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        機(jī)械加工車間板材數(shù)控下料方法分析

        2015-06-02 05:54:20梁春鴻
        關(guān)鍵詞:機(jī)械加工

        梁春鴻

        摘 要:當(dāng)前工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域中,板材下料是其加工生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)中的重要關(guān)鍵程序,其板材下料直接關(guān)系到其生產(chǎn)環(huán)節(jié)效率、質(zhì)量以及成本,因此工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域關(guān)于機(jī)械加工板材下料研究廣泛且深入,大多圍繞著其板材套裁排樣和數(shù)控切割優(yōu)化上面。筆者結(jié)合個人經(jīng)驗(yàn),主要研究探討基于AutoCAD平臺開發(fā)的板材排樣軟件和DXF文件標(biāo)準(zhǔn)的條件環(huán)境下,提出板材數(shù)控加工生產(chǎn)過程中,代碼自動生成和仿真加工生產(chǎn)的的方法,通過該方法能夠使得AutoCAD軟件及其圖形信息資源得到更深層次和廣泛深入的應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:機(jī)械加工 板材排樣 數(shù)控下料 DXF文件

        中圖分類號:TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)03(b)-00101-01

        在機(jī)械加工行業(yè)領(lǐng)域,板材下料已經(jīng)成為關(guān)系到企業(yè)核心競爭力和規(guī)模擴(kuò)大發(fā)展的普遍存在問題,不同企業(yè)加工車間生產(chǎn)模式、板材下料、工藝技能的不同,其生產(chǎn)效率、質(zhì)量和經(jīng)營利潤也不同。對于不同生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)模式,企業(yè)就需要結(jié)合其生產(chǎn)產(chǎn)品狀況和生產(chǎn)效能情況開發(fā)相應(yīng)的生產(chǎn)下料和作業(yè)管理系統(tǒng),下面文章就對其進(jìn)行論述。

        1 機(jī)械加工板材數(shù)控下料及其板材排樣軟件系統(tǒng)

        針對機(jī)械加工車間板材下料特征,我們可以在AutoCAD平臺開發(fā)相應(yīng)符合企業(yè)的板材下料生產(chǎn)作業(yè)管理系統(tǒng),通過其生產(chǎn)零件、板材狀況和生產(chǎn)工藝要求來綜合優(yōu)化,確定科學(xué)合理的排樣模塊,然后得出材料利用率最高的零件排放位置工程圖,并輸入到AutoDAD上生成排樣工藝圖。而在該生產(chǎn)模式排樣系統(tǒng)中,數(shù)控代碼自動生成和數(shù)控仿真功能模塊的實(shí)現(xiàn),其關(guān)鍵在于AutoCAD排樣圖形信息的自動獲取(AutoCAD內(nèi)置編程語言AutoLISP、OjectARX、ActiveX Automation、Drawing Interchange File等等,其中Drawing Interchange File是DXF的簡稱,也就圖形交換文件)通過上述方式能夠借助任意平臺和文本編輯來實(shí)現(xiàn)圖形信息的讀取編輯。

        本系統(tǒng)是基于機(jī)械加工計(jì)算機(jī)板材排樣軟件系統(tǒng)集成研究開發(fā)的,其包含了排樣模塊零件的排樣工藝圖,然后通過DXF文件格式輸出,借助系統(tǒng)數(shù)控、仿真模塊實(shí)現(xiàn)板材數(shù)控下料程序的自動生成和仿真模擬效能。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用的AutoCAD所有圖形文件內(nèi)容,能夠讀寫、更改文件并加載到相應(yīng)平臺形成新的圖形數(shù)據(jù)庫,而且其DXF任意圖形訪問操作也可以自動隨意閱讀編輯圖形,實(shí)現(xiàn)高度自動生成和模擬,有效提高其生產(chǎn)作業(yè)效率和質(zhì)量和生產(chǎn)管理。

        2 DXF文件模塊及其操作方法

        DXF文件模塊主要分為7個組成部分,都是由組代碼和組值生成的,每個部分都有起始和結(jié)束段括起。起始段包括字符串SECTION和列出段名稱字符串兩組代碼,分別是0和2,結(jié)束段則是代碼為0的字符串EDNSEC。

        讀取DXF文件信息只需要讀取其數(shù)控加工圖形等關(guān)鍵幾何信息,包括圓形圓心位置及半徑,直線起始點(diǎn)等。一般DXF文件中圖形信息記錄都是按照圖形繪制先后來排序的,雖然排樣系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動生成的排樣工藝圖來作為基礎(chǔ),然而這種人機(jī)合作過程也會有調(diào)整交互,再加上數(shù)控加工流程標(biāo)準(zhǔn)和工序基準(zhǔn),其排樣圖中實(shí)體圖形加工順序要和DXF文件圖形信息一致,因此工作人員讀取DXF文件排樣圖后對比工藝圖流程重新排序,這樣才能確保其圖形數(shù)據(jù)表單簡潔清楚,同時對有序數(shù)控編程和車間PDM系統(tǒng)材料管理、工作時間提供數(shù)據(jù)圖形參考作用。

