基于A(yíng)utoCAD的停車(chē)設備組合機床自動(dòng)數控編程算法
在停車(chē)設備用型材加工中，為了實(shí)現CAD 軟件與數控機床加工之間的數據共享，提出一種適用于專(zhuān)用組合機床的自動(dòng)編程算法。介紹了程序格式、數據預處理方法和程序生成方法，并在九通道二十一軸停車(chē)設備型材組合機床上進(jìn)行了成功實(shí)施，驗證了基于本算法的自動(dòng)編程系統的有效性。
引言
隨著(zhù)社會(huì )的高速發(fā)展以及人們時(shí)間觀(guān)念的不斷加強，智能停車(chē)設備獲得空前發(fā)展，滿(mǎn)足了人們存取車(chē)時(shí)間短、入場(chǎng)無(wú)需停車(chē)引導等需求。在停車(chē)設備的加工過(guò)程中，立柱、橫梁、縱梁等結構通常以H 型鋼、槽鋼為原材料，手工進(jìn)行鉆孔、銑槽以及等離子切割等加工。當應用數控機床加工停車(chē)設備的零件時(shí)，由于加工特征的數目和種類(lèi)較多，生成加工代碼時(shí)需要設計合理的加工工序并選配刀具。因此，準確高效地生成加工代碼，成為停車(chē)產(chǎn)業(yè)關(guān)心的技術(shù)問(wèn)題。
目前，基于圖形的計算機輔助編程技術(shù)快速發(fā)展，提高了編程效率和程序準確度。文獻通過(guò)讀取DXF 文件自動(dòng)建立圖元信息數據庫，按照特定工藝自動(dòng)生成加工代碼，對橫梁上多個(gè)圖元進(jìn)行加工; 文獻中，基于DXF 文件設計的圖形自動(dòng)編程系統，能對單視圖的零件沿其輪廓進(jìn)行切削。以上自動(dòng)編程系統可識別簡(jiǎn)單圖紙，加工方式單一，工藝不可更改。本文針對停車(chē)設備中H 型鋼加工的要求，為一種H 型鋼加工專(zhuān)用組合機床設計了一種自動(dòng)編程算法，通過(guò)讀取DXF 文件來(lái)獲取圖元信息，可識別按照第三角標準設計的多視圖類(lèi)型的圖紙，能協(xié)調多個(gè)刀具同時(shí)工作，工藝修改簡(jiǎn)單、方便。
1、組合機床控制功能分析
1.1、系統功能分析
在停車(chē)設備的生產(chǎn)中，需要對較長(cháng)型材的前、后、上三個(gè)面鉆孔、銑槽以及等離子切割，并且滿(mǎn)足安全條件時(shí)，多把刀具同時(shí)加工。如圖1 所示，本組合機床采用臥式結構，安裝A、B、C 三個(gè)龍門(mén)架，可以按圖中箭頭方向整體移動(dòng); 每個(gè)龍門(mén)架上安裝三個(gè)刀架( 如A 龍門(mén)架上有d、e、f 三個(gè)刀架) ，使機床具備9 個(gè)可控刀具通道、21 個(gè)可控運動(dòng)軸。由于刀具數量大、加工特征多以及多軸聯(lián)動(dòng)，人工編程很難實(shí)現。因此需設計一種圖形自動(dòng)編程系統，根據加工參數，快速、準確地生成符合加工工藝的NC 代碼。數控系統按照NC 代碼控制9 把刀具運動(dòng)，實(shí)現多把刀具同時(shí)對型材的多個(gè)面進(jìn)行多種形式的加工。
圖1 機床結構
1.2、軟件需求分析
根據組合機床功能分析結果，本自動(dòng)編程系統應滿(mǎn)足以下運動(dòng)控制要求:
(1) 當龍門(mén)架間距滿(mǎn)足安全距離時(shí)，多個(gè)龍門(mén)架可以同時(shí)運動(dòng);
(2) 在鋼材長(cháng)度方向上的某一位置，當鉆削鋼材的不同表面時(shí)，刀具無(wú)需沿鋼材長(cháng)度方向移動(dòng)，因此同一個(gè)龍門(mén)架的相應刀具可同時(shí)鉆削鋼材; 當銑削或等離子切割鋼材的不同表面時(shí)，刀具需要沿鋼材長(cháng)度方向移動(dòng)，同一個(gè)龍門(mén)架的相應刀具應先后完成加工，不可同時(shí)加工。
為了實(shí)現上述運動(dòng)控制要求，本文首先設定了數控加工代碼的格式，然后讀取DXF 文件的圖元信息并預處理成可用的圖元數據，最后根據生成代碼的算法邏輯，通過(guò)人機交互，順次生成NC 代碼。
2、控制系統結構
本文設計的組合機床控制系統選用Visual Studio 2008 平臺開(kāi)發(fā)，結構如圖2 所示。本系統通過(guò)設計的自動(dòng)編程系統讀取指定的DXF 文件以獲取加工信息，生成NC 代碼的文本文件。數控系統讀取NC 代碼文本文件生成加工任務(wù)，進(jìn)行插補運算、PLC邏輯控制以及系統運行監控�？刂破鞑捎没谖覀冋n題組設計的Ether MAC 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)平臺開(kāi)發(fā)。
圖2 控制系統結構
6、結束語(yǔ)
本文設計的H 型鋼加工專(zhuān)用組合機床圖形自動(dòng)編程系統，可訪(fǎng)問(wèn)符合第三角標準設計的圖紙，適用于多視圖、多獨立加工特征的圖紙。操作者按照工藝點(diǎn)選圖元，系統自動(dòng)生成符合工藝的NC 代碼，工藝適應性好。本系統適用于多種刀具同時(shí)對較長(cháng)型材進(jìn)行不同形式的加工，生產(chǎn)效率較高。應用本文設計的圖形自動(dòng)編程系統，可大大提高H 型鋼加工中的編程效率，并提高編程準確度，以實(shí)現H 型鋼的自動(dòng)數控加工。
