数控车削加工自动编程系统关键技术的研究与实现
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摘要
随着计算机在制造业中的广泛应用，作为计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术的重要组成部分，数控加工自动编程技术成为了现代制造技术中降低生产成本、提高生产效率的重要环节之一。
本文以江苏省2001年重大科技攻关计划(工业)科技计划项目中提出研究高精度高速机床及其配套软件的课题为背景，研究了在开发一个数控加工车削自动编程系统过程中所涉及的关键算法和技术。通过对IGES和STEP等产品数据交换标准的探讨，尤其是对应用广泛的DXF的深入分析，建立了与不同CAD系统实现数据共享的编程接口；根据零件的不同加工特征提出了相应的走刀路线，并通过机床配置文件，初步实现了通用后置处理；研究了数控系统和NC代码的特点，建立了仿真通用接口，并提出代码翻译地基本思路。
最后，从软件工程的角度出发，采用面向对象的方法设计并实现了该自动编程系统。在与仿真系统的集成使用中，工作稳定，提高了NC代码生成的效率。
With the Wide application of Computer in manufacturing, the NC machining Auto programming, which is an important component of Computer-Aided Design and Computer-Aided Manufacturing (CAD/CAM), has been the key technology to improve the productivity and create more economic benefits in modern manufacturing.
From the view of supporting the project of Jiangsu scientific technology, the key algorithms and technologies are deeply investigated during developing a NC machining Auto programming system for NC lathing, which is introduced in this paper. Based on the study of IGES; STEP, especially the study of DXF, a program interface is developed, by which the data can be shared among different CAD systems. According to the different Characters, the respective tool paths are designed. And by a machine configure file, the General postposition process is deal with. On the research of the general simulation technology that is based on the NC codes. By analyzing the characteristics of the CNC system and the NC codes, a set of general simulation interface is developed.
Last, under the direction of OO-SE, analyze and design the NC machining Auto programming system. The system has deeply improved the generating efficiency of NC code
本文以江苏省2001年重大科技攻关计划(工业)科技计划项目中提出研究高精度高速机床及其配套软件的课题为背景，研究了在开发一个数控加工车削自动编程系统过程中所涉及的关键算法和技术。通过对IGES和STEP等产品数据交换标准的探讨，尤其是对应用广泛的DXF的深入分析，建立了与不同CAD系统实现数据共享的编程接口；根据零件的不同加工特征提出了相应的走刀路线，并通过机床配置文件，初步实现了通用后置处理；研究了数控系统和NC代码的特点，建立了仿真通用接口，并提出代码翻译地基本思路。
最后，从软件工程的角度出发，采用面向对象的方法设计并实现了该自动编程系统。在与仿真系统的集成使用中，工作稳定，提高了NC代码生成的效率。
With the Wide application of Computer in manufacturing, the NC machining Auto programming, which is an important component of Computer-Aided Design and Computer-Aided Manufacturing (CAD/CAM), has been the key technology to improve the productivity and create more economic benefits in modern manufacturing.
From the view of supporting the project of Jiangsu scientific technology, the key algorithms and technologies are deeply investigated during developing a NC machining Auto programming system for NC lathing, which is introduced in this paper. Based on the study of IGES; STEP, especially the study of DXF, a program interface is developed, by which the data can be shared among different CAD systems. According to the different Characters, the respective tool paths are designed. And by a machine configure file, the General postposition process is deal with. On the research of the general simulation technology that is based on the NC codes. By analyzing the characteristics of the CNC system and the NC codes, a set of general simulation interface is developed.
