電火花線切割的自動(dòng)編程和仿真系統(tǒng)

1、洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電火花線切割的自動(dòng)編程和仿真系統(tǒng)摘 要隨著cad及其相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用和推廣，從根本上改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造模式，極大地提高了生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更多的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控加工仿真是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。電火花線切割加工的仿真技術(shù)對(duì)于加工精度和加工表面質(zhì)量分析具有重要意義。為此，本文對(duì)電火花線切割加工的幾何仿真技術(shù)進(jìn)行了研究。為了實(shí)現(xiàn)電火花線切割加工自動(dòng)編程，本課題完成了基于autocad的數(shù)控加工自動(dòng)編程系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。本文首先簡(jiǎn)單介紹了自動(dòng)編程和仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，以及目前市場(chǎng)上常用的自動(dòng)編程和仿真系統(tǒng)。接著詳細(xì)論述了運(yùn)用autocad內(nèi)置二次開(kāi)發(fā)工

2、具auto lisp語(yǔ)言、dcl語(yǔ)言，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)一個(gè)新的autocad平臺(tái)上的命令，來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)編程和加工仿真系統(tǒng)。最后給出一個(gè)典型零件自動(dòng)編程實(shí)例，并通過(guò)該實(shí)例介紹了系統(tǒng)的應(yīng)用方法。本文對(duì)從事自動(dòng)編程系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的相關(guān)人員具有一定的參考價(jià)值，還可供開(kāi)發(fā)autocad的人員和從事電火花線切割零件加工的企業(yè)員工參考，開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)可用于電火花線切割加工自動(dòng)編程。關(guān)鍵詞：數(shù)控編程，加工仿真，autocad，lisp語(yǔ)言 automatic programming technology and analogue system of wire_cut electrical discharge

3、machiningabstractwith the wide application of cad/cam and other related technologies, traditinal design and production methods have been thoroughly innovated, which improves the productivity and brings greater technologic and economic benefit. wire-cut electrical discharge machining simulation is th

4、e key technology of cad/cam. geometry simulation technique for wire-cut electrical discharge machining has important meaning for high precision and surface quality. based on such a notion, geometry simulation in is studied in this thesis. in order to realize the automatic program of wire-cut electri

5、cal discharge machining, in this subject we have completed the development of automatic program system of numerical contral machining based on autocad platform. firstly, this discourse simply introduces research status quo and developing trend of the automatic programming technology and analogue sys

6、tem in common use in present market. secondly, uses autocad built-in re-development tool auto the lisp language, the dcl language, the union national standards, develops in a new autocad platform the order, may realize the engineering products design parametrization; may realize the automatic progra

7、mming technology and analogue system. finally, gives an automatic programming example of a typical part and introduces applying method of this system through this example.this discourse can be used as a reference for professionals engaged in research of automatic programming system, or as a referenc

8、e for autocad developers or as a reference for employees engaged in wire-cut electrical discharge machining of bolt-node sphere. developed software system can be used for the automatic program of wire-cut electrical discharge machining of the bolt-node sphere in spatial steel framework.key words: nu

9、merical control programming, processing simulation, autocad, lisp language9目錄前言1第1章 電火花線切割基礎(chǔ)知識(shí)31.1 電火花線切割加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍31.2 電火花線切割加工工藝41.3 電火花線切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù)5第2章 autocad基礎(chǔ)知識(shí)102.1 autocad簡(jiǎn)介102.2 autocad特點(diǎn)及功能102.2.1 autocad特點(diǎn)102.2.2基本功能及應(yīng)用領(lǐng)域11第3章 仿真技術(shù)123.1 仿真的定義123.2 仿真分類(lèi)123.3 仿真工具和方法123.3.1 仿真工具133.3.2 仿

10、真方法133.4 仿真應(yīng)用和效益143.5 數(shù)控加工仿真技術(shù)發(fā)展史14第4章 lisp語(yǔ)言應(yīng)用的簡(jiǎn)介164.1 lisp語(yǔ)言簡(jiǎn)介164.2 lisp語(yǔ)言的主要特點(diǎn)164.2.1 lisp語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)164.3.1 auto lisp和visual lisp簡(jiǎn)介174.3.2 auto lisp的數(shù)據(jù)類(lèi)型18第5章 電火花線切割自動(dòng)編程和仿真技術(shù)195.1 電火花線切割編程技術(shù)的發(fā)展195.1.2 語(yǔ)言式編程195.1.3 圖形式編程205.1.4 集成式編程205.2實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程的幾種可行方案205.3電火花線切割的自動(dòng)編程215.4 數(shù)控線切割仿真的意義235.5 數(shù)控線切割仿真系統(tǒng)的組成23

11、5.6 小結(jié)23第6章 基于autocad平臺(tái)上線切割加工自動(dòng)編程系統(tǒng)開(kāi)發(fā)法246.1自動(dòng)編程系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具的選擇246.1.1 數(shù)控編程語(yǔ)言的自動(dòng)編程246.1.2 交互式圖形自動(dòng)編程256.1.3 基于特征的自動(dòng)編程256.2自動(dòng)編程系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法256.3自動(dòng)編程系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)266.4基于autocad環(huán)境的數(shù)控圖形自動(dòng)編程系統(tǒng)276.4.1系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介276.4.2加工代碼生成29第7章 基于autocad環(huán)境的3b數(shù)控加工及應(yīng)用307.1程序基本結(jié)構(gòu)307.2基本原理30第8章 典型零件的加工及說(shuō)明328.1典型零件加工仿真328.1.1典型線形零件加工328.1.2典型圓弧形零件的

12、加工348.1.3典型線形圓弧形零件的加工358.2 nc加工代碼生成38結(jié) 論40謝 辭42附 錄44外文資料翻譯47前言作為特種加工家族的一員，電火花線切割加工是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工方法的有力補(bǔ)沖充和延伸，現(xiàn)已成為機(jī)械制造業(yè)，特別是模具和工具行業(yè)不可或缺的重要加工手段，并正向著自動(dòng)化、柔性化、精密化、集成化、智能化和最優(yōu)化方向發(fā)展，同時(shí)也成為創(chuàng)新設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)奇思妙想所不可缺少的工藝方法。目前，數(shù)控設(shè)備已經(jīng)大量進(jìn)入制造業(yè)，電火花線切割機(jī)床都是數(shù)控的，一些數(shù)控線切割機(jī)床本身具有多種自動(dòng)編程機(jī)的功能，或做到控制機(jī)與編程機(jī)合二為一。數(shù)控編程、加工操作、加工仿真及其維修成為數(shù)控電火花線切割加工中的重要組成部

