原标题：钣金件的编程展开及切割系统

【摘要】大量焊接工业品和日常生活用品都是由金属板材制成的，正确地展开放样是制作这些产品的重要工序。也往往决定了产品的最终质量。利用AutoCAD2007作为开发平台。对焊接钣金件进行编程展开，同时通过把展开曲线转换为DXF文件格式。输送到CAM软件中驱动数控设备能够实现钣金的自动切割。该方法容易实现、成本低、同时操作简单，很大程度的提高了钣金下料的速度、精度和可靠性，从而提高了加工生产效率和质量。

1引言

大量焊接工业品和日常生活用品都是由金属板材制成的，正确地展开放样是制作这些产品的重要工序，也往往决定了产品的最终质量。钣金件展开的传统作法是采用几何作图法，过程复杂、费时，且绘图的展开线精度低。钣金件的编程展开是利用电子计算机技术来实现钣金件的自动、准确、快速的展开。把钣金件展开线可以直接转换为DXF格式文件来驱动数控切割设备以便实珊陕速、准确自动切割下料。

2钣金展开方法简介

根据钣金件的展开特性，可将钣金件的表面分为两类。一类是可展开面，其构件表面相邻的两条素线是平行或相交的，可以直接展开成平面图形，如圆柱面，圆锥面、圆台面等；另一类是不可展开面，其构件母线是曲线或相邻两素线是交叉的，不能直接展开成平面图形，如球面，天圆地方体(圆管与矩形管的中间过渡连接件)、各类偏心管件表面等。不同种类的表面有不同的展开方法。

对于可展开面，其展开方法比较简单。圆柱面的展开图是一个矩形，也可能是三条互相垂直的直线和一条曲线组成的图形或两条平行线和两条曲线组成的图形。对后两类可将其近似分割为直角梯形来展开；圆锥面的展开图是—个扇形；圆台的展开图形是圆环的一部分。

对于不可展开面，一般采用近似方法，如采用三角形法来近似展开。三角形法就是将构件表面分割成一组或多组三角形来近似表达各种曲面图形。总之，钣金件的展开形式主要有三种：直角梯形倒潍形)，圆形(或扇形)，三角形。任何钣金件的展开都可以通过这三种形式展开成平面图形。

目前钣金展开常用的方法总结起来大致有作图法、计算法、系数法、程序法、计算机辅助绘图法等5种，前面三种是传统方法，本文不再赘述。程序法是在DOS系统下的—个好方法，即快速正确，同时又有较高的精度，但是已经不适应当今计算机飞速发展的形势。计算机辅助绘图法是—个很好的方法，AutoCAD就是实现这种方法的—个杰出软件平台，目前Auto-CAD已经在各个部门或领域中获得广泛地应用，因此利用Au-toCAD软件作为平台来编程实现钣金件的展开是很有意义的。

3数学建模

在钣金件编程展开前，必须建立相应展开件的数学模型，对构件的展开是按照中性面的尺寸进行展开以建立简化的数学模型，然后编程实现钣金件的展开。展开的步骤一般按照图1来进行。

图1饭金展开数学模型建立流程图

由于钣金件类型繁多，本文只能以管管相贯的钣金展开切割来说明。工程中经常遇到求两个大小不同及两轴线位置变化的两圆柱相贯线及表面展开的问题。两圆柱相贯的形式虽然各种各样，但变化的规律是两圆柱体的大小和它们轴线相对位置的改变。以轴线相对位置为例。一般有轴线正交、斜交和轴线垂直交叉和倾斜交叉几种情况。两管相贯中，马鞍口：即与任意一个主管相贯支管的切割(相贯线呈马鞍形)，主管穿透，这是应用最多的一种情况。现选取了两圆柱偏心斜交的情况来建模展开。

图2圆柱与圆柱相贯

4编程展开

软件的主要功能是在AutoCAD2007软件平台上进行二次开发来实现典型钣金件的展开。利用表处理语言Visual LISP对所建立的数学模型进行编程实现，操作界面采用DCL语言来编制对话框，这样界面比较简洁、也比较符合用户的使用习惯。

图3软件操作框架图

用户在使用本典型钣金展开CAD系统可以如图3所示选择下拉菜单或工具按钮，工具按钮或菜单调用相关的用户命令。在图中右边用虚线框起来的部分是系统的程序调用，其中用户命令用Visual LISP语言来定义；为了使用户与系统间有比较好的交互，参数的输入利用对话框来实现。对话框用DCL语言编写，同时在对话框中显示相应钣金件的幻灯片以使之更加直观易懂。

钣金件的展开曲线精度由n(控制点数)来确定，n值决定了展开曲线的步长，也决定了该曲线的节点数及相应位置。虽然不同的钣金件展开时的参数都不尽相同，但是该曲线的程序生成流程都是一样的，如图4、图5所示。