Last, under the direction of OO-SE, analyze and design the NC machining Auto programming system. The system has deeply improved the generating efficiency of NC code
引文
[1]王贤坤，陈淑梅，陈亮．机械CAD/CAM技术、应用与开发．北京，机械工业出版，2000，11：1-9
[2]魏生民．机械CAD/CAM．武汉，武汉理工大学出版社，2001，9：1-6
[3]郭培全，王红岩．数控机床编程与应用．北京，机械工业出版社，2000，9：1-3
[4]范炳炎．数控加工程序编制．北京，航空工业出版社，1995，．8
[5]曾芬芳，景旭文．智能制造概论．北京，清华大学出版社，2001，4
[6]唐龙，许忠信，徐玉华，孙延奎．计算机辅助辅助设计技术基础教程．北京，清华大学出版社，2002．9
[7]伍铁军．数控仿真研究与实现．南京，南京航空航天大学博士论文，2001，2
[8]姜晓峰．数控加工仿真关键技术研究．南京，南京航空航天大学博士论文，1999，7
[9]周儒荣．CAD/CAM软件开发的回顾与思考．北京，航空制造工程，1992，10：25-26
[10]姬舒平，刘卡林，邹继明，马玉林．NC Verification的研究现状及展望．组合机床与自动化加工技术，1997，No．2：42-45
[11]李建广．复杂曲面多坐标数控加工通用仿真验证方法的研究．哈尔滨工业大学博士论文，1997
[12]范成林，邓建春，喻道远，段正澄．一个数控程序的检验仿真系统．机械，1996，Vol．23，No．2，2-3，13
[13]汪辰．基于实体的通用车削仿真系统的研究与实现．南京航空航天大学硕士学位论文，2000．3
[14]江燕，赵新．数控编程系统的研究．电子机械工程，2000(2)
[15]孙正兴，丁秋林．利用PDES/STEP实现CAD/CAM信息集成．计算机应用，1995(1)
[16]高志，江思敏，刘向峰．二维图形的特征分析与特征建模．机械设计与研究，1999(4)
[17]孙波．OpenGL学习教程．北京大学出版社，2000，12
[18]余晶，余淼．基于CAD模型的特征参数化定义的方法．计算机辅助设计与制造，1998(10)
[19]孙正兴，丁秋林．数控加工自动编程系统的实现及其关键技术．电加工与模具，1995(5)
[20]刘建平，龚时华，喻道远，段正澄．回转类零件车削数控自动编程．http://www.nongji-info.com
[21]张力．面向数控机床的信息模型及通用后置处理系统研究与实现．航空制造工程，1998(1)
[22]杨旭东，廖文和．仿真系统中通用NC代码处理技术的研究．江苏机械制造与自动化 2003．1
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[26]张海藩，牟永敏．面向对象程序设计实用教程．清华大学出版社，2001，4
[27]Wendy Boggs,Michael Boggs．邱仲潘译．UML with Rational Rose 从入门到精通．电子工业出版社，2000，3
[28]李浙昆，樊瑜瑾．零件加工轨迹计算机仿真．机械设计与研究，1999，No．3，pp．65-67
[29]孙红，朱男．AutoCAD与高级语言及数据库的连接与通信．机械设计与制造，1999(1)
[30] Lynn Hock & Jeff Jajenski. NC Programming For High Speed Machining. http://www. mmsinline.com
[31] Warren S. Seames. Computer Numerical Control :Concepts and Programming. Delmar Publishers Inc, 1986
[32] Makino. FANUC 11 ME-MODEL Programming Manual. Tokyo: Makino, 1991
[33] Magill R& McLeod Aj. Automated Generation of NC Part Programs from a Feature based Component description. Computer Integrated Manufacturing, 1989,2
[34] YANX, YAMAZAKIK, LIUJ. Recognition of machining features and feature topologies from NC programs Computer Aided Design,2000(32)
[35]朱亚军，白建军，边晓东，王爱民．OpenGL编程实例．人民邮电出版社，1999，10
[36]肖田元，韩向利，王新龙．通用NC代码翻译技术．系统仿真学报，1998，No．5，Vol．10，1-7
[37] AUTO-CODE lathe programming net http://www.autocode.com/
[38]史逸芬，刘万强．NC程序错误自诊断系统的研究．机械制造，1996，6，6-8
[39]CAD通用技术规范编写组，CAD通用技术规范，北京，中国标准出版社，1995．
[40]唐荣锡．CAD/CAM数据管理技术．国防工业出版社，1990．
[41]曹志奎，黄瑞清．机械CAD技术基础．上海交通大学出版社，1996
[42]CAD二次开发网站http://www.mjtd.com/develop/dxf/
[43]李世国．AutoCAD高级开发技术—ARX编程及应用，机械工业出版社，2002，5．
[44]Richard S.Wright,Jr.Michael Sweet.OpenGL超级宝典．人民邮电出版社，2001，6
[45]Edward Yourdon & Carl Argila 著．殷人昆等译．实用面向对象软件工程教程．北京，电子工业出版社，1998．6
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