在停車設(shè)備用型材加工中，為了實(shí)現(xiàn)CAD 軟件與數(shù)控機(jī)床加工之間的數(shù)據(jù)共享，提出一種適用于專用組合機(jī)床的自動編程算法。介紹了程序格式、數(shù)據(jù)預(yù)處理方法和程序生成方法，并在九通道二十一軸停車設(shè)備型材組合機(jī)床上進(jìn)行了成功實(shí)施，驗(yàn)證了基于本算法的自動編程系統(tǒng)的有效性。

　　引言

　　隨著社會的高速發(fā)展以及人們時(shí)間觀念的不斷加強(qiáng)，智能停車設(shè)備獲得空前發(fā)展，滿足了人們存取車時(shí)間短、入場無需停車引導(dǎo)等需求。在停車設(shè)備的加工過程中，立柱、橫梁、縱梁等結(jié)構(gòu)通常以H 型鋼、槽鋼為原材料，手工進(jìn)行鉆孔、銑槽以及等離子切割等加工。當(dāng)應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工停車設(shè)備的零件時(shí)，由于加工特征的數(shù)目和種類較多，生成加工代碼時(shí)需要設(shè)計(jì)合理的加工工序并選配刀具。因此，準(zhǔn)確高效地生成加工代碼，成為停車產(chǎn)業(yè)關(guān)心的技術(shù)問題。

　　目前，基于圖形的計(jì)算機(jī)輔助編程技術(shù)快速發(fā)展，提高了編程效率和程序準(zhǔn)確度。文獻(xiàn)通過讀取DXF 文件自動建立圖元信息數(shù)據(jù)庫，按照特定工藝自動生成加工代碼，對橫梁上多個(gè)圖元進(jìn)行加工; 文獻(xiàn)中，基于DXF 文件設(shè)計(jì)的圖形自動編程系統(tǒng)，能對單視圖的零件沿其輪廓進(jìn)行切削。以上自動編程系統(tǒng)可識別簡單圖紙，加工方式單一，工藝不可更改。本文針對停車設(shè)備中H 型鋼加工的要求，為一種H 型鋼加工專用組合機(jī)床設(shè)計(jì)了一種自動編程算法，通過讀取DXF 文件來獲取圖元信息，可識別按照第三角標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的多視圖類型的圖紙，能協(xié)調(diào)多個(gè)刀具同時(shí)工作，工藝修改簡單、方便。

1、組合機(jī)床控制功能分析

　　1.1、系統(tǒng)功能分析

　　在停車設(shè)備的生產(chǎn)中，需要對較長型材的前、后、上三個(gè)面鉆孔、銑槽以及等離子切割，并且滿足安全條件時(shí)，多把刀具同時(shí)加工。如圖1 所示，本組合機(jī)床采用臥式結(jié)構(gòu)，安裝A、B、C 三個(gè)龍門架，可以按圖中箭頭方向整體移動; 每個(gè)龍門架上安裝三個(gè)刀架( 如A 龍門架上有d、e、f 三個(gè)刀架) ，使機(jī)床具備9 個(gè)可控刀具通道、21 個(gè)可控運(yùn)動軸。由于刀具數(shù)量大、加工特征多以及多軸聯(lián)動，人工編程很難實(shí)現(xiàn)。因此需設(shè)計(jì)一種圖形自動編程系統(tǒng)，根據(jù)加工參數(shù)，快速、準(zhǔn)確地生成符合加工工藝的NC 代碼。數(shù)控系統(tǒng)按照NC 代碼控制9 把刀具運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)多把刀具同時(shí)對型材的多個(gè)面進(jìn)行多種形式的加工。

圖1 機(jī)床結(jié)構(gòu)

　　1.2、軟件需求分析

　　根據(jù)組合機(jī)床功能分析結(jié)果，本自動編程系統(tǒng)應(yīng)滿足以下運(yùn)動控制要求:

　　(1) 當(dāng)龍門架間距滿足安全距離時(shí)，多個(gè)龍門架可以同時(shí)運(yùn)動;

　　(2) 在鋼材長度方向上的某一位置，當(dāng)鉆削鋼材的不同表面時(shí)，刀具無需沿鋼材長度方向移動，因此同一個(gè)龍門架的相應(yīng)刀具可同時(shí)鉆削鋼材; 當(dāng)銑削或等離子切割鋼材的不同表面時(shí)，刀具需要沿鋼材長度方向移動，同一個(gè)龍門架的相應(yīng)刀具應(yīng)先后完成加工，不可同時(shí)加工。

　　為了實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)動控制要求，本文首先設(shè)定了數(shù)控加工代碼的格式，然后讀取DXF 文件的圖元信息并預(yù)處理成可用的圖元數(shù)據(jù)，最后根據(jù)生成代碼的算法邏輯，通過人機(jī)交互，順次生成NC 代碼。

2、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本文設(shè)計(jì)的組合機(jī)床控制系統(tǒng)選用Visual Studio 2008 平臺開發(fā)，結(jié)構(gòu)如圖2 所示。本系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)的自動編程系統(tǒng)讀取指定的DXF 文件以獲取加工信息，生成NC 代碼的文本文件。數(shù)控系統(tǒng)讀取NC 代碼文本文件生成加工任務(wù)，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算、PLC邏輯控制以及系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控。控制器采用基于我們課題組設(shè)計(jì)的Ether MAC 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)平臺開發(fā)。

圖2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6、結(jié)束語

　　本文設(shè)計(jì)的H 型鋼加工專用組合機(jī)床圖形自動編程系統(tǒng)，可訪問符合第三角標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的圖紙，適用于多視圖、多獨(dú)立加工特征的圖紙。操作者按照工藝點(diǎn)選圖元，系統(tǒng)自動生成符合工藝的NC 代碼，工藝適應(yīng)性好。本系統(tǒng)適用于多種刀具同時(shí)對較長型材進(jìn)行不同形式的加工，生產(chǎn)效率較高。應(yīng)用本文設(shè)計(jì)的圖形自動編程系統(tǒng)，可大大提高H 型鋼加工中的編程效率，并提高編程準(zhǔn)確度，以實(shí)現(xiàn)H 型鋼的自動數(shù)控加工。