李應(yīng)紅，覃 莉，王志勇，唐愛軍

(中國電子科技集團公司第三十四研究所，廣西桂林541004)

提高數(shù)沖編程效率的途徑

李應(yīng)紅，覃 莉，王志勇，唐愛軍

(中國電子科技集團公司第三十四研究所，廣西桂林541004)

數(shù)控沖床能否及時的編制加工程序，直接影響到零件的生產(chǎn)周期。通過對TC 2000R數(shù)控沖床編程問題的深入研究，探索如何有效利用強大的CAD平臺，快速、準(zhǔn)確地編制出數(shù)沖加工程序，使數(shù)控沖床更好地服務(wù)于科研生產(chǎn)。

數(shù)控沖床；編程系統(tǒng)；計算機輔助設(shè)計

1 TC 2000R數(shù)沖編程系統(tǒng)存在的問題

在現(xiàn)代鈑金加工中，通常由CAD軟件生成零件展開圖，數(shù)沖編程系統(tǒng)調(diào)用CAD展開圖后通過加工編程生成加工代碼，機床控制系統(tǒng)按加工代碼控制機床進行數(shù)沖加工。然而作者所在單位的TC 2000R數(shù)沖編程系統(tǒng)在使用過程中存在兩個問題：

（1）不能直接讀取CAD展開圖；

（2）編程排樣不夠靈活。

TC 2000R的數(shù)沖編程系統(tǒng)使用的圖形為GEO格式，不能直接讀取CAD的展開圖，長期以來采用的數(shù)沖編程模式如圖1所示。

可見由于TC 2000R數(shù)控沖床編程系統(tǒng)不能直接讀取CAD格式的展開圖，增加了大量的計算工作及二次繪圖的工作量，更帶來繁重的數(shù)據(jù)校對任務(wù)以避免出錯，勞動強度相當(dāng)大，使得工藝人員不堪重負(fù)。并且TC 2000R的編程系統(tǒng)在圖形編輯方面也存在很大的不便，遠(yuǎn)沒有CAD軟件繪圖功能強大和人性化，尤其沒有排樣模塊，對復(fù)雜結(jié)構(gòu)或特殊外形的零件進行排樣較困難，也不能對多種零件進行混排，這對零件排樣和編程產(chǎn)生很大困擾。

圖1 傳統(tǒng)數(shù)沖編程模式

2 CAD圖形與GEO格式圖形的轉(zhuǎn)換

要解決上述問題，我們希望能用CAD圖形直接產(chǎn)生GEO格式圖形，以省去編程時耗費大量的計算工作及二次繪圖工作，為此首先要了解清楚CAD及GEO格式圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為便于研究，我們將問題簡化，作一個50X30的矩形，內(nèi)含一個直徑為10 mm的圓，圖形坐標(biāo)原點在矩形的左下角，如圖2所示。將該圖作為一個研究樣本，探索CAD和GEO兩種圖形文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并找出它們之間的相互關(guān)系(復(fù)雜結(jié)構(gòu)圖形依此類推)。

通過查看該圖的GEO圖形文件代碼，圖2中各圖形元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下（其中與數(shù)據(jù)無關(guān)的文件代碼省略）：

圖2 數(shù)沖零件

圖2中所有圖形元素的數(shù)據(jù)組成中，各點坐標(biāo)從P1到P9，順序號為LIN中1到8及CIR中的9組成，圓半徑為CIR項中的5，這就是此圖例中我們要形成的目標(biāo)文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（GEO格式圖形文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）。

為獲取源文件數(shù)據(jù)，再用CAD圖形文件為研究對象尋找它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，希望通過對比各種版本的CAD軟件，尋找出能夠通用的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然而提取CAD圖形文件中的圖形數(shù)據(jù)并不容易，最終我們發(fā)現(xiàn)各種版本CAD軟件都有圖形屬性查詢功能，它們的查詢內(nèi)容基本一致。以常用的CAXA電子圖板為例，圖2的圖形屬性查詢結(jié)果顯示為：

第1個實體：直線

圖層：0(0層)

顏色：BYLAYER

線型：BYLAYER

視圖：未知視圖

起點：X=0.000，Y=0.000

終點：X=0.000，Y=30.000

增量：△X=0.000，△Y=30.000

長度：L=30.000

第2個實體：直線

圖層：0(0層)

顏色：BYLAYER

線型：BYLAYER

視圖：未知視圖

起點：X=0.000，Y=30.000

終點：X=50.000，Y=30.000

增量：△X=50.000，△Y=0.000

長度：L=50.000

第3個實體：直線

圖層：0(0層)

顏色：BYLAYER

線型：BYLAYER

視圖：未知視圖

起點：X=50.000，Y=30.000

終點：X=50.000，Y=0.000

增量：△X=0.000，△Y=-30.000

長度：L=30.000

第4個實體：直線

圖層：0(0層)

