從CAD數(shù)據(jù)到CNC加工代碼數(shù)控課程設計說明書

目錄1內容提要…………22前期準備…………22.1編程軟件的選擇……………22.2DXF文件的結構……………23數(shù)控系統(tǒng)軟件設計過程…………43.1、讀入DXF文件…………………53.2提取相關圓弧和直線的坐標信息……………63.3排序……………83.4顯示圖形………………………93.5生成數(shù)控代碼…………………143.6輔助功能………………………164軟件使用說明…………………184.1歡迎界面……………………184.2程序主界面……………………184.3功能演示………………………195設計總結…………216參考文獻…………217附錄………………221內容提要據(jù)有關資料統(tǒng)計：用手工編程時，一個零件的編程時間與其實際加工時間的平均比例約為30:1。而數(shù)控機床無法啟動進行加工的原因中，有20%-30%是由于加工程序不能及時編制出來造成的。由此可見，編程的自動化是當今制造業(yè)的一個必然的發(fā)展趨勢。所謂的自動編程，就是利用計算機專用軟件來編制數(shù)控加工程序，編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語言，由計算機自動地進行數(shù)值計算及后置處理，編寫出零件加工程序單。在很多制造領域，尤其在軍事工業(yè)，航空航天工業(yè)，微觀制造業(yè)等尖端科技領域，由于其產品往往具有科技含量高、結構復雜、精度高等特點，給手工編程造成了很大難度，甚至無法完成。為了縮短編程時間，減少人為失誤，編程后方便加工前的加工模擬，越來越多的常規(guī)制造領域業(yè)逐漸采用自動編程。因此，制造業(yè)界投入了越來越多的資源來進行自動編程技術的研究開發(fā)，使其迅速的發(fā)展成熟起來。本次課程設計的目的就是設計一個可以將AutoCAD等計算機輔助設計軟件畫出的DXF圖形文件中的相關信息提取出，通過編程轉換成我們所需要的加工圖形，并生成數(shù)控代碼，實現(xiàn)自動編程目的軟件。2前期準備2.1編程軟件的選擇VisualBasic（VB）和VisualC++（VC）雖然都是可視化的高級編程語言，但是編寫相同程序時，VC的工作量一般要比VB高上很多，而且VC適用于大型的，復雜的，商用的程序，其學習難度也遠高與VB。VB是一種可視化的、面向對象和采用事件驅動方式的結構化高級程序設計語言，可用于開發(fā)Windows環(huán)境下的各類應用程序。它簡單、效率高，且功能強大。故選用用VisualBasic作為本次課程設計的編程軟件。2.2DXF文件的結構1、DXF文件簡介DXF是DrawingExchangeFormat的縮寫，是Autodesk公司開發(fā)的用于AutoCAD與其它軟件之間進行CAD數(shù)據(jù)交換的CAD數(shù)據(jù)文件格式。其擴展名是“.dxf”，是一種基于矢量的ASCII格式，在表現(xiàn)圖形的大小方面十分精確，由于它結構簡單、可讀性好，易于被其他程序處理，因此已是事實上的工業(yè)標準。目前，絕大多數(shù)CAD系統(tǒng)都能讀入或輸出DXF文件。2、DXF文件的組成一個完整的DXF文件由六大段組成，分別是：標題段(HEADERSection)類段(CLASSEDSection)表段(TABLESSection)塊段(BLOCKSSection)實體段(ENTITLESSection)對象段(OBJECTSSection)還有起始段和段終止標記以及文件結束標記。一般情況下，段的前后順序不能改變。六大段中與幾何圖形有關的幾何信息均包含在實體段中，實體段中的實體有：點，直線，圓，圓弧，折線，B樣條曲線，文本等。而我們只需要用到直線和圓弧。不同實體在DXF文件中的記錄要素不同，例如一條直線的幾何信息是直線的起點和終點坐標。通過分析DXF的文件結構和自動編程所需的信息，只掌握ENTITLES段就基本可以滿足繪圖和提取幾何圖形基本信息的要求。3、實體段(ENTITLESSection)該段定義了每個實體的種類，所在的圖層名，顏色，線形，厚度，實體描述字及有關幾何數(shù)據(jù)，如直線(起點、終點)，圓(層、圓心、半徑)，圓弧(圓心、角度、起始坐標、終點坐標)。無論DXF中的哪一個段均由若干個組(Group)組成，每個組單元占兩行，第一行為組碼(GroupCodes)，為整形的代碼，代表著改組組值的性質，第二行為組值(GroupValue)，為具體的數(shù)值和代碼，兩者相結合標識出具體組值代表的意義。表1至表3是DXF直線、圓、圓弧組碼的功能說明表一：DXF中直線組碼的說明組碼說明100子類標記（AcDbLine）6線形（可選）10起點（在OCS中）DXF：X的值20，30DXF中Y，Z起點（在OCS中）的值11端點（OWCS中）DXF：X的值21，31DXF中Y，Z端點（在OCS中）的值表二：DXF中圓的組碼的說明組碼說明100子類標記（AcDbCircle）6線形（可選）10中心點（在OCS中）DXF：X的值20，30DXF中Y，Z中心點（在OCS中）的值40半徑210拉伸方向。默認值（0，0，1），DXF：X值220，230Y，Z的拉伸方向表三：DXF中圓弧組碼的說明組碼說明100子類標記（AcDbCircle）6線形（可選）10中心點（在OCS中）DXF：X的值20，30DXF中Y，Z中心點（在OCS中）的值40半徑100子類標記（AcDbArc）50起始角度51終點角度210拉伸方向。默認值（0，0，1），DXF：X值220，230Y，Z的拉伸方向由表可知，AcDbArc嵌套在AcDbCircl中，并且圓心、半徑的組碼與圓的都相同。但是圓與圓弧的提取并不會混淆，因為在ENTITLES段中每個實體定義的入口處組碼0的組值標示著實體類型，圓在入口處組碼的組值是CIRCLE，而圓弧是ARC，由此可區(qū)分提取。DXF文件中的組碼50，51給出的是圓弧起點與終點角度，而對于運動控制信息而言，需要的是圓弧起點與終點的坐標值。根據(jù)下式，將得到的是圓弧的所在坐標系下的兩個端點的坐標值。設圓心坐標為(X,Y)，半徑為R，起始角為a，終止角為b，則可得到圓弧在所在坐標系下的起點坐標(X1,X三、數(shù)控系統(tǒng)軟件設計過程數(shù)控系統(tǒng)軟件的設計是本次課程設計的主要內容與核心部件，通過VisualBasic的編程功能，我們從DXF文件中提取出所需的組碼，并利用這些組碼顯示圖形，生成數(shù)控代碼。我們還考慮了刀補，加工方向以及起刀點的選擇。為了方便使用者操作，我們把這些功能通過人性化的界面表達，用戶只用進行一些簡單的操作，便可實現(xiàn)自動編程的功能。