13、分。與之相適應(yīng)，配套的cad/cam軟件也得到了迅速的發(fā)展，并在近幾年經(jīng)歷了一個(gè)重新洗牌的過(guò)程?，F(xiàn)在，人們常把機(jī)床的數(shù)控化率和數(shù)控機(jī)床的利用率作為先進(jìn)制造業(yè)的重要標(biāo)志。而影響數(shù)控機(jī)床利用率的一個(gè)重要因素是數(shù)控編程。有資料顯示，數(shù)控機(jī)床停機(jī)的20%30%的原因是不能及時(shí)編出加工程序所致，因此，數(shù)控機(jī)床的研究人員都把提高數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)編程能力作為重要指標(biāo)。數(shù)控零件加工程序的編制是進(jìn)行數(shù)控加工的一個(gè)重要步驟，國(guó)內(nèi)外數(shù)控加工統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，造成數(shù)控機(jī)床等待約20%30%是編程不及時(shí)所致，可見(jiàn)數(shù)控編程直接影響著數(shù)控機(jī)床的加工效率。隨著數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的日益擴(kuò)大，我國(guó)企業(yè)在數(shù)控自動(dòng)編程應(yīng)用方面已有較大發(fā)展，目前主要

14、有以下三種自動(dòng)編程方式。 1.采用數(shù)控編程語(yǔ)言的自動(dòng)編程。最著名的是apt(automatically programmed tools)語(yǔ)言。2.計(jì)算機(jī)輔助圖形設(shè)計(jì)的自動(dòng)編程。采用cad方法，將設(shè)計(jì)好的零件圖形顯示在屏幕上，編程人員指定要加工的表面，并回答軟件提出的一些問(wèn)題，諸如對(duì)刀點(diǎn)、走刀方式、切削用量參數(shù)等，然后由系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)編程，形成刀位數(shù)據(jù)文件或apt程序，再經(jīng)后置處理，變成機(jī)床所需的nc代碼。3.從cad獲取信息的自動(dòng)編程。編程所需的零件形狀信息直接從cad那里得到，一般利用autocad提供的圖形交換文件dxf接口，編程人員只需進(jìn)行適當(dāng)工藝處理。由于圖紙上給出的零件形狀數(shù)據(jù)往往比

15、較少，而數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)功能要求有較多的數(shù)據(jù)才能控制機(jī)床。尤其是當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能要求輸入的數(shù)據(jù)與零件形狀給出的數(shù)據(jù)不一致時(shí)，就需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，而在運(yùn)算過(guò)程中可能產(chǎn)生人為的錯(cuò)誤。而這些復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算可由計(jì)算機(jī)快速、準(zhǔn)確地完成。nc程序作為數(shù)控加工的信息載體，其正確與否直接影響零件加工質(zhì)量。目前實(shí)際生產(chǎn)使用的nc程序，在投入加工之前通常采用機(jī)床空運(yùn)行和木模、蠟?zāi)５脑嚽校瓿蒼c 程序的檢查。該方法加工準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本增加，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的高效生產(chǎn)。圖形仿真是目前cad/capp/cam系統(tǒng)中通用的nc檢驗(yàn)方法。 第1章 電火花線切割基礎(chǔ)知識(shí)1.1 電火花線切割加工的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范

16、圍1.電火花線切割加工機(jī)床電火花線切割加工是在電火花成形加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它是用線狀電極（鉬絲或銅絲）通過(guò)火花放電對(duì)工件進(jìn)行切割電火花線切割加工機(jī)床根據(jù)電極。絲運(yùn)行速度不同分為快走絲和慢走絲兩種機(jī)床，其組成主要包括：（1）主機(jī)：包括床身、坐標(biāo)工作臺(tái)、走絲機(jī)構(gòu)等；（2）脈沖電源：把交流電流轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流；（3）控制系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)；（4）工作液循環(huán)系統(tǒng)：提供清潔的、有一定壓力的工作液。2.電火花線切割的原理數(shù)控線切割加工的基本原理與電火花成形加工相同，但加工方式不同，它是用細(xì)金屬絲作電極。線切割加工時(shí)，線電極一方面相對(duì)工件不斷地往上(下)移動(dòng)(慢速走絲是單向移動(dòng)，快速走絲是往返

17、移動(dòng))，另一方面，裝夾工件的十字工作臺(tái)，由數(shù)控伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，在x、y軸方向?qū)崿F(xiàn)切割進(jìn)給，使線電極沿加工圖形的軌跡，對(duì)工件進(jìn)行切割加工。3.電火花線切割加工特點(diǎn)和應(yīng)用 （1）電火花線切割加工的優(yōu)點(diǎn)a.適合于機(jī)械加工方法難于加工的材料的加工，如淬火鋼、硬質(zhì)合金、耐熱合金等；b.線為工具電極，節(jié)約了電極設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用和時(shí)間，能方便地加工形狀復(fù)雜的外形和通孔，能進(jìn)行套料加工。沖模加工的凸凹模間隙可以任意調(diào)節(jié)。（2）缺點(diǎn)a.被加工材料必須導(dǎo)電； b.不能加工盲孔。電火花線切割加工的應(yīng)用線切割廣泛用于加工硬質(zhì)合金、淬火鋼模具零件、樣板、各種形狀復(fù)雜的細(xì)小零件、窄縫等。如形狀復(fù)雜、帶有尖角窄縫的小型凹模的

18、型孔可采用整體結(jié)構(gòu)在淬火后加工，既能保證模具精度，也可簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)和制造。此外，電火花線切割還可加工除盲孔以外的其它難加工的金屬零件。1.2 電火花線切割加工工藝1.電火花線切割加工工藝指標(biāo)（1）切割速度即單位時(shí)間內(nèi)電極絲中心線在工件上切過(guò)的面積總和，快走絲線為4080mm2min，慢走絲可達(dá)350mm2min。 （2）切割精度 快走絲線切割精度可達(dá)0.0lmm，一般為0.0150.02mm；慢走絲線切割精度可達(dá)0.001mm左右。（3）表面粗糙度 快走絲ra值一般為1.252.5m，最低可0.631.25m；慢走絲線切割的ra值可達(dá)0.3m。2影響工藝指標(biāo)的主要因素 （1）脈主要參數(shù)的影響：

