D0:男装第3期100103x.2001.03.059北京科技大学学报 VoL,23 No.3 2001年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing June 2001 Vindows环境下数控旋压机床图形编程系统 阁 群) 孙昌国) 林文兴1) 余达太1) 马振平2) 李 宇2) 1)北京科技大学机器人研究所，北京1000832)信息产业部第十二研究所，北京，100016 摘要详细介绍了一种Windows环境下，采用Visual C+高级语言开发的数控旋压机床图形 编程系统.该系统在工业个人计算机上使用，具有良好的图形用户界面，可在屏幕上方便地绘 制普通旋压各种零件芯模、道次曲线，并生成相应零件的加工数据文件. 关健调Windows;数控旋压机床；图形编程 分类号TH422.3;TP417.4;TP273 针对当前国际上数控机床自动编程系统的 道次规划部分根据输人的图形、毛坯参数和加 发展，图形编程被认为是自动编程系统的发展 工信息生成加工文件.同时，整个系统又是一个 方向.本文对图形编程系统、旋压道次生成与规 相互联系、相互制约的集成性整体，道次规划部 划方法进行了深入细致的研究，并在Windows 分要以芯模文件和旋轮文件为依据进行人机交 环境下，采用Visual C+高级语言，开发了运行 互芯模选择和旋轮选择.系统总体结构及各部 于工业个人计算机(Industrial Personal Com- 分之间的关系如图1所示. puter,IPC)的数控旋压机床图形编程系统. 道次规划子系统 1系统总体结构 旋轮库管理 普通旋压的加工过程多以圆板毛坯夹持在 旋 毛坯 加 旋转主轴的芯模端，靠旋轮按照规划好的进给 运动轨迹对毛坯连续逐点压下，以改变毛坯的 芯模规划子系统 轮 参数 文 形状，完成塑性成型变形可见，应用普通旋 道次规划 压加工一个零件往往不是一次成形，而是需要 有多个中间道次（旋轮进给运动轨迹）的过渡， 图1图形编程系统总体结构及各部分间的关系 否则可能会引起工件的断裂、起皱等问题.对于 Fig.1 General structure of graphic programming system and their relationship 一个加工零件，如何方便地规划合理的中间道 次曲线是数控旋压机床研究的一个重要课题. 2 芯模规划子系统 考虑用户对旋压产品精度的特殊要求，以 及普通旋压加工过程的特殊性，本着面向生产 设计芯模规划子系统主要是为了解决普通 旋压的精度问题1对于精度要求不高的旋压 和面向用户的设计原则，本数控旋压机床的图 工件，可以不设计芯模，直接进入道次规划子系 形编程系统分芯模规划和道次规划两个子系 统进行道次规划.在普通旋压加工中，加工零件 统，其中道次规划子系统包括道次规划、旋轮库 管理两部分.两个子系统分别完成系统的一部 主要有圆简、圆锥台、圆曲线台、椭圆台、抛物线 台、任意曲线台等形状以及它们的组合.根据这 分功能，相对独立.芯模规划子系统根据输人的 一特点，设计时采用面向对象的编程方法，把系 图形生成芯模文件，而旋轮库管理部分主要进 行旋轮库的管理，根据旋轮参数生成旋轮文件； 统分成圆锥台、圆曲线台、椭圆台、抛物线台、任 意曲线台等主要对象，实现系统设计的高度结 收稿日期2000-12-20阁群女，30岁，硕士 构化.芯模规划子系统提供图形编程和手工编 *国家自然科学基金资助课题QN0.59575074) 程两种手段，手工编程只需调用Windows中已第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 愁 】 加 加 丫 环境下数控旋压机床图形编程 系统 阎 群 ’ 孙 昌国 ‘ ， 林文兴 ‘ ， 余达太 ” 马振平 ” 李 宇” 北京科技大学机器人研究所 ，北京 脂息产业部第十二研究所 ， 北京 ， 摘 要 详细介绍 了一种 环境下 ， 采用 叭 杆高级语言开发的数控旋压机床图形 编程系统 该系统在工业个人计算机上使用 ， 具有 良好的图形用户界面 可在屏幕上方便地绘 制普通旋压各种零件芯模 、 道次曲线 ， 并生成相应零件的加工数据文件 关健词 助 数控旋压机床 图形编程 分类号 开 仰 · 针对当前 国际上数控机床 自动编程系统的 发展 ， 图形编程被认为是 自动编程系统 的发展 方 向 本文对图形编程系统 、 旋压遣次生成与规 划方法进行 了深人细致的研究 ， 并在 环境下 ， 采用 矶 料高级语言 ， 开发 了运行 于 工 业 个 人 计 算 机 玩面 州 ， 的数控旋压机床图形 编程系统 道次规划部分根据输人的图形 、 毛坯参数和 加 工信息生成加工文件 同时 ， 整个系统又是一个 相互联系 、 相互制约的集成性整体 ， 道次规划部 分要 以芯模文件和旋轮文件为依据进行人机交 互芯模选择和旋轮选择 系统总体结构及各部 分之间的关系如 图 所示 系统总体结构 普通旋压 的加工过程多以 圆板毛坯夹持在 旋转主轴 的芯模端 ， 靠旋轮按照规划好的进给 运动轨迹对毛坯连续逐点压下 ， 以 改变毛坯 的 形状 ， 完成塑性成型 变形 【， 可见 ， 应用普通旋 压加工一个零件往往不是一次成形 ， 而是需要 有多个 中间道次 旋轮进给运 动轨迹 的过渡 ， 否则可能会引起工件的断裂 、 起皱等问题 对于 一个加工零件 ， 如何方便地规划合理 的 中间道 次 曲线是数控旋压机床研究 的一个重要课题 考虑用 户对旋压产 品精度 的特殊要求 ， 以 及普通旋压加工过程 的特殊性 ， 本着面 向生产 和 面 向用户 的设计原则 ， 本数控旋压机床的图 形 编程 系统分芯模 规划 和 道 次规划两个 子 系 统 ， 其中道次规划子系统包括道次规划 、 旋轮库 管理两部分 两个子系统分别完成系统的一部 分功能 ， 相对独立 芯模规划子系统根据输人的 图形生成芯模文件 ， 而旋轮库管理部分主要进 行旋轮库的管理 ， 根据旋轮参数生成旋轮文件 厂一一一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 道规 划子系统 补 图 图形编程 该 系统总体结构及各 汁 部分间的关 系 哈 仲 肠 收稿 日期 加 卜 阎群 女 ， 岁 ， 硕士 国家 自然科学基金资助课题困。 芯模规划子系统 设计芯模规划子系统主要是为 了解决普通 旋压 的精度 问题 ‘坟 对于精度要求不高的旋压 工件 ， 可 以不设计芯模 ， 直接进人道次规划子系 统进行道次规划 在普通旋压加工 中 ， 加工零件 主要有 圆筒 、 圆锥台 、 圆曲线 台 、 椭 圆台 、 抛物线 台 、 任意曲线 台等形状以及它们 的组合 根据这 一特点 ， 设计时采用面 向对象的编程方法 ， 把系 统分成圆锥台 、 圆曲线台 、 椭 圆台 、 抛物线台 、 任 意 曲线 台等主要对象 ， 实现系统设计的高度结 构化 芯模规划子系统提供图形编程和手工编 程两种手段 ， 手工编程只需调用 协 中已 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2001．03．050