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目前基于AutoCAD的线切割加工CADCA

发布时间:2021-07-10 23:40:11 阅读: 来源:凸轮分割器厂家

基于AutoCAD的线切割加工CAD/CAM技术

1引言

近年来,单机数控系统逐渐被以微机为核心的群控系统(DNC)所替代,手工编程正向图形化自动编程过渡,CAD/CAM技术开始被广泛地运用到制造技术中。由于AutoCAD软件的强大绘图和功能,以及开放的DXF数据接口,它已成为图形输入平台和自动编程的重要组成部分。但是,当前许多基于AutoCAD的自动编程系统按加工顺序绘图,未考虑刀具轨迹的自动补偿,加工方向需人工设定。对于复杂零件,往往还需要手工确定绘图参数,有很多不便之处。本文采用ARX开发技术及VISUAL C++6.0,对AutoCAD进行二次开发,使图形化输入、、自动寻迹、NC编程、主从通讯过程都在AtuoCAD平台下完成,以线切割系统改造为目标实现CAD/CAM的集成。

2系统结构

系统采用主从式控制方式,其从而判断初始裂纹尺寸中橡胶是不是结晶和白炭黑分散度对不同产品的影响中主机采用中档微机,从机采用单片机系统直接控制线切割机床。一台主机通过RS—485接口控制多台从机,充分利用微机的强大功能,进行图形输入、输出、建立切割工艺参数数据库等工作。主机的自动编程模块将图形数据信息转换成NC加工指令,并将加工指令传给从机,从机依次执行,完成加工过程。同时,从机根据主机要求反馈数据,为实时控制、自动跟踪及工艺参数数据库的建立提供依据。主机软件系统包括图形输入、工艺参数处理、自动编程、仿真、跟踪和通讯等六大功能模块(图1)。

图1主机软件系统结构

3自动编程技术

自动编程模块主要解决自动寻迹、加工方向判别、刀具轨迹自动补偿等功能,实现CAD/CAM的集成。其流程如图2所示。

图2自动编程软件流程图

3.1获取图形数据、生成基本加工闭环

通过AutoCAD绘图输入后生成的DXF文件,利用基于特征的信息建模方法,从中获取加工实体特征信息。系统需要的是实体的几何信息,因而只需读取和处理DXF文件的实体段(ENTITIES Section),并存储有关特征信息。根据这些信息,初步形成零件的轮廓及其构成元素间的拓扑关系。CAD绘图实体在DXF文件中是按其绘图顺序存放的,与加工顺序无关;而在加工闭环中删除或添加某一实体时,由于DXF文件中的实体并不按加工闭环的顺序存放,因此需按端点连接情况重新排序,形成加工闭环。这样,就使绘图和加工分离,利用AutoCAD进行图形输入而先进车用材料则成为其中的重要内容时,则不必关心实际加工顺序,简化了数据输入过程。本系统采用双链表数据结构存储实体信息,双链表数据结构见文献。

3.2判别加工方向

本文采用矢量法判断加工方向。下面以图3所示的任一加工闭环为例,来说明加工方向的判别算法。

首先遍历双链表,找出离X坐标轴或Y坐标轴最近的端点为加工起点, 即D=MIN(|x-x0|,|y-y0|)。令此点为B点,其在链表中对这些零件前后两端点分别为A点和C点。可推知,连接B点两矢量AB、BC的连接情况将唯一确定原图形的方向。

图3任一闭环示意图

采用矢量法来判别三角形ABC的方向。为便于编程,按如下原则将矢量方向所属象限分类。设点A(xA,yA),B(xB,yB),C(xC,yc),则AB=OB-OA=(xBi+yBj)-(xAi+yAj)=(xB-xA)i-(yB-yA)j

当xB-xA>0,yB-yA≥0时,AB∈Ⅰ象限;

当xB-xA≤0,yB-yA>0时,AB∈Ⅱ象限;

当xB-xA<0,yB-yA≤0时,AB∈Ⅲ象限;

当xB-xA>0,yB-yA<0时,AB∈Ⅳ象限。

根据加工起点的选择原则,可推知矢量AB、BC不可能在同一象限,从而使判断过程简化。闭环方向判断流程见图4。图4中KⅠ、KⅡ、KⅢ、KⅣ分别表示各象限矢量的斜率。此法编程简洁,运行速度快,程序执行时间短,能够精确地实现自动寻迹。

图4矢量法判断加工方向流程图

3.3形成实际加工轨迹

在形成实际加工轨迹时,需要考虑加工对象的凹、凸模特性、钼丝直径、放电间隙及加工方向等因素的影响,在自动编程系统中确定刀具轨迹补偿量,对基本加工路线加以调整,才能保证加工精度。设钼丝半径为r钼,单边放电间隙为δ电,则加工轨迹偏移补偿量为

f=r钼+δ电(1)

目标工件轮廓一般由直线和圆弧组成(其它曲线可由直线和圆弧拟合得到),因此调整刀具实际加工轨迹实际上是对圆弧半径R增大或减小f,和将直线在法线方向上平移f。

设直线两端点为Ps(xs,ys),Pe(xe,ye),

原直线的一般方程为L:Ax+By+C=0(2)

平移f后的直线方程为L′:Ax+By+C(2)实验后若有1段较长的时间不用机器时′=0(3)

其中(4)

A=ye-ys,B=xs-xe,C=xeys-yexs(5)

对于圆弧,R′=R±f(6)

公式(4)、(6)中正负号的选取取决于工件的凸、凹模特性和加工方向。各种情况下的调整情况见参考文献[2]。系统在进行有关计算时,精确至1μm。对各实体进行相应调整后,便得到刀具实际运动轨迹,从而消除了来可能产生偏扭自刀具和放电间隙等工艺参数带来的误差,提高了加其实不断走亲民线路工精度。

实际加工中工件轮廓可能不光滑,出现拐角、尖角等情况,容易造成断丝、短路、塌角、空程等问题,可添加过渡圆弧(R≥f),使加工轨迹圆滑过渡,从而保护钼丝,提高加工效率。系统按加工顺序对各个实体进行插补运算,把加工命令储存在文件中,并发送给从机系统进行加工,从而实现了CAD/CAM的集成。

4结论

本文所介绍的基于AutoCAD 的CAD/CAM技术,已在我院精密仪器厂得到应用,实现了CKX-1型和DMK6732型数控电火花线切割机床的技术改造及群控管理。使用过程中,用户只需熟悉基本绘图操作,按设计要求绘图输入,而不必关心加工过程。复杂计算及轨迹补偿均由自动编程系统完成,从而实现图形输入与加工分离。绘图后通过主机直接控制从机加工,实现了CAD/CAM一体化。系统还可以实现复杂工件轮廓的精确加工。本系统界面友好,操作简便,能够精确地进行自动寻迹和刀具轨迹补偿,运行稳定可靠,减轻了操作人员的负担,提高了加工效率。(end)

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