基于AutoCAD的数控图形自动编程系统开发

图1　系统总体框架结构

　　(1)图形数据信息输入：它是AutoCAD实体建模后首先进入的功能模块。具有AutoCAD图形交换文件DXF接口，读取DXF接口文件为自动编程系统准备必要的图形数据；
(2)工艺干预：它是继(1)步操作后对图形数据进行再加工的核心模块。工艺干预内容包括轮廓和点位两种方式，干预过程通过鼠标事件求鼠标干预位置与实体的最短距离实现。考虑到零件尺寸大小变化，本模块还具备视口放大和满屏显示的辅助功能，便于进行有效干预；
(3)NC代码生成：经过工艺干预即确定刀具走刀路线后，根据ISO数控代码格式便可将图形几何信息和工艺干预信息转换成ISO标准数控加工程序代码。同时以“?．NC”形式文件名永久保存；
(4)动态校验：上述生成的NC代码是否正确还要进行校核和检验方能制作控制介质输出，本模块采用逐点插补算法进行动态模拟检验ISO数控加工程序代码是否正确，以及刀具与工件是否会发生干涉等。如果检验不正确则需对上述各个环节进行反复调试直到正确为止；
(5)数控加工程序输出：经调试和校验后正确的数控加工程序可以通过拷贝、打印的方式输出。

3　软件设计过程

　　构成图形自动编程系统的主要功能模块有图形信息输入模块、工艺干预模块、NC代码生成模块以及校核检验模块。以图形信息输入模块为例说明VB程序设计的过程。
(1)实体数据类型变量定义
系统对点、直线、圆弧和整圆四种实体采用通用数据类型结构定义几何信息，该类型的全部元素均为字符串型变量，在图形信息输入模块中主要保存读取实体的几何信息。具体以数组MM(200)变量来保存，这里要求实体数目最多不能超过200个。即

(2)DXF文件的读取程序
结合当今微机平台上广泛使用的AutoCAD图形软件包，本文采用这一平台开发的图形自动编程系统，可以充分发挥AutoCAD的强大实体建模功能，同时缩短软件开发的周期。本系统使用需首先进入AutoCAD图形系统绘制零件实体，当零件绘制完毕，便以图形交换文件DXF输出，然后进入图形自动编程系统启动图形信息输入模块，读取图形信息。下面介绍零件实体几何信息提取的程序设计。
DXF文件是具有专门格式的文本文件。一个完整的DXF文件由四个大段和一个文件结束标记构成。每一段的开始部分由四行组成：即DXF的组代码0和段标记SECTION，组代码2和段名各占一行，中间部分是段的实际内容，而段结合部分由组代码0和文件结束符EOF两行组成。DXF文件具有每个数据均占一行的特点。但是由DXF文件生成图形仅需实体段(以ENTITIES为段名)和文件结束标记。通过分析DXF文件的格式，现以VB编写的源程序说明读取DXF文件实体段几何信息的过程。
Sub DXF－IN 0
Dim A As String:Dim B As STRING:Dim CC As ENTITIES－TYPE:Dim i,il As Integer
Open FILENAME1 For Input As #1
Do Input #1,B
Loop Until B=“ENTITIES”
Seek #1,Seek(1)
Do While Not EOF(1)
Do Input #1,B
Loop Until B 〈〉“0”
i=i+1
Select Case B
Case “LINE”
INDXF－LINE 1
CC.STYLE=“line”
CC.X1=Str$(x1)
CC.Y1=Str$(y1)
CC.X2=Str$(x2)
CC.Y2=Str$(y2)
xx1=x2
Case“ARC”
INDXF－ARC 1
CC.STYLE=“ARC”
CC.X1=Str$(x1)
CC.Y1=Str$(y1)
CC.X2=Str$(x2)
CC.Y2=Str$(y2)
CC.X3=Str$(x3)
CC.Y3=Str$(y3)
CC.R=Str$(R)
CC.ANGLE1=Str$(ANGLE1)
CC.ANGLE2=Str$(ANGLE2)
If Abs(x1-xx1)>.5 Then
CC.WISE=“0”
A=CC.X1:CC.X1=CC.X2:CC.X2=A
A=CC.Y1:CC.Y1=CC.Y2:CC.Y2=A
A=CC.ANGLE1:CC.ANGLE1=CC.ANGLE2:CC.ANGLE2=A
Else CC.WISE=“1”
End If xx1=x2
Case“CIRCLE”
il=il+1
INDXF－CIRCLE 1
CC.STYLE=“CIRCLE”
CC.X1=Str$(x1)
CC.Y1=Str$(y1)
CC.R=Str$(R1)
CC.X2=CC.Y1
xx1=x1
Case“POINT”
INDXF－POINT 1
CC.YSTYLE=“POINT”
CC.ZHX1=Str$(x1)
CC.ZHX2=Str$(x1)
xx1=x1
Case Else
CC.STYLE=“NONE”
End Select
Seek #1,Seek(1)
j=Str$(i)
Loop
Close #1
End Sub
其它模块的程序设计不再赘述。

4　实例

　　本文以二维零件数控铣削加工为例，首先进入AutoCAD绘制零件轮廓如图2所示。经图形交换文件DXF传输到系统后，工艺干预可得沿图示1-2-3-4-5-6-7顺时针方向走刀的ISO数控加工程序，且此程序已顺利通过校核检验。