19、a.峰值電流 ie增大，加工速度提高，但表面粗糙度變差，電極絲損耗比加大甚至斷絲。b.脈沖寬度ti加大ti可提高加工速度但表面粗糙度變差。c.脈沖間隔t0t0減小時(shí)平均電流增大，切割速度加快，但t0過(guò)小，會(huì)引起電弧和斷絲。（2）電極及其走絲速度的影響：a.電極絲直徑的影響 電極直徑，一般為 0.030.35mm，電極絲直徑越粗，切割速度越快，而且還有利于厚工件的加工。b.電極絲走絲速度的影響 在一定范圍內(nèi)，隨著走絲速度的提高，線切割速度也可以提高。但過(guò)高，將使電極絲的振動(dòng)加大、降低精度、切割速度并使表面粗糙度變差，且易造成斷絲，一般高速走絲以小于l0ms為宜。（3）工件厚度及材料的影響：工件材

20、料薄，工作液容易進(jìn)入并充滿放電間隙，對(duì)排屑和消電離有利，加工穩(wěn)定性好。但工件太薄，金屬絲易產(chǎn)生抖動(dòng)，對(duì)加工精度和表面粗糙度不利。工件厚，工作液難于進(jìn)入和充滿放電間隙，加工穩(wěn)定性差，但電極絲不易抖動(dòng)，因此精度和表面粗糙度較好。3.線切割加工工藝過(guò)程線切割加工工藝制定的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：零件圖的工藝分析、工藝準(zhǔn)備、加工參數(shù)的選擇。（1）零件圖的工藝分析：主要分析零件的凹角和尖角是否符合線切割加工的工藝條件零件的加工精度、表面粗糙度是否在線切割加工所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度范圍內(nèi)。（2）尖角和凹角尺寸分析：a.線電極軌跡與加工面距離l=d2+ 線電極軌跡；b.零件凹角半徑：r1l=d2+,零件尖角半徑

21、：r2= r1-z/2 （3）精度和表面粗糙度的分析：加工精度和表面粗糙度應(yīng)符合要求。4.線電極的選擇一般情況下，快速走絲機(jī)床常用鉬絲作線電極，鎢絲或其它昂貴金屬絲因成本高而很少用，其它線材因抗拉強(qiáng)度低，在快速走絲機(jī)床上不能使用。慢速走絲機(jī)床上則可用各種銅絲、鐵絲，專用合金絲以及鍍層(如鍍鋅等)的電極絲。5.穿絲孔的確定（1）穿絲孔的尺寸直徑一般310mm；（2）穿絲孔的位置。凹模、孔類(lèi)零件為使切割軌跡短和更于編程，穿絲孔應(yīng)設(shè)在邊角處 、在已知坐標(biāo)尺寸的交點(diǎn)處或型孔中心。 凸模類(lèi)零件為避免將坯件外形切斷引起變形，應(yīng)按圖c在坯料內(nèi)打穿絲孔（3）工件校正和裝夾a.工件校正；b.工件裝夾方式。（4）

22、線電極位置的校正a.目視法直接利用目視或借助于放大鏡來(lái)確定線電極的坐標(biāo)位置；b.火花法 利用線電極與工件在一定間隙時(shí)發(fā)生火花放電來(lái)確定線電極的坐標(biāo)位置；c.自動(dòng)法 利用機(jī)床自動(dòng)找正功能找孔中心。1.3 電火花線切割控制系統(tǒng)和編程技術(shù)1.電火花線切割控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)在電火花線切割加工中起重要作用?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、控制精度及自動(dòng)化程度，都直接影響加工精度和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。在進(jìn)行電火花線切割加工過(guò)程中，控制系統(tǒng)的主要作用：按加工要求精確地自動(dòng)控制電極絲相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，使零件獲得所需的形狀和尺寸；對(duì)加工狀態(tài)進(jìn)行控制，如控制伺服進(jìn)給速度、電源裝置、工作夜循環(huán)系統(tǒng)、走絲機(jī)構(gòu)等，協(xié)調(diào)各機(jī)構(gòu)的運(yùn)

23、轉(zhuǎn)；此外還應(yīng)具有斷電記憶、故障報(bào)警、安全控制及自診斷功能，以保證正常的穩(wěn)定切割加工。軌跡控制靠數(shù)控編程和控制系統(tǒng)，伺服進(jìn)給速度控制是根據(jù)放電間隙大小與放電狀態(tài)自動(dòng)控制的，使進(jìn)給速度與工件材料的蝕除速度相平衡。數(shù)字程序控制（nc控制）電火花線切割的控制原理是把圖樣上工件的形狀和尺寸編制成程序指令，一般通過(guò)鍵盤(pán)或使用穿孔紙帶或磁帶，輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入指令控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)精密絲桿，使工件相對(duì)于電極絲做軌跡運(yùn)動(dòng)。圖1-1所示為數(shù)字程序控制過(guò)程框圖。 程序程序輸入機(jī)構(gòu)專用計(jì)算機(jī)插補(bǔ)計(jì)算執(zhí)行機(jī)構(gòu)坐標(biāo)工作臺(tái)（放電間隙）圖樣圖1-1 數(shù)字程序控制過(guò)程圖與靠模仿形和光電跟蹤仿形控制不同，數(shù)字

24、程序控制方式無(wú)需制作精密的模板或描繪精確的放大圖，而只需根據(jù)圖樣形狀和尺寸，經(jīng)編程后用計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接控制加工。因此，只要機(jī)床的進(jìn)給精度比較高，就可以加工出高精度的零件，而且生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短，機(jī)床占地面積小?，F(xiàn)在絕大多數(shù)線切割機(jī)床采用數(shù)字控制技術(shù)，高速走絲電火花線切割機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)大多采用較簡(jiǎn)單的步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，而低速走絲線切割機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)則大多是伺服電動(dòng)機(jī)加碼盤(pán)的半閉環(huán)系統(tǒng)或全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。2.線切割數(shù)控編程要點(diǎn)線切割機(jī)床的控制系統(tǒng)是按照人的“命令”去控制機(jī)床加工的，因此必須事先把要切割的圖形，用機(jī)器所能接受的“語(yǔ)言”編排好“命令”，并告訴控制系統(tǒng)，這項(xiàng)工作叫做數(shù)控線切割編程，簡(jiǎn)稱編程。為了

25、使機(jī)器接受指令，必須按一定的格式編寫(xiě)程序，這些格式有3b、4b、5b及iso和e等，我國(guó)使用最多的是3b和iso格式。（1）3b格式以下介紹我國(guó)高速走絲切割機(jī)床應(yīng)用較廣的3b程序的編程要點(diǎn)，3b格式的程序段格式見(jiàn)表1-1所示.表1-1 程序格式坐標(biāo)坐標(biāo)計(jì)數(shù)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)方向加工指令編程時(shí)需用的參數(shù)有五個(gè)：切割的起點(diǎn)或終點(diǎn)坐標(biāo)、y值；切割時(shí)的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度j（切割長(zhǎng)度在軸或y軸上的投影長(zhǎng)度）；切割時(shí)的計(jì)數(shù)方向g；切割軌跡的類(lèi)型（加工指令）z。程序段格式：我國(guó)高速走絲數(shù)控線切割機(jī)床采用統(tǒng)一的五指令3b程序格式：bxbybjgz其中 b分隔符，用它來(lái)區(qū)分、隔離x、y和j等數(shù)碼，以免執(zhí)行指令時(shí)發(fā)生混淆。b后的數(shù)字

