提高数冲编程效率的途径

李应红，覃 莉，王志勇，唐爱军

(中国电子科技集团公司第三十四研究所，广西桂林541004)

提高数冲编程效率的途径

李应红，覃 莉，王志勇，唐爱军

(中国电子科技集团公司第三十四研究所，广西桂林541004)

数控冲床能否及时的编制加工程序，直接影响到零件的生产周期。通过对TC 2000R数控冲床编程问题的深入研究，探索如何有效利用强大的CAD平台，快速、准确地编制出数冲加工程序，使数控冲床更好地服务于科研生产。

数控冲床；编程系统；计算机辅助设计

1 TC 2000R数冲编程系统存在的问题

在现代钣金加工中，通常由CAD软件生成零件展开图，数冲编程系统调用CAD展开图后通过加工编程生成加工代码，机床控制系统按加工代码控制机床进行数冲加工。然而作者所在单位的TC 2000R数冲编程系统在使用过程中存在两个问题：

（1）不能直接读取CAD展开图；

（2）编程排样不够灵活。

TC 2000R的数冲编程系统使用的图形为GEO格式，不能直接读取CAD的展开图，长期以来采用的数冲编程模式如图1所示。

可见由于TC 2000R数控冲床编程系统不能直接读取CAD格式的展开图，增加了大量的计算工作及二次绘图的工作量，更带来繁重的数据校对任务以避免出错，劳动强度相当大，使得工艺人员不堪重负。并且TC 2000R的编程系统在图形编辑方面也存在很大的不便，远没有CAD软件绘图功能强大和人性化，尤其没有排样模块，对复杂结构或特殊外形的零件进行排样较困难，也不能对多种零件进行混排，这对零件排样和编程产生很大困扰。

图1 传统数冲编程模式

2 CAD图形与GEO格式图形的转换

要解决上述问题，我们希望能用CAD图形直接产生GEO格式图形，以省去编程时耗费大量的计算工作及二次绘图工作，为此首先要了解清楚CAD及GEO格式图形的数据结构。为便于研究，我们将问题简化，作一个50X30的矩形，内含一个直径为10 mm的圆，图形坐标原点在矩形的左下角，如图2所示。将该图作为一个研究样本，探索CAD和GEO两种图形文件的数据结构并找出它们之间的相互关系(复杂结构图形依此类推)。

通过查看该图的GEO图形文件代码，图2中各图形元素的数据结构如下（其中与数据无关的文件代码省略）：

图2 数冲零件

图2中所有图形元素的数据组成中，各点坐标从P1到P9，顺序号为LIN中1到8及CIR中的9组成，圆半径为CIR项中的5，这就是此图例中我们要形成的目标文件数据结构（GEO格式图形文件数据结构）。

为获取源文件数据，再用CAD图形文件为研究对象寻找它们的数据结构，希望通过对比各种版本的CAD软件，寻找出能够通用的图形数据结构，然而提取CAD图形文件中的图形数据并不容易，最终我们发现各种版本CAD软件都有图形属性查询功能，它们的查询内容基本一致。以常用的CAXA电子图板为例，图2的图形属性查询结果显示为：

第1个实体：直线

图层：0(0层)

颜色：BYLAYER

线型：BYLAYER

视图：未知视图

起点：X=0.000，Y=0.000

终点：X=0.000，Y=30.000

增量：△X=0.000，△Y=30.000

长度：L=30.000

第2个实体：直线

图层：0(0层)

颜色：BYLAYER

线型：BYLAYER

视图：未知视图

起点：X=0.000，Y=30.000

终点：X=50.000，Y=30.000

增量：△X=50.000，△Y=0.000

长度：L=50.000

第3个实体：直线

图层：0(0层)

颜色：BYLAYER

线型：BYLAYER

视图：未知视图

起点：X=50.000，Y=30.000

终点：X=50.000，Y=0.000

增量：△X=0.000，△Y=-30.000

长度：L=30.000

第4个实体：直线

图层：0(0层)

颜色：BYLAYER

线型：BYLAYER

视图：未知视图

起点：X=50.000，Y=0.000

终点：X=0.000，Y=0.000

增量：△X=-50.000，△Y=0.000

长度：L=50.000

第5个实体：圆

图层：0(0层)

颜色：BYLAYER

线型：BYLAYER

视图：未知视图

圆心：X=25.000，Y=15.000

半径：R=5.000

周长：L=31.416

其中有我们需要的各图形元素尺寸和位置数据，包括4条直线的起点、终点、圆心点坐标、圆的直径等，将图形属性查询结果保存为TXT格式文本文件。现在的问题就是根据它与GEO图形数据的对应关系，用这些数据来产生前述的GEO格式数据结构，为此我们以Visual Basic 6.0为平台开发了CAD-GEO图形转换工具。

CAD-GEO图形转换工具从CAD图形属性查询结果保存的文本文件中提取出有关数据作为源文件，以前述的GEO格式数据结构为待生成的目标文件，通过高效合理的运算，最终产生GEO图形格式的数据结构，完成CAD图形文件向GEO格式图形文件的转换。操作界面如图3所示。

图3 CAD-GEO图形转换工具操作界面

通过反复测试检验，CAD-GEO图形转换工具对GEO格式图形文件转换成功率与转换正确率均为100%，并且图形转换生成快捷（通常不需等待），彻底解决了GEO格式图形文件的问题。

3 数冲零件图形编排的优化

TC 2000R的编程系统只具有一些简单的图形编辑功能，所以对结构复杂或者外形特殊的零件进行合理的排样非常不便。而CAD软件在图形编辑方面功能十分强大，有了CAD-GEO图形转换工具后，我们可以利用CAD软件强大的图形编辑功能，十分方便的在CAD中将图形进行合理的排样，包括多种不同零件的混排，用CAD-GEO图形转换工具将其生成GEO格式图形后，可由TC 2000R的编程系统直接读入。

如我单位某转接板零件原来用 TC 2000R的编程系统编排，因受其图形编辑功能限制，只能简单通过复制、平移得到如图4所示的排样效果。

图4 用TC 2000R的编程系统进行排样的效果图

有了CAD-GEO图形转换工具后，现在可用CAD软件进行一系列剪切、复制、镜像、旋转等复杂操作，将零件进行合理的排样，轻松地在同样大小的板料上得到如图5所示的排样效果。

从图5所示可知，通过利用CAD软件进行合理排样后，不仅仅提高了材料的利用率，而且降低了加工时间(增加了公共边)，因而提高了模具使用寿命及加工效率，并且也解决了对不同零件进行混排的问题。

图5 用CAD进行排样的效果图

4 总 结

本文主要针对提高TC 2000R数控冲床的编程效率问题，探索将TC2000R的数冲编程与CAD软件应用有效结合的途径。我们经过在实践中不懈地努力，彻底解决了我单位数冲编程落后的现状，取得了以下成果：

（1）开发出了CAD-GEO图形转换工具，保证TC 2000R的编程系统能够快速高效地获得GEO格式的零件展开图。

（2）将数冲零件的排样直接用CAD软件完成，能轻松地进行各种复杂的排样操作，提高数冲编程效率的同时也促进了CAD在工艺工作中的扩展应用。

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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