【正文】 存、原始軌跡繪制、加工鏈編輯、刀具軌跡生成及編輯、代碼生成及管理、 銑削 軌跡 仿真等功能模塊組成。見圖 22。所謂可視化技術(shù)，一般是指軟件開發(fā)階段的可視化和對計算機圖形技術(shù)和方法的應(yīng)用。當(dāng)然，你也可以在程序中創(chuàng)建全新的對象，并根據(jù)需要不斷完善對象的功能。 （ DLASSES） 類段句路了應(yīng)用程序定義的類，這些類的實例可以出現(xiàn)在快段、實體段和對象段中。 “□”表示空格。 DXF 文件的讀取保存模塊 首先，根據(jù)從打開文件對話框中選定的文件，獲得的文件名，打開該文件。 //點的 Y 坐標(biāo) double zAxes。 //圓弧的存儲結(jié)構(gòu)定義 typedef struct target_arc { Ccl arcCircle。 } Entity。 圖 43 原始軌跡顯示 模塊流程圖 小結(jié) 本部分通過 DXF文件的讀取保存模塊和原始軌跡的顯示模塊實現(xiàn)了 CAD模塊的部分功能，使用戶可以直觀的從軟件界面上看到在 AutoCAD 下繪制的零件圖。這個問題有兩種解決辦法：一種是由編程人員按照零件的幾何形狀尺寸及刀具半徑大小人工計算刀具中心軌跡，然后再按刀具中心運動軌跡編制加工程序；另一種方法是由編程人員按照零件實際輪廓尺寸編制加工程序，并在程序中指明刀具參數(shù)及走刀方式，由數(shù)控系統(tǒng)自動完成刀具中心運動軌跡 的計算。再將第二段程序讀入 BS 中，并計算出第二段程序的程編軌跡。 C 功能刀補中程序段間的轉(zhuǎn)接 要實現(xiàn) C 刀具半徑補償功 能，首先要對相鄰程編軌跡的轉(zhuǎn)接線型和轉(zhuǎn)接過渡類型進(jìn)行判別，然后才能根據(jù)轉(zhuǎn)接線型和轉(zhuǎn)接過渡類型調(diào)用相應(yīng)的計算公式，在已知原始程編軌跡的基礎(chǔ)上，計算出刀具中心軌跡。D，且令BC=C39。將圓弧等效于直線后，完全可以按照 α角的正弦值、余弦值的大于、等于或小于零以及刀具半徑補償方式（即左刀補或右刀補）劃分轉(zhuǎn)接過渡形式。( = )co s(sin 22 ?? ?r ， yAC)39。( , yR = yAC)39。( = )c o s( s in 22 ?? ?? r ， yAC)39。( = yAC)39。( = 2cos?r 對于右刀具半徑補償情況 ，有： XAC)( = )c o s1/()s i n( s i n 21 ??? ??r yAC)( = )c o s1/()c o s( c o s 21 ??? ??? r 圖 510 左刀補直線接圓弧伸長型轉(zhuǎn)接 NC 加工自動編程技術(shù)的研究 23 XAC)39。( , yR = yAC)39。CC ，其在X 、 Y 軸上的投影，即經(jīng)過刀具半徑補償后本程序段的實際增量值為： xSB)( = xOA)( + xAB)( xR , ySB)( = yOA)( + yAB)( yR xBC)( = XAC)( xAB)( , yBC)( = yAC)( yAB)( XCC)39。( = 2cos?r 圖3. 14 左刀補圓弧接 圓弧伸長型轉(zhuǎn)接 對于右刀具半徑補償情況，有： xAB)( = 1sin?r , yAB)( = 1cos?r? XAC)( = )c o s1/()s in( s in 21 ??? ??r yAC)( = )c o s1/()c o s( c o s 21 ??? ??? r XAC)39。( , yR = yAC)39。( － XAC)( ， yCC)39。在程序的編寫過程中所用到的算法，就是在這一部分中推導(dǎo)出來的，所以，本章內(nèi)容為下一章刀具軌跡計算和顯示模塊中的軌跡生成模塊提供了理論根據(jù)。以后，重復(fù)這一過程直到最后一個圖元。rx, double amp。rx, double amp。這些加工信息生成后存儲于數(shù)組加工鏈中， 供代碼生成模塊調(diào)用，逐次輸出。在本系統(tǒng)中，這次刀補也是在求其它刀補軌跡的循環(huán)中完成的，用表示封閉與否的變量fengbi 來控制循環(huán)的出口。ent, double amp。每步中間的相鄰點用直線直接相連即可（這是按照算法來進(jìn)行的）。本系統(tǒng)中，只對無交叉的情況作一討論。( , yDC )39。( = )co s(sin 22 ?? ?? r , yAC39。( = XAC)39。( － yAC)( 而對于下一程序段程編軌跡 AF,有： 圖 513 左刀補圓弧接直線插入型轉(zhuǎn)接 NC 加工自動編程技術(shù)的研究 26 xR = XAC)39。( = )co s(sin 22 ?? ?? r , yAC)39。( = XAC)39。( = yAD)( yAC)39。CC 及 DC39。為了計算AC ，先計算 CO1 。( = XAC)39。 