數(shù)控編程技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了基于圖形的自動(dòng)編程階段羔砾,并得到越來越廣泛的應(yīng)用。筆者在研究中選擇AutoCAD繪圖軟件作為圖形輸入平臺(tái),將AutoCAD軟件與數(shù)控平臺(tái)相結(jié)合披腻,通過編制接口程序,直接讀取DXF圖形交換文件的圖形數(shù)據(jù)底咳,實(shí)現(xiàn)二維圖形的數(shù)控代碼的自動(dòng)生成唱撩。還進(jìn)一步研究了基于AutoCAD的文字自動(dòng)編程技術(shù),從將文字變?yōu)锳utoCAD圖形對(duì)象珍霉,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為包含路徑信息的DXF文件以及基于AutoCAD的形文件實(shí)現(xiàn)漢字筆劃自動(dòng)提取殃倒,總結(jié)實(shí)現(xiàn)文字自動(dòng)編程的方法。
圖形和文字自動(dòng)生成的NC代碼最后通過運(yùn)動(dòng)控制卡控制伺服驅(qū)動(dòng)裝置嘿杖,在數(shù)控平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)加工梁泞。
1.圖形信息的處理和數(shù)控程序的自動(dòng)編制
(1)DXF文件圖形信息的提取完整的DXF文件由6個(gè)段和結(jié)束標(biāo)志組成,這6段為文件頭段趾痘、類段搪泳、表段、塊段扼脐、實(shí)體段和對(duì)象段岸军,分別存放版本號(hào)和系統(tǒng)變量、系統(tǒng)定義的各種在表段瓦侮、塊段和實(shí)體段3段中出現(xiàn)的類信息艰赞、系統(tǒng)表信息、圖形塊信息肚吏、形文件中所有非幾何實(shí)體信息方妖。
當(dāng)零件圖轉(zhuǎn)存為DXF文件后,需要從DXF文件中讀取圖形實(shí)體信息罚攀。AutoCAD繪制的圖形信息均包含在DXF文件的6大段中党觅,與幾何圖形有關(guān)的幾何信息均包含在實(shí)體段中,將其打散后斋泄,塊包含的實(shí)體仍將出現(xiàn)在實(shí)體段中杯瞻。
對(duì)自動(dòng)編程來說只需要關(guān)心其中的實(shí)體幾何信息略雪,因此只需要讀取和處理DXF文件的實(shí)體段。信息提取的過程為:打開DXF文件渴肿,逐行讀取文件摩赎,循環(huán)進(jìn)行,讀到該行內(nèi)容為“ENTITIES”肥爵,表名實(shí)體段的開始隘唁,然后繼續(xù)往下讀。讀到該行內(nèi)容為“LINE”時(shí)舶抚,則是直線杏疑;如果為“CIRCLE”,則為圓寄硬;如果為“ARC”袱类,則是圓弧柱爵;然后進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)體數(shù)據(jù)的讀取過程趣匪。當(dāng)執(zhí)行到該行內(nèi)容為“ENDSEC”時(shí),表明已到段的結(jié)尾晒来,實(shí)體提取過程結(jié)束钞诡。
(2)圖形信息的處理考慮到實(shí)際加工的工藝要求,提取出的DXF文件圖形信息并不能直接用于數(shù)控編程湃崩。對(duì)DXF圖形信息的處理包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荧降、圓弧端點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算、圓弧特征判別攒读、排序處理等內(nèi)容朵诫,使最終得到的數(shù)據(jù)能夠用于數(shù)控程序的編寫。根據(jù)處理后的圖形數(shù)據(jù)信息薄扁,自動(dòng)生成NC代碼文件剪返。
(3)生成NC代碼文件得到所有的實(shí)體信息,并完成了排序之后邓梅,即可開始進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換脱盲。