26、如為0，則此0可以不寫(xiě)； x、y加工圓弧時(shí)，取圓心作為切割坐標(biāo)原點(diǎn)，x、y值為圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)絕對(duì)值；加工直線時(shí)，取直線起點(diǎn)作切割坐標(biāo)的原點(diǎn)，x、y值為直線終點(diǎn)坐標(biāo)絕對(duì)值。亦可將兩者同時(shí)放縮相同倍數(shù)。編程時(shí)均取絕對(duì)值，以u(píng)m為單位； j計(jì)數(shù)長(zhǎng)度，取絕對(duì)值，亦以u(píng)m為單位，要和選計(jì)數(shù)方向一并考慮。直線的編程時(shí)，按計(jì)數(shù)方向gx或gy,取該直線在x軸或y軸上的投影值，即取x值或y值；圓弧編程時(shí)，亦按計(jì)數(shù)方向取x或y軸上的投影值，如果圓弧較長(zhǎng)，跨越兩個(gè)以上象限，則分別取計(jì)數(shù)方向x軸（或y軸）上各個(gè)象限投影值的絕對(duì)值相累加，作為該方向總的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度。 g計(jì)數(shù)方向，分gx或gy，即可按x方向或y方向計(jì)數(shù)，工作

27、臺(tái)在該方向每走1um即計(jì)數(shù)累減1，當(dāng)累減到計(jì)數(shù)長(zhǎng)度j=0時(shí)，這段程序即加工完畢。直線編程時(shí)，計(jì)數(shù)方向按圖2-2選：當(dāng)直線終點(diǎn)坐標(biāo)（xe,ye）在陰影區(qū)域（45為界）內(nèi)，計(jì)數(shù)方向?yàn)間y，否則為gx；若正好在45線上，計(jì)數(shù)方向任取。圓弧編程時(shí)，計(jì)數(shù)方向按圖2-3選擇：當(dāng)圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)（xe,ye）在陰影區(qū)域內(nèi)，計(jì)數(shù)方向?yàn)間x，否則為gy；若正好在45線上，計(jì)數(shù)方向任取。 （a） （b）圖1-2 計(jì)數(shù)方向選擇z加工指令，分為直線l和圓弧r兩大類(lèi)。直線又按走向和終點(diǎn)所在象限而分為l1、l2、l3、l4四種；圓弧又按第一步進(jìn)入的象限及走向的順、逆圓而分為sr1、sr2、sr3、sr4及nr1、nr2、nr

28、3、nr4八種，如圖1-3所示。（a） （b） （c） （d） 圖1-3 加工指令（2）3b格式編程舉例： 設(shè)要切割圖1-4所示的軌跡，該圖形由三條直線和一條圓弧組成，故分四條程序編制（暫不考慮切入路線的程序）。a.加工直線ab。坐標(biāo)原點(diǎn)取在a點(diǎn)，ab與x軸正重合，x、y均可作0計(jì)，故程序?yàn)?bbb40000gxl1b.加工斜線bc。坐標(biāo)原點(diǎn)取在b點(diǎn)，終點(diǎn)c的坐標(biāo)值是x=10000，y=90000，故程序?yàn)?b1b9b90000gyl1c.加工圓弧cd。坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)取在圓心o，這時(shí)起點(diǎn)c的坐標(biāo)可用勾股定律算的為x=30000，y=40000，故程序?yàn)?b30000b40000b60000gxnr

29、1d.加工斜線da。坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)取在d點(diǎn)，終點(diǎn)a的坐標(biāo)為x=10000，y=90000，故程序?yàn)?b1b9b90000gyl4 實(shí)際線切割加工和編程時(shí)，要考慮線徑補(bǔ)償量（為鉬絲半徑與單邊放電間隙之和）的影響。 圖1-4 要切割的零件圖第2章 autocad基礎(chǔ)知識(shí)2.1 autocad簡(jiǎn)介autocad是由美國(guó)autodesk歐特克公司于二十世紀(jì)八十年代初為微機(jī)上應(yīng)用cad技術(shù)而開(kāi)發(fā)的繪圖程序軟件包，經(jīng)過(guò)不斷的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。 autocad具有良好的用戶界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)

30、踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開(kāi)發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。autocad具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行，并支持分辨率由320200到20481024的各種圖形顯示設(shè)備40多種，以及數(shù)字儀和鼠標(biāo)器30多種，繪圖儀和打印機(jī)數(shù)十種，這就為autocad的普及創(chuàng)造了條件?，F(xiàn)在最新的版本為：autocad 20102.2 autocad特點(diǎn)及功能2.2.1autocad特點(diǎn)autocad軟件具有如下特點(diǎn)：1.具有完善的圖形繪制功能。2.有強(qiáng)大的圖形編輯功能。3.可以采用多種方式進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)或用戶定制。4.可以進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力。5

31、.支持多種硬件設(shè)備。6.支持多種操作平臺(tái)7.具有通用性、易用性，適用于各類(lèi)用戶此外，從autocad2000開(kāi)始，該系統(tǒng)又增添了許多強(qiáng)大的功能，如autocad設(shè)計(jì)中心（adc）、多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境（mde）、internet驅(qū)動(dòng)、新的對(duì)象捕捉功能、增強(qiáng)的標(biāo)注功能以及局部打開(kāi)和局部加載的功能，從而使autocad系統(tǒng)更加完善.2.2.2 基本功能及應(yīng)用領(lǐng)域基本功能：平面繪圖、繪圖輔助工具、編輯圖形、標(biāo)注尺寸、書(shū)寫(xiě)文字、圖層管理功能、三維繪圖、網(wǎng)絡(luò)功能、數(shù)據(jù)交換、二次開(kāi)發(fā)。 應(yīng)用領(lǐng)域：工程制圖：建筑工程、裝飾設(shè)計(jì)、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、水電工程、土木施工等等；工業(yè)制圖：精密零件、模具、設(shè)備等；服裝加工：服裝

