基于Edgecam的数控编程加工工艺表自动生成技术研究*

李铁钢

(沈阳工程学院 机械学院，沈阳　110136)



基于Edgecam的数控编程加工工艺表自动生成技术研究*

李铁钢

(沈阳工程学院 机械学院，沈阳110136)

摘要：针对数控编程加工工艺表的智能生成问题，研究基于Edgecam软件的自动化生成方法。首先，在基于Edgecam的基础上提出了工艺表智能生成的系统设计方法，而后，论述了工艺表特征数据提取和Excel 工艺表格生成等关键技术，以Excel为后台，利用VB.NET并结合PCI和PDI等二次开发语言编写了程序，最后以典型零件的数控编程的实例证明了方法的有效性，实现了工艺表格的智能化和快速化生成，为其它产品数控编程的工艺表生成提供了借鉴。

关键词：工艺表自动生成；Edgecam；二次开发

0引言

Edgecam是由英国Vero公司开发的智能数控编程软件，主要应用在数控铣、数控车、数控线切割以及车铣复合加工等领域[1]，客户数量居于独立的CAM软件前列，可读取所有CAM软件的CAD数据，具有完善的客户二次开发工具，可定制复杂功能，适合开发自动化的编程系统。

现今数控加工工艺文件通常采用计算机编制后打印输出。计算机机辅助数控加工技术文件的编制方法有：①利用WORD软件绘制表格，利用CAD软件绘制两维平面图形，将图形插入WORD中打印输出；②利用EXCEL软件绘制表格，利用CAD软件绘制两维平面图形，将图形插入EXCEL中打印输出；③利用AUTOCAD绘制表格和两维平面图形，打印输出。④利用专业的CAPP软件编制。这些方法编制的工艺规程和数控加工编程操作无逻辑相关性，工艺文件编制完成后，如果编程时修改了工艺要求，必须根据程序的编制修改工艺文件。

本文在Edgecam软件平台基础上，开发了数控加工工艺表格自动生成系统，针对具体的加工工艺操作序列，自动生成数控加工工序清单的Excel表格，研究了系统设计、工艺表特征数据提取和Excel 工艺表格生成等关键技术。

1关键技术及实现方法

1.1系统设计

.NET是微软用来实现XML、Web Services、SOA(面向服务的体系结构Service-Oriented Architecture)和敏捷性技术的新一代平台，可构建互联互通的基于标准、适应变化、稳定和高性能的应用系统。一个.NET应用是使用.NET Framework类库编程，并运行于公共语言CLR(Common Language Runtime)上的应用程序[2]。

Edgecam基于.NET架构设计，具有丰富的PCI(Programming Command Interface)、PDI(Programming Development Interface)等二次开发语言，利用PCI和PDI可以访问Edgecam的PPF数据文件；可以利用C++、C#、VB.NET等编程语言调用PCI和PDI工具，增加了设计的灵活性。

系统利用Excel输出加工工艺表格，Excel 是功能强大的电子表格处理软件，具有VBA开发接口，可开发应用程序。OLE(Object Linking and Embedding，对象连接与嵌入)技术是一种面向对象的技术，可开发重用的软件组件COM，利用该组件不仅可以构建自己的应用程序，而且应用程序也可以通过开放组件的属性和方法，提供给其它应用程序使用。Excel就是基于COM技术的应用程序，其它应用程序可通过编程，实现对Excel中的Application(Excel 对象)、Workbook(工作薄)、 Worksheet(工作表)和Range(单元格)等对象模型的操作[3-5]。

在Edgecam集成编程界面下调用VB.NET程序编写的动态连接库DLL文件，DLL程序访问Edgecam的PPF文件和SQL Server数据库提取工艺表格数据信息和进行计算，后台打开Excel文件，输出信息形成工艺数据Xls文件。

1.2工艺表特征数据提取

表1　工艺信息数据来源

数控加工工艺表上需要填写的工艺信息很多，以铣削加工为例，有客户名称、图号、图纸版本号、零件规格与名称、材料、使用加工设备名称、工序号、程序号、编程原点、工装夹具名称与编号、工步号、刀号、刀具编号、加工内容、刀具类型、直径、刃数、切削速度、进给量、工步加工时间、总加工时间、编制人和编制日期等。这些参数在Edgecam编程时在【设置】和【加工】的功能菜单命令中已经直接或间接定义，最终的信息存储于Edgecam的数据PPF文件或SQL Server数据库中，具体存储如表1所示。零件尺寸规格的数据提取算法如图1所示。

图1　零件尺寸规格提取算法

Edgecam的SQL Server数据库管理系统信息提供同企业ERP、MRPⅡ和EMS系统关联的接口，在其数据表中可以选择输入资源毛坯和夹具的信息，其中表dbo.TS_STOCKS包含毛坯信息；表dbo.TS_FIXTURES_CUSTOM包含客户订制的夹具信息；表dbo.TS_MATERIAL包含材料信息。