系統(tǒng)根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)生成NC代碼。遍歷零件對(duì)象鏈表中的各節(jié)點(diǎn)日缨,找到待加工零件對(duì)象的指針钱反。在生成零件加工程序的過程中,首先要提取鏈表中首個(gè)幾何元素的起點(diǎn)作為零件加工軌跡的起點(diǎn)坐標(biāo)匣距,并添加G00(空程定位)指令冷泵。然后,逐條讀取鏈表中的數(shù)據(jù)信息梗药,通過比較記錄的標(biāo)識(shí)號(hào)G的數(shù)值不同傀脑,判斷出各個(gè)圖形元素的類型往蚕,讀取圖元對(duì)象的參數(shù)信息,并計(jì)算各加工段的坐標(biāo)值或坐標(biāo)增量窜鳍,按數(shù)控指令碼規(guī)范編寫數(shù)控程序即可。對(duì)于兩個(gè)不同的圖形輪廓之間還要添加過渡代碼指令以實(shí)現(xiàn)不間斷加工癞糙〉局觯
2.基于AutoCAD的文字自動(dòng)編程
(1)將文字轉(zhuǎn)化為包含路徑信息的DXF文件由于在AutoCAD中,文字是作為Mtext(多文本)對(duì)象來看待的伦朵,是一個(gè)整體罢令,要想實(shí)現(xiàn)文字加工,就必須把文字變?yōu)閳D形對(duì)象暑赏。利用AutoCAD生成文字媒埃,并通過AutoCAD實(shí)現(xiàn)文本對(duì)象向圖形對(duì)象的轉(zhuǎn)換,從而生成數(shù)控加工代碼贼穆,主要利用AutoCAD的Txtexp命令實(shí)現(xiàn)题山。
(2)AutoCAD矢量漢字自動(dòng)編程AutoCAD中的專用矢量字體庫(擴(kuò)展名為.shx)是由形文件(.shp)經(jīng)過編譯以后得到的。利用反編譯軟件SHX2SHP故痊,可以得到.shp格式的ASCII文件顶瞳。
矢量字體庫字體文件轉(zhuǎn)化而成的形文件是用形文件定義漢字。將AutoCAD矢量字體庫中的大字體文件gbcbig.shx反編譯為gbcbig.shp形文件愕秫,并以gbcbig.shp形文件為研究對(duì)象慨菱,實(shí)現(xiàn)漢字筆劃數(shù)據(jù)的提取和數(shù)控程序的自動(dòng)編制。從形文件中提取漢字筆劃數(shù)據(jù)信息戴甩,得到所有漢字筆劃數(shù)據(jù)信息符喝,并完成了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換之后,即可進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換甜孤,系統(tǒng)根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)生成G代碼协饲。
3.數(shù)控加工過程的計(jì)算機(jī)仿真
進(jìn)行刀位文件的靜態(tài)仿真和動(dòng)態(tài)仿真。靜態(tài)仿真的過程以排序后鏈表的頭元素的頭節(jié)點(diǎn)來作為起始點(diǎn)缴川,在VisualC++6.0的窗口中以繪圖的形式對(duì)加工軌跡進(jìn)行重繪囱稽。動(dòng)態(tài)仿真即加工仿真,仿真過程對(duì)仿真界面進(jìn)行初始化二跋,設(shè)定圖形顯示的位置卡围,輸入仿真加工起始點(diǎn),在系統(tǒng)中以排序后的鏈表的頭元素的頭節(jié)點(diǎn)來作為起始點(diǎn)哭练,然后逐行讀取代碼中包含的圖形信息外秋,按鏈表記錄的順序,利用數(shù)字積分法插補(bǔ)算法和系統(tǒng)定時(shí)器在屏幕上進(jìn)行加工過程的模擬顯示僧憾。
4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
采用VC++6.0為開發(fā)工具奈株,以數(shù)值積分法插補(bǔ)理論為基本原理短户。整個(gè)系統(tǒng)劃分為圖形信息讀取模塊,圖形信息處理模塊稿焚,NC代碼生成模塊唇锡,系統(tǒng)仿真模塊,文字自動(dòng)編程模塊和加工試驗(yàn)?zāi)K用动。
5.結(jié)語
在對(duì)DXF文件結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析和對(duì)AutoCAD形文件研究的基礎(chǔ)上矗绅,利用模塊化思想和C++語言面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù),實(shí)現(xiàn)了簡單直觀征蜻、用戶界面友好的自動(dòng)編程系統(tǒng)叼枝。經(jīng)調(diào)試運(yùn)行,能提取AutoCAD繪圖得到的零件幾何信息以及文字筆劃唉锌。
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