32、制版；電子工業(yè)：印刷電路板設(shè)計(jì)。廣泛應(yīng)用于土木建筑、裝飾裝潢、城市規(guī)劃、園林設(shè)計(jì)、電子電路、機(jī)械設(shè)計(jì)、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領(lǐng)域。11洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章 仿真技術(shù)3.1 仿真的定義仿真英文全稱是 :simulation即:使用項(xiàng)目模型將特定于某一具體層次的不確定性轉(zhuǎn)化為它們對(duì)目標(biāo)的影響，該影響是在項(xiàng)目整體的層次上表示的。項(xiàng)目仿真利用計(jì)算機(jī)模型和某一具體層次的風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)，一般采用蒙特卡洛法進(jìn)行仿真。 利用模型復(fù)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過(guò)程，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)，又稱模擬。這里所指的模型包括物理的和數(shù)學(xué)的，靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的，連續(xù)的和離散的各種模型。

33、所指的系統(tǒng)也很廣泛,包括電氣、機(jī)械、化工、水力、熱力等系統(tǒng),也包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、管理等系統(tǒng)。當(dāng)所研究的系統(tǒng)造價(jià)昂貴、實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性大或需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能了解系統(tǒng)參數(shù)變化所引起的后果時(shí)，仿真是一種特別有效的研究手段。仿真的重要工具是計(jì)算機(jī)。仿真與數(shù)值計(jì)算、求解方法的區(qū)別在于它首先是一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。仿真過(guò)程包括建立仿真模型和進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)兩個(gè)主要步驟。3.2 仿真分類(lèi)仿真可以按不同原則分類(lèi):1.按所用模型的類(lèi)型（物理模型、數(shù)學(xué)模型、物理數(shù)學(xué)模型）分為物理仿真、計(jì)算機(jī)仿真（數(shù)學(xué)仿真）、半實(shí)物仿真；2.按所用計(jì)算機(jī)的類(lèi)型（模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字計(jì)算機(jī)、混合計(jì)算機(jī)）分為模擬仿真、數(shù)字仿真和混合仿真；3.按仿真對(duì)

34、象中的信號(hào)流（連續(xù)的、離散的）分為連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散系統(tǒng)仿真；4.按仿真時(shí)間與實(shí)際時(shí)間的比例關(guān)系分為實(shí)時(shí)仿真（仿真時(shí)間標(biāo)尺等于自然時(shí)間標(biāo)尺）、超實(shí)時(shí)仿真（仿真時(shí)間標(biāo)尺小于自然時(shí)間標(biāo)尺）和亞實(shí)時(shí)仿真（仿真時(shí)間標(biāo)尺大于自然時(shí)間標(biāo)尺）；5.按對(duì)象的性質(zhì)分為宇宙飛船仿真、化工系統(tǒng)仿真、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)仿真等。3.3 仿真工具和方法3.3.1 仿真工具主要指的是仿真硬件和仿真軟件。仿真硬件中最主要的是計(jì)算機(jī)。用于仿真的計(jì)算機(jī)有三種類(lèi)型：模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字計(jì)算機(jī)和混合計(jì)算機(jī)。數(shù)字計(jì)算機(jī)還可分為通用數(shù)字計(jì)算機(jī)和專用的數(shù)字計(jì)算機(jī)。模擬計(jì)算機(jī)主要用于連續(xù)系統(tǒng)的仿真，稱為模擬仿真。在進(jìn)行模擬仿真時(shí)，依據(jù)仿真模型(在這里是排

35、題圖)將各運(yùn)算放大器按要求連接起來(lái)，并調(diào)整有關(guān)的系數(shù)器。改變運(yùn)算放大器的連接形式和各系數(shù)的調(diào)定值，就可修改模型。仿真結(jié)果可連續(xù)輸出。因此，模擬計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互性好，適合于實(shí)時(shí)仿真。改變時(shí)間比例尺還可實(shí)現(xiàn)超實(shí)時(shí)的仿真。60年代前的數(shù)字計(jì)算機(jī)由于運(yùn)算速度低和人機(jī)交互性差，在仿真中應(yīng)用受到限制?，F(xiàn)代的數(shù)字計(jì)算機(jī)已具有很高的速度，某些專用的數(shù)字計(jì)算機(jī)的速度更高，已能滿足大部分系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真的要求，由于軟件、接口和終端技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)交互性也已有很大提高。因此數(shù)字計(jì)算機(jī)已成為現(xiàn)代仿真的主要工具?；旌嫌?jì)算機(jī)把模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)聯(lián)合在一起工作，充分發(fā)揮模擬計(jì)算機(jī)的高速度和數(shù)字計(jì)算機(jī)的高精度、邏輯運(yùn)算和存

36、儲(chǔ)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。但這種系統(tǒng)造價(jià)較高，只宜在一些要求嚴(yán)格的系統(tǒng)仿真中使用。除計(jì)算機(jī)外，仿真硬件還包括一些專用的物理仿真器，如運(yùn)動(dòng)仿真器、目標(biāo)仿真器、負(fù)載仿真器、環(huán)境仿真器等。仿真軟件包括為仿真服務(wù)的仿真程序、仿真程序包、仿真語(yǔ)言和以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的仿真軟件系統(tǒng)。 仿真軟件的種類(lèi)很多，在工程領(lǐng)域，用于系統(tǒng)性能評(píng)估，如機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析、控制力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)分析、熱分析、加工仿真等的仿真軟件系統(tǒng)msc software在航空航天等高科技領(lǐng)域已有45年的應(yīng)用歷史。3.3.2 仿真方法主要是指建立仿真模型和進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的方法，可分為兩大類(lèi)：連續(xù)系統(tǒng)的仿真方法和離散事件系統(tǒng)的仿真方法（見(jiàn)仿真方法）。人們有時(shí)將建立

37、數(shù)學(xué)模型的方法也列入仿真方法，這是因?yàn)閷?duì)于連續(xù)系統(tǒng)雖已有一套理論建模和實(shí)驗(yàn)建模的方法，但在進(jìn)行系統(tǒng)仿真時(shí)，常常先用經(jīng)過(guò)假設(shè)獲得的近似模型來(lái)檢驗(yàn)假設(shè)是否正確,必要時(shí)修改模型,使它更接近于真實(shí)系統(tǒng)。對(duì)于離散事件系統(tǒng)建立它的數(shù)學(xué)模型就是仿真的一部分。3.4 仿真應(yīng)用和效益仿真技術(shù)得以發(fā)展的主要原因，是它所帶來(lái)的巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。50年代和60年代仿真主要應(yīng)用于航空、航天、電力、化工以及其他工業(yè)過(guò)程控制等工程技術(shù)領(lǐng)域。在航空工業(yè)方面，采用仿真技術(shù)使大型客機(jī)的設(shè)計(jì)和研制周期縮短20。利用飛行仿真器在地面訓(xùn)練飛行員，不僅節(jié)省大量燃料和經(jīng)費(fèi)（其經(jīng)費(fèi)僅為空中飛行訓(xùn)練的十分之一），而且不受氣象條件和場(chǎng)地的限制。

