微型線切割是吸收了國外慢走絲機床的設計思想,有多項創新的新型快走絲線切割機,它采用橫向走絲,結構輕巧,適合于精密,微小零件的加工,如手表零件,試驗樣件等.為了配合新機床的研制,筆者開發了一套線切割編程控制軟件,原來是在DOS下開發的,在試驗當中,發現很多弊病.WINDOWS系統良好的圖形界面,完善的多任務能力和內存管理能力使筆者徹底放棄了原程序,重新開發了一套新系統.這套系統不僅可以用于電加工機床,實際上它稍加改造,應用面很廣,本文就是對這套系統的要點介紹.

這套系統由兩個獨立軟件組成.它的模塊圖如附圖.一個是線切割自動編程軟件.這個軟件用DELPHI編制,它的主要功能是自動生成線切割機床的NC代碼,并生成相應的工藝圖和工藝卡,同時可支持DNC,由計算機直接傳輸代碼給控制機.它的工作過程大致如下:

1.首先由通用的CAD平臺,如autocad,生成待加工零件的幾何圖形.輸出標準的dxf文件.

2.由自動編程軟件讀入該dxf文件,在加工向導的指示下,用鼠標拾取工藝參數,選擇穿絲點,起切元素,切割方向.計算機按照選擇,自動生成加工鏈表,由加工鏈表,生成NC代碼.

3.通過仿真模塊,讀入剛生成的NC代碼,輸入工藝參數,模擬加工,檢查代碼錯誤.

4.計算機自動生成工藝圖和工藝卡,由打印機打印輸出.

5.通過磁盤或者DNC將代碼傳輸給控制機.

這個編程軟件的優點是:

a.利用windows平臺，可使用的內存幾乎無限制金屬加工網版權所有，擺脫了過去線切割編程軟件的NC代碼的長度限制.

b.支持多任務，可在切割的同時編制程序.而這些完全由操作系統管理IIAnews.com版權所有，安全，可靠.

c.提供多種編程模式,支持多次加工,多行腔加工,滿足各種零件的特殊工藝需要.

d.界面是windows標準界面，簡單易學工業自動化網版權所有，非常友好.

這個編程軟件的開發難點是:

* CAD與CAM的接口的實現:

數控機床編程,首先要建立所加工零件的幾何模型.而現在的通用CAD平臺可以非常方便,快捷的產生幾何模型.這樣,CAM與CAD之間的接口就變得很重要.DXF文件是大多數CAD平臺所支持的文本文件格式,其結構完全公開化,是一種CAD與CAM接口的良好工具.而現在的可視化語言都提供良好的文件操作支持,有豐富的控件和底層函數,用這些良好的工具可以很容易實現CAD與CAM的接口.

*工藝參數與幾何路徑結合生成NC代碼:

CAD所產生的幾何路徑信息還不足以生成零件加工的NC代碼.根據各種數控機床的需要,還要輸入不同的工藝信息.具體到線切割機床,還需要輸入穿絲點,切入點,切割方向,偏移量等工藝信息.由于此軟件運行在WINDOWS平臺上,其良好的圖形界面可以充分發揮程序員的想象力.在此軟件中,我設計了一個加工向導,在它的指引下,操作者可以很容易的完成工藝參數的輸入.

此程序以鏈表的方式存儲加工信息,包括幾何路徑信息和工藝信息,當工藝參數輸入后,則鏈表生成.程序沿鏈表周游一次,則代碼生成.

* NC代碼翻譯及仿真加工:

當NC代碼生成后,為了保證數控程序的正確性,降低加工廢品率,還要進行計算機仿真加工.需要將NC代碼轉換成加工信息,進而生成加工鏈表.這實際上相當于將程序源代碼編譯成機器代碼的過程,所以編譯原理的理論完全可以應用在這.我開發了一個NC代碼編譯器,它經過兩遍掃描,通過詞法分析,語法分析,既可以將NC代碼轉換成加工信息,同時生成加工鏈表.有了加工鏈表,就可以由插補模塊形成幾何路徑,再借助計算機動畫技術,可以很真實的反映加工情況.

*工藝卡及工藝圖生成:

WINDOWS系統為外設的使用提供了極大的方便性,它的設備無關性解放了許多程序員的苦惱.此程序采用DELPHY當中提供的打印控件,同時對PRINTER的CANVAS編程,自動生成工藝卡和工藝圖,充分利用了計算機的計算和繪圖能力.

* DNC計算機直接傳輸

本程序可以通過控制機的光電紙帶接口,將代碼直接送入控制機,這為老機床的改造提供了極大的方便.同時,也為新機床的網絡化,提供了解決方案.

這套系統的另一個軟件是線切割控制軟件.它的關鍵控件由VC編制，界面用delphi編制，其中的開關量控制使用了行內匯編.在windows下的cnc系統，關鍵要解決的問題是windows系統禁止應用程序直接訪問硬件,為了進入ring0層,本軟件編制了專門的虛擬設備驅動程序.

這個控制軟件的主要功能是:

1.讀入nc代碼.并提供了編輯修改功能.

2.提供了手動控制臺,可手動以三種速度移動機床.

3.可圖形仿真加工,也可空走仿真加工.

4.加工時,可直接控制高頻電源,也可暫停進給.同時有速度,狀態顯示.

5.提供自動間隙補償.

6.由于是在windows平臺上運行,它自然具有了多任務能力,在切割的同時,可以隨意進行其他操作,可以玩游戲或者看vcd.

這個控制軟件的開發難點是:

1.要提供一個NC代碼編輯器:

這個代碼編輯器要具有一個簡單字處理器的所有功能.以前在DOS狀態下,這是一件很繁瑣的工作.在WINDOWS平臺上,借助DELPHY的VCL控件,這成為一種很輕松的工作.利用DELPHY的RICHEDIT控件可以很容易的實現代碼編輯器的所有功能.

2.具有手動控制臺:

以前在DOS狀態下,手動速度控制要依靠軟件延時,需要設計一個循環子程序,空循環產生延時,浪費CPU時間.在WINDOWS平臺上,利用DELPHY的TIMER控件,可以較為精確的控制機床速度,同時,由于WINDOWS系統對應用程序并不屏蔽IO口的訪問,所以,可以使用行內匯編直接控制步進電機的運動.由于TIMER控件實際上是在使用時間中斷,所以對CPU的占用要遠遠小于DOS下.

3.插補模塊:

對于數控系統來說,插補模塊是很重要的部分.為了滿足高精度的要求,本程序采用0.1um作為一個脈沖當量,對各種不同的精度要求,用多次插補,一次進給的方式,來解決數控系統與機械系統的精度差別. 
4. WINDOWS下的中斷控制:

WINDOWS系統下屏蔽應用程序對硬件中斷的控制,為了獲得系統ring0級的控制權,需要自己開發設備驅動程序.VtoolsD是很好的驅動程序開發環境,可以很方便的編制驅動程序,避開繁瑣的匯編語言.

總之,這套系統運行在windows平臺上,充分利用了windows系統的特性,為電加工數控系統的發展,探索了一條新的道路.