基于DXF軸類零件特征的NC車削自動編程圖形輸入系統的研究

劉 昕

(青海民族大學計算機學院，青海 西寧 810007)

基于DXF軸類零件特征的NC車削自動編程圖形輸入系統的研究

劉 昕

(青海民族大學計算機學院，青海 西寧 810007)

在計算機輔助NC車削自動編程系統中，既快速又準確輸入零件圖形信息，是實現數控編程自動化的首要環節?；贒XF軸類零件圖形的特征信息，通過深入分析DXF文件結構，構造基于軸類零件的數據結構(包含幾何信息和工藝信息)，采用圖素求交算法提取與輸入各圖素的特征信息，客戶可在屏幕上點選特征圖素并輸入對應的工藝信息，然后利用動態綁定技術將處理后的數據儲存到數據庫中。不同的特征圖素將產生不同類型的表，可通過打開數據庫的方式輸入零件圖形，最終輸出系統所需的數據結構。結果表明：開發的程序系統可以快速準確地輸入DXF軸類零件圖形，生成的數據結構滿足刀位點計算要求，能夠為虛擬NC加工仿真提供技術支持。

NC車削；DXF；軸類零件；數據結構；圖素求交；數據庫

隨著國家“智能制造 2025”計劃的推出，排頭兵數控加工系統正全力向自動化、智能化、集成化方向發展，各類先進數控設備和加工方法也相繼問世，數控加工在機械制造行業中的地位日益重要，應用范圍也越來越廣[1]，具有先進性和高效性的數控加工方法取代了傳統冗長繁雜、效率低下的手工編程方式[2]。而向智能化數控加工與制造的轉變進程中，如何有效的表達、快速高效地輸入零件信息，以實現數控編程的高效自動化，已成為實際生產中亟待解決，而又一直備受重視的熱點課題[3]。

在機械零件的實際加工中，軸類零件一直是車削和鏜削常用的加工件，計算機輔助車削、鏜削加工系統的主要工作也都是圍繞軸類零件進行的。通常，加工系統中所用的文件圖形是依據自定義的專有格式完成數據存儲的，整個存儲過程并沒有一個通用的數據格式規范。各個軟件自定義數據結構和文件的儲存格式，如UG的PRT格式、CATIA的CGR、IGES和STP格式、Pro/E的PRT格式等。雖然這些文件之間可以通過IGES和STP格式進行數據的相互轉換，以便數據讀取與圖形顯示，但總是在數據導出過程中出現數據量過載或者圖素信息大量丟失等問題[4]。相比之下，DXF文件中存儲著二維圖形的全部特征信息，數據結構更規范，數據讀取更容易，是實現NC自動編程的一種較好的原始數據文件。利用DXF文件的存儲信息生成數控加工所需的加工程序，能夠大大減少數控編程人員從CAD到CAM間繁重的編程工作，提高設計與生產效率，增加產值。

另外，常規的軸類零件是模型對稱件，故沿其中心線對稱剖面的特征都是相同的，并且剖面上的坐標也是相對中心線對稱的?；诖?，本系統可將軸類零件視圖簡化為軸類件的1/2中心線剖面形式，且通過該簡化剖面即可換算出原始軸類零件的全部信息。簡化后的零件具備以下特點：①零件圖是由外輪廓線組成，是一個封閉的單連域；②零件圖是一個二維截面圖；③幾何圖形均由直線、弧線組成，且每個圖素具有特定的工藝特征。本研究就是基于 DXF軸類零件的實體面拓撲特征信息，通過編程最終生成系統統一的文本格式文件，從而實現軸類零件圖形的自動編程。簡化后的 1/2中心線剖面零件示意圖如圖1所示。

圖1 簡化后的1/2剖面零件示意圖(0~9為封閉的單連域外輪廓線)