為了能夠清晰顯示圖像，界面包含原始狀態(tài)、最大化兩種情況。圖1虛線框內是整個軟件的功能的設計流程。其中，我和另外兩名同學需要做的是從讀入DXF文件，提取圓弧和直線信息并排序，最后顯示圖形（1-4步）。而我又在其中負責顯示圖形（第4步）工作。圖1數(shù)控系統(tǒng)軟件設計的流程圖3.1讀入DXF文件使用VB中的通用對話框控件，可以打開所需的DXF源文件，并按行讀取文件中的數(shù)據(jù)內容，具體程序如下：PrivateSubopenfile_Click()CallopenDXFfile_ClickEndSubPrivateSubopenDXFfile_Click()'打開文件TDXF=""CommonDialog1.filename=""CommonDialog1.ShowOpen'打開文件filename=CommonDialog1.filenameOnErrorGoTocancleopenj=0OpenfilenameForInputAs#1'按行讀取打開的文件順序讀取數(shù)據(jù)的內容DoWhileNotEOF(1)LineInput#1,saveDXFIfsaveDXF="AcDbCircle"OrsaveDXF="AcDbLine"Thenj=j+1EndIfTDXF=TDXF&saveDXF&"~"'保存文件信息Loopk=jReDimDXFline(1Tok),DXFcircle(1Tok),TEMPline(1Tok),TEMPcircle(1Tok),Common(1Tok),D(1Tok),TempCommon(1Tok),Taxis(1Tok)Close#1此程序可由openDXFfile子程序打開DXF文件并找出實體段中圓弧與直線的組碼，并計數(shù)。3.2提取相關圓弧和直線的信息由于剛才程序中，在圓弧和直線組碼開始處追加了“~”，方便了下面提取每段圓弧與直線信息的程序查找所需內容。strStart1=InStr(1,TDXF,"AcDbLine"&"~")'提取直線標志所在行strStart2=InStr(1,TDXF,"AcDbCircle"&"~")'提取圓弧標志所在行IfstrStart1>strStart2AndstrStart2<>0ThenstrStart=strStart2ElseIfstrStart1<>0ThenstrStart=strStart1ElsestrStart=strStart2EndIfstrEnd=InStr(strStart,TDXF,"ENDSEC"&"~")'提取直線和圓弧終點的幾何信息temp=Mid(TDXF,strStart,strEnd-strStart)'提取直線和圓弧的幾何信息sourse=Split(temp,"~")startPos=-1j=0DoWhilestartPos<>-2'提取直線和圓弧的幾何信息startPos=getStart(startPos)IfstartPos=-2ThenExitDoIfsourse(startPos)="AcDbLine"Thenj=j+1DXFline(j).SX=0DXFline(j).SY=0DXFline(j).EX=0DXFline(j).EY=0DXFline(j).SX=sourse(startPos+2)'拾取起點的X坐標DXFline(j).SY=sourse(startPos+4)'拾取起點的Y坐標DXFline(j).EX=sourse(startPos+8)'拾取終點的X坐標DXFline(j).EY=sourse(startPos+10)'拾取終點的Y坐標DXFline(j).Flag=TrueCommon(j).SX=DXFline(j).SXCommon(j).SY=DXFline(j).SYCommon(j).EX=DXFline(j).EXCommon(j).EY=DXFline(j).EYCommon(j).R=0Common(j).Flag=True'直線的標記Elsej=j+1DXFcircle(j).R=0DXFcircle(j).OX=0DXFcircle(j).OY=0DXFcircle(j).Sangle=0DXFcircle(j).Eangle=0DXFcircle(j).OX=sourse(startPos+2)'拾取圓心的X坐標DXFcircle(j).OY=sourse(startPos+4)'拾取圓心的Y坐標DXFcircle(j).R=sourse(startPos+8)拾取圓弧半徑DXFcircle(j).Sangle=sourse(startPos+12)*PI/180'拾取圓弧起始角DXFcircle(j).Eangle=sourse(startPos+14)*PI/180'拾取圓弧終止角DXFline(j).Flag=FalseCommon(j).SX=DXFcircle(j).R*Cos(DXFcircle(j).Sangle)+DXFcircle(j).OX'計算圓弧的起始點X坐標Common(j).SY=DXFcircle(j).R*Sin(DXFcircle(j).Sangle)+DXFcircle(j).OY'計算圓弧的起始點Y坐標Common(j).EX=DXFcircle(j).R*Cos(DXFcircle(j).Eangle)+DXFcircle(j).OX'計算圓弧的終止點X坐標Common(j).EY=DXFcircle(j).R*Sin(DXFcircle(j).Eangle)+DXFcircle(j).OY'計算圓弧的終止點Y坐標Common(j).R=DXFcircle(j).RCommon(j).Flag=False'圓弧的標記Common(j).OX=DXFcircle(j).OXCommon(j).OY=DXFcircle(j).OYCommon(j).Sangle=DXFcircle(j).SangleCommon(j).Eangle=DXFcircle(j).EangleEndIfLoop通過上面的程序，我們首先把第一個出現(xiàn)的圓弧或直線組碼信息放入strStart中，再通過Instr()、Mid()函數(shù)找出此段信息的終點與長度。通過設置Startpos標志，我們逐步找到直線或圓弧組碼中相對于的起點坐標和終點坐標（圓弧的坐標需要根據(jù)之前給出的公式計算）。其中，我們還建立了一個模塊“Module1”，定義了以上程序中用到的函數(shù)和變量。