基于AutoCAD的弯刀机数控自动编程系统（２）教程

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    在ＡｕｔｏＣＡＤ环境中,与图形相关的几何信息包含在实体段中,实体段由若干个组构成,组包含组代码(实体类型)和组值(实体的大小、长度等)。为了保证图形准确,避免实体出现间隙或连接错位、顺序颠倒等现象,在ＡｕｔｏＣＡＤ中绘制图形后,使用ＰＥ命令将图形变成一条多义线(ＰＯＬＹＬＩＮＥ)。ＡｕｔｏＣＡＤＲ14以上版本的多义线实体信息如下:组码(0　“ＬＷＰＯＬＹＬＩＮＥ”)为多义线标识;组码(10160 159100 406)为端点坐标;组码(42　0 414214)(图老师整理)为凸度,如果凸度等于零,则为直线;如果凸度大于零,则为圆弧。图4所示圆弧中,圆心角α、半径Ｒ、凸度μ之间的换算关系如式(1):

    由于Ｐ1、Ｐ2、Ｐ点的坐标已知,起始角α1、终止角α2可由式(2)求出。

α1=ａｒｃｔａｎＰ1ｙ-ＰｙＰ1ｘ-Ｐｘ;α2=ａｒｃｔａｎＰ2ｙ-ＰｙＰ2ｘ-Ｐｘ…(2)

    模切刀加工过程中的角度补偿是系统设计的关键。系统根据凸度值自动识别图形中的实体,然后根据直线与直线、直线与圆弧、圆弧与圆弧、圆弧与直线的相对关系求出工件角度。

    如果当前实体是直线,直接送进该直线段的长度,根据工件角度自动查询表1得出模具转角,利用插值法求出相应的编程角。例如,当工件角度γ大于15 0°小于等于20 0°时,其编程角计算公式为:β=16 8+0 14(γ-15 0)。

   如果当前实体是圆弧,则需考虑稍多。弯制圆弧模切刀,实质是将圆弧看作一个多边形的一部分(整圆为多边形),进行弯制,如图5所示。

    为处理方便起见,通常将整圆看作25边形,计算出单步步长和单步角度。当然,边数越多,越平滑,反之,则可能出现明显的棱角。

    系统根据式(1)和式(2)求出圆心角α、半径Ｒ、起始角α1、终止角α2,并根据半径Ｒ的大小进行相应的角度补偿。例如,当模切刀加工半径Ｒ大于5 5ｍｍ小于等于6 0ｍｍ时,根据试验数据,利用插值法,其编程角(工件角度)为β=16 9-0 2(Ｒ-5 5);系统根据模切刀材料特性和圆弧半径,给出圆弧默认加工步长　ｆＳｔｅｐ=2Ｒ/25 0,如果有特殊要求,可以人工输入步长进行干预。弯制圆弧所需次数=弧长/步长。

    经过上述处理,结合数控系统的编程语言,便可生成相应的ＮＣ代码,写入打开的ＮＣ文件。

    四、应用实例

    在ＡｕｔｏＣＡＤ中绘制如图6所示准备加工的模切刀平面图形(等同于展开的加工件图形)。

    在该图形中,既有直线与直线相连,又有直线与圆弧相连,又有圆弧与直线相连三种情况,系统根据多义线的起点和绘制的先后顺序自动确定加工起始点和加工方向。本系统生成的部分ＮＣ代码(ＦＡＧＯＲ系统)如下。

010Ｇ01 91Ｘ22.000
011Ｇ01 90Ｙ90.000
012Ｇ01 90Ｙ0.0
013Ｇ01 91Ｘ22.000
014Ｇ01 90Ｙ270.000
015Ｇ01 90Ｙ0.0
016Ｇ01 91Ｘ12.500
017Ｇ01 90Ｙ335.000
018Ｇ01 90Ｙ0.00
19Ｇ01 91Ｘ26.000
020Ｇ01 90Ｙ25.000
021Ｇ01 90Ｙ0.0
022Ｇ01 91Ｘ7.500
023Ｇ01 90Ｙ180.000
024Ｇ01 90Ｙ0.0
025Ｇ01 91Ｘ0.320
026Ｇ01 90Ｙ342.600
027Ｇ01 90Ｙ0.0
028Ｇ25Ｎ25 27.19
029Ｇ01 91Ｘ0.203
030Ｇ01 90Ｙ342.600
031Ｇ01 90Ｙ0.0
032Ｇ01 90Ｙ360.000
033Ｇ01 90Ｙ0.0
034Ｇ01 91Ｘ44.000
035Ｇ01 90Ｙ0.000

    五、结语

    本文基于ＡｕｔｏＣＡＤ平台,采用ＶｉｓｕａｌＣ++6 0作为开发工具,实现了弯刀机的数控自动编程,通过ＲＳ232接口与弯刀机数控系统的通讯,提高了编程精度和准确性。系统使用简便高效,具有极大的推广应用价值。