1 系統方案設計

1.1 系統總框架

依據軸類零件圖形的特點，通過VC++的動態數組類(CObArray)存儲數據，根據軸類零件圖形中的實體線型之間的拓撲關系獲得零件的輪廓，根據尺寸標注和文本標注與零件輪廓線的拓撲關系獲得實體面的工藝信息和總體信息。系統總框架如圖2所示。

圖2 系統總框架

1.2 系統數據結構

1.2.1 DXF原始數據結構

在存儲DXF圖元信息時，對每一類圖元建立一個類結構體，并存儲為一個動態數組。這樣雖然能夠節省一定的內存空間，但后續的數據處理就變得十分復雜。通過分析DXF文件的數據結構可知，DXF文件存儲的每個圖元信息都有一些相同的內容，可對所有的圖元使用統一的類結構體，存儲為一個動態數組。這樣在數據處理上也會很方便地進

行遍歷搜索，減小數據處理的復雜度，提高程序的可讀性。

DXF文件包含5段內容信息，分別為標題段、表段、塊段、實體段和結束段。這 5段內容分別對應存放標題變量、表信息、塊定義實體信息和實體段幾何及非幾何信息和結束標示[5]。本質上，DXF文件由眾多“組碼”和“組值”構成的“數據對”組成。這里的“數據對”就是通常所說的“組”。每組占兩行，組代碼在前，作為引行，表示數據類型的名稱；組值在后，作為實際內容行，代表著具體的數據信息。兩者結合才能完整的表達一個數據的全部信息。

從DXF文件中讀取直線信息中的起點、終點是按照繪圖時的順序定義的，而本系統是根據圖元之間的拓撲關系重新定義直線的起點與終點。如直線起點坐標為(StartX, StartY)，終點坐標則為(EndX, EndY)，則起點在終點的左方；如起點的StartX與終點的EndX相等，則起點在終點的下方；DXF文件中并沒有圓弧的起點、終點坐標值，需要通過讀取圓弧的函數計算獲得圓弧的起點、終點坐標，其與直線的定義相同。對于樣條曲線的處理，可將樣條曲線中的第一個控制點與最后一個控制點定義為起點或終點，定義方法與直線類似。

1.2.2 零件全輪廓動態數組

全輪廓是一個封閉的單連域，是零件的二維剖面圖。幾何上其是由直線、圓弧、樣條線組成的，且每一個實體線具有特定的工藝特性。系統用一個新類CDxfDimLine存儲構成零件全輪廓的實體線。在該新類中，StartX、StartY、EndX、EndY保留用CAD中的絕對坐標系來表示實體線的起點和終點，以便獲得實體線之間的拓撲關系。其余的成員均以新的相對坐標系表示。新的相對坐標系定義為以DxfOutArray中的第一條實體線的起點坐標(StartX、StartY)作為原點，X的正方向與CAD絕對坐標系中的X正方向相同，Y的正方向與CAD絕對坐標系中的Y正方向相反。此坐標即本系統生成的統一的文件格式中數據的坐標系。在后述的相對坐標沒有特殊說明，默認為此相對坐標系統。

全輪廓動態數組定義為 DxfOutArray，其中的最后一數組成員(實體線)遵循回零原則，即：這一實體線的終點必需在相對坐標的 X軸(無內孔或盲孔時)或Y軸上(有內孔或盲孔時)。DxfOutArray數組 是 由 ProcessArray、 InProcessArrayRight、InProcessArray 3個數組根據軸類零件輪廓的拓撲關系從 ProcessArray的第一個成員開始到InProcessArray的第一個成員組成一封閉的單連域，也就是軸類零件的全輪廓，如圖3全輪廓動態數組成員關系所示。

圖3 全輪廓動態數組成員關系(1~10為封閉的單連域外輪廓線)

1.2.3 統一的文本格式結構[6]

文本格式的數據文件，是最終提供給下一模塊使用的數據文件。這種格式的數據文件是根據系統統一的數據結構建立的，包含全部的拓撲信息和幾何信息。此文本格式數據文件分為零件圖點數表、零件幾何關系數表、各幾何數據表。

