模具之家讯：摘要　介绍了一个在AutoCAD环境下设计零件图形，以IGES文件作为数据 接口，以数据文件作为转换方式，自动生成APT源程序的数控加工辅助编程系统。有效地 实现了CAD与NC的连接，对建立其他CAD／CAM系统具有普遍意义。
关键词　AutoCAD　数据文件　APT源程序

AutoCAD-based APT Programming Automatically

Han Shanling， Luan Yig uo

Abstract：NC processing system of APT programming automatically with design under AutoCAD and interface of IGES files and transferred by data files has been of common significance in establishing other CAD/CAM intergration syste m because of its effective link of CAD with NC.
Keywords：AutoCAD, Date file, APT programs

1　引言

随着数控技术的发展，采用数控机床加工的零件越来越多。虽然数控加工具有精度高、效益高等诸多优点，但它必须有一个控制数控机床运动的加工程序。目前，这种加工程序编制的方法有两种：一种是手工编程；另一种就是借助于计算机编程，即自动编程。由于人工编程工作量大，效率低，要求编程人员具有一定的数学知识和熟练的计算技巧，因此，现在采用的大部分是自动编程。用数控语言实现加工程序编制自动化，是计算机辅助编程的主要形式。全世界实际应用而且比较著名的数控语言系统有100余种，其中最主要的是APT（Au tomatically Programmed Tools）语言系统［1，2］。
在书写APT语言源程序的过程中，特别是零件复杂的情况下，几何定义语句和刀具运动语 句的书写工作量大，容易出错，并且要求编程人员对APT语言熟练掌握。针对以上问题， 本文开发了基于APT语言的数控自动编程系统，实现了CAD和NC的有效连接。

2　AutoCAD环境下的零件设计［3］

近年来，随着微机的发展，其性能不断提高，使在微机上实现CAD工作成为现实。CAD 软件中最成功的为美国Autodesk公司推出的AutoCAD系统，它是一个在微机上实现计算机辅助设计和绘图的软件包。AutoCAD软件包以其绘图功能强，开放性好，支持微机平台等特点，得到普遍欢迎。国内在微机上开发CAD的图形支撑软件大都采用AutoCAD。
AutoCAD的三维造型使它能在个人微机屏幕上生成真三维实体，实现诸如布尔运算、分析及 特征提取等复杂的实体造型功能。利用它可以构造出直观、形象的三维模型，并可获得三维模型在不同视点下的轴测投影图和透视图。三维造型使用内部块方法，从盒、立方体、圆柱、圆环、球、楔形体及圆锥等基本实体形状开始，也可通过组线拉伸或旋转二维AutoCAD物体来生成三维实体。然后对几个实体进行“并”、“交”、或“差”布尔运算，即可生成新物体。运用实体修改器再对其进行圆角与倒角，可生成具有真实感的实体模型。
AutoCAD具有强大的图形输入、编程功能，零件图的内容很容易输入。AutoCAD还提供了多种 与高级语言接口的文件。考虑到本系统既要接受二维图形，又要接受三维图形，选取了IG ES文件作为数据接口。通过该文件，可以方便地提取直线的端点坐标、圆弧的圆心、端点 、基面高度等。
设计者对零件图确认后，调用AutoCAD的IGESOUT命令生成图形文件（.IGS）。利用IGES文件 接口程序（如图1所示）来提取几何元素，作为CAD与NC之间数据传递的基础［4］。
图1　IGES文件接口程序流程图

3　图形数据处理

3.1　IGES文件数据结构
IGES是一种按特定的文件结构安排的数据格式，其文件结构分为ASCⅡ格式和二进制 格式两种。ASCⅡ格式是一种面向字符的记录格式，这种格式的IGES文件以ASCⅡ 字符输出，用户可直接读取。
从总体结构上看，IGES文件由五个段组成。分别为：开始段、全局段、元素索引段、参数数据段、结束段。文件每行80个字符。每段若干行，每行的第1～72个字符为该段的内容；第73个字符为该段的段码；第74～80个字符为该段每行的序号。段码是这样规定的：字符“B”或“C”表示标记段；“S”表示开始段；“G”表示全局段；“D”表示项目索引段；“P”表示参数数据段；“T”表示结束段。例如：直线、圆弧的参数数据 段的数据为：
110,1.0,1,0,0.0,5,0,5.0,0.07P0000004
100,0.0,0.5,0.5,0.0,0.0,1.0,1.0 9P0000005
3.2　文件转换
IGES文件主要用于AutoCAD与高级语言程序间的连接，其数据结构形式不能满足NC的要求，必须重新加工处理，处理的方法是在IGES文件的参数数据段中提取几何元素（如 直线的起点、终点坐标，圆弧的弧心坐标、半径、起点、终点坐标等），元素排序（按元素的连接顺序排列），在此基础上生 成方便NC加工的APT文件。图形文件的转换流程如图2所示。
图2　图形文件的转换流程图#p#分页标题#e#

3.3　NC工艺参数的确定
NC工艺参数是以人机对话方式输入计算机的。在读取TXT文件来生成APT源程序的几 何定义语句、刀具运动语句的同时，对刀法、对刀点、容差、刀具参数、机床指令等一些参 数以人机对话方式输入。最终生成符合APT语言的源程序。

4　应用实例

图3为一典型的直线—圆弧零件，在该零件中，既有直线—直线相连，又有直线—圆弧相连，又有圆弧—直线相连。利用 本系统自动生成的零件APT源程序如下:

PARTNO/TEST PART
MACHIN/2
CLPRNT
INTOL/0.01
OUTTOL/0.01
CUTTER/12

L1=LINE/-269.641022,0.000000,35.000000,0.000000,0.000000,35.000000 L2=LINE/0.000000,0.000000,35.000000,-0.000000,100.000000,35.000000 L3=LINE/0.000000,100.000000,35.0000,-235.000000,60.000000 ,35.000000 C4=CIRCLE/-235.000000,20.000000,35.000000,40.0 00000 SETPT=POINT/-320.000000,-75.000000,0.000000 PT=POINT/-320.000000,0.000000,0.000000 FEDRA T/50 SPINDL/900,CLW FROM/SETPT INDIRP/PT GO/TO,L1 COOLN T/FLOOD TLRGT,GORGT/L1,PAST,L2 GOLEF/L2,PAST,L3 GOLEF/L3,TANTO,C4 GOLFT/C4,PAST,L1 SPINDL/OFF COOLNT/OFF FEDRAT/200 GOTO/-320.000000,-75.000000,0.000000 GOTO/SETPT PRINT/3,ALL STOP FINI#p#分页标题#e#
图3　零件图

分析以上APT源程序可以看出与人工书写的完全一样。利用本文编制的系统，采用自动和 人机对话的形式生成APT源程序，大大提高了编程效率，减少了错误。

5　结论

本文在AutoCAD环境下设计零件图形。以IGES文件作为数据接口，以数据文件作为转换方式，用C语言开发了自动生成APT源程序的数控加工辅助编程系统，实现了CAD与N C的连接，提高了编程效率和准确性。对于开发其他的CAD／CAM系统具有广泛的应用 价值。
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