38、此外，在飛行仿真器上可以設(shè)置一些在空中訓(xùn)練時(shí)無(wú)法設(shè)置的故障，培養(yǎng)飛行員應(yīng)付故障的能力。訓(xùn)練仿真器所特有的安全性也是仿真技術(shù)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。在航天工業(yè)方面，采用仿真實(shí)驗(yàn)代替實(shí)彈試驗(yàn)可使實(shí)彈試驗(yàn)的次數(shù)減少80。在電力工業(yè)方面采用仿真系統(tǒng)對(duì)核電站進(jìn)行調(diào)試、維護(hù)和排除故障，一年即可收回建造仿真系統(tǒng)的成本?，F(xiàn)代仿真技術(shù)不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域，而且日益廣泛地應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生物等領(lǐng)域，如交通控制、城市規(guī)劃、資源利用、環(huán)境污染防治、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、世界經(jīng)濟(jì)的分析和預(yù)測(cè)、人口控制等。對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)等系統(tǒng)，很難在真實(shí)的系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此，利用仿真技術(shù)來(lái)研究這些系統(tǒng)就具有更為重要的意義。3.5 數(shù)控加工仿

39、真技術(shù)發(fā)展史數(shù)控加工仿真是指數(shù)控機(jī)床在虛擬環(huán)境中的映射，它集制造技術(shù)、機(jī)床數(shù)控理論，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)、計(jì)算機(jī)輔助制造(cam)和建模與仿真技術(shù)于一體。能夠憑直覺(jué)感知計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維仿真模型的虛擬環(huán)境，在設(shè)計(jì)新的方案或更改方案對(duì)能夠在真實(shí)制造之前在虛擬環(huán)境中進(jìn)行零件的數(shù)控加工，檢查數(shù)控程序的正確性、合理性，對(duì)加工方案的優(yōu)劣做出評(píng)估與優(yōu)化，從而最終達(dá)到縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的目的。它隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速地發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真占有越來(lái)越重要的地位。從試切環(huán)境的模型特點(diǎn)來(lái)看，目前數(shù)控仿真分幾何仿真和力學(xué)仿真兩個(gè)方面。幾何仿真不考慮切削參數(shù)、切削力及其它物理因素

40、的影響，只仿真刀具工件幾何體的運(yùn)動(dòng)，以驗(yàn)證nc程序的正確性。它可以減少或消除因程序錯(cuò)誤而導(dǎo)致的機(jī)床損傷、夾具破壞或刀具折斷、零件報(bào)廢等問(wèn)題;同時(shí)可以減少?gòu)漠a(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。切削過(guò)程的力學(xué)仿真屬于物理仿真范疇，它通過(guò)仿真切削過(guò)程的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性來(lái)預(yù)測(cè)刀具破損、刀具振動(dòng)、控制切削參數(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化切削過(guò)程的目的。國(guó)外在數(shù)控加工過(guò)程仿真方面做了許多工作，美國(guó)maylnad大學(xué)開(kāi)發(fā)了用于培訓(xùn)數(shù)控操作人員的虛擬數(shù)控機(jī)床仿真器，作為amt計(jì)劃的一部分，美國(guó)nst也開(kāi)展了虛擬機(jī)床的研究。韓國(guó)turbo-tek公司開(kāi)發(fā)出面向培訓(xùn)的虛擬數(shù)控車(chē)削及銑削加工環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控加工的幾何仿真并配有聲音

41、信息。日本sony公司研制的fredam系統(tǒng)可對(duì)球頭銑刀加工自由曲面進(jìn)行三維仿真，并進(jìn)行干涉、碰撞檢查。意大利bologna大學(xué)用b樣條曲面建立端銑刀與工作臺(tái)模型，采用真實(shí)感圖形顯示銑床精加工過(guò)程。目前，數(shù)控加工過(guò)程仿真，尚屬以理想幾何圖形來(lái)檢驗(yàn)數(shù)控代碼是否正確的幾何仿真，此時(shí)刀具和工件均被視為僅具幾何形狀的剛體，不考慮切削參數(shù)，切削力及其它因素對(duì)切削加工的影響。15 第4章 lisp語(yǔ)言應(yīng)用的簡(jiǎn)介4.1 lisp語(yǔ)言簡(jiǎn)介lisp 語(yǔ)言最早是在 20 世紀(jì) 50 年代末由麻省理工學(xué)院（mit）為研究人工智能而開(kāi)發(fā)的。lisp 語(yǔ)言的強(qiáng)大使它在其它方面諸如編寫(xiě)編輯命令和集成環(huán)境等顯示其優(yōu)勢(shì)。而

42、gnu emacs lisp 主要由 maclisp 發(fā)展而來(lái)，該語(yǔ)言由 mit 在 20 世紀(jì) 60 年代寫(xiě)成。它在某種程度上繼承了 common lisp，而 common lisp 在 20 世紀(jì) 80 年代成了一種標(biāo)準(zhǔn)。lisp 代表 list processing，即表處理，這種編程語(yǔ)言用來(lái)處理由括號(hào)（即“(”和“)”）構(gòu)成的列表。 4.2 lisp語(yǔ)言的主要特點(diǎn)4.2.1 lisp語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)1lisp具有和圖靈機(jī)相同的(也就是理論上最高的)計(jì)算能力； 在計(jì)算機(jī)科學(xué)的可計(jì)算理論中,人們已經(jīng)證明遞歸函數(shù)和圖靈機(jī)具有相同的（也就是理論上最高的）計(jì)算能力,通常指的是自然數(shù)集上的遞歸函數(shù)。這

43、個(gè)結(jié)論對(duì)符號(hào)集上的遞歸函數(shù)也成立。j.mccarthy在lisp中設(shè)計(jì)了一套符號(hào)處理函數(shù),它們具有符號(hào)集上的遞歸函數(shù)的計(jì)算能力,因此原則上可以解決人工智能中的任何符號(hào)處理問(wèn)題。 2數(shù)據(jù)類(lèi)型的唯一性,程序與數(shù)據(jù)的一致性； lisp的數(shù)據(jù)類(lèi)型和句法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,甚至簡(jiǎn)單到具有唯一性和一致性:其數(shù)據(jù)和程序的表現(xiàn)形式是一樣的， 都是用s-表達(dá)式一種形式.基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是表(表是s-表達(dá)式的特例)。 3數(shù)據(jù)和程序的等價(jià)性； lisp的數(shù)據(jù)和程序不僅類(lèi)型一致,而且作用也等價(jià)；即：程序可作為數(shù)據(jù)被處理，數(shù)據(jù)也可作為程序來(lái)執(zhí)行。 4lisp一切功能由函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，程序的運(yùn)行就是求值； lisp程序的通常形式是一串函

