機械加工車間板材數(shù)控下料方法分析

1、機械加工車間板材數(shù)控下料方法分析 摘 要：當前工業(yè)機械生產(chǎn)領域中，板材下料是其加工生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)中的重要關鍵程序，其板材下料直接關系到其生產(chǎn)環(huán)節(jié)效率、質量以及成本，因此工業(yè)行業(yè)領域關于機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。筆者結合個人經(jīng)驗，主要研究探討基于autocad平臺開發(fā)的板材排樣軟件和dxf文件標準的條件環(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用。 關鍵詞：機械加工 板材排樣 數(shù)控下料 dxf文件 在機械加工行業(yè)領域，板材下料已經(jīng)成為關系到企

2、業(yè)核心競爭力和規(guī)模擴大發(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、質量和經(jīng)營利潤也不同。對于不同生產(chǎn)任務和生產(chǎn)模式，企業(yè)就需要結合其生產(chǎn)產(chǎn)品狀況和生產(chǎn)效能情況開發(fā)相應的生產(chǎn)下料和作業(yè)管理系統(tǒng)，下面文章就對其進行論述。 1 機械加工板材數(shù)控下料及其板材排樣軟件系統(tǒng) 針對機械加工車間板材下料特征，我們可以在autocad平臺開發(fā)相應符合企業(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

3、動生成和數(shù)控仿真功能模塊的實現(xiàn)，其關鍵在于autocad排樣圖形信息的自動獲?。╝utocad內置編程語言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現(xiàn)圖形信息的讀取編輯。 本系統(tǒng)是基于機械加工計算機板材排樣軟件系統(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)結構采用的autoc

4、ad所有圖形文件內容，能夠讀寫、更改文件并加載到相應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)控加工圖形等關鍵幾何信息，包括圓形圓心位置及半徑，直線起始點等。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

5、統(tǒng)是以計算機系統(tǒng)自動生成的排樣工藝圖來作為基礎，然而這種人機合作過程也會有調整交互，再加上數(shù)控加工流程標準和工序基準，其排樣圖中實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計 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，也就是用戶坐標原點，然后按照各個實體工藝基準點到工序基準點之間的最短距離為依據(jù)作為加工起點；第二，對于不相交的實體工藝圖加工排序則主要按照刀具行程最短距

6、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方法定義實體面域，并進行交差并運算定位各實體位置關系分開單實體（如上圖中陰影a），和環(huán)形實體（如上圖陰影d）。第二，通過pljoin all和vlax-curve-getarea將環(huán)形實體轉變?yōu)榉忾]多義線并獲得相應封閉線的包容面積，這樣通過分析表面積值大的外輪廓線就能夠推出環(huán)形實體各圖元的位置，實現(xiàn)環(huán)形實體的預處理。第三，將定義點為記錄類型作基礎

7、，構造雙向鏈接，每條鏈代表一個封閉環(huán)，而讀取封閉線的dxf文件中點與點之間的順序就能夠實現(xiàn)點的聯(lián)結，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成定位指針數(shù)組?？紤]不同加工模式習慣和客觀條件，其加工起點會由人機交互過程來確定，然后讀取鏈表點信息就能夠實現(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化為直線和圓弧的典型組合，然后將所調用數(shù)控命令來進行編程，一般只會應用到快速定位、直線、順時針圓弧、逆時針圓弧插補等4種。首先調用快速定位加工起點（環(huán)形圖形先內后

8、外順序），然后根據(jù)其鏈表下一點坐標的圓弧/直線等圖形信息的讀取來確定所需使用數(shù)控指令，通過這種步驟反復過程來完成數(shù)控代碼的生成。 在其仿真設計方面，主要借助delphi可視化windows的編程程序軟件來讀取相應nc代碼獲取加工信息，然后調用繪圖指令（圓、直線等）和delphi的timer控件、canvas控件來實現(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，借助該設計流程就能夠檢查考核其nc程序的準確度和可行性。 4 結語 綜上所述，借助autocad強大的板材排樣系統(tǒng)和繪圖功能能夠提供專業(yè)高效的設計排樣環(huán)境，從而科學提高其實體圖形排樣的質量和優(yōu)化性，有利于最大程度降低其板材等原料的損耗浪費，而科學的數(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計人員、工作人員和管理人員的工作效率和質量，從而實現(xiàn)機械加工車間的科學加工和生產(chǎn)。 參考文獻 1 徐東鳴，殷國富，賈志欣.機械加工車間板材數(shù)控下料方法的研究j.計