PublicTypeA_type'用于保存圓弧元素OXAsDoubleOYAsDoubleSangleAsDoubleEangleAsDoubleRAsDoubleMarkAsBooleanEndTypePublicTypeB_type'用于保存直線元素SXAsDoubleSYAsDoubleEXAsDoubleEYAsDoubleFlagAsBooleanEndTypePublicTypeC_type'用于保存圓弧和直線元素，方便CNC代碼的生成SXAsDoubleSYAsDoubleEXAsDoubleEYAsDoubleRAsDoubleFlagAsBooleanMarkAsBooleanOXAsDoubleOYAsDoubleSangleAsDoubleEangleAsDoubleEndTypePublicDXFline()AsB_type,DXFcircle()AsA_type,Common()AsC_type,TempCommon()AsC_type,Taxis()AsC_typePublicTCNCAsString,TDXFAsStringPublicScaleMaxAsDouble,ScaleMinAsDouble,ScaleOAsDouble3.3排序通過上面的步驟，我們已經提取出了DXF文件中的直線與圓弧組碼，為了進一步的處理，需要對繪圖時的直線與圓弧信息按照加工順序重新排序。首先，對圓弧是逆時針加工（G03）順時針加工（G02）進行區(qū)分。AutoCAD中的圓弧都是由逆時針方向生成的，剛才我們已經得到了圓弧的起點，如果在圓弧之前的那個圖形的終點坐標與圓弧的起點坐標重合（差值<0.001），那么此圓弧是逆時針的，若之前圖形的終點與圓弧終點重合（差值<0.001），圓弧是順時針的。在判斷的過程中，設置了雙層循環(huán)，不停的比較圖形之間的關系，尋找重合的終點和起點，把相鄰的圖形坐標按順序排好。最后Taxis(i)中就保存了整個圖形的起點終點坐標，完成了要求的排序，為生成數(shù)控代碼做準備。Fori=1Tok-1'預排序和初步判斷G02、G03Fors=i+1TokIfAbs(Common(i).EX-Common(s).SX)<0.001AndAbs(Common(i).EY-Common(s).SY)<0.001ThenCommon(s).Mark=False'G03的標記D(i)=Common(i+1)Common(i+1)=Common(s)Common(s)=D(i)ElseIfAbs(Common(i).EX-Common(s).EX)<0.001AndAbs(Common(i).EY-Common(s).EY<0.001)ThenCommon(s).Mark=True'G02的標記D(i).SX=Common(s).SXD(i).SY=Common(s).SYCommon(s).SX=Common(s).EXCommon(s).SY=Common(s).EYCommon(s).EX=D(i).SXCommon(s).EY=D(i).SYD(i)=Common(i+1)Common(i+1)=Common(s)Common(s)=D(i)EndIfNextsNextiIfAbs(Common(k).EX-Common(1).SX)>0.001AndAbs(Common(k).EY-Common(1).SY)>0.001ThenMsgBox"您提供的圖形不封閉，無法進行后續(xù)加工！",,"錯誤提示"GetNCcode.Enabled=FalseClearCode.Enabled=FalseSaveNCcode.Enabled=FalseExitSubEndIfFori=1Tok'把預排序的結果記錄下來，為NC代碼生成做準備Taxis(i)=Common(i)Next最后幾行程序用于檢查提供的圖形DXF文件是否封閉，若不封閉，提示錯誤，并關閉“生成代碼”、“清除文件”、“保存程序”幾個按鈕3.4顯示圖形因為畫圖時首先要確定畫圖的區(qū)域，因此首先找出所有圖形元素的起點和終點坐標中的最大值與最小值。Xmax=Max(Common(1).SX,Common(2).SX)Ymax=Max(Common(1).SY,Common(2).SY)Xmin=Min(Common(1).SX,Common(2).SX)Ymin=Min(Common(1).SY,Common(2).SY)Fori=3TojXmax=Max(Xmax,Common(i).SX)Ymax=Max(Ymax,Common(i).SY)Xmin=Min(Xmin,Common(i).SX)Ymin=Min(Ymin,Common(i).SY)Next在生成圖像時，需要分兩種情況，一個是原始狀態(tài)的窗口，還有一個是最大化的窗口，分別用WindowState=0和WindowState=2來標識。原始狀態(tài)在原來的基礎上加50，最大化加900。同時，畫圖函數(shù)也用redraw1與redraw（擴大1.5倍）分別繪制兩種情況下的圖形。Fori=1Tok'畫圖IfForm2.WindowState=0ThenScaleMax=Max(Abs(Max(Xmax,Ymax)),Abs(Min(Xmin,Ymin)))+50PicDXF.Scale(0,ScaleMax)-(ScaleMax,0)'調整圖形使得能在圖形框看到圖形全貌redraw1ElseIfForm2.WindowState=2ThenScaleMax=Max(Abs(Max(Xmax,Ymax)),Abs(Min(Xmin,Ymin)))+900PicDXF.Scale(0,ScaleMax)-(ScaleMax,0)'調整圖形使得能在圖形框看到圖形全貌redrawEndIfNext***************下面為畫圖所用的通用過程或者函數(shù)*****************Subredraw()Fori=1Tok'畫圖IfTaxis(i).Flag=TrueThenPicDXF.Line(CDbl(Taxis(i).SX*1.5),CDbl(Taxis(i).SY*1.5))-(CDbl(Taxis(i).EX*1.5),CDbl(Taxis(i).EY*1.5))ElsePicDXF.Circle(CDbl(Taxis(i).OX*1.5),CDbl(Taxis(i).OY*1.5)),CDbl(Taxis(i).R)*1.5,,CDbl(Taxis(i).Sangle),CDbl(Taxis(i).Eangle)EndIfNextEndSubSubredraw1()Fori=1Tok'畫圖IfTaxis(i).Flag=TrueThenPicDXF.Line(CDbl(Taxis(i).SX),CDbl(Taxis(i).SY))-(CDbl(Taxis(i).EX),CDbl(Taxis(i).EY))ElsePicDXF.Circle(CDbl(Taxis(i).OX),CDbl(Taxis(i).OY)),CDbl(Taxis(i).R),,CDbl(Taxis(i).Sangle),CDbl(Taxis(i).Eangle)EndIfNextEndSubFunctionMax(l,m)'調整圖形用Ifl>=mThenMax=lElseMax=mEndIfEndFunctionFunctionMin(l,m)'調整圖形用Ifl<=mThenMin=lElseMin=mEndIfEndFunctionPrivateSubPicDXF_MouseDown(ButtonAsInteger,ShiftAsInteger,XAsSingle,YAsSingle)IfButton=1Thenbx=Xby=YStartmove=TrueEndIfEndSubSubPicDXF_MouseMove(ButtonAsInteger,ShiftAsInteger,XAsSingle,YAsSingle)IfCommonDialog1.filename<>""ThenForm2.Caption="圖形轉CNC代碼數(shù)控系統(tǒng)--("&X&","&Y&")"EndIfIfStartmoveThenPicDXF.ScaleTop=PicDXF.ScaleTop+(by-Y)PicDXF.ScaleLeft=PicDXF.ScaleLeft+(bx-X)PicDXF.ClsEndIfIfForm2.WindowState=0AndText1.Text<>""Thenredraw1ElseIfForm2.WindowState=2AndText1.Text<>""ThenredrawEndIfEndSubPrivateSubPicDXF_MouseUp(ButtonAsInteger,ShiftAsInteger,XAsSingle,YAsSingle)IfButton=1ThenStartmove=FalseEndSub畫圖過程中用到的子程序與函數(shù)在程序的后部定義。需要特別說明的是調整圖形位置的幾段子程序。當對已生成的圖形執(zhí)行Mousedown事件，把此時的坐標值賦給變量bx、by，并把True賦給Startmove。在Mousemove事件中，通過移動后的坐標與bx,by相比較，再加上原有圖像位置的最大值，便可把圖像移到新的位置，并把鼠標的時事位置顯示在“即時坐標”中。在Mouseup事件中，把False賦給Startmove，完成移動。下圖是生成圖形和移動圖形的樣例。圖2WindowState=0時生成圖形與移動圖形圖3WindowState=2時生成圖形與移動圖形除了可以生成直線的圖形，還可生成圓弧、以及直線與圓弧的合成圖形。如圖4、圖5所示。圖4生成圓弧圖形圖5直線和圓弧合成圖形之所以要設置移動這個功能，是因為生成圖形的第一步確定畫圖區(qū)域時，有一個難題。因為判斷最大、最小范圍是通過圖像的起點和終點坐標來決定的，關于圓弧，我們并沒有考慮到半徑的問題。如果遇到類似與圖6中的情況，有可能會超出圖像顯示區(qū)域的范圍。雖然可以把圓弧改為一段一段的折線來逼近，再判斷折現(xiàn)的起終點，但是畢竟對此次課程設計來說，實現(xiàn)這項功能有些困難，為此相出了圖形可以移動的辦法，來彌補這一缺憾。不過這也是我們設計的一個亮點。圖6超出圖形顯示區(qū)域范圍舉例最后提取排好序的Common數(shù)組中已存的線的起點或終點信息，顯示于對刀點顯示區(qū)。同時，各種功能按鈕及參數(shù)選擇按鈕處于激活狀態(tài)。Fori=1Tok'顯示DXF文件的的起刀點List2.AddItem(i&":"&Format(Common(i).SX,"#0.00")&","&Format(Common(i).SY,"#0.00"))NextGetNCcode.Enabled=TrueOptionij.Enabled=TrueClearCode.Enabled=TrueOptionk.Enabled=TrueOptG41.Enabled=TrueOptG42.Enabled=TrueMaintaxisM03.Enabled=TrueMaintaxisM04.Enabled=TrueOptionij.Value=TrueOptG41.Value=TrueMaintaxisM03.Value=TrueText1.Text="1"ExitSubcancleopen:EndSub3.5生成數(shù)控代碼1、準備工作先在NC代碼顯示區(qū)處清零，重新載入預排序的元素信息。判斷各個參數(shù)是否已經設置，若存在未設置的參數(shù)，提示出錯，若參數(shù)均已設置好，則相關功能按鈕激活。選擇起刀點后，軟件按選擇的起刀點及加工方向確定的直線段或圓弧信息出現(xiàn)的先后順序，選取兩者中首先出現(xiàn)的圖形的起點作為加工起點，并開始加工第一段和生成相應的NC代碼。2、判斷圖形是順時針還是逆時針預排序后，生成的圖形路徑，有可能是順時針的，也有可能是逆時針的，還要考慮G41、G42的選擇在這里引入countclock（）函數(shù)，用以判斷預排序是順時針的還是逆時針的。3、最終排序若為逆時針生成圖形的，先判斷選擇G42還是G41刀補。若為G42，走刀為逆時針方向，與預排序方向一致。再根據(jù)選擇的起刀點，對Common(k)數(shù)組再次排序，將以用戶選擇的直線或圓弧的起點作為第一條加工的線，以此類推。若為G41，則走刀與預排序方向相反。再根據(jù)選擇的起刀點，將各個直線和圓弧的起點和終點交換，對Common(k)數(shù)組再次排序，將以用戶選擇的對刀點作為起點的直線或圓弧作為第一條加工的線，以此類推，最終以順時針走刀。若為順時針生成圖形的，與上面所述的情形相反。4、生成連續(xù)的數(shù)控代碼將相關輸出信息存于textcode中。第一行為輸出G92指令，程序如下：textcode="G92X"&TxtX.Text&"Y"&TxtY.Text&"Z"&TxtZ.Text&"LF"&vbCrLf輸出一段G92指令后，判斷刀補選擇方式及主軸轉向等信息，針對不同的用戶選擇，輸出相應的加工代碼，以下是采用G42刀補及采用M03轉向的程序：textcode=textcode&"N01G90G17G00"&"G42D01"&"X"&Format(Common(1).SX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(1).SY,"#0.00")&"S"&Text2.Text&"M03"&"LF"&vbCrLf其他情況類推。接下來判斷將要畫的第一條線是否直線，判斷為正時輸出G01加工指令，指令如下：IfCommon(1).Flag=TrueThentextcode=textcode&"N02G01X"&Format(Common(1).