图4展开曲线子程序流程图图5饭金展开件程序流程图

从用户观点来看，窗口操作环境是目前最流行的一种人机交互界面。它能控制光栅扫描型显示器和以鼠标器为代表的输入设备，向用户提供了图文并茂的可视化环境，使操作更为直观、自然、简便和快速。

AuttoCADRl2以上版本提供了一种对话框语言DCL(Dialog control Language)语言，允许用户设计并实现自己的对话框。因此，可以使用对话框语言编程来对图标菜单中图形进行放大，并提供下拉菜单中所不能提供的文字信息。对话框由若干控件组成，可以是按钮、编译框等。这些基本类型的控件是由AutoCAD2007的可编译对话框功能预先定义的。

在DCL对话框中为了显示图形，采用了Image图像控件，但该控件并不能直接显示AutoCAD所生成的各种位图和图形文件。因此采用了幻灯片文件(*.sld)这一形式。幻灯片文件是AutoCAD生成的独立于图形文件的目标文件，它不能象其它的图形文件那样可进行编辑修改，而只是用于显示图形，可作为菜单和图像控件的显示图像。为此，在AutoCAD中绘制了各种钣金件样式，在当前视窗中打开图形文件，并将图形移到屏幕中央，然后在命令行键入Mslide命令并在“Create slide file”对话框中键入幻灯片名按下键则将当前图形名作缺省幻灯片名接受)。为了创建幻灯片库，可将所有幻灯片文件保存到统一的文件夹中。并用Visual LISP语言所提供的slide_image函数在图像控件中给以显示。

对话框的加载是用load_dialog函数来完成的，若加载成功则返回一个大于零的整数，否则显示加载失败的信息。当卸载对话框时采用unload_dialog函数，该函数的参数为load_dialog函数的返回值。

在AutoCAD2007的二次开发过程中，存放*．sld文件、文件、*.DCL文件、*.lsp文件的文件夹，应将其存放路径加入到Auto-CAD的SupportFileSearchPath中，方能实现上述过程。否则，AutoCAD将无法搜索到要加载的文件。或者将所有文件存放到AutoCAD的support目录下，也能起到同样的效果。开发后的菜单命令可以象AutoCAD的内部命令一样被调用和修改。

由于DCL编辑的对话框文件可以由Visual LISP程序直接调用，但是Visual LISP程序编辑的展开命令必须在启动AutoCAD2007后重新装载才能够在菜单或工具按钮中执行。为了使用户在使用过程中不需要或尽量少的执行“appload”命令，可以有以下三种解决方法：第一种方法是在Visual LISP编辑器中生成*．vlx的应用程序，该程序可以把所有的展开程序和相应的DCL语言程序集中为一个文件，这样在启动该系统后只要加载该编译文件即可。第二种方法是把所有用VisualLISP编写的程序内容放到文件aead2007doe．1sp中，该文件在启动时能够自动加载，用户只要直接调用就可以。最后一种方法是在菜单或工具按钮的宏命令中加载命令(如：ID_相贯钣金件[管管相贯(＆t)]C‘C(appload“f”))。

菜单是一种最受用户欢迎的界面形式，AutoCAD提供了按钮菜单、下拉菜单、快捷菜单等多种形式。所有这些都是以菜单文件来进行组织的。

由于AutoCAD具有开放性，因此可以将用户的菜单项加入到系统缺省的菜单文件ACAD．MNS中，也可以在菜单文件ACAD．MNU中做修改，或是用户自己开发菜单文件。在加载这个MNS或MNU文件时，系统自动对它进行编译并生成MNS床单源文件)和MNR(菜单资源文件)文件，以供系统操作使用。

5切割下料

由于AutoCAD软件没有CAM功能，必须将生成的图转换为*．dxf文件格式。接下来是使用MasterCAM9.0软件完成数控代码生成。具体步骤如下：

(1)File-Converters——dxf读取图形文件；

(2)选择加工方法Toolpath——contour；

(3)选择加工轮廓；

(4)输入刀具和外形切削参数(如选择刀具直径、主轴转速、切削深度等加工参数)；

(5)显示刀具路径Toolpath——operations——verify；

(6)NC-Utils-Backplot刀具路径模拟以检查刀具和切削参数是否合理；

(7)NC-Utils-Post Proc Run刀具路径经后置处理生成可加工零件的数控代码或进行加工仿真。

加工仿真可以利用计算机手段对我们设置的加工方法和参数进行验证，而加工代码可以直接与数控设备连接来进行自动切割下料。

6总结

钣金件的编程展开CAD系统实现了钣金件的自动展开，同时通过把展开曲线转换为DXF文件格式，输送到CAM软件中驱动数控设备能够实现钣金的自动切割。该方法容易实现、成本低、同时操作简单。展开后能够实现快速、高效的下料切割，具有较强的实用性和先进性。钣金件展开CAD系统通过现场测试和使用，很大程度的提高了钣金下料的速度、精度和可靠性，从而提高了加工生产效率和质量。本文章来自御云钣金软件，更多详细信息请点击：www.bjmes.cn返回搜狐，查看更多

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