基于MATLAB数控机床自动编程系统设计研究.pdf

学兔兔 务l违 lI5 化 基于MATLAB的数控机床自动编程系统设计研究 Design of automatic NC programming system based on MATLAB 江 晖，周茂书，冯兰芳 J lANG Hui，ZHOU Ma0．shu．FENG Lan-fang (中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，绵阳621900) 摘 要：通过对DXF文件结构进行详细分析，完成了基于Matlab的数控机床自动编程系统设计。该系统 采用可视化窗口让用户根据实际情况自行输入加工参数，把刀具轨迹直接转换为NC代码，可 应用在数控机床上，解决了数控机床中图形编程系统中DXF文件转换的问题。系统在工程实际 中得到很好的应用。 关键词：Matlab；图形交换文件 (DXF)；自动数控编程系统 中囝分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(201 3)04(下)-0119-04 Doi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．201 3．04(下)．34 0 引言 在数控机床的使用中，数控加工图形编程问 题是数控加工技术研究的重要内容。UG软件是 美国UGS公司开发的集CAD／CAE／CAM于一体的 高效紧密集成的软件之一，在制造业的各个领域 得到日益广泛的应用。在实际加工过程中，其优 点为：加工异形曲面等精度要求高的工件很好。 但缺点有：1)回旋刀路多，加工效率低，对精 图1 主程序整体框图 度要求不高的工件加工不经济；2)生成代码冗 长复杂，对于一些内存不高的数控机床无法适 文件的形式进行存储。读入DXF文件后，对采 用；3)需针对不同系统的数控机床，进行复杂 集到的数据进行转换和处理；2)刀具轨迹仿真 的后置处理。本文以加工某零件为研究对象，以 模拟：根据数控机床坐标系统，在软件上模拟出 AutoCAD2005为研究平台，采用Matlab的图形用 刀具运动轨迹和切削结果仿真，如坐标系、刀具 户界面 (GUI)编程技术设计开发PC机上数控机 起点、刀具终点等，用于校对刀具轨迹与工件加 床自动编程系统，生成NC代码在实际生产加工得 工结果；3)NC~II工代码生成：根据数控机床系 到应用。 统、工艺设置的参数和刀路轨迹DXF几何信息等 转换生成NC粗加工或精加工代码；4)NC代码输 1数控机床自动编程系统结构 出：根据不同种类数控机床，输出的NC代码以 Matlab的图形用户界面(GUI)编程技术为 ． nc、 ．h等等格式，间接通过串行口传到数控机 Matlab程序的可视化提供了强有力的工具，使之具 床，实现加工。 有良好的用户交互性能u 。 自动编程系统结构主要有三大模块组成：读 2 AutoCAD建模 入模块、刀具轨迹仿真模块和代码生成与输出模 2．1刀具轨迹获取 块组成，如图1所示。 数控加工代码的生成，必须从二维图形中获 该套图形编程系统具有以下的功能：1)图