对有些无前端制造数据库的中小企业，在进行操作功能定义时可通过插入M指令实现夹具和材料项的管理。对于夹具项，点击【M功能】→【Comment】，输入注释信息为“夹具：1A321-79”，其中冒号为全角和半角字符均可，但夹具和冒号间不允许有空白字符和其它字符，“1A321-79”为夹具编号，点击确认。对于材料项，输入注释信息“材料：30CrMoSiNi2A”即可。

图2　夹具定义

PCI访问Edgecam首先利用InitCommand初始化命令句柄，而后用InitDigInfo命令初始化存储区句柄，而后利用ExecCommand执行命令获得动作或返回变量值。

Edgecam零件由一系列的Entities(实体)组成，每个Entity具有唯一的编号，在PDI中具有头部和数据记录两部分。访问Entity时首先利用函数pdi_get_header取得头部信息，而后利用对应的函数取得Entity存储的机床工序、加工定义、刀具定义和切削参数定义等数据。

1.3工艺表Xls文件生成

订制一个空白的Xls标准数控加工工艺表的模板文件，文件包含一个名称为Sheet1的工作表。生成Xls格式的具体程序算法如下：

①初始化COM组件；

②初始化Application对象、初始化Workbook对象和初始化Worksheet对象；

③打开标准模板文件另存为“零件名.Xls”文件；

④在工作表Sheet1填写提取的图号、编制日期、使用加工设备名称、编程原点、客户名称、图纸版本号、工序号、程序号、编制人、零件名称、零件尺寸规格、材料、工装夹具名称与编号等共性工艺信息。

⑤拷贝Sheet1工作表形成一个名称为Sheeti的工作表，i=1,2,…n；

⑥在Sheeti中按行由上到下依顺序输出工步号、刀号、刀具编号、刀具类型、直径、刃数、加工内容、切削速度和进给量等信息；

⑦如果每页到达最大行数，则返回⑤建立下一张工作表，继续输出到所有工序输出完成止；

⑧删除工作表Sheet1，将Sheeti依据顺序重新命名为“第1页”、“第2页”…等；

⑨保存Xls文件；

⑩关闭Application对象；

2应用实例

利用某接头类零件铣切加工的编程测试，零件形状和其编程操作的浏览器视图如图3所示，零件规格为5×4.5×1，单位为英寸，加工刀具所用的尺寸单位也为英寸。

图3　加工操作

生成的Xls格式工艺表格如图4所示。从执行结果看，程序执行时间为5s，对比PPF中的定义的参数、浏览器视图中的操作步骤、加工命令的切削参数和刀具的参数，发现生成结果正确，验证了系统设计和程序设计的正确性。

图4　Xls形式工艺表格

3结论

基于Edgecam软件平台，利用VB.NET结合Edgecam的二次开发工具PCI和PDI，利用Excel的OLE技术开发了数控编程加工工艺表自动生成系统，重点论述了系统设计、工艺表特征数据提取和Excel 工艺表格生成等关键技术，完成了系统的开发并利用典型实例测试，生成了合格的加工工艺表格，为其它的智能化工艺表生成提供了借鉴作用。

[参考文献]

[1] 韩庆瑶, 韩芝龙, 路世强. 基于 EdgeCAM 的数控加工技术在模具加工中的应用[J]. 机床与液压，2009，37(6)：214-216.

[2] 李铁钢. 基于Edgecam的电极自动化编程系统开发[J]. 制造业自动化，2015，37(1)：127-129.

[3] Excel Home. Excel VBA实战技巧精粹[M]. 北京：人民邮电出版社，2013.

[4] 李铁钢. 车铣复合集成数字化制造技术[J]. 组合机床与自动化加工技术，2013(2)：121-123.

[5] YUNqing Rao，Gang Huang，Peigen Li，et al. An integrated manufacturing information system for mass sheet metal cutting [J]. Int J Adv Manuf Techno，2007，33：436-448.

(编辑赵蓉)

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——本刊编辑部

Research on Processes Form Automatically Generating for CNC Programming Based on Edgecam

LI Tie-gang

(School of Mechanical Engineering，Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,China)

Abstract：In order to solve the intelligently generating of processes form in CNC programming, the method of automatic generating based on Edgecam software was introduced. Firstly, the ideas for intelligent generating in Edgecam is proposed, then, the key technology of feature extraction of processes form and writing method by Excel were studied, the program was written in VB.NET, PCI, PDI and other secondary development languages in Edgecam, finally, the case study used in a typical part with the proposed method, which provides reference for the processes form generating intelligently and rapidly in other product.

Key words：processes form automatically generating; Edgecam; secondary development

中图分类号：TH162;TG506

文献标识码：A

作者简介：李铁钢(1973—)，男，沈阳人，沈阳工程学院高级工程师，副教授，博士，研究方向为先进制造技术，(E-mail)ltgchina@126.com。

*基金项目：国家自然科学基金资助项目(50975043)；辽宁省博士启动基金资助项目(20141096)

收稿日期：2015-04-05

文章编号：1001-2265(2016)02-0126-03

DOI:10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.02.036