(yīng)用軟件,而所用的軟件都在不同程度上要求得到AUTOCAD2012的圖形信息支持。而隨著國內(nèi)外市場競爭的日益加劇和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是機械制造行業(yè),要在市場上有立足之地,只有不斷的采用新的科學(xué)技術(shù),新的工藝方式進行科學(xué)有效的生產(chǎn),才能增強企業(yè)的活力,增加在市場上的競爭力。

      (編輯永安)

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