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(1).EY,"#0.00")&"F"&TextF.Text&""&Text3.Text&"LF"&vbCrLf若為圓弧，則需繼續(xù)判斷G02或G03的標記、判斷圓弧表示方法，采用相應的加工代碼，指令如下：ElseIfCommon(1).Flag=FalseThen'判斷為圓弧的標記，使用G02/G03IfCommon(1).Mark=TrueThen'G02的標記IfOptionij=TrueThentextcode=textcode&"N02G02X"&Format(Common(1).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(1).EY,"#0.00")&"I"&Format(Common(1).SX,"#0.00")&"J"&Format(Common(1).SY,"#0.00")&"F"&TextF.Text&""&Text3.Text&"LF"&vbCrLfElseIfOptionk=TrueThentextcode=textcode&"N02"&"G02X"&Format(Common(1).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(1).EY,"#0.00")&"R"&Format(Common(1).R,"#0.00")&"F"&TextF.Text&""&Text3.Text&"LF"&vbCrLfEndIfElse'G02的標記IfOptionij=TrueThentextcode=textcode&"N02G03X"&Format(Common(1).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(1).EY,"#0.00")&"I"&Format(Common(1).SX-Common(1).OX,"#0.00")&"J"&Format(Common(1).SY-Common(1).OY,"#0.00")&"F"&TextF.Text&""&Text3.Text&"LF"&vbCrLfElseIfOptionk=TrueThentextcode=textcode&"N02"&"G03X"&Format(Common(1).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(1).EY,"#0.00")&"R"&Format(Common(1).R,"#0.00")&"F"&TextF.Text&Text3.Text&"LF"&vbCrLfEndIfEndIfEndIf用循環(huán)語句輸出指令。參照第一條線的輸出程序，從i=2開始用循環(huán)判斷方式輸出指令，程序如下：Fori=2TokIfCommon(i).Flag=TrueThen'判斷為直線的標記,使用G01textcode=textcode&"N"&Format(i+1,"00")&"G01X"&Format(Common(i).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(i).EY,"#0.00")&"LF"&vbCrLfElseIfCommon(i).Flag=FalseThen'判斷為圓弧的標記，使用G02/G03IfCommon(i).Mark=TrueThen'G02的標記IfOptionk=TrueThentextcode=textcode&"N"&Format(i+1,"00")&"G02X"&Format(Common(i).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(i).EY,"#0.00")&"R"&Format(Common(i).R,"#0.00")&"LF"&vbCrLfElseIfOptionij=TrueThentextcode=textcode&"N"&Format(i+1,"00")&"G02X"&Format(Common(i).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(i).EY,"#0.00")&"I"&Format(Common(i).SX-Common(i).OX,"#0.00")&"J"&Format(Common(i).SY-Common(i).OY,"#0.00")&"LF"&vbCrLfEndIfElse'G03的標記IfOptionk=TrueThentextcode=textcode&"N"&Format(i+1,"00")&"G03X"&Format(Common(i).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(i).EY,"#0.00")&"R"&Format(Common(i).R,"#0.00")&"LF"&vbCrLfElseIfOptionij=TrueThentextcode=textcode&"N"&Format(i+1,"00")&"G03X"&Format(Common(i).EX,"#0.00")&"Y"&Format(Common(i).EY,"#0.00")&"I"&Format(Common(i).SX-Common(i).OX,"#0.00")&"J"&Format(Common(i).SY-Common(i).OY,"#0.00")&"LF"&vbCrLfEndIfEndIfEndIfNexti最終將textcode中的內容加上最后一行結束代碼，顯示在CNC代碼顯示區(qū)中。3.6輔助功能在3.4中我們已經敘述了windowstate實現(xiàn)原始窗口與最大化窗口的轉化功能，以下是windowstate改變時控件跟隨改變的代碼：PublicSubResizeInit(FormNameAsForm)DimpCtlAsControl’設置窗體舊的高度與寬度Form2dWidth=FormName.ScaleWidthForm2dHeight=FormName.ScaleHeightOnErrorResumeNextForEachpCtlInFormName'設置窗體中控件的Tag值(根據(jù)空間的位置和大小來設置)'返回或設置一個表達式，它存儲程序需要的額外數(shù)據(jù)。'與其它屬性不同，VisualBasic不使用Tag屬性的'可用該屬性識別對象。