1系統(tǒng)結構

　　系統(tǒng)由圖形輸入、工藝處理、刀位軌跡計算及生成（即數(shù)學處理階段）、加工模擬、后置處理、NC程序代碼輸出等6大模塊組成。

　　各模塊功能如下：圖形輸入模塊利用A utoCAD軟件本身提供的繪圖功能，完成圖形的幾何造型、編輯、修改等功能。

　　工藝處理模塊選擇刀具，確定主軸轉速、進給速度等。

　　刀位軌跡計算及生成模塊在CAD環(huán)境下用光標選擇相應的目標圖形，系統(tǒng)將自動從圖形文件中提取編程所需的信息，計算節(jié)點數(shù)據(jù)，并將其轉化為刀位數(shù)據(jù)，存入刀位文件中。

　　后置處理模塊設置一后置處理文件，并對其進行編輯，按文件規(guī)定的格式，定義數(shù)控加工指令文件所使用的代碼、文件格式等內容。軟件在執(zhí)行后置處理時，將自動按文件的要求生成所需的加工指令文件。

　　加工模擬模塊選擇所畫的圖形，執(zhí)行模擬加工命令，在屏幕上可以看到加工過程走刀軌跡，即實現(xiàn)加工的仿真。

　　NC代碼輸出模塊將后置處理生成的加工指令文件直接或間接輸?shù)綌?shù)控機床即可使用。

　　2原理及實現(xiàn)過程

　　對數(shù)控自動編程來說，主要的環(huán)節(jié)就是從CAD圖形中提取加工軌跡所需要的幾何信息，并對幾何信息進行整理和路徑優(yōu)化，得到合理的加工路徑，*后再得到加工程序。

　　2. 1獲取圖形實體幾何信息

　　目前在AutoCAD上，要獲得圖形實體的幾何信息坐標有3種方式：（ 1）對比較復雜的圖形，通過DXF文件獲得。

　?。?2）對簡單的圖形，將圖形轉化為PL INE，然后獲得PLINE實體的幾何信息。

　?。?3）采用交互方式，通過選擇實體來獲得單個實體的幾何信息，這種方式適用于一般情況下的任何圖形。本文采用第3種方式。具體原理如下：一般情況下， A utoCAD圖形經過碎解之后，*終都是直線或者圓弧，因此，程序中所要處理的圖形實體就是直線和圓弧。直線的幾何信息是起點和終點坐標，圓弧的幾何信息是起點、終點、半徑和圓心坐標。

　　當用戶選擇一實體時，被選擇實體將變成虛線，增強用戶的視覺感覺，同時實體將加入到實體選擇集當中去。所有的實體全部選擇完畢之后， AutoCAD將實體選擇集當中的實體改變顏色。下面是具體的實現(xiàn)過程：建立實體選擇集運用ARX庫中的一些函數(shù)，如函數(shù)主要用于創(chuàng)建實體選擇集， acedSSFree函數(shù)用于釋放實體選擇集，以建立實體選擇集。

　　選擇實體運用acedNEntSelp使被選中的實體變成虛線，與未被選中的實體區(qū)別開來，同時將圖形實體的坐標保存下來。

　　獲得幾何信息結果緩沖器（ structresbuf）是ARX支撐環(huán)境的核心概念之一。一個結果緩沖器被用來代表A utoCAD的實體和各種表的數(shù)據(jù)信息。實際應用中首先訪問resbuf結構中的restype成員，根據(jù)restype的值來判斷實體的類型，然后獲得實體幾何信息，如坐標、半徑等。

　　圖形重繪將經過選擇后顯示為虛線的實體重繪，使其改變顏色，讓用戶可以直觀地判斷所選擇的圖形輪廓是否正確。

　　2. 2圖形數(shù)據(jù)處理

　　由于所有的圖形都是由直線和圓弧組成，在存儲這些元素時，我們只要對直線或者圓弧進行處理。先從實體選擇集中判斷實體為直線還是圓弧，然后對直線或圓弧分別進行處理，求出每條直線或圓弧的等距線，再對等距線進行自交、互交處理，*后求得刀具的軌跡，并以刀位文件的方式保存。

　　2. 3生成數(shù)控加工指令

　　筆者采用的是美國中寶倫公司的數(shù)控系統(tǒng)，其數(shù)控代碼的格式和國際數(shù)控標準中推薦的G， M， T， X， Y，Z等指令不相同，有自己的一套數(shù)控代碼編程方式來描述機床的運動參數(shù)以及加工工藝參數(shù)。比如：加速度AC、減速度DC、速度SP、急停AB、直線命令L I等命令。

　　系統(tǒng)生成的刀位軌跡是由直線和圓弧組成的。加工軌跡生成以后，根據(jù)實體分解后所得數(shù)據(jù)可以很容易地生成數(shù)控加工指令，由strcat函數(shù)把一條數(shù)控指令中的各部分連成串號送給文件變量名，再將該文件變量中的內容寫入用戶指定的磁盤文件中，生成一條，寫入一條。所有圖素的加工指令均產生以后，用close函數(shù)將文件關閉。

　　關于數(shù)控加工工藝參數(shù)的設置是由用戶通過交互式的方式來完成的。其交互界面是由M FC和ObjectARX混合編程實現(xiàn)所示。加工工藝參數(shù)主要有兩大類：刀具參數(shù)和加工進給速度。例如， H為刀具高度， L為刀具長度， R 1、R 2為刀具半徑， D C J1、D C J2為刀具的偏轉角度。

　　2. 4 NC程序代碼編輯

　　該模塊對自動生成的NC文件進行檢查與修改，也可以手工輸入編程。

　　2. 5加工軌跡模擬

　　模擬加工軌跡有兩種途徑：一種是通過NC代碼模擬；另一種是通過刀位文件模擬。**種方法的優(yōu)點是可以發(fā)現(xiàn)NC代碼中的錯誤，在未進入數(shù)控機床操作階段消滅錯誤，及時更正。但這種方法需要一個單獨的NC代碼通用翻譯模塊，加大了應用程序的復雜程度。第二種方法則比較方便，因為刀位數(shù)據(jù)文件中的坐標可以直接為AutoCAD所利用，可以在屏幕上直接顯示軌跡，但是無法檢驗NC代碼中的錯誤。本系統(tǒng)采用第二種方式進行模擬，將刀位文件讀入，根據(jù)用戶要求采用單步模擬或者連續(xù)模擬，直到全部模擬完畢。

　　然后比較新生成的圖形與零件圖是否吻合，以確定加工軌跡是否正確。如果不滿意，可利用編輯模塊修改，重新生成NC程序。

　　3系統(tǒng)應用實例

　　該零件的加工程序為先粗加工，等待1s后再精加工。加工模擬的刀具軌跡如所示。圖中左邊的粗加工刀具路徑為系統(tǒng)自動生成，右邊的精加工軌跡則通過提取工件輪廓得到。

　　4結束語

　　通過對AutoCAD的二次開發(fā)，實現(xiàn)了在AutoCAD環(huán)境下的圖形數(shù)控加工自動編程，解決了手工編程效率低的問題。同時，對刀具加工過程的模擬，大大提高了加工的可靠性，減少了實際加工中由于過切、干涉等問題帶來的錯誤，經實踐證明該方法切實可行。該系統(tǒng)已經在浙江嘉興某公司投入生產使用，產生了不錯的經濟效益。