数控线切割3B加工指令的图形化自动编28定律程

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 摘 要 以Auto CAD为平台,开发了针对数控线切割3B加工指令的图形化自动编程系统,它采用AutoLisp语言读取图形实体的组码数据,加工处理为3B代码,实践证明该方法直观精确、效率高、操作简单。
  关键词 图形实体 线切割 实体组码

  数控线切割机床是利用上下移动的钼丝,对金属进行电火花切割的机床。几十年来,全世界出现了许多系列的线切割机床,其相应的加工指令也有了国际ISO和 EIA标准。国产线切割机床因为价格便宜、维修方便、可靠性好、熟练操作人员多而在全国各地有广泛的用户。然而,国产机床广泛采用的是3B格式的加工指令。一般的图形化编程系统(如UGⅡ、MasterCAM等)仅能生成符合ISO和EIA标准的加工代码,对于3B格式代码无能为力。近年来Auto CAD在国内机械行业得到了广泛应用。本文在Auto CAD上开发了一个3B指令图形化自动编程系统,它采用AutoLisp语言读取实体组码数据来转化成3B加工代码,实践证明其精确、实用、效率高。

1 原理

1.1 3B指令代码的格式
  格式为:B XY B YY B J G Z
  其中,B是分隔符。XY和YY:①加工直线时,是直线的终点坐标(原点处于直线的起点);②加工圆弧时,是其起点坐标(原点处于圆弧的圆心)。J和G:G是计数方向,有X、Y两个方向,分别是Gx和Gy,如图1所示,对于直线,当线处在阴影区域时,G取Gy,否则G取Gx;若圆孤的终点处于阴影区,G取Gx,否则取Gy。J则是加工轨迹(直线或圆弧)在计数方向上的投影线长度或投影长度之和; Z是加工指令,共有12种(如图2)。
1.2 Auto CAD实体选择集及实体组码
  在Auto CAD中,每个图形元素都可做为独立的实体来处理,还可以用ssget()函数来构造需要的实体选择集。每个实体的数据,都可查找其实体组码来获得。每个实体都有一个实体名,用组码-1表示,还有一个实体类型,如Line、Arc、Pline等,用组码0表示,其他组码关系见下表。

下面是一段线的实体组码:
  (-1.<Entity name: 60000014>)
  (0.”LINE”)
  (8.”0”)
  (10 1.0 2.0 0.0)
  (11 6.0 6.0 0.0)

表 部分组码

组 码直  线圆  弧
8层名层名
10起点坐标圆心坐标
11终点坐标………
40………半径
50………起始角度
51………终止角度
210延伸方向延伸方向

2 程序设计的方法

 程序首先调用gettfiled()函数创建一个NC文件(该文件以.3B为扩展名),然后用ssget()函数定义实体选择集(由用户依加工顺序选取),经解碎后成为“Line”和“Arc”两种类型(经研究发现,对v12.0,图形实体解碎到最后均为Line和Arc,如Fit拟合的 pline解碎后为Arc,spline拟合的pline解碎后为line等等),因此程序的核心以line和Arc为对象。程序调入下一个实体,判断其是line还是Arc,分流后按line或Arc的组码提取几何数据进行计算,最后形成一字符串“B XX B YY B J G Z”,将这行字符添加到NC文件中去,然后再调入一个实体进行循环计算,这样NC文件就一行一行地增加,直到实体被编辑完毕。
  对于直线,可用10和11组码提取其起点和终点坐标,然后将原点换到起点,此时XX和YY就是终点坐标。令dx1和dx2分别是XX、YY的绝对值,则当dx1>dy1时,G=Gx、J=dx1,否则,G=Gy、J=dy1。对于圆弧,可用10、40、50、51组码提取圆心、半径、起始角度、终止角度。圆弧的问题之一是对投影长度J的计算,如图3所示。
  圆弧的J计算分成3种情况(图3),对于①J=|Qx-Zhx|或J=|Qy-Zhy|(Q:起点,Zh:终点)。对于②将原点移到Q点,此时J=|Qx+Zhx|或J=|Qy+Zhy|。对于③将原点分别移到Q1、Q2来计算Q1A’和Q2B’:Q1A’=|Qx|或|Qy|、Q2B’=
|Zhx|或|Zhy|,则J=Q1A’+Q2B’+D。

图3 圆弧投影长度J计算(左为G=Gx时,右为G=Gy时)

  对于圆弧的加工方向问题(顺、逆时针),由于Auot CAD圆弧的组码数据全按逆时针方向规定,因此本程序将保留上一个实体的终点坐标,将其赋给变量ZhD,若下一个实体是圆弧,则将ZhD与圆弧的起点坐标Qx、y相比较,若相同说明该弧为逆时针,否则该弧为顺时针,此时要将圆弧的起点和终点交换。程序框图见图4。

3 结论

  实践证明采用本文介绍的方法编制3B加工代码时,操作简便迅速、计算精确、直观可靠、效果显著,对数控编程员的要求有所下降,减轻了劳动的难度,达到了3B加工代码的图形化自动编程的目的。

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