優化原則從AutoCAD中提取的加工信息并不能直接轉化為數控加工指令,因為機械加工有其特殊性:一是一般的機械加工中要用多把刀具,如果頻繁換刀,會使輔助加工時間過長,影響加工效率,而且也會帶來一定的安裝誤差。
二是從上提取的加工信程序軟件框圖息中,刀具軌跡是不連續的,加工是段進行,根據這些特點,可以確定以下優化原則:(1)換刀次數*少;(2)機床誤差對加工影響*小;(3)空行程相對*少。
優化策略(1)為使換刀次數*少,我們在人機交互設計刀具加工軌跡時,將同一種刀具的加工軌跡放在同一圖層中,并將其加工信息從DXF文件中一次“過濾”出來,這樣,使得同一種刀具只需換一次刀。
(2)為使機床傳動誤差對加工影響*小,一方面在機床控制中可采用機床間隙補償的方法,另一方面,則對于平行的加工采用相同的進給方向,如盡可能沿X軸或Y軸正向進給。
(3)為使空行程*少,采用動態選擇法來優化加工路徑。在此簡要介紹動態選擇法的基本思想已知有n條線段(包括直線、圓弧和復線等),刀具由一條線段的起點加工到終點,再依次從其余的線段中選出其端點與刀具的當前位置*近的線段作為下一條加工路徑。
刀具到達每一條線段的終點時,它與其它線段的端點的距離每次都是不同的,是變化的,所以稱之為動態選擇法。在一般情況下,用動態選擇法所決定的加工路徑的空行程相對較小。
數控加工指令的生成將刀具加工軌跡和各種圖素的幾何參數,以規定的格式轉換成為數控加工指令文件。常用的數控指令格式有以下幾種:GOO?快進指令,用于刀具沿坐標軸方向的快速定位;G01?加工空間直線;G02?加工坐標平面內的順圓弧;G03?加工坐標平面的逆圓弧;Go4?機床傳動方向間隙補償;T?換刀指令;F?切向進給速度指令在數控加工指令的轉換過程中,數控指令中的起點與終點坐標應以相對坐標來表示,對于直線而言,相對坐標的原點就是直線的起點,而對于圓弧而言,相對坐標的原點則是圓弧的圓心,各條線段的切削加工深度、切削用量和刀具號可以通過人機對話的方式來確定。
小結由于運用AutoCAD來進行機械零件的設計已被廣泛采用,所以本文略去了這一部分,同時DXF文件的生成和高級語言的接口設計,在許多書籍中也有所介紹,本文主要介紹一種旨在由AutoCAD圖形文件轉換為數控加工指令的方法。
以上2、3、4各部分的編程應采用模塊化的方法,使用QBASIC高級語言即可。需要注意的是,不同的數控機床的加工指令的格式有所差異,在生成數控加工指令時應稍加改變。如此就可為機械加工的CAD/CAM一體化創造條件。