44、數(shù)定義，其后跟著一串帶有參數(shù)的函數(shù)調(diào)用，函數(shù)之間的關(guān)系只是在調(diào)用執(zhí)行時(shí)才體現(xiàn)出來(lái)。 5lisp語(yǔ)言的控制結(jié)構(gòu)以遞歸為主； 大多數(shù)語(yǔ)言使用的控制結(jié)構(gòu)是以循環(huán)為主的，有的程序語(yǔ)言允許遞歸，而lisp以遞歸形式為主。遞歸是lisp能力的源泉。當(dāng)然現(xiàn)在lisp也有循環(huán)結(jié)構(gòu)和迭代。 6原子可以有任意多個(gè)值(特性值)； lisp非常重要的一個(gè)特點(diǎn)是每個(gè)文字原子可以加許多特性，每個(gè)特性有一個(gè)特性表及對(duì)應(yīng)的特性值。由于原子的多值性給使用者帶來(lái)很多方便，給問(wèn)題表示帶來(lái)好處，使lisp很好用。 7lisp具有表的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)模的靈活性，不必預(yù)先設(shè)定； 8具有收集無(wú)用單元的功能。 4.2.2 lisp語(yǔ)言的主要缺點(diǎn)

45、1初學(xué)者不容易習(xí)慣lisp的句法結(jié)構(gòu)，特別是多層表的括號(hào)配對(duì)寫(xiě)法； 2數(shù)據(jù)類(lèi)型少(常用的只有表和原子)，使其表達(dá)能力受限； 3規(guī)范性差(無(wú)標(biāo)準(zhǔn)版本，不同的lisp文本間差別較大)； 4程序的可讀性不及一般的高級(jí)語(yǔ)言； 5執(zhí)行速度慢。 lisp執(zhí)行速度慢的原因有幾個(gè)：(1)一般的 lisp是解釋型， 程序邊解釋邊執(zhí)行當(dāng)然比編譯型慢；(2)lisp的控制結(jié)構(gòu)主要是遞歸， 遞歸費(fèi)時(shí)間費(fèi)空間；(3)內(nèi)存空間動(dòng)態(tài)變化。lisp不要求用戶在程序 中寫(xiě)一些用來(lái)指示內(nèi)存分配的說(shuō)明語(yǔ)句，全部?jī)?nèi)存必須動(dòng)態(tài)的分配，直到 沒(méi)有空間時(shí)才開(kāi)始收集無(wú)用單元。 4.3 auto lisp和visual lisp簡(jiǎn)介4.3.1

46、 auto lisp和visual lisp簡(jiǎn)介lisp(lsitproceessnsilngaugae)是一種計(jì)算機(jī)表處理語(yǔ)言，是在人工智能科學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。auto lisp是autocad所支持的一種內(nèi)嵌式高級(jí)編程語(yǔ)言，所謂內(nèi)嵌式就是指auto lisp已經(jīng)集成到autocad軟件之中。使用auto lisp可以直接調(diào)用幾乎所有的autocad命令。auto lisp語(yǔ)言既具備一般高級(jí)語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和功能，又具有一般高級(jí)語(yǔ)言所沒(méi)有的強(qiáng)大圖形處理功能，在autocad中，用戶可十分方便地利用auto lisp編程語(yǔ)言對(duì)autocad進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，把自己日常工作中常用的某些

47、操作以命令的形式添加到autocad中，然后用戶就可以像使用autocad標(biāo)準(zhǔn)命令一樣使用新添加的命令以完成特定的操作。用戶還可以直接增加和修改autocad命令，隨意擴(kuò)大圖形編輯功能，建立圖形庫(kù)，并對(duì)當(dāng)前圖形進(jìn)行直接訪問(wèn)和修改。auto lisp語(yǔ)言最典型的應(yīng)用之一是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)，包括尺寸驅(qū)動(dòng)程序和鼠標(biāo)拖動(dòng)程序等。visual lisp是一種專門(mén)用來(lái)加速auto lisp程序開(kāi)發(fā)的程序軟件，現(xiàn)已正式內(nèi)嵌于autocad2000中。作為新一代lisp語(yǔ)言，visual lisp全面兼容auto lisp，并提供一個(gè)全新的可視化集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。它擁有自己的窗口和菜單，但它們與autoca

48、d的其它窗口不同。visual lisp不能離開(kāi)autocad而單獨(dú)運(yùn)行，如果用戶想要使用visual lisp，必須首先與autocad中的圖形和命令窗口進(jìn)行交互來(lái)響應(yīng)程序的提示。當(dāng)visual lisp將控制權(quán)交給autocad時(shí)，如果autocad被最小化了，那么用戶需要手工來(lái)恢復(fù)和激活窗口，因?yàn)関isual lisp不能自動(dòng)恢復(fù)autocad窗口。4.3.2 auto lisp的數(shù)據(jù)類(lèi)型auto lisp支持以下10種數(shù)據(jù)類(lèi)型:整數(shù)型、實(shí)數(shù)型、字符串、符號(hào)、表、文件描述符、autocad實(shí)體名、autocad選擇集、內(nèi)部函數(shù)(auto lisp子程序)、外部函數(shù)(ads、arx函數(shù))。

49、18第5章 電火花線切割自動(dòng)編程和仿真技術(shù)5.1 電火花線切割編程技術(shù)的發(fā)展伴隨著機(jī)床的應(yīng)用、發(fā)展，對(duì)電火花線切割的編程手段也經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)的過(guò)程。5.1.1 手工編程早期，電火花線切割機(jī)床編程主要采用手工編程方式。編程人員必須手工描述要切割的零件形狀，計(jì)算其個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)計(jì)算加工指令，并將生成的加工指令以手工的方式輸入到機(jī)床的控制器中，控制機(jī)床進(jìn)行切割。 這種編程方式工作量大、效率低、可靠性差、容易出錯(cuò)，絕大部分的企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)擺脫了這種編程方式。5.1.2 語(yǔ)言式編程隨著計(jì)算機(jī)的日益普及，電火花線切割編程也跨入了計(jì)算機(jī)時(shí)代。首先出現(xiàn)通過(guò)計(jì)算機(jī)編制加工程序的“語(yǔ)言式編