對于具體的轉(zhuǎn)接矢量的計算方法，由于轉(zhuǎn)接形式的不同而各有不同，考慮本次 設(shè)計的重點在于刀補軌跡到 G 代碼的生成方面，故對各種情況的轉(zhuǎn)接矢量的計算方法不做具體推導(dǎo)，而直接給出結(jié)論公式，以提供給程序一個已知的確定的算法。的移動。 縮短型轉(zhuǎn)接則是指刀具軌跡相對于程編軌跡縮短了一定長度。利用插補間隙，將第三段程序數(shù)據(jù)送入 BS,并計算其程編軌跡。因此，無法估計由于刀具半徑補償所造成的下一段加工軌跡對本段加工軌跡的影響 。 [1] 刀具半徑補償?shù)母拍? 刀具補償包括刀具半徑補償和刀具長度補償，這 里討論刀具半徑補償?shù)南嚓P(guān)問題。 }。 //實體類型（將 DXF 文件中的每個圖線看作是一個實體） typedef struct target_entity { int entType。 //直線終點 } Cln。考慮到 DXF 文件中包含 的圖線信息主要為直線 、 圓 、 圓弧等，對于直線，只需要提取其起點坐標(biāo)和終點坐標(biāo)即可；對于圓，則要得到其圓心坐標(biāo)和半徑；對于圓弧，要提取的信息為圓弧的圓心坐標(biāo) 、 半徑 、 圓弧的起始角度和終止角度。 從 DXF 文件中 ENTITIES 段中的組碼和組值的存放格式可知，在從 DXF 文件中提取圖線信息時，首先，找到 ENTITIES 段，再判斷是否有“ LINE”或“ ARC ”。 （ OBJECTS） NC 加工自動編程技術(shù)的研究 8 對象行段包含了圖形數(shù)據(jù)庫所有非圖形實體的定義數(shù)據(jù)。 關(guān)于 DXF 文件的結(jié)構(gòu) DXF 是“圖形交換文件”的英文縮寫，是一種圖形文件交換格式。一般來講要編寫的程序在功能上是千差萬別的，但從本質(zhì)上來講，都可以化歸為用戶界面的設(shè)計，對文件的操作，多媒體的使用，數(shù)據(jù)庫的訪問等等一些最主要的方面。而圖形元素的繪制以及加工鏈軌跡的顯示則在單文檔的工作區(qū)進(jìn)行實時繪制顯示。 然后，考慮上刀具半徑 、加工余量等刀補參數(shù)和 刀補方式，并通過對整個加工鏈調(diào)整，調(diào)用相應(yīng) C 功能刀補計算函數(shù)，求出刀具中心軌跡并顯示出來，這部分為刀具軌跡生成和顯示模塊。系統(tǒng) 的開發(fā)過程，發(fā)揮 C++語言的面向?qū)ο缶幊痰奶攸c進(jìn)行設(shè)計開發(fā)。本軟件系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)外形銑削自動編程的基本功能，而且具有人機交互式界面。如 3B 精靈等。 國內(nèi)的數(shù)控編程起步較晚，較國外的落后，在線切割編程軟件方面，它分三種情況 :第一種就是自行開發(fā)的軟件，如北 航海爾自行開發(fā)的 CAXAV2WEDM軟件，以及 Band5 WEDM。這種方法自動化程度都有所提高，但是該種方法需要專門的編程設(shè)備，編程人員也需專門的學(xué) 習(xí)，無法從直觀方式進(jìn)行程序的校驗，仍難完全避免錯誤。 在當(dāng)今社會中，制造業(yè)（ Manufacturing）依舊是各種產(chǎn)業(yè)的支柱，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)，直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置 （ NC devices） 、可編程控制器 （ PLC） 、主軸 驅(qū)動裝置（ Spindle drive） 及 進(jìn)給驅(qū)動裝置（ Feeding Device） 等部分 。 數(shù)控機床是機、電、液、氣、光高度一體化的產(chǎn)品。 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用、數(shù)控機床的生產(chǎn)量成為衡量一個國家工業(yè)化程度和技術(shù)水平的重要標(biāo)志。 ③基于圖形的自動編程階段 :也就是圖形交互編程，是一種計算機輔助編程技術(shù)。這兩個是基于 Windows 平臺，運用 PC 直接進(jìn)行控制軟件。這些二次開發(fā)以及在通用 CAD 平臺下進(jìn)行開發(fā)的軟件，功能小，難以推廣。因此在進(jìn)行系統(tǒng)的平臺選擇，功能設(shè)計，數(shù)據(jù)設(shè)計和界面設(shè)計時應(yīng)著眼于開放式結(jié)構(gòu)體系，采用模塊化結(jié)構(gòu)，從而使系統(tǒng)易于擴展和移植，具有良好的通用性。 在代碼輸出模塊上，本次設(shè)計采用 G 代碼格式進(jìn)行輸出。其中包含如 第一加工圖元指定模塊，加工鏈調(diào)整模塊等子模塊，他們內(nèi)嵌于主模塊中而行使自身的功能。 ??? 圖 31用戶界面菜單項 Visual C++ 及 MFC 簡介 關(guān)于 Visual C++ Visual C++ 自誕生以來，一直是 Windows 環(huán)境下主要的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)之一， Visual C++不僅是 C++語言的集成開發(fā)環(huán)境，而且與 Win32 緊密相連，所以，利用 Visual C++開發(fā)系統(tǒng)可以完成各種各樣的應(yīng)用程序的開發(fā)，從底層軟件直到上層直接面向用戶的軟件。這一點正是微軟提供 MFC 類庫NC 加工自動編程技術(shù)的研究 6 最重要的原因，在這個類庫中包含了一百多個程序開發(fā)過程中最常用到的對象。 DXF 有 ASCII碼 、 二進(jìn)制等多種格式。所有那些既不是實體、也不是符號表的記錄、又不是符號表的實例出現(xiàn)在該段。找到這兩者之一后，就可以按照相關(guān)信息的存放順序，跳過冗余行，來提取有用的 圖線 信息。在儲存這些圖線信息時，等于文件大 小 行數(shù)不小于 0 不等于文件大小 不等于 0 等于 0 開 始 通過文件打開對話框 ,選取文件名并打開 獲取文件大小 聲明文件大小的內(nèi)存空間 顯示消息框 “文件內(nèi)容為空 !” 文件讀取至內(nèi)存 解析文件內(nèi)容，以回車換行作為分割，將每一行存入字符數(shù)組 文件解析行數(shù) 關(guān) 閉 文 件 將字符數(shù)組中的文件內(nèi)容解析，保存在實體數(shù)組 結(jié) 束 顯示消息框 “文件讀取錯誤 !” 行數(shù)小于 0 顯示消息框 “文件不完全，可能被損壞 !” 關(guān) 閉 文 件 圖 41 從文件中讀取數(shù)據(jù)并按行保存 部分流 程圖 NC 加工自動編程技術(shù)的研究 10 要定義相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體，最后為這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體創(chuàng)建一個類，以統(tǒng)一管理。 //圓的存儲結(jié)構(gòu)定義，存儲圓的信息和圓弧的部分信息 typedef struct target_circle { Cpt pCCenter。 Cln entLine。 程序的流程圖如圖 42 所示。為了方便零件加工程序編制，程編軌跡為零件輪廓軌跡，而數(shù)控系統(tǒng)（ CNC 系統(tǒng)）控制刀具移動的軌跡為刀具中心軌跡。為了解決這一問題，需要在計算完本段程編軌跡之后，提前將下一段程序讀 入，然后根據(jù)它們之間轉(zhuǎn)接的具體情況，求得本段程序的刀具中心軌跡。隨后，對第二、第三段程編軌跡的連接方式進(jìn)行判別，并根據(jù)判別結(jié)果確定 CS 中第二段程序的刀具中心軌跡。 如圖 52 所示情況，若仍按照伸長型轉(zhuǎn)接那樣，將 SC、 DC39。對于原來的程序段，等于中間再插入一個程序段。 下圖為轉(zhuǎn)接矢量計算的一般流程圖： 圖 55 轉(zhuǎn)接矢量計算的一般流程圖 常用的典型轉(zhuǎn)接交點矢量計算公式 ⑴． 直線接直線插入型轉(zhuǎn)接矢量的計算： 右刀補直線接直線插入型轉(zhuǎn)接 如圖 56 所示為左刀具半徑補償?shù)那闆r，有： 對于下一程序段，刀心軌跡的起點計 算 圖 56 左刀補直線接直線插入型轉(zhuǎn)接 X NC 加工自動編程技術(shù)的研究 19 XAC)( = )c o s( s in 11 ?? ?? r ， yAC)( = )co s(sin 11 ?? ?r ； XAC)39。( － XAC)( ， yCC)39。 圖 左刀補直線接圓弧縮短型轉(zhuǎn)接 圖 58 左刀補直線接圓弧縮短型轉(zhuǎn)接 NC 加工自動編程技術(shù)的研究 21 xCO )( 1 =[ 22 )c o s()( rRrR ?? ?－ 1os? +(R ?cos +r) 1sin? ] yCO )( 1 =(R ?cos +r) 1cos? 22 )c o s()( rRrR ?? ?－ 1sin? 矢量 AC 在軸上的投影分別為： XAC)( =I + xCO )( 1 , yAC)( =J + yCO )( 1 其中， I ,J 分別為圓弧圓心相對于圓弧起點的坐標(biāo)分量。 ，其在 X 、Y 軸上的投影，即經(jīng)過刀具半徑補償后本程序段的實際增量值為： XSC)( = XOA)( ＋ XAC)( － XR ， ySC)( = yOA)( ＋ yAC)( － yR ； XCC)39。( ； 而對于下一程序段程編軌跡圓弧 AF，有： xR = XAD)( ， yR = yAD)( ⑹ ．直線接圓弧伸長型轉(zhuǎn)接交點矢量計算公式