關(guān)鍵詞：銑削模擬；數(shù)控加工百匆；面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)砌些；刀具軌跡

數(shù)控銑床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，數(shù)控加工的整個(gè)過(guò)程是通過(guò)NC 加工程序來(lái)控制的. 無(wú)論是手工編程還是自動(dòng)編程所得到的程序都會(huì)存在一定的錯(cuò)誤加匈，傳統(tǒng)方法采用試切法來(lái)驗(yàn)證程序是否正確存璃，即用木模、蠟?zāi)雕拼；蛩芰夏Ｔ嚽幸赃M(jìn)行檢驗(yàn). 而在計(jì)算機(jī)環(huán)境下纵东，利用數(shù)控模擬方法進(jìn)行數(shù)控程序的正確性檢驗(yàn)是一種新的方法. 通過(guò)對(duì)零件加工過(guò)程的模擬，可以檢查數(shù)控代碼的正確性啥寇，還可以檢查加工過(guò)程中刀具與工件偎球、機(jī)床及夾具之間是否有干涉現(xiàn)象. 加工過(guò)程模擬可以比較真實(shí)地反映出實(shí)際的切削加工過(guò)程. 在計(jì)算機(jī)屏幕上以可視化圖形方式模擬NC 加工過(guò)程，查出程序中的錯(cuò)誤并加以修改辑甜，可以節(jié)省大量費(fèi)用和時(shí)間. 所以衰絮，采用NC 圖形的刀具軌跡模擬，可以提高編程效率.

本模擬系統(tǒng)為本人開(kāi)發(fā)的NCCODE 數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)的一部分，在XK714 數(shù)控銑床的實(shí)際應(yīng)用中乞微，證明了它的有效性和正確性.

1 開(kāi)發(fā)平臺(tái)及工具

本系統(tǒng)在PC 機(jī)上運(yùn)行俯重，選用當(dāng)今流行的Windows 98 或Windows XP 作為軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的操作系統(tǒng). 以Auto-CAD 2000 為平臺(tái)，采用面向Microsoft 公司的通用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)Visual C + + 的開(kāi)發(fā)工具ObjectARX蝉徒，該工具支持可視化編程和面向?qū)ο蠹夹g(shù)夕锹，是基于MFC 開(kāi)發(fā)的Windows 應(yīng)用程序.

2 數(shù)控銑削模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及流程

數(shù)控程序加工模擬系統(tǒng)是CAD/ CAM 集成系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分，開(kāi)發(fā)的CAD/ CAM 集成系統(tǒng)CCODE 中认寓，首先根據(jù)零件輪廓的圖形實(shí)體直接生成數(shù)控加工代碼檬桅，然后通過(guò)該模擬系統(tǒng)進(jìn)行模擬檢驗(yàn). 模擬有二維動(dòng)畫(huà)顯示模擬和三維實(shí)體幾何模擬. 本系統(tǒng)采用二維動(dòng)畫(huà)顯示模擬，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示奉量，開(kāi)發(fā)流程如圖2 所示. 這種模擬的特點(diǎn)是二維的芹寓，與二維視圖的工件圖紙一樣，比較簡(jiǎn)單方便笼糙，由于二維動(dòng)畫(huà)顯示比較易行妓唬，因此應(yīng)用廣泛. 在求算平面刀位軌跡、優(yōu)化刀具運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)比較有效拳喘；對(duì)于一些三維模擬分解為二維模擬來(lái)解決也是有意義的.

3 刀具軌跡模擬數(shù)據(jù)的獲取及實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)由AutoCAD 二維圖形中描述零件輪廓圖形苫昌，實(shí)體的刀具軌跡模擬必須獲取刀具軌跡的信息，刀具軌跡信息由AutoCAD 圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中描述零件輪廓的圖形實(shí)體獲取. 在NCCODE數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)中幸海，把零件輪廓的圖形實(shí)體連接成一條多段線（可封閉也可不封閉）. 多段線是AutoCAD 中特殊的圖形實(shí)體祟身，它是由一系列首尾相連的直線和圓弧組成，在圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中以頂點(diǎn)（即相連點(diǎn)）子實(shí)體的形式保存信息. 與位置物独、形狀有關(guān)的重要信息有兩個(gè)：一是頂點(diǎn)（Vertex）坐標(biāo)數(shù)值袜硫，保存在10 組碼中；二是頂點(diǎn)凸度（Bulge）挡篓，保存在42 組碼中. 多段線的起點(diǎn)即就是刀具的起點(diǎn)婉陷，加工過(guò)程中所需的終點(diǎn)坐標(biāo)均可由多段線各頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)確定，根據(jù)這些數(shù)據(jù)即可生成數(shù)控加工代碼. 同樣瞻凤，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以模擬刀具軌跡.

3.1 直線部分的數(shù)據(jù)

鑒于直線線段是多段線組成部分憨攒，但在實(shí)體多段線內(nèi)，子實(shí)體不是線段阀参，而是頂點(diǎn)肝集，而且多段線的直線頂點(diǎn)只保存了直線起點(diǎn)標(biāo)志，終點(diǎn)坐標(biāo)則都保存在下一個(gè)頂點(diǎn)中. 利用ObjectARX 函數(shù)可以很方便地知道多段線各頂點(diǎn)的坐標(biāo)值和凸度值蛛壳，這樣就得到了零件輪廓線上直線的起點(diǎn)芙糙、終點(diǎn)坐標(biāo)等幾何信息.