pCtl.Tag=pCtl.left&""&pCtl.top&""&pCtl.Width&""&pCtl.Height&""NextpCtlOnErrorGoTo0EndSubPublicSubResizeForm(FormNameAsForm)DimPos(4)AsDoubleDimiAsLong,tmpPosAsLong,staPosAsLongDimpCtlAsControlDimScaleXAsDouble,ScaleYAsDouble'保存窗體的寬度與高度縮放比例ScaleX=FormName.ScaleWidth/Form2dWidthScaleY=FormName.ScaleHeight/Form2dHeightOnErrorResumeNext'變化窗體內的各控件ForEachpCtlInFormNamestaPos=1Fori=0To4'位置和大小'取得控件的原始位置和大小tmpPos=InStr(staPos,pCtl.Tag,"",vbTextCompare)IftmpPos>0ThenPos(i)=Mid(pCtl.Tag,staPos,tmpPos-staPos)staPos=tmpPos+1ElsePos(i)=0EndIf'根據(jù)控件的原始位置及窗體改變大小的'比例對控件重新定位與改變大小pCtl.MovePos(0)*ScaleX,Pos(1)*ScaleY,Pos(2)*ScaleX,Pos(3)*ScaleYNextiNextpCtlOnErrorGoTo0EndSub'在窗體啟動時，調用ResizeInit函數(shù)'以記錄窗體中各控件的大小和位置'窗體大小發(fā)生變化時，根據(jù)窗體改變大小的比例'對窗體中各控件重新定位和改變大小。PrivateSubForm_Resize()CallResizeForm(Me)IfForm2.WindowState=0ThenPicDXF.Height=4500PicDXF.Width=4500redraw1ElseIfForm2.WindowState=2ThenPicDXF.Height=6000PicDXF.Width=6000TextNC.Width=5700Frame10.Width=6050redrawEndIfEndSubPrivateSubtxtcls_Click()CallClearCode_ClickEndSub4軟件使用說明4.1歡迎界面單擊如圖7所示的程序圖標，圖7程序圖標將會得到如圖8所示的界面。因為人性化設計是我們考慮的一個重要因素，為了給用戶一個視覺上的親切感，我們設計了歡迎界面。在歡迎界面上有兩個按鈕，分別是“進入系統(tǒng)”和“退出”。單擊“退出”將會直接結束本程序，若單擊“進入系統(tǒng)”將會得到如圖9所示的程序主界面。圖8歡迎界面4.2程序主界面程序主界面主要由以下幾部分組成：按鍵：“打開文件”、“生成代碼”、“保存代碼”、“清除文件”“退出”“關于”。單選按鈕：可供用戶選擇“主軸轉向”、“圓弧表達方式”以及“刀補方式”。組合框供用戶選擇“對刀點”，（還可在“起點坐標”自定義）進給速度默認值是100mm/min.?！皥D形顯示區(qū)”用來顯示從DXF文件中讀取的組碼所描述的圖形。并且“即時坐標”隨鼠標在“圖形顯示區(qū)”移動而改變。而“CNC代碼顯示區(qū)”顯示的是最終的數(shù)控代碼。圖9程序主界面4.3功能演示1、單擊“打開文件”，可得到如圖10所示的對話框：圖10打開DXF文件2、選擇合適文件的文件后，單擊“打開”，便可在“DXF圖形顯示區(qū)”得到圖形，并在程序界面“參數(shù)設置”設置好適當?shù)膮?shù)，再按“代碼生成”可以在“代碼窗口”得到NC程序代碼如圖11所示。圖11生成代碼3、點擊“保存代碼”按鈕，可以把剛才生成的數(shù)控代碼以txt文件的形式保存。如圖12、13所示。圖12保存代碼圖13生成.txt文件4、其它輔助功能如“關閉退出”，“圖片清除”，可以按相應的按鈕得到。圖14退出程序5設計總結三周的課程設計完成了，在這個過程中，我們又掌握了一種高級編程語言VisualBasic，加深了對AutoCAD中的DXF文件中組碼的了解，設計了從圖形到數(shù)控代碼的算法，并完成了軟件界面的設計。通過課程設計，我學到了如何用VB編寫我們需要的程序，也對數(shù)控技術這門課程學習的內容印象更深了。學了三年機械專業(yè)的理論知識，我總想知道我們學的理論在走入工作崗位上怎樣應用，其實課程設計就把理論和實際聯(lián)合在了一起。只有這樣親手設計、親自操作，才能把理論知識轉化為實際應用，服務機械行業(yè)。通過學習VB并和之前所學的C語言對比，明白了它們的區(qū)別和聯(lián)系。VB使用的編程方式是可視化的，也就是能通過對象窗口時事觀看編程所產生的影響。而VB中的指令和代碼相比C語言也更加靈活。但是C語言也有它的特點，比如更傾向與硬件，編程的邏輯性也更強。雖然學習使用AutoCAD是從大一開始的，但平時接觸的多是基本的二維繪圖功能。DXF更像是AutoCAD的后臺程序，通過最基本的組碼，標識各種圖形參數(shù)。這使我們了解了平常使用不到的功能。算法是編程的靈魂，其實在本次課程設計考察我們最多的還是算法的設計。不管是軟件界面的設計、提取代碼、排序、生成圖形、刀補選擇、加工起點選擇直到最后得出我們需要的數(shù)控代碼，這中間的每一個步驟都離不開高效，可行的算法。這里也凝聚了我們小組的最多心血。這個程序的算法也是我們課程設計的亮點所在，不管是最大化窗口還是移動圖形，以及G41、G42刀補的選擇、順逆時針的判定，都是我們做的比較優(yōu)秀的地方，也是花費努力最多的地方。但是能夠實現(xiàn)這些功能，我們也感到十分的欣慰。最后要感謝陪伴我們大三整個學年學習的劉建群老師，也是在您的悉心教導下，我們對控制論、數(shù)控技術、編程開發(fā)等方面的知識從不懂到熟悉，再到應用。謝謝老師！參考文獻[1]廖效果，劉又午，朱劍英.數(shù)控技術[M].武漢：湖北科學技術出版社，2000.[2]孟祥瑞.VisualBasic6.0程序設計[M].上海：華東理工大學出版社,2005.[3]匡松.VisualBasic程序設計24學時輕松掌握[M].