一、零件輪廓坐標信息的獲取

　　從圖形中獲得信息，首先要把零件按實際尺寸準確進行繪制，并使圖形坐標和機床加工坐標一致。為了選取方便，通常要把零件輪廓線組合成一整體，對于封閉輪廓，可用Bloly命令使之形成一條多義線(Polyline)，對于非封閉輪廓，可以用Pedit的子命令Join使之形成多義線。多義線是AutoCAD中的特殊圖形實體，它由一系列首尾相連的直線和圓弧組成，在圖形數據庫中以頂點(即相連點)子實體的形式保存信息，與位置、形狀有關的信息主要有兩個：一是頂點坐標數值，保存在10組碼中;二是頂點凸度(Bulge)，保存在42組碼中。

　　AutoCAD中約定：凸度為0是直線頂點，它與下一個頂點連接為一直線;凸度不為0是圓弧頂點，它與下一個頂點連接為一圓弧;凸度值為負表示順時針圓弧，凸度值為正表示逆時針圓弧;凸度絕對值小于1表示圓弧包角小于180°，凸度絕對值大于1表示圓弧包角大于180°。凸度與圓弧包角的關系是：圓弧包角=4×arctan|凸度值|。

　　多義線的直線頂點和圓弧頂點都只保存了直線和圓弧的起點標志，終點坐標則都保存在下一個頂點中。

　　Autolisp語言提供了讀取頂點實體組碼數據的函數，因此，可以很方便地知道多義線各頂點的坐標值和凸度值，再通過坐標系轉換和計算，就得到了零件輪廓線上直線段的起點、終點坐標和圓弧段的起點、終點、半徑、圓心等幾何信息。

　　二、與刀具運動軌跡有關的因素

圖1 刀具運動與零件表面和加工方法的關系

　　刀具運動軌跡不僅與零件輪廓形狀有關，還與該輪廓是零件的內表面還是外表面、加工方式是順銑還是逆銑、銑刀半徑、公差尺寸、加工變形等諸因素有關。

　　加工零件內表面：順銑時，刀具按逆時針方向運動(主軸正轉，下同)(見圖1a)，逆銑時，則刀具按順時針方向運動(見圖1b)。

　　加工零件外表面：正好相反，順銑時，刀具順時針運動(見圖1c)，逆銑時，則刀具逆時針運動(見圖1d)

　　刀具中心與零件輪廓線的距離除了銑刀半徑外，還要考慮尺寸公差和加工時“讓刀”變形的情況，若按名義尺寸進行加工，一般內表面尺寸偏小，外表面尺寸偏大，因此，必須設置一個調整變量，用于對名義尺寸進行調整。

　　此外，對非平滑過渡的連接處，要考慮圓弧過渡方式(也可用其它過渡方式)。

　　三、刀具中心軌跡的計算

　　計算刀具中心軌跡是按刀具運動方向，依次取出多義線頂點實體的數據進行計算和轉換。首先根據凸度值判斷頂點的性質，由此確定對象是直線還是圓弧。如果是直線頂點，則先取得該頂點和下一個頂點的坐標值，再根據加工方式，用Polar函數分別把直線的兩個端點沿起點到終點方向加90°(順銑)或減90°(逆銑)后，移動刀具半徑和調整變量之差的距離，得到刀具中心的起點和終點坐標。

　　如果是圓弧頂點，則先取得該頂點的坐標值和凸度值以及下一個頂點的坐標值，計算出圓心和半徑，再把兩端點沿圓心方向(凹弧)或與圓心相反方向(凸弧)移動刀具半徑和調整變量之差的距離。

　　一段直線或一段圓弧是上述算法，當它們組合在一起時，情況要復雜一些，主要是判斷它們在連接處是否需要過渡圓弧以及是否重復計算。一般來講，兩直線銜接，要有過渡圓弧;直線和圓弧或兩圓弧銜接，相切時不需要過渡圓弧，且相切處只需計算一點，不相切時需要過渡圓弧。

　　特殊情況下，圓弧半徑與刀具半徑相等的凹圓弧，后接相切直線或圓弧，均可不需計算。

　　值得注意的是，上述計算的前提是多義線的頂點排列順序與刀具運動方向是一致的。而用Bpoly命令形成的多義線的頂點在圖形數據庫中總是按逆時針方向排列保存的，且排列的起點與生成多義線時的選擇點有關，因此，在計算前必須先確定刀具運動方向。當刀具是順時針運動時，則需要顛倒頂點原來的排列順序，且要改變頂點的性質，即直線頂點改為圓弧頂點，圓弧頂點改為直線頂點。#p#分頁標題#e#

　　四、操作對話框設計

圖2 參數輸入對話框

　　為了使用操作方便，要用DCL語言設計一個操作對話框，如圖2所示。在這個對話框中，通過按下選擇輪廓按鈕(在圖形上選取加工輪廓線，并獲得坐標信息)、選擇零件表面和加工方式(以確定刀具的運動方向)、輸入調整參數和刀具號(確定刀具中心和輪廓線的偏移量)等操作后，就可用模擬顯示按鈕，在AutoCAD圖形編輯器中直接進行刀具運動的二維仿真模擬顯示;觀察滿意后，再分別輸入切削深度、每次進刀量、切削速度、進刀速度、精銑速度、主軸轉速等編程加工參數，按下確認按鈕，即可將完整的數控加工程序輸出到指定的文本文件中。

　　五、結束語

　　用這種方法進行數控編程，只要原圖正確，都能保證編程一次成功，且編程人員所要做的工作就是選擇加工對象并輸入加工參數。既能減輕勞動強度，縮短編程時間，又可減少差錯，使編程工作簡便，效率提高。