基于DXF文件的低速走丝线切割加工自动编程系统的开发

基于DXF文件的低速走丝线切割加工自动编程系统的开发 基于DXF文件的低速走丝线切割加工自动 编程系统的开发 设计?研究<电加工与模具)2007年第5期 基于DXF文件的低速走丝线切割 加工自动编程系统的开发 章勇,谷安,项甫根 (南京航空航天大学机电工程学院,江苏南京210016) 摘要:通过DXF的文件结构,利用VisualC++6.0提取出零件轮廓信息,结合用 户输入 的加工参数实现低速走丝线切割加工的自动编程,自动生成符合低速走丝线切割 加工系统代码格 式的数控程序.采用该接口软件极大地方便了低速走丝线切割机的加工. 关键词:DXF文件;自动编程;低速走丝线切割加工 中图分类号:TG661 TheStudyofAutomaticProgrammingSystemofLSWEDMBasedonDXFFiles ZhangYong,GuAn,XiangFugen (NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing210016,China) Abstract:ThestructurefeatureofDXFfileiSanalyzed.thenwepickoutthepart'Soutlineinfor mationbyusingVisua1C++6.0,combinewiththemanufactureconditions,inthismethod,we can realizeautomaticprogrammingofLSWEDM.AlsowecanotItaintheNCcodesautomatically.ByUS ingthissoftwareinterface,LSWEDMwillbeusedgreatlyconveniently. Keywords:DXFfile;automaticprogramming;LSWEDM DXF(drawingexchangefile)文件是AutoCAD 的一种支持开放数据交换的数据格式,它包含图形 和非图形信息,这些信息被组织成织成块,并通过特 定的格式进行记录.由于DXF的文本格式易于阅 读分析,故一直是广大CAD/CAM研发人员研究分 析的对象…1.本文提出通过读人DXF文件实现低 速走丝线切割加工数控代码的自动编写.本系统以 VisualC++为开发工具进行编程,提供了简洁,友 好的人机操作界面.系统按功能分为5个模块:文 件读取模块,排序模块,间隙补偿模块,ISO代码生 成模块及加工轨迹仿真模块. 1文件的读取 由AutoCAD2007输出的DXF文件由标题段 (HEADER),表段(TABLES),块段(BLOCKS),实 体段(ENTITIES)和结束段(ENDSEC)组成.但对 收稿日期:2007一O6—26 第一作者简介:章勇,男,1982年生,硕士研究生. 数控编程来说,由于ENTITIES区域保存了图形对 象的所有几何信息,因此我们只需编写ENTITIES 区域就可完成DXF文件的正确输出了.DXF文件 数据的读取和处理如图1所示. 各个图形元素信息用双向链表来保存.节点结 构如下: typedefstructnode { intG;' doubleXS,ys;//起点坐标 doubleX,y;//终点坐标 doublei,j,r;//圆心,半径 structnode*next;//指向后面节点的指针 structnodeprior;//指向前面节点的指针 } 其中G取值的不同代表不同类型的图形元素, G=1时,表示直线;G=2时,表示顺圆弧;G=3 时,表示逆圆弧. 一 9一 <电加工与模具)2007年第5期设计?研究 /——— L—一 (结束), , ,,,一 , 图1DXF文件数据处理流程图 读取直线信息:AutoCAD生成DXF文件时, DXF文件是完全按作图时的顺序来记录直线的起 点与终点的,只要提取出直线的起点和终点坐标保 存到链表中就可以了. 读取圆弧信息:在DXF文件中,圆弧走向不管 是顺时针还是逆时针,都被保存为逆圆弧,圆弧的起 点和终点是按逆时针定的.直线的起点和终点坐标 可直接得到,而圆弧则保存为圆弧的圆心坐标,半径 值,起始角值和终止角值.在定义的节点结构中,不 能保存圆弧的起始角值和终止角值,同时为了后面 的排序,因此需进行换算得到起点和终点的坐标. 