50、程系統(tǒng)”。語(yǔ)言式編程采用類(lèi)似于數(shù)學(xué)公式的專用語(yǔ)言來(lái)描述被切割零件的形狀。根據(jù)語(yǔ)言的描述，由計(jì)算機(jī)通過(guò)計(jì)算產(chǎn)生線切割機(jī)床的加工代碼。50年代，mit設(shè)計(jì)了一種專門(mén)用于機(jī)械零件加工程序編制的語(yǔ)言，成為apt（automatically programmed tool）。采用apt語(yǔ)言編制加工程序，具有程序簡(jiǎn)練，控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，使加工編程從面向機(jī)床指令的“匯編語(yǔ)言”級(jí)，上升到面向幾何元素。這種編程方式中，由于大量的計(jì)算由計(jì)算機(jī)來(lái)完成編程人員的主要工作是對(duì)零件進(jìn)行描述，因而比手工編程前進(jìn)了一步。apt仍有許多不便之處：采用語(yǔ)言定義零件幾何形狀，難以描述復(fù)雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性；缺少對(duì)零件形狀、加

51、工軌跡的直觀圖形顯示和驗(yàn)證手段；難以和cad數(shù)據(jù)庫(kù)和capp系統(tǒng)有效連接；效率低，不容易做到高度的自動(dòng)化、集成化。同時(shí)，編程人員必須經(jīng)過(guò)專門(mén)的培訓(xùn)，掌握一整套復(fù)雜的語(yǔ)言規(guī)則，加大了使用的難度。5.1.3 圖形式編程針對(duì)apt語(yǔ)言的缺點(diǎn)，為了解決上述問(wèn)題，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了所謂的繪圖式編程軟件。這種編程軟件通過(guò)在計(jì)算機(jī)屏幕上以繪圖的方式描述被切割的零件，然后根據(jù)零件的形狀自動(dòng)計(jì)算加工代碼。這種方式以直觀的繪圖代替了專用語(yǔ)言來(lái)對(duì)零件進(jìn)行描述，直觀、簡(jiǎn)單。這種編程方式的軟件初步解決了以繪圖作為切割零件的描述手段，比以往的編程方式有了巨大的進(jìn)步。但面對(duì)快速發(fā)展的信息技術(shù)及cad技術(shù)，

52、已經(jīng)不能滿足新形勢(shì)下新的需求。1978年，法國(guó)達(dá)索飛機(jī)公司開(kāi)始開(kāi)發(fā)三維設(shè)計(jì)、分析、加工一體化的系統(tǒng)，稱為catia。隨后很快出現(xiàn)了象euclid、ugii、intergraph、pro/engineering、mastercam及npu/gncp等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，交互設(shè)計(jì)、修改及刀具軌跡生成，走刀過(guò)程的仿真顯示、驗(yàn)證等問(wèn)題，推動(dòng)了cad和cam向一體化方向發(fā)展。5.1.4 集成式編程到了80年代，在cad/cam一體化概念的基礎(chǔ)上，逐步形成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims）及并行工程（ce）的概念。目前，為了適應(yīng)cims及ce發(fā)展的需要，數(shù)控編程系統(tǒng)正向

53、集成化和智能化方向發(fā)展。在集成化方面，以開(kāi)發(fā)符合step（standard for the exchange of product model data）標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)化特征造型系統(tǒng)為主，目前已進(jìn)行了大量卓有成效的工作，是國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)；在智能化方面，工作剛剛開(kāi)始，還有待我們?nèi)ヅΑ＝鼛啄陙?lái)，在政府的大力推動(dòng)下，cad技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)也已經(jīng)得到普及，大量的大、中、小以至個(gè)體企業(yè)已經(jīng)采用了cad技術(shù)作為設(shè)計(jì)手段。cad技術(shù)在帶給設(shè)計(jì)者能力、效率的同時(shí)，也帶來(lái)了數(shù)據(jù)共享、分布設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)化等眾多的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)瞬間可傳遞到世界各個(gè)角落，在任何一方均可按照相同的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工。5.2 實(shí)現(xiàn)

54、自動(dòng)編程的幾種可行方案為了實(shí)現(xiàn)3b指令格式數(shù)控線切割程序的自動(dòng)編程，并為cad/cam的集成打下基礎(chǔ)，一般可采用以下三種較為可行的方案：1.采用國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的cad/cam軟件，隨著我國(guó)cad應(yīng)用工程的啟動(dòng)和民族軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了一批較適合國(guó)情的cad/cam軟件，如開(kāi)目cad、caxa系列軟件等，這些軟件可提供3b指令格式線切割程序的自動(dòng)生成功能。2.在適用的cad軟件環(huán)境中（如autocad）開(kāi)發(fā)能生成3b指令格式線切割程序的自動(dòng)編程軟件。3.利用現(xiàn)有的cad/cam軟件，將自動(dòng)產(chǎn)生的數(shù)控程序格式轉(zhuǎn)換成3b指令格式的線切割程序。 這三種方案在實(shí)際應(yīng)用中各有特點(diǎn)，不同的企業(yè)可根據(jù)實(shí)際情況采用

55、，采用第一種方案最為簡(jiǎn)單，只需通過(guò)少量的軟件投資即可實(shí)現(xiàn)，但如果企業(yè)已應(yīng)用其它的cad/cam軟件，那么不僅會(huì)增加投資，而且也不一定能與現(xiàn)有的cad/cam系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)很好的集成。由于在通用的cad軟件環(huán)境中開(kāi)發(fā)一個(gè)較完善的自動(dòng)編程軟件需要實(shí)現(xiàn)被加工輪廓的快速選擇、加工軌跡圖形的自動(dòng)生成和排序、軌跡數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取、后處理等一系列功能，對(duì)于技術(shù)力量不是特別雄厚的企業(yè)來(lái)說(shuō)要實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)工作難度較大，因此，第二個(gè)方案較適合由軟件開(kāi)發(fā)商或科研機(jī)構(gòu)來(lái)完成，不適合面向應(yīng)用的企業(yè)采用，如果企業(yè)中已成功地應(yīng)用了cad/cam軟件，那么采用第三種只需通過(guò)編寫(xiě)與現(xiàn)有cad/cam系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)格式轉(zhuǎn)換的程序，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。由于這種編程工作量小，實(shí)現(xiàn)較為容易，不僅拓寬了原有軟件的適用范圍，而且非常有利于在已有軟件環(huán)境下cad/cam集成，因此從應(yīng)用的角度來(lái)講，這是一種簡(jiǎn)單易行的解決方案。5.3電火花線切割的自動(dòng)編程電火花線切割編程，是根據(jù)圖樣提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算，編寫(xiě)出線切割機(jī)床能接受的程序單。數(shù)控編程可分為手工編程和自動(dòng)編程兩類(lèi)。從分析零件圖、確定零件加工工藝過(guò)程、數(shù)值計(jì)算到編寫(xiě)零件加工程序單、