AutoCAD 中約定：凸度為0 是直線的頂點(diǎn). 具體方法如下：

i（f bulge = = 0）/ / 判斷是否直線
　　｛
　　ads name e0骨矗，e1鹊逛；
　　acdbGetAdsName（e0渺类，vertexObjId）；
　　struct resbuf *ed象讶，*cb累换；/ / 定義結(jié)果緩沖區(qū)鏈表指針
　　acdbEntNex（t e0，e1）盏拐；
　　i（f（ed = acdbEntGe（t e1））待插！ = NULL）
　　｛
　　fo（r cb = ed掠袒；cb捷妥！ = NULL；cb = cb - > rbnext）
　　i（f cb - > restype = = 10）
　〖泄础｛
　　P［2 Y］= 2*（cb - > resval. rpoin［t Y］- p［t Y］）
　　P［2 Y］= cb - > resval. rpoin［t X］- p［t X］/ / 直線的第二頂點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息
　　numb + + 摩潮；
　　｝
　　acutRelRb（ed）这溅；
　∽槊瘛｝
　　｝

3.2 圓弧部分的數(shù)據(jù)

多段線的圓弧頂點(diǎn)都只保存了圓弧的起點(diǎn)標(biāo)志芍躏，終點(diǎn)坐標(biāo)則都保存在下一個(gè)頂點(diǎn)中. 利用ObjectARX函數(shù)可以很方便地知道多段線各頂點(diǎn)的坐標(biāo)值和凸度值邪乍，這樣就得到了零件輪廓線上圓弧的起點(diǎn)降狠、終點(diǎn)对竣、半徑、圓心等幾何信息.AutoCAD 中約定：凸度不為0 是圓弧的頂點(diǎn)榜配，凸度為正表示逆時(shí)針圓弧否纬，凸度為負(fù)表示順時(shí)針圓弧. 具體方法如下：

acedOsnap（ptm，"center"蛋褥，ptcen）临燃；/ / 獲得圓心的坐標(biāo)
　　ads name e011，e111烙心；
　　acdbGetAdsName（e011膜廊，vertexObjId）；
　　struct resbuf *ed淫茵，*cb牡科；/ / 定義結(jié)果緩沖區(qū)鏈表指針
　　ads point pst1，pst10师莫，opst1桂喂，ptcen1，ptm1狮消；
　　ads real rads1成揍，length1目溶；
　　ads point-se（t cb - > resval. rpoint，pst1）冻款；/ / 獲得PST 點(diǎn)為圓弧的端點(diǎn)
　　acdbEntNex（t e011咕隶，e111）；
　　i（f（ed = acdbEntGe（t e111））筝赶！ = NULL）
　∧砍尽｛
　　fo（r cb = ed；cb栗沫！ = NULL诺秒；cb = cb - > rbnext）
　　i（f cb - > restype = = 10）
　　｛
　　ads point-se（t cb - > resval. rpoint谤绳，pst10）占锯；
　　opst1［X］=（pst1［X］+ pst10［X］）/ 2；
　　opst1［Y］=（pst1［Y］+ pst10［Y］）/ 2缩筛；
　　opst1［Z］=（pst1［Z］+ pst10［Z］）/ 2消略；
　　rads1 = acutAngle（pst1，pst10）瞎抛；
　　length1 = acutDistance（pst1艺演，pst10）；
　　acutPola（r opst1桐臊，rads1 - 3.1415926 / 2胎撤，bulge*length1（/ 2），ptm1）断凶；
　　acedOsnap（ptm1伤提，"center"，ptcen1）认烁；/ / 獲得圓心的坐標(biāo)
　≈啄小｝

3.3 刀具軌跡模擬的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)上面介紹的方法，獲得刀具軌跡數(shù)據(jù)来鸟，然后根據(jù)ARX 函數(shù)acedCommand（RTSTR皂州，“INSERT”RTSTR，刀具圖塊名甲祖，RTPOINT劈产，P1，RTREAL瞭剧，scale今搂，RTSTR，“ ”盘挠，RTREAL饼簸，? ?）臼磁，如果為直線，則在兩點(diǎn)間插入若干個(gè)以刀具半徑為圓的圖塊倾皿，數(shù)目的多少與進(jìn)給速度有關(guān)吊磕，數(shù)目越多，則切削速度越快惩阶，反之挎狸，則切削速度慢；如為圓弧断楷，則在該圓弧段上插入刀具圖塊锨匆，但要區(qū)別順圓和逆圓，以區(qū)別切削方向.

4 實(shí)例

以銑削模擬的一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明冬筒，在NCCODE 界面下當(dāng)生成數(shù)控加工代碼后恐锣，按下“模擬”按鈕，輸入正確的模擬參數(shù)舞痰，單擊“確定”按鈕土榴，彈出如圖3 所示對(duì)話框，然后單擊模擬后响牛，模擬效果如圖4 所示.

5 結(jié)論

利用計(jì)算機(jī)圖形交互界面玷禽，采用二維模擬技術(shù)及面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，以VC + + 和AutoCAD 功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具ARX呀打，對(duì)描述刀具軌跡的圖形實(shí)體進(jìn)行處理矢赁，獲取所需數(shù)據(jù)，對(duì)銑削系統(tǒng)的刀具軌跡進(jìn)行模擬聚磺，直觀瓤计、快速、正確地驗(yàn)證數(shù)控代碼莹宁，且操作簡(jiǎn)單、方便嚎蛀，提高了數(shù)控機(jī)床的工作效率. 在XK714 數(shù)控銑床上應(yīng)用审腺，取得了良好的效果，同時(shí)缰畦，該系統(tǒng)還可以用于學(xué)生的教學(xué)中.

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