(1) 零件圖點數表：ppon(nr,2)

說明：①表中每一個點(Z, X)對應某個圖素的終止點，其面號就是 rela()中這個圖素的指針。②點數從 1~nr(共有 nr個點)按零件圖從左逆時針依次排列。

(2) 零件幾何關系數表：rela[np,1]

說明：①屬性碼：代表圖素的特征，其中，1

為外腔圓柱面；2為外端面；3為外錐面；4為外螺紋面；5為外圓弧面；6為外空刀槽；7為內腔圓柱面；8為內端面；9為內錐面；10為內螺紋面；11為內圓弧面；12為內空刀槽。②指針：該圖素對應幾何數據的指針。③rela()的行號1~np代表每個圖素的編號。④外、內指將零件圖從左到右看作兩個部分，外形即外腔，內形即內腔。

(3) 各幾何數據表

①外腔圓柱面：OCYLG[,3]

說明：特征值1為外圓柱面；2為內圓柱面。

②外腔端面：OEDFG[,3]

說明：特征值1為左端面；2為右端面。

③外腔錐面：OCONG[,5]

說明：特征值1為外腔外錐面；2為外腔內錐面，錐角用弧度度量。

④外腔螺紋面：OTHRG[,4]

說明：特征值1為普通螺紋；2為細牙螺紋。

⑤外腔圓弧面：OCURG[,7]

說明：旋向1為順旋；2為逆旋。

同理易得：內腔圓柱面：ICYLG[,3]、內腔端面：IEDEG[,3]、內腔錐面：ICONG[,5]、內腔螺紋：ITHRG[,4]以及內腔圓弧面：ICURG[,7]數表結構與相應的外腔圖素大體相同。

(4) 數據在輸出的文本格式文件中的存放順序如圖4所示。

圖4 數據在文本文件中的存放順序

說明：與之相對應的內腔面存放順序與圖4結構相同。這樣，刀位點計算或后置處理時只要按上面的數據結構讀取數據即可全部取出輸入模塊的全部信息。

2 數據處理

2.1 繪圖輸入模塊的結構

為減少用戶輸入量，本系統采用圖素掃描的方式進行繪圖，即從零點開始按順序繪圖，前一圖素的最終輸入結果是由后一圖素與前一圖素的求交所得。采用這種方式可減少輸入量，大約是傳統輸入方式的 60%左右。另外，輸入模塊主要完成本系統自己的CAD功能，實現從零件圖到系統數據結構的轉換，完成一般CAD系統所具有的常見功能，包括一般圖素的輸入、圖素的顯示、圖素的放大與縮小變換等。繪圖輸入模塊的總體結構如圖5所示。

圖5 繪圖輸入模塊的總體結構

2.2 樣條曲線的輸入

樣條曲線實際是以列表坐標的形式給出的列表曲線。通常，列表曲線可以用圓弧、直線和樣條曲線來擬合，這與文獻[7]所采用的曲線擬合處理的思路有異曲同工之妙。由于樣條曲線具有較好的幾何性質，而其三次 B樣條性質最好，既繼承了貝塞爾曲線的直觀性等優良屬性，又克服了該方法的不足之處，還與特征多邊形相接近，十分便于局部修改。近年來，國內許多專家學者對B樣條曲線與曲面進行了深入的研究，且較集中于B樣條曲線的數學分析上，如文獻[8]從空間和平面兩方面分別研究了一類雙參對三次 B樣條狀態特征的影響與調控；文獻[9]對二次有理B樣條標準式進行了共軛段幾何分析等，上述研究為 B樣條在實際開發應用打下理論基礎。因此，本研究設計中采用B樣條曲線來擬合列表曲線。圖6表示系統樣條曲線的輸入。