北京：中國鐵道出版社,2007.7附錄以下是這次設計全部程序：Form1：PrivateSubForm_Load()Form1.Icon=LoadPicture(App.Path&"\素材圖片\grfwnd.ico")EndSubPrivateSubPicture1_Click()Form2.ShowUnloadMeEndSubPrivateSubPicture2_Click()OnErrorResumeNextIfMsgBox("確定要退出軟件嗎？",32OrvbYesNo,"退出確認")=vbYesThenUnloadMeUnloadForm1EndIfEndSubPrivateSubPicture1_MouseDown(ButtonAsInteger,ShiftAsInteger,XAsSingle,YAsSingle)DimaaAsIntegeraa=Picture1.leftIf(X>Picture1.left-800AndX<aa+Picture1.Width)ThenPicture1.Picture=LoadPicture(App.Path&"\素材圖片\進入系統(tǒng)2.jpg")EndIfEndSubPrivateSubPicture2_MouseDown(ButtonAsInteger,ShiftAsInteger,XAsSingle,YAsSingle)DimbbAsIntegerbb=Picture1.leftIf(X>Picture2.left-500AndX<bb+Picture2.Width-200)ThenPicture2.Picture=LoadPicture(App.Path&"\素材圖片\退出2.jpg")Timer1.Enabled=TrueEndIfEndSubPrivateSubTimer1_Timer()Picture2.Picture=LoadPicture(App.Path&"\素材圖片\退出1.jpg")EndSubForm2：OptionExplicitConstPIAsDouble=3.1415926'定義變量DimiAsInteger,jAsInteger,sAsIntegerDimXmaxAsDouble,XminAsDouble,YmaxAsDouble,YminAsDouble,D()AsC_typeDimFileNameAsString,saveDXFAsString,n()AsString,tempAsString,textcodeAsStringDimstrStart,strStart1,strStart2AsIntegerDimstrEndAsIntegerDimstartPosAsIntegerDimsourseAsVariant,sHeightAsDouble,kAsInteger,lAsInteger,mAsIntegerDimForm2dWidthAsLong'窗體舊的寬度值DimForm2dHeightAsLong'窗體舊的高度值Dimbx,byAsLong,X1AsSingle,Y1AsSingleDimStartmoveAsBoolean'定義各個全局變量DimoAsIntegerDimpAsIntegerDimyuanAsDoubleDimkmAsDoubleDimzsAsIntegerFunctioncountclock()AsBoolean'判斷DXF畫圖方向zs=0'判斷是否全部是圓弧，若是定義countclock=falseForp=1TokIfCommon(p).Flag=TrueThenzs=1EndIfNextpIfzs=0Thencountclock=FalseExitFunctionEndIf'下面判斷畫圖時封閉曲線的走向Forp=1TokIfCommon(p).SY=YminAndCommon(p).EY=YminAndCommon(p).Flag=TrueThenIfCommon(p).SX>=Common(p).EX=YminThencountclock=TrueElsecountclock=FalseEndIfExitFunctionElseIfCommon(p).EY=YminTheno=pEndIfNextyuan=Atn((Common(o).EY-Common(o).SY)/(Common(o).EX-Common(o).SX))Ifo<>kThenkm=Atn((Common(o+1).EY-Common(o+1).SY)/(Common(o+1).EX-Common(o+1).SX))Elsekm=Atn((Common(1).EY-Common(1).SY)/(Common(1).EX-Common(1).SX))EndIfIfyuan<0Thenyuan=yuan+PIEndIfIfkm<0Thenkm=yuan+PIEndIfIfkm<yuanThencountclock=FalseElsecountclock=TrueEndIfEndFunctionPrivateSubabout_Click()'點擊about調出form3Form3.ShowEndSubPrivateSubopenfile_Click()CallopenDXFfile_ClickEndSubPrivateSubout_Click()CallQuit_ClickEndSubPrivateSubpiccls_Click()PicDXF.ClsEndSubPrivateSubsavefile_Click()CallSaveNCcode_ClickEndSubPrivateSubQuit_Click()OnErrorResumeNextIfMsgBox("確定要退出軟件嗎？",32OrvbYesNo,"退出確認")=vbYesThenUnloadMeUnloadForm2EndIfEndSubPrivateSubcode_Click()CallGetNCcode_ClickEndSubPrivateSubForm_Load()Form2.Icon=LoadPicture(App.Path&"\素材圖片\grfwnd.ico")CallResizeInit(Me)openDXFfile.Enabled=TrueOptionij.Enabled=FalseOptionk.Enabled=FalseOptG41.Enabled=FalseOptG42.Enabled=FalseMaintaxisM03.Enabled=FalseMaintaxisM04.Enabled=FalseDimFileNameAsStringEndSubFunctiongetStart(mAsInteger)AsInteger'找出所需幾何信息的起始點DimnAsIntegerm=m+1Forn=mToUBound(sourse)Ifsourse(n)="AcDbLine"Orsourse(n)="AcDbCircle"ThengetStart=nExitFunctionEndIfNextgetStart=-32EndFunction'************************以下部分是打開DXF文件，并生成代碼程序******************PrivateSubopenDXFfile_Click()'打開文件TDXF=""CommonDialog1.Filter="AllFiles(*.dxf)|*.dxf"CommonDialog1