图形数据在数控机床上的应用

摘要

随着计算机技术和数控机床加工技术的迅速发展，数控机床在现代机械制造业中得到了广泛的应用。数控加工可以提高生产效率、加工质量，缩短加工周期，一定程度上衡量了一个国家的工业发展水平。数控自动编程技术是实现数控加工的重要环节，在提高产品加工精度和加工质量、缩短产品研发周期和实现产品加工自动化等方面发挥着至关重要的作用。采用图形交互式的自动编程系统以计算机绘图为基础，直接调用设计好的零件接口文件DXF进行交互编程，对图形数据进行提取，编程效率高、准确性高，提高了数控编程效率和质量，是自动编程的发展方向，是CAD/CAM集成化的必然要求。
　　 本文设计了一套基于弯刀机的数控自动编程系统，利用ObjectARX开发工具，在VC++6.0的开发环境中，对AutoCAD软件进行二次开发。通过读取AutoCAD绘图软件上存有零件信息的DXF接口文件，对其有用的数据信息进行提取，转换成自定义形式的数控加工代码文件，然后逐条读取分析加工代码，解析成自定义的通信命令编码，通过USB接口下发给下位机的控制系统。采用简单的人机交互界面，鼠标操作，菜单选择，交互对话等自动得到数控加工代码，实现数控自动加工。本文主要工作如下:
　　 首先分析了数控编程技术、图形数据提取技术的研究现状和发展趋势，研究了AutoCAD二次开发技术，通过比较四种开发手段选择了ObjectARX开发工具，在VC++6.0的开发环境中，完成了对AutoCAD软件的二次开发。
　　 然后研究了图形交互编程系统，设计出图形交互编程系统的整体框图，分析了DXF接口文件组织结构，直线、圆弧、多义线数据提取的计算方法，完成了图元的优化，设计出图元实体解析及图形数据提取的流程图，并且实现了图形数据的提取，通过多次测试对加工长度及角度进行了补偿，提高了加工精度，完成了符合要求的自定义数控自动加工代码文件流。
　　 接着实现了弯刀机的通信控制软件系统。通过读取加工代码文件流并解析成自定义的通信协议命令流实现数据的上传和下传，上位机向下位机发送命令并实时监控下位机的工作状态，从而完成数控自动加工的过程。
　　 最后实现了简单的人机交互界面，完成了图形数据在弯刀机上的应用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状及趋势

1．2．1 数控技术及数控自动编程技术的发展现状及趋势

1．2．2 图形数据提取的研究现状

1．3 课题研究的目的及意义

1．4 AutoCAD图形数据库

1．4．1 AutoCAD图形数据库结构

1．4．2 AutoCAD图形数据库的基本操作

1．4．3 AutoCAD图形数据库的存取方式

1．5 AutoCAD软件二次开发工具的比较

1．6 ObjectARX开发技术的介绍

1．6．1 ARX应用程序的开发环境及其组成框架

1．6．2 ARX应用程序的生成及执行过程

1．6．3 生成ARX应用程序的操作步骤

1．7 论文的章节结构

第2章 图形交互自动编程系统的设计及实现

2．1 DXF文件

2．1．1．DXF文件基本结构

2．1．2 组码含义说明及代表的数据类型

2．2 图形交互编程系统的设计

2．2．1 图形编程图元优化方法设计

2．3 图元实体解析及提取

2．3．1 系统软件设计

2．3．2 图元实体解析及提取的程序流程图

2．3．3 直线(AcDbLine)数据的提取

2．3．4 圆弧(AcDbCircle)数据的提取

2．3．5 圆弧曲线与圆弧加工

2．4 折弯角度补偿

2．5 图形交互自动编程系统的数控代码文件流

2．6 本章小结

第3章 机床加工控制子系统的设计及实现

3．1 弯刀机工作原理及机械结构

3．1．1 弯刀机的两轴及转动模

3．2 弯刀机的控制系统

3．3 USB运动控制卡

3．3．1 USB通信接口

3．3．2 USB运动控制卡的软件系统设计

3．4 机床加工控制子系统

3．5 自动编程与机床加工控制的数据接口

3．6 本章小结

第4章 图形数据在弯刀机系统中的分析与测试

4．1 上位机系统软件使用与测试

4．2 弯刀机技术参数

第5章 总结与展望

5．1 论文工作总结

5．2 展望

致谢

参考文献