圖6 系統樣條曲線的輸入

通過輸入樣條的型值點坐標和插補精度，系統將這些型值點擬和為曲線方程，并進行插值細分，用允許的直線段來代替樣條曲線，通過畫直線的方法來畫樣條曲線，實現過程如下：

(1) 反算三次B樣條曲線[9-10]。改成根據程序設計的要求，在已知型值點(列表點)的基礎上建立三次 B樣條曲線，使曲線通過各型值點坐標，因此要在已知型值點坐標的情況下反求出特征多邊形頂點坐標

Vi(Zi, Xi)(i=0,1,2,3,…, n+1)，共有N+2個頂點。由端點性質可得到下述線性方程組

在式(1)中，再補充兩個邊界條件，就可以得到唯一的解Vi。

補充邊界條件的方法有：夾持端點條件、自由端點條件和封閉端點條件。本程序值選擇比較典型而且應用最多的自由端點條件。自由端點條件即首末兩端為自由端，一般補充方程可取

用追趕法求解式(3)，即可得出控制多邊形的頂點坐標。

(2) 三次B樣條曲線的正算。在反算出三次B樣條曲線的特征多邊形頂點坐標后，就可以通過三次 B樣條曲線正算來畫出曲線，即把相應的特征多邊形頂點坐標代入三次 B樣條曲線的表達式中。當給定參數(0≤u≤1)在0到1之間變化時，計算出 Pi(u)值。然后將這些值連線就可以得到三次B樣條曲線。

(3) 樣條曲線的直線插補[11]。一般在擬合三次B樣條曲線時，都要對其進行二次逼近。因數控機床只能加工圓弧和直線，所以通常采取直線插補和圓弧插補的方法來擬合三次 B樣條曲線。本系統中采用直線插補的算法，實現過程如下：

直線插補計算示意圖如圖 7所示，已知P1(x1,y1,z1)，P2(x2,y2,z2)，P3(x3,y3,z3)，L為軌跡曲線上點到插補直線段之間的最大距離，即插補誤差。當分割點生成后，每兩個分割點之間的插補直線均要進行一次誤差計算，如果插補誤差 L小于給定的允許誤差，則能采用插補直線段來替代軌跡曲線；反之，則必須通過增加分割點的數量來減少誤差，直到滿足插補誤差要求[12]，最后提取滿足條件的直線段起始點坐標信息即可。

圖7 插補計算示意圖

L計算公式

其中，

計算L的程序語句為

2.3 圖素求交與信息完善

2.3.1 圖素求交[13-14]

圖素求交的子函數有 3個：直線與直線求交(CNCPRODoc:: zxqj( ))、直線與曲線求交(CNCPRODoc::zxqx( ))和 曲 線 與 曲 線 求 交(CNCPRODoc:: qqxj( ))。以直線與曲線的求交為例介紹如下，如圖8所示。

圖8 直線與曲線求交示意圖

設直線標準方程為aX+bZ+c=0；圓的標準方程為(X–ox)2+(Z–oz)2=R2

聯立上述兩個方程，求出有效交點坐標p(Z1，X1)和 p(Z2，X2)。實現直線與曲線的求交需要調用函數CNCPRODoc::zxqx()，此函數是用來確定直線與曲線的交點個數和每一個交點的坐標值，并且返回交點的個數。其程序代碼簡介如下：

{ int K;//交點個數

double x1,z1,x2,z2;//自定義坐標變量

……//計算過程略

zq1.x=x1;zq1.z=z1;//交點坐標值的獲得

通過對直線與曲線的求交可知：無論用戶以何種方式輸入圖素，只要將圖素的標準方程求出，通過求交子函數就可以求出交點坐標。

對于直線其標準方程為 AX+BZ+C=0，曲線的標準方程為(X–ox)2+(Z–oz)2=R2。對于不同的端面、柱面和錐面分別有相應的函數利用用戶輸入的值求出標準直線方程；對于曲面的輸入方式也有相應的函數將用戶輸入的值轉化為標準的曲線方程。

2.3.2 圖素信息的完善

當連續輸入的兩個圖素的交點確定以后，這個交點就是前一圖素的終點，這時前一圖素的所有信息都已求出，且可以寫入數據文件，從而完善了前一圖素的信息，數據文件中圖素信息這時就可以供后續部分使用了。

