数控切割的构成及关键技术的研讨

数控切割的构成及关键技术的研讨 文章来源：中国切割机网

　　　1系统配置及要求
　　数控火焰切割机主要由CAD/CAM系统、机床主机、气路控制器及CNC控制系统等软硬件构成。和普通机械加工方法相比，火焰切割具有自身特点，因而对CAD/CAM系统提出以下特殊要求：数控火焰切割机的配置a.为满足批量加工，同时又节省板材的要求，系统必须提供优化排样功能；b.火焰切割是一种热加工，必然存在热效应，因此在切割起始点及尖角处必须添加辅助路径；c.由于切割的工件复杂，有时需要内切，有时需要外切，因此系统必须识别内外轮廓，先切内轮廓，后切外轮廓；d.由于板材具有不同的厚度，相应地火焰半径e.火焰切割是机、电、气共同作用的结果，因此系统自动编程时需提供G代码和气路M的代码。
　　2CAD/CAM系统构成及关键技术
　　CAD/CAM系统框图。系统采用模块化设计，各个模块之间以文件形式交换数据。
　　2.1文件管理
　　主要包括DXF数据装载，完成零件几何信息的获取。首先，系统要获取零件的几何数据，一个完整的零件由一个或多个封闭的轮廓来描述，封闭的轮廓由圆或一段一段的直线与圆弧来描述。其次，系统要判别零件（[url=http://www.chilun.org/new_view.asp?id=2735]中国汽车零部件国际采购面对面[/url]）的形状信息，对于直线或圆弧组成的轮廓，先按从头到尾的顺序排列这些直线或圆弧，再判别它们的时针方向，后要判别各个轮廓是内轮廓，还是外轮廓。系统运用双向链表，采用统一的数据结构实现CAD/CAM的信息集成。
　　2.2图文设计
　　通过两种途径完成零件图的设计：a.进入AutoCAD完成设计，输出标准DXF格式文件；b.对零件图进行扫描，经过轮廓化处理，输出标准DXF格式文件。因为DXF格式是一种对用户开放的通用的标准接口，因此，只要其它的系统软件能完成二维图形的设计，并输出标准DXF格式文件，我们的系统便能获得该图形的几何信息。
　　2.3零件排样
　　作者研制了一个基于图形区域的优化排样模块，该模块使计算机能模拟人工排样，即计算机直接对零件图形进行旋转、平移、判交和定位，其关键是建立图形的区域和制定排样规则。该模块包括自动排样或人机交互排样，有效地提高了生产效率。系统排样完毕形成排样文件装载后进入下一模块。
　　2.4工艺规划
　　由于火焰切割过程中热量很高，很容易损伤零件边缘，为使零件完好无损，系统必须对切割工艺合理规划。基本的切割工艺包括：切割起始点的选取，包括自动（或人机交互）设置切入出点；添加辅助路径（包括尖角环路处理和修改辅助路径长度），完成切割路径的自动生成；优化切割顺序等。
　　2.5数控编程
　　通过输入编程参数（如切割速率、机床参考点位置以及控制气路的M代码的设置等），选择编程方式，再根据零件的几何信息或优化排样的结果，结合工艺规划生成的加工工艺信息，快速生成NC程序。
　　2.6NC程序仿真
　　为提高系统的可靠性，系统设计了NC程序的屏幕加工仿真功能，即根据自动生成的NC程序模拟切割过程，包括切割轨迹的动态显示，同时，同步显示加工状态，并统计加工时间。
　　2.7与数控系统的联结
　　为保证数控火焰切割机的可靠性，CAD/CAM系统与数控系统分开设计，因此，CAD/CAM系统必须设计一个通讯模块，给数控系统传送NC程序。
　　3结束语
　　目前该系统配合我们研制的火焰切割数控系统已在宜昌机床集团成功地运行一年多，运行结果表明：该系统能够满足任意复杂零件多品种、少批量或少品种、多批量的加工要求，明显提高了效率，节约了板材，提高了加工自动化程度，而且系统操作简便，运行可靠，用户反映良好。
　
　

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