.FileName=""CommonDialog1.ShowOpen'打開文件DimiAsIntegerDimtAsStringIfCommonDialog1.FileName<>""Theni=InStrRev(CommonDialog1.FileName,"\")t=right(CommonDialog1.FileName,Len(CommonDialog1.FileName)-i)Form2.Caption="圖形轉CNC代碼數(shù)控系統(tǒng)--("&t&")"EndIfFileName=CommonDialog1.FileNameOnErrorGoTocancleopenj=0OpenFileNameForInputAs#1'按行讀取打開的文件順序讀取數(shù)據(jù)的內容DoWhileNotEOF(1)LineInput#1,saveDXFIfsaveDXF="AcDbCircle"OrsaveDXF="AcDbLine"Thenj=j+1EndIfTDXF=TDXF&saveDXF&"~"'保存文件信息Loopk=jReDimDXFline(1Tok),DXFcircle(1Tok),Common(1Tok),D(1Tok),TempCommon(1Tok),Taxis(1Tok)Close#1strStart1=InStr(1,TDXF,"AcDbLine"&"~")'提取直線標志所在行strStart2=InStr(1,TDXF,"AcDbCircle"&"~")'提取圓弧標志所在行IfstrStart1>strStart2AndstrStart2<>0ThenstrStart=strStart2ElseIfstrStart1<>0ThenstrStart=strStart1ElsestrStart=strStart2EndIfstrEnd=InStr(strStart,TDXF,"ENDSEC"&"~")'提取直線和圓弧終點的幾何信息temp=Mid(TDXF,strStart,strEnd-strStart)'提取直線和圓弧的幾何信息sourse=Split(temp,"~")startPos=-1j=0DoWhilestartPos<>-32'提取直線和圓弧的幾何信息startPos=getStart(startPos)IfstartPos=-32ThenExitDoIfsourse(startPos)="AcDbLine"Thenj=j+1DXFline(j).SX=0DXFline(j).SY=0DXFline(j).EX=0DXFline(j).EY=0DXFline(j).SX=sourse(startPos+2)'拾取起點的X坐標DXFline(j).SY=sourse(startPos+4)'拾取起點的Y坐標DXFline(j).EX=sourse(startPos+8)'拾取終點的X坐標DXFline(j).EY=sourse(startPos+10)'拾取終點的Y坐標DXFline(j).Flag=TrueCommon(j).SX=DXFline(j).SXCommon(j).SY=DXFline(j).SYCommon(j).EX=DXFline(j).EXCommon(j).EY=DXFline(j).EYCommon(j).R=0Common(j).Flag=True'直線的標記Elsej=j+1DXFcircle(j).R=0DXFcircle(j).OX=0DXFcircle(j).OY=0DXFcircle(j).Sangle=0DXFcircle(j).Eangle=0DXFcircle(j).OX=sourse(startPos+2)'拾取圓心的X坐標DXFcircle(j).OY=sourse(startPos+4)'拾取圓心的Y坐標DXFcircle(j).R=sourse(startPos+8)'拾取圓弧半徑DXFcircle(j).Sangle=sourse(startPos+12)*PI/180'拾取圓弧起始角DXFcircle(j).Eangle=sourse(startPos+14)*PI/180'拾取圓弧終止角DXFline(j).Flag=FalseCommon(j).SX=DXFcircle(j).R*Cos(DXFcircle(j).Sangle)+DXFcircle(j).OX'計算圓弧的起始點X坐標Common(j).SY=DXFcircle(j).R*Sin(DXFcircle(j).Sangle)+DXFcircle(j).OY'計算圓弧的起始點Y坐標Common(j).EX=DXFcircle(j).R*Cos(DXFcircle(j).Eangle)+DXFcircle(j).OX'計算圓弧的終止點X坐標Common(j).EY=DXFcircle(j).R*Sin(DXFcircle(j).Eangle)+DXFcircle(j).OY'計算圓弧的終止點Y坐標Common(j).R=DXFcircle(j).RCommon(j).Flag=False'圓弧的標記Common(j).OX=DXFcircle(j).OXCommon(j).OY=DXFcircle(j).OYCommon(j).Sangle=DXFcircle(j).SangleCommon(j).Eangle=DXFcircle(j).EangleEndIfLoopFori=1Tok-1'預排序和初步判斷G02、G03Fors=i+1TokIfAbs(Common(i).EX-Common(s).SX)<0.001AndAbs(Common(i).EY-Common(s).SY)<0.001ThenCommon(s).Mark=False'G03的標記D(i)=Common(i+1)Common(i+1)=Common(s)Common(s)=D(i)ElseIfAbs(Common(i).EX-Common(s).EX)<0.001AndAbs(Common(i).EY-Common(s).EY)<0.001ThenCommon(s).Mark=True'G02的標記D(i).SX=Common(s).SXD(i).SY=Common(s).SYCommon(s).SX=Common(s).EXCommon(s).SY=Common(s).EYCommon(s).EX=D(i).SXCommon(s).EY=D(i).SYD(i)=Common(i+1)Common(i+1)=Common(s)Common(s)=D(i)EndIfNextsNextiIfAbs(Common(k).EX-Common(1).SX)>0.001AndAbs(Common(k).EY-Common(1).SY)>0.001Then