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在ＡｕｔｏＣＡＤ中绘制加工图形,通过较少的人工交互,由ＡＲＸ程序读取其几何信息,根据试验确定的工件角度与模具转角之间的对应关系,利用插值法求出编程角度进行角度补偿,按照数控弯刀机加工工艺进行处理后,自动生成ＮＣ代码加工程序。
一、弯刀机工作机理
模切刀是高23 8ｍｍ、厚0 71ｍｍ的条状单刃刀片,常见规格为长1ｍ的直刀或100ｍ的盘刀,其平面图形等同于展开的加工件图形边界。数控弯刀机主要由数控系统、进给机构、旋转机构和弯刀嘴组成。弯刀嘴分为固定模和转动模。在模切刀加工过程中(如图1所示),进给机构将刀片送进弯刀嘴固定模,固定模紧紧握住刀片,旋转机构驱动转动模将刀片精确地折弯,这样反复工作,完成预定形状。模切刀镶嵌在母板(木质或塑质、金属等)上,即为模切板(如图2所示)。将模切板安装在专用设备上,可以实现大开张的包装印刷材料一次冲切成形。
二、模切刀折角
折角是模切刀折弯加工过程中的主要参数。转动模旋转的角度(以下称模具转角)与模切刀折角(以下称工件角度)不是线性关系,由于模切刀材料具有一定的弹性变形,数控编程角度(模具转角)与工件角度之间是不相等的,需要进行角度补偿。在编程之前,需要根据不同的模切刀材料做相应的试验,得出工件角度与模具转角之间的对应关系表1是试验得出的一组数据。在实际计算时,根据工件角度变化范围和试验确定的工件角度与模具转角之间的对应关系,利用插值法求出数控编程角。
三、系统软件设计
基于ＡｕｔｏＣＡＤ平台,系统设计的基本思路是:1)在ＡｕｔｏＣＡＤ中绘图,编辑成多义线。2)图形信息提取。3)求出端点总数,开始循环计算。4)求实体起点、终点、凸起,根据直线与圆弧、直线与直线、圆弧与圆弧、圆弧与直线的关系求出转角。5)根据圆弧、直线参数的不同进行加工角度补偿。6)代码转换。7)程序输出。系统框图如图3所示。
在ＡｕｔｏＣＡＤ环境中,与图形相关的几何信息包含在实体段中,实体段由若干个组构成,组包含组代码(实体类型)和组值(实体的大小、长度等)。为了保证图形准确,避免实体出现间隙或连接错位、顺序颠倒等现象,在ＡｕｔｏＣＡＤ中绘制图形后,使用ＰＥ命令将图形变成一条多义线(ＰＯＬＹＬＩＮＥ)。ＡｕｔｏＣＡＤＲ14以上版本的多义线实体信息如下:组码(0 “ＬＷＰＯＬＹＬＩＮＥ”)为多义线标识;组码(10160 159100 406)为端点坐标;组码(42 0 414214)为凸度,如果凸度等于零,则为直线;如果凸度大于零,则为圆弧。图4所示圆弧中,圆心角α、半径Ｒ、凸度μ之间的换算关系如式(1):
由于Ｐ1、Ｐ2、Ｐ点的坐标已知,起始角α1、终止角α2可由式(2)求出。