數(shù)控線切割機(jī)床是利用上下移動(dòng)的鉬絲，對金屬進(jìn)行電火花切割的機(jī)床。幾十年來，全世界出現(xiàn)了許多系列的線切割機(jī)床，其相應(yīng)的加工指令也有了國際ISO和 EIA標(biāo)準(zhǔn)。國產(chǎn)線切割機(jī)床因?yàn)閮r(jià)格便宜、維修方便、可靠性好、熟練操作人員多而在全國各地有廣泛的用戶。然而，國產(chǎn)機(jī)床廣泛采用的是3B格式的加工指令。一般的圖形化編程系統(tǒng)(如UGⅡ、MasterCAM等)僅能生成符合ISO和EIA標(biāo)準(zhǔn)的加工代碼，對于3B格式代碼無能為力。近年來Auto CAD在國內(nèi)機(jī)械行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。本文在Auto CAD上開發(fā)了一個(gè)3B指令圖形化自動(dòng)編程系統(tǒng)，它采用AutoLisp語言讀取實(shí)體組碼數(shù)據(jù)來轉(zhuǎn)化成3B加工代碼，實(shí)踐證明其精確、實(shí)用、效率高。

1　原理

1.1　3B指令代碼的格式
　　格式為：B　XY　B　YY　B　J　G　Z
　　其中，B是分隔符。XY和YY：①加工直線時(shí)，是直線的終點(diǎn)坐標(biāo)(原點(diǎn)處于直線的起點(diǎn))；②加工圓弧時(shí)，是其起點(diǎn)坐標(biāo)(原點(diǎn)處于圓弧的圓心)。J和G：G是計(jì)數(shù)方向，有X、Y兩個(gè)方向，分別是G_x和G_y，如圖1所示，對于直線，當(dāng)線處在陰影區(qū)域時(shí)，G取G_y，否則G取G_x；若圓孤的終點(diǎn)處于陰影區(qū)，G取G_x，否則取G_y。J則是加工軌跡(直線或圓弧)在計(jì)數(shù)方向上的投影線長度或投影長度之和； Z是加工指令，共有12種(如圖2)。
1.2　Auto CAD實(shí)體選擇集及實(shí)體組碼
　　在Auto CAD中，每個(gè)圖形元素都可做為獨(dú)立的實(shí)體來處理，還可以用ssget()函數(shù)來構(gòu)造需要的實(shí)體選擇集。每個(gè)實(shí)體的數(shù)據(jù)，都可查找其實(shí)體組碼來獲得。每個(gè)實(shí)體都有一個(gè)實(shí)體名，用組碼-1表示，還有一個(gè)實(shí)體類型，如Line、Arc、Pline等，用組碼0表示，其他組碼關(guān)系見下表。

圖1　計(jì)數(shù)方向選擇(左為直線，右為圓弧)

圖2　加工指令示意圖(左為直線，右為圓弧)

下面是一段線的實(shí)體組碼：
　　(-1.＜Entity name: 60000014＞)
　　(0.”LINE”)
　　(8.”0”)
　　(10　1.0　2.0　0.0)
　　(11　6.0　6.0　0.0)

表　部分組碼

2　程序設(shè)計(jì)的方法

　程序首先調(diào)用gettfiled()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)NC文件(該文件以.3B為擴(kuò)展名)，然后用ssget()函數(shù)定義實(shí)體選擇集(由用戶依加工順序選取)，經(jīng)解碎后成為“Line”和“Arc”兩種類型(經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，對v12.0，圖形實(shí)體解碎到最后均為Line和Arc，如Fit擬合的pline解碎后為Arc，spline擬合的pline解碎后為line等等)，因此程序的核心以line和Arc為對象。程序調(diào)入下一個(gè)實(shí)體，判斷其是line還是Arc，分流后按line或Arc的組碼提取幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，最后形成一字符串“B　XX　B　YY　B　J　G　Z”，將這行字符添加到NC文件中去，然后再調(diào)入一個(gè)實(shí)體進(jìn)行循環(huán)計(jì)算，這樣NC文件就一行一行地增加，直到實(shí)體被編輯完畢。
　　對于直線，可用10和11組碼提取其起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，然后將原點(diǎn)換到起點(diǎn)，此時(shí)XX和YY就是終點(diǎn)坐標(biāo)。令dx1和dx2分別是XX、YY的絕對值，則當(dāng)dx1＞dy1時(shí)，G＝G_x、J＝dx1，否則，G＝G_y、J＝dy1。對于圓弧，可用10、40、50、51組碼提取圓心、半徑、起始角度、終止角度。圓弧的問題之一是對投影長度J的計(jì)算，如圖3所示。
　　圓弧的J計(jì)算分成3種情況(圖3)，對于①J＝｜Q_x－Zh_x｜或J＝｜Q_y－Zh_y｜(Q：起點(diǎn)，Zh：終點(diǎn))。對于②將原點(diǎn)移到Q點(diǎn)，此時(shí)J＝｜Q_x＋Zh_x｜或J＝｜Q_y＋Zh_y｜。對于③將原點(diǎn)分別移到Q₁、Q₂來計(jì)算Q₁A’和Q₂B’：Q₁A’＝｜Q_x｜或｜Q_y｜、Q₂B’＝
｜Zh_x｜或｜Zh_y｜，則J＝Q₁A’＋Q₂B’＋D。

圖3　圓弧投影長度J計(jì)算(左為G＝G_x時(shí)，右為G＝G_y時(shí))

　　對于圓弧的加工方向問題(順、逆時(shí)針)，由于Auot CAD圓弧的組碼數(shù)據(jù)全按逆時(shí)針方向規(guī)定，因此本程序?qū)⒈Ａ羯弦粋€(gè)實(shí)體的終點(diǎn)坐標(biāo)，將其賦給變量ZhD，若下一個(gè)實(shí)體是圓弧，則將ZhD與圓弧的起點(diǎn)坐標(biāo)Q_x、y相比較，若相同說明該弧為逆時(shí)針，否則該弧為順時(shí)針，此時(shí)要將圓弧的起點(diǎn)和終點(diǎn)交換。程序框圖見圖4。

3　結(jié)論

　　實(shí)踐證明采用本文介紹的方法編制3B加工代碼時(shí)，操作簡便迅速、計(jì)算精確、直觀可靠、效果顯著，對數(shù)控編程員的要求有所下降，減輕了勞動(dòng)的難度，達(dá)到了3B加工代碼的圖形化自動(dòng)編程的目的。