2.3.3 圖素信息的交換和圖形顯示

由于本系統輸入的圖素都是連續的，故前一圖素的終點必然是后一圖素的起點，所以，在生成前一圖素完整信息的同時，需要將前一圖素的終點賦給后一圖素的起點。這樣就使得相鄰的兩個圖素之間完成了數據交換。

用戶輸入的圖素都可以在顯示器上顯示出來，包括信息完整的圖素(以實線表示)和信息不完整的圖素(以虛線表示)。為了方便用戶檢查輸入的正確性，本系統支持狀態條的顯示，即在屏幕下方的狀態條上顯示出鼠標所指的屏幕坐標，可以大致檢驗輸入的正確性，可以將用戶輸入的數據及求交的結果通過鼠標單擊圖素的方式顯示出來，如圖9所示。

圖9 圖素輸入對話框

2.4 零件技術特征的結構及輸入方法

用戶在輸入完零件輪廓圖后，就可以輸入零件的技術特征信息。為了使各種形位公差數據結

構得到統一，本系統中定義了一個形位公差結構體和一個形位公差結構體對象。

用鼠標直接在屏幕上已繪出的圖素附近點選圖素進行輸入，客戶無須按照零件圖形的輸入順序來輸入尺寸公差和形位公差信息。如點選圓柱面外腔及內腔圓柱面，將彈出如圖10所示的對話框，提示用戶輸入圓柱面工藝信息對話框。如果用戶輸入錯誤，可再次點選圖素重新輸入，系統會自動覆蓋前次該圖素工藝信息的內容，可隨時對任意圖素的工藝信息進行修改?？蛻粼诖_認輸入尺寸公差或形位公差正確后，點選菜單中對應項或直接單擊右鍵，確認是否結束對零件圖形尺寸公差或形位公差的輸入。尺寸公差工藝信息以大寫字母“G”標志，形位公差工藝信息以大寫字母“X”開頭。

圖10 圓柱面工藝信息輸入對話框

說明：表面處理要在下拉列表框中進行選擇，包括：電鍍、電刷鍍、脈沖電鍍、塑料電鍍、化學鍍、化學轉化膜、熱噴涂等。圖11則為圓弧面形位公差輸入對話框。

圖11 圓弧面形位公差輸入對話框

2.5 系統的數據庫

本系統選擇數據庫用于零件圖形特征信息的存儲。在本數據庫中，數據不是為某個具體應用而準備的，而是從整個系統結構出發，來考察整個系統中的各種信息需求，統一地進行數據的組織、定義和存儲。數據庫中的數據可以隨時打開、讀取、存儲、修改，達到數據共享的目的。系統模塊與數據庫之間的關系結構如圖12所示。

圖12 系統模塊與數據庫的關系結構

2.6 本系統所用MFC中DAO類的說明

CDaoWorkspace類-DAO默認工作區。

CDaoDatabas類-顯式地創建了CDaoDatabase的對。

CDaoTableDef類-表示數據庫中的基本表或附加表的存儲定義。

CdaoRecordset類-是對DAO記錄集的封裝。

2.7 動態綁定

因為本系統在設計期無法預料其數據庫結構，表的類型和數目都是隨著零件圖的不同而不同，所以在系統中采用了動態綁定。動態綁定的步驟如下：

步驟1. 創建一個CdaoRecordSet對象；

步驟 2. 調用該對象的 Open函數以連接到指定的數據庫；

步驟3. 使用Move 函數在記錄集中滾動；

步驟4. 調用記錄集類的GetFieldValue成員函數以獲得當前記錄中的指定字段值，調用SetFieldValue函數設置指定字段的值，然后調用Update函數以提交修改。

動態綁定是一種非常靈活的方法，其不要求系統在設計時期就知道數據庫的綱要，因此能夠處理不同結構的數據庫。使用這種方法時，將不會用到DoFieldExchange機制。使用動態綁定可以