顏色：BYLAYER

線型：BYLAYER

視圖：未知視圖

起點：X=50.000，Y=0.000

終點：X=0.000，Y=0.000

增量：△X=-50.000，△Y=0.000

長度：L=50.000

第5個實體：圓

圖層：0(0層)

顏色：BYLAYER

線型：BYLAYER

視圖：未知視圖

圓心：X=25.000，Y=15.000

半徑：R=5.000

周長：L=31.416

其中有我們需要的各圖形元素尺寸和位置數(shù)據(jù)，包括4條直線的起點、終點、圓心點坐標(biāo)、圓的直徑等，將圖形屬性查詢結(jié)果保存為TXT格式文本文件?，F(xiàn)在的問題就是根據(jù)它與GEO圖形數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，用這些數(shù)據(jù)來產(chǎn)生前述的GEO格式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為此我們以Visual Basic 6.0為平臺開發(fā)了CAD-GEO圖形轉(zhuǎn)換工具。

CAD-GEO圖形轉(zhuǎn)換工具從CAD圖形屬性查詢結(jié)果保存的文本文件中提取出有關(guān)數(shù)據(jù)作為源文件，以前述的GEO格式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為待生成的目標(biāo)文件，通過高效合理的運算，最終產(chǎn)生GEO圖形格式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，完成CAD圖形文件向GEO格式圖形文件的轉(zhuǎn)換。操作界面如圖3所示。

圖3 CAD-GEO圖形轉(zhuǎn)換工具操作界面

通過反復(fù)測試檢驗，CAD-GEO圖形轉(zhuǎn)換工具對GEO格式圖形文件轉(zhuǎn)換成功率與轉(zhuǎn)換正確率均為100%，并且圖形轉(zhuǎn)換生成快捷（通常不需等待），徹底解決了GEO格式圖形文件的問題。

3 數(shù)沖零件圖形編排的優(yōu)化

TC 2000R的編程系統(tǒng)只具有一些簡單的圖形編輯功能，所以對結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者外形特殊的零件進行合理的排樣非常不便。而CAD軟件在圖形編輯方面功能十分強大，有了CAD-GEO圖形轉(zhuǎn)換工具后，我們可以利用CAD軟件強大的圖形編輯功能，十分方便的在CAD中將圖形進行合理的排樣，包括多種不同零件的混排，用CAD-GEO圖形轉(zhuǎn)換工具將其生成GEO格式圖形后，可由TC 2000R的編程系統(tǒng)直接讀入。

如我單位某轉(zhuǎn)接板零件原來用 TC 2000R的編程系統(tǒng)編排，因受其圖形編輯功能限制，只能簡單通過復(fù)制、平移得到如圖4所示的排樣效果。

圖4 用TC 2000R的編程系統(tǒng)進行排樣的效果圖

有了CAD-GEO圖形轉(zhuǎn)換工具后，現(xiàn)在可用CAD軟件進行一系列剪切、復(fù)制、鏡像、旋轉(zhuǎn)等復(fù)雜操作，將零件進行合理的排樣，輕松地在同樣大小的板料上得到如圖5所示的排樣效果。

從圖5所示可知，通過利用CAD軟件進行合理排樣后，不僅僅提高了材料的利用率，而且降低了加工時間(增加了公共邊)，因而提高了模具使用壽命及加工效率，并且也解決了對不同零件進行混排的問題。

圖5 用CAD進行排樣的效果圖

4 總 結(jié)

本文主要針對提高TC 2000R數(shù)控沖床的編程效率問題，探索將TC2000R的數(shù)沖編程與CAD軟件應(yīng)用有效結(jié)合的途徑。我們經(jīng)過在實踐中不懈地努力，徹底解決了我單位數(shù)沖編程落后的現(xiàn)狀，取得了以下成果：

（1）開發(fā)出了CAD-GEO圖形轉(zhuǎn)換工具，保證TC 2000R的編程系統(tǒng)能夠快速高效地獲得GEO格式的零件展開圖。

（2）將數(shù)沖零件的排樣直接用CAD軟件完成，能輕松地進行各種復(fù)雜的排樣操作，提高數(shù)沖編程效率的同時也促進了CAD在工藝工作中的擴展應(yīng)用。

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Improve the Efficiency of Several Punch Programming Approach

LI Yinghong QIN Li WANG Zhiyong TANG Aijun

(The 34thResearch Institutc of CETE，Guilin 541004，China)

CNC punching machine can work efficiently，the processing programming is the key. Whether the timely processing program，directly affect the components the production cycle.Through in-depth study of the TC 2000R CNC punch programming problems，to explore how to effectively use CAD platform a powerful，fast，and accurate preparation of a number of punching machining procedure，make the CNC punch to better serve the scientific research and production.

CNC punch press；programming system；CAD（Computer-aided design）；

TG385.1

B

1004-4507(2015)01-0043-04

2015-01-05