        3 工藝排序數(shù)控代碼生成及仿真設(shè)計(jì)

        在其工藝排序方面兩個排序原則:第一,以排樣圖鋼板左下方邊界其工序端點(diǎn),也就是用戶坐標(biāo)原點(diǎn),然后按照各個實(shí)體工藝基準(zhǔn)點(diǎn)到工序基準(zhǔn)點(diǎn)之間的最短距離為依據(jù)作為加工起點(diǎn);第二,對于不相交的實(shí)體工藝圖加工排序則主要按照刀具行程最短距離為依據(jù)參考值,如下圖所示,如果分別按照DXF文件讀取和工藝要求加工,其順序就是CGIABFDHE和ABEDIHGFC。

        由于其DXF文件讀取順序和工藝加工順序不同,就要對讀取信息重新排序,其流程步驟如下:第一,借助region all和Boolean方法定義實(shí)體面域,并進(jìn)行交差并運(yùn)算定位各實(shí)體位置關(guān)系分開單實(shí)體(如上圖中陰影A),和環(huán)形實(shí)體(如上圖陰影D)。第二,通過pljoin all和vlax-curve-getarea將環(huán)形實(shí)體轉(zhuǎn)變?yōu)榉忾]多義線并獲得相應(yīng)封閉線的包容面積,這樣通過分析表面積值大的外輪廓線就能夠推出環(huán)形實(shí)體各圖元的位置,實(shí)現(xiàn)環(huán)形實(shí)體的預(yù)處理。第三,將定義點(diǎn)為記錄類型作基礎(chǔ),構(gòu)造雙向鏈接,每條鏈代表一個封閉環(huán),而讀取封閉線的DXF文件中點(diǎn)與點(diǎn)之間的順序就能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)的聯(lián)結(jié),如果加工方向與其順序相反,就要借助reverse指令將其排序排列。第四,每個指針定位一條鏈,通過這種指針定位就能夠構(gòu)成定位指針數(shù)組??紤]不同加工模式習(xí)慣和客觀條件,其加工起點(diǎn)會由人機(jī)交互過程來確定,然后讀取鏈表點(diǎn)信息就能夠?qū)崿F(xiàn)其數(shù)控加工代碼的自動生成,這就是工藝排序流程。

        在其數(shù)控代碼生成方面,主要借鑒了典型編程理論,通過分解不同圖形轉(zhuǎn)化為直線和圓弧的典型組合,然后將所調(diào)用數(shù)控命令來進(jìn)行編程,一般只會應(yīng)用到快速定位、直線、順時針圓弧、逆時針圓弧插補(bǔ)等4種。首先調(diào)用快速定位加工起點(diǎn)(環(huán)形圖形先內(nèi)后外順序),然后根據(jù)其鏈表下一點(diǎn)坐標(biāo)的圓弧/直線等圖形信息的讀取來確定所需使用數(shù)控指令,通過這種步驟反復(fù)過程來完成數(shù)控代碼的生成。

        在其仿真設(shè)計(jì)方面,主要借助Delphi可視化Windows的編程程序軟件來讀取相應(yīng)NC代碼獲取加工信息,然后調(diào)用繪圖指令(圓、直線等)和Delphi的timer控件、canvas控件來實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的模擬,主要有加工軌跡、加工狀態(tài)、加工時間的模擬和仿真顯示,借助該設(shè)計(jì)流程就能夠檢查考核其NC程序的準(zhǔn)確度和可行性。

        4 結(jié)語

        綜上所述,借助AutoCAD強(qiáng)大的板材排樣系統(tǒng)和繪圖功能能夠提供專業(yè)高效的設(shè)計(jì)排樣環(huán)境,從而科學(xué)提高其實(shí)體圖形排樣的質(zhì)量和優(yōu)化性,有利于最大程度降低其板材等原料的損耗浪費(fèi),而科學(xué)的數(shù)控下料、自動生成的數(shù)控加工程序和仿真在大大降低毛胚余的同時,還能夠大幅度地提高其工藝設(shè)計(jì)人員、工作人員和管理人員的工作效率和質(zhì)量,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工車間的科學(xué)加工和生產(chǎn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 徐東鳴,殷國富,賈志欣.機(jī)械加工車間板材數(shù)控下料方法的研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2002(3):85-86.

        [2] 楊振軍,劉惠輕.整板套料切割技術(shù)在切割下料中的應(yīng)用[J].金屬加工(熱加工),2014(18):44-45.

        [3] 張圣,李繼.智能算法的板材下料優(yōu)化排樣系統(tǒng)研究[J].機(jī)械與電子,2010(4):10-14.

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