獲得比使用DFX機制的靜態綁定更好的性能。因為動態綁定可以使數據庫結構更清晰、分類更明確。所以在本系統的數據庫處理部分全部使用動態綁定技術。

2.8 本系統數據庫使用

在本系統中，各種圖素類型的表是隨著零件圖的不同而不同，即是動態創建的。例如：某一零件由端面、柱面、錐面、圓弧面和倒角組成，則在創建該零件的數據庫時，就會相應地產生端面表、柱面表、錐面表、圓弧面表和倒角表，各表中字段的類型、數目和信息均不相同。用戶可使用第三方軟件(如Microsoft Access)打開、瀏覽和修改數據庫中的數據，也可以使用本系統中的“顯示數據庫”菜單瀏覽數據庫中的數據。尺寸公差和形位公差信息與上述零件外形的創建過程相似。本系統零件的圖素表總體結構如圖13所示。

圖13 系統零件的圖素表總體結構

3 測試結果

首先在 AutoCAD環境下繪制一個軸類測試件，保存為DXF格式。運行開發程序，在文件操作中輸入上述保存的DXF軸類測試件，則出現NC車削圖形輸入系統的開發界面如圖14所示，圖中已讀入上述保存的DXF軸類測試件。

點選界面“數據操作”圖標，此時該界面會顯示該DXF軸類測試零件的1/2剖面圖，如圖15所示，這是由系統對讀取的零件信息進行數據處理得到輪廓及實體線信息和總體信息的結果，是本系統所需的數據結構。此時已經獲取了零件全部的幾何數據信息，但是這還不能滿足NC車削加工的需要，還需要輸入零件的工藝信息。

圖14 NC車削圖形輸入系統的開發界面

圖15 1/2DXF軸類測試件剖面

圖16為實際操作過程中，點選該零件實體的一個圓柱面并對其進行查詢和修改的工藝信息輸入圖。整個操作簡單方便，直接點選圖素便可查詢和修改相關工藝參數，運行穩定。選擇“顯示全局工藝信息”圖標，此時會出現如圖17所示的查詢與修改全局信息圖。最后可保存為標準的統一數據結構的文本文件，如圖18所示。

圖17 查詢與修改全局信息

圖18 保存生成統一數據結構的文本文件

經測試，所生產的數據結構滿足刀位點模塊計算的需要，所以本系統能正確、可靠地實現NC自動編程系統的圖形輸入。

4 結 論

通過對DXF軸類零件圖形進行讀取，獲取軸類零件的幾何特征信息和工藝信息，開發了NC車削自動編程圖形輸入系統，實現了零件圖輪廓信息和工藝信息的輸入，可根據零件輪廓的拓撲特征獲得零件輪廓，從而將零件的信息輸入到系統統一數據結構的文本文件中，使之轉化為NC自動編程系統所需的數據信息，也可將這些信息輸入到數據庫中進行統一的管理。結合測試結果，得出以下結論：

(1) 可快速準確讀入 DXF軸類零件圖形，并依據軸類零件模型對稱的特點，將軸類零件的視圖簡化為1/2中心線剖面形式；今后可在數據處理方面更精細化，采用更為先進的計算方法提取圖形數據，提高簡化圖形的圓滑度與精確度。

(2) 零件圖形數據信息的來源是零件設計圖，可通過輸入模塊將零件圖形按圖素分解成編程所需的圖形拓撲信息數據和幾何信息數據。

(3) 用戶可以方便地在屏幕上直接點選圖素，查詢、修改或重新輸入相關的工藝信息；今后開發更完備的零件工藝信息模塊，以適應不同工藝信息需求。

(4) 能夠滿足刀位點的計算要求，若能進一步完善系統數據結構可更大程度上滿足實際生產的需求。

[1] Lepratti R. Advanced human-machine system for intelligent manufacturing [J]. Journal of Intelligent Manufacturing, 2006, 17(6): 653-666.