换算的方法是: P一>XS=CenterX+RadiusCOS(StartAngle* n/180); P一>ys=CenterY+Radiussin(StartAngle* n/180); P一>x=CenterX+Radius*COS(EndAngle*7c/ 180); P一>y=CenterY+Radius*sin(EndAngle*7c/ 180); 其中:P是链表;,/75,ys是分别圆弧起点的Y 坐标;Y分别是圆弧终点的Y坐标;CenterX, CenterY分别是圆心的Y坐标,Radius是圆弧的 一 10一 半径;StartAngle,EndAngle分别是圆弧的起始角值 和终止角值. 2排序 由AutoCAD生成DXF文件时,记录实体元素 的顺序是按绘图时的顺序来的,而绘图时的顺序不 一 定能作为线切割加工的顺序,因此必须对实体图 形各元素按加工顺序进行重新排序.排序后的实体 元素信息仍按链表形式存放在一个排序链表中,以 供数控编程时读取.我们采用二次排序的方法.第 一 次排序完成的工作是让实体信息按照线切割加工 的要求进行重新调整先后顺序,使零件实体元素存 放在双链表中,让各个元素的首结点和尾结点首尾 相连组成封闭环.在排序过程中要调整直线的起始 端点与终止端点及圆弧的顺逆方向等,使图形元素 走向与排序的总体走向一致.转换的部分代码如 下: boolCMyDlg::is—connect(dxf—listpl,xf—listp2) { doublext,yt; xt:p2一>x: yt=p2一>y; p2一>xp2一>xs; p2一>Y:p2一>ys; p2一>XS=xt; p2一>ys=yt; if(p2一>G==3) p2一>G:2; } 第一次排序完成后,可对实体零件进行预览. 这时,通过人机对话框输入穿丝点坐标,然后按用户 设定的运行轨迹方向,自动计算加工的起切点.这 时就可进行第二次排序了,第二次排序是从线切割 加工的切人点开始,按指定的加工方向对实体信息 进行再次排序.第二次排序完成后,可使电极丝从 穿丝点运行到切人点位置后,按输入的切割方向开 始切割零件.由于在排序时,是用双向链表来保存 实体零件信息的,这样用户在加工零件时,可很方便 地选择封闭环的切割走向是顺时针还是逆时针. 3间隙补偿 按加工要求把图形轮廓信息转换为电极丝的路 径轨迹.对于低速走丝线切割加工,数控系统所控 设计?研究'电加工与模具)2007年第5期 制的是电极丝中心移动轨迹.因此,加工有配合间 隙的凸模时,电极丝中心轨迹应向原图形之外偏移 进行"间隙补偿",以补偿放电间隙和电极丝的半径, 加工凹模时,电极丝中心轨迹应向图形之内进行"间 隙补偿".补偿量的大小由电极丝半径,电极丝和工 件间的单边放电间隙,凹模和凸模间的单边配合间 隙等参数决定J. 4ISO代码生成 首先生成NC代码的文件头,读入第二次排序 完成后的链表,逐条读取链表中的数据信息,通过比 较记录的标识号G的数值不同,判断出各个图形元 素类型,经过间隙补偿,再根据NC代码格式文件进 行相应的坐标变换和代码变换,生成一个完整的 NC程序段,按特定格式写入到ISO代码数控文件 中.最后在屏幕上显示出ISO代码,并可保存到 TXT文档中.ISO代码的生成如图2所示【0.4J. 图2ISO代码生成流程图 5加工轨迹仿真 对仿真界面进行初始化,设定图形显示的位置, 使仿真过程中图形的显示能自动调整位置.逐段读 取代码中包含的图形信息,按双向链表记录的顺序, 然后利用插补算法和系统的定时器在屏幕上进行低 速走丝线切割加工过程的模拟显示.仿真可快速模 拟加工的全过程. 6自动编程实例 这里给出一个加工实例,其结构适用于低速走 丝线切割加工,它包含了二维图形的所有特征,即直 线,顺圆弧,逆圆弧.我们先通过AutoCAD2007绘 制图形,然后生成DXF文件,通过前面所述的自动 编程处理,可从该零件的DXF文件提取轮廓信息 后,结合人机界面输入的加工要求,即得到如图3所 示的数控代码和电极丝运动仿真轨迹. 图3自动编程操作界面 7结束语 本系统基于AutoCAD2007平台成功地实现了 线切割加工数控自动编程,该系统通用性良好,既可 作为低速走丝线切割加工数控系统实现自动编程的 功能模块,又可整合到其他线切割加工数控系统中 使用. 参考文献: [1]叶建华,谢明红,贾敏忠.基于DXF文件的自动编程系统研究 [J].机械设计与制造,2005(8):149—151. [2]刘晋春,赵家齐,赵万生.特种加工[M].北京:机械工业出版 社,2005. [3]余世林.朱国宝,陈亚东.基于AutoCAD的数控加工自动编程 系统的开发[J].机床与液压,2006(3):214—215,224. [4]薛欣伟,曾周末,饶键.电火花线切割加工CAD/CAM系统 [J].电加工,1999(4):4—8.