[2] 姚 壯, 馬 躍, 張富彥. 一種新的數控現場自動編程方法[J]. 小型微型計算機系統, 2011, 32(1): 61-66.

[3] 孫燕華, 張 臣, 周來水. 基于DXF文件的數控車削編程系統零件信息輸入技術研究[J]. 機械設計與制造, 2011, (6): 211-213.

[4] 王 敏, 邵定宏. 圖形文件格式兼容性研究與發展[J].計算機工程與設計, 2007, 28(15): 3758-3761.

[5] 徐呈藝, 劉 英, 焦恩璋, 等. 基于DXF文件工業機器人作業程序的生成[J]. 現代制造工程, 2014, (8): 36-40.

[6] 張 瀅, 王 維, 劉寶明, 等. 基于回轉體 CAD/CAPP結構的圖形文件OpenGL處理技術研究[J]. 航空精密制造技術, 2005, 41(6): 53-55.

[7] Shi X. Program design of graphic realism displaying system based on DXF lathe turning rotational parts [J]. Computer Aided Drafting, Design and Manufacturing, 2014, 24(4): 11-17.

[8] 劉 植, 李 晨, 謝 進, 等. 一類雙參數三次Bézier曲線的形狀分析[J]. 圖學學報, 2015, 36(3): 356-362.

[9] 沈菀薔, 汪國昭. 有理二次Bézier形式共軛雙曲線段的幾何計算[J]. 圖學學報, 2015, 36(2): 172-177.

[10] 成賢鍇, 顧國剛, 陳 琦, 等. 基于樣條插值算法的工業機器人軌跡規劃研究[J]. 組合機床與自動化加工技術, 2014, (11): 122-124.

[11] Wang X, Wang J W, Rao Z. An adaptive parametric interpolator for trajectory planning [J]. Advanced in Engineering Software, 2010, 41(2): 180-187.

[12] 武傳宇, 賀磊盈, 李秦川, 等. 基于CAD模型的鞋底噴膠軌跡生成方法[J]. 計算機輔助設計與圖形學學報, 2008, 20(5): 678-682.

[13] Zhu Y K, Yong J H, Zheng G Q. Line segment intersection testing [J]. Computering, 2005, 75(4): 337-357.

[14] 陳小雕, 徐 崗, 王毅剛, 等. 直線/NURBS曲線等基于曲線束的求交方法[J]. 計算機輔助設計與圖形學學報, 2009, 21(7): 918-923.

Research on NC Lathe Turning Automatic Programming Graphic Input System Based on DXF Shaft Parts Feature

Liu Xin

(College of Computer, Qinghai Nationalities University, Xining Qinghai 810007, China)

In computer aided numerical control (NC) lathe turning automatic programming system, fast and accurate parts graphic input is the primary link of realizing CNC automatic programming. Based on the feature of DXF shaft parts graphic information, through in-depth analysis of DXF file structure, data structure was set up based on the data of shaft parts (including geometry information and process information). Graphic element intersection algorithm was adopted to extract and put in the feature information of each figure, and users could click on the feature of graphic element on the screen and enter the corresponding process information, and then data processed will be stored in the database by using dynamic binding technology. Different feature of the graphic element will produce different types of table. It can input part graphics through the way of opening the database, and finally it outputs data structure required by the system. Results show that the developed application system can rapidly and accurately input DXF shaft parts graphics, and data structure generated meets the demands of calculating tool locus, which is able to provide technical supports for virtual NC machining simulation.

NC lathe turning; DXF; shaft parts; data structure; graphic element intersection; database

TH 12; TP 391

10.11996/JG.j.2095-302X.2016050731

A

2095-302X(2016)05-0731-09

2015-11-24；定稿日期：2016-05-03

青海2014年度教育部“春暉計劃”合作科研項目(Z2015054)

劉 昕(1981–)，女，青海平安人，講師，碩士。主要研究方向為計算機應用與網絡。E-mail：515540909@qq.com