社区活动 技术论坛 CMM与CAD/CAPP/CAM系统的集成方法
CMM与CAD/CAPP/CAM系统的集成方法
2004-10-09 13:05 205 0 3

CMM与CAD/CAPP/CAM系统的集成方法

.引言   CAD/CAPP/CAM的集成化有利于在设计、制造过程中减少工作量、提高生产效率和保持数据流畅通,是CIMS的关键技术之一。在仿形加工中广泛使用的几何造型系统通常要求在设计前给定模型的理论数据。但在实际设计过程中,设计往往并不是从已知的理论数据开始,而是需要直接从实物模型上获取数据。这样,就需要使用三坐标测量机(CMM)来完成对实物模型的三维采样,然后应用数字方法进行曲面拟合,经光顺处理后,在CAD/CAPP/CAM系统中进行几何造型和工艺规划,并生成NC加工代码。此时,CMM是CAD/CAPP/CAM系统的实物模型三维扫描输入装置,是保持信息流畅通不可缺少的一部分。因此,将CMM与CAD/CAPP/CAM系统集成为一体,实现CAD/CAPP/CAM/CMM集成化可大大提高CAD/CAPP/CAM系统的工作效率,保证复杂型面仿形和NC加工的精度。 2.CMM与CAD/CAPP/CAM的接口方式   由于传统意义上的CMM是一种离线检测装置,其技术发展相对独立于一般CAD、CAM系统的技术发展。因此,一般的CMM系统有自己的信息处理系统,从实物模型信息到几何模型信息的转换方法也是相对独立的,具有自己的几何定义方式和数据结构,通常采用DMIS(Dimensional Measurement Interface Specification)文件形式。DMIS文件格式的几何定义和数据结构有别于CAD系统的数据结构。为了将CMM系统的测量信息转换为CAD系统的几何模型,就必须实现CMM系统与CAD/CAPP/CAM系统的数据通讯及系统集成。集成度的高低主要取决于CMM测量结果转换的数据交换文件(DXF、IGES、STEP等)与CAD/CAPP/CAM的系统集成标准是否一致。若二者一致性很好,则集成度较高;否则,CAD/CAPP/CAM/CMM的集成度则较低。   从CMM到NC机床的流程图如图1所示。QUINDOS是CMM的一种操作系统,当CMM测量某个零件时,由QUINDOS系统产生一个DMIS文件,借助文件转换将DMIS文件转换为DXF(Drawing Exchange File)文件,从而在CAD系统中生成相应的几何模型。从CAD系统到检测系统的流程图如图2所示。 图1 从CMM到NC机床流程图 图2 从CAD系统到检测系统流程图   DMIS文件是一种专门用于CMM系统的几何模型接口文件,它有固定的格式及书写规范。一个DMIS文件的基本框架如下:   DMIS/'DMIS INPUT PROGRAM'  开始   V(V1)=VFORM/ALL   V(V2)=VFORM/NOM,ACT,DEV   DISPLY/PRINT,(V1),TERM,(V2),STOR,(V2) 输出   FILNAM/'DMIS. DEO'         ENDFIL   DMIS文件提供很多基本命令,其中最关键的是实体元素定义命令FEAT和输出命令OUTPUT。   DXF文件是标准的ASCII文本文件,规律性较强。DXF文件主体由顺序出现的四大段(Section)构成,即标题段(HEADER SECTION)、表段(TABLES SECTION)、块段(BLOCK SECTION)和实体段(ENTITIES SECTION)。DXF文件总体结构如下:   0   SECTION   7     标题段开始   HEADER   …   0   ENDSEC  标题段结束   0   SECTION   7     表段开始   TABLES   …   0   ENDSEC  表段结束   0   SECTION   7    块段开始   BLOCK   …   0   ENDSEC  块段结束   0   SECTION   7    实体段开始   ENTITIES   …   0   ENDSEC  实体段结束   0   EOF    DXF文件结束   其中,标题段用于记录与图形有关的变量设置;表段中包含线型表(LTYPE)、层表(LAYER)、字型表(STYLE)等多个表,用于记录已装入的线型、层、字型等;块段用于记录图形中所有块的定义信息;实体段用于记录图形中所有实体的定义信息。因此,各几何元素的信息均可从实体段中获得。DXF文件实体段的总体结构如下:   0   SECTION   7     实体段开始   ENTITIES   …   0   LINE    线段节开始   …     线段的线型、层等信息   10   线段起点X坐标值   …     线段的起点、终点坐标值   0   CIRCLE   圆节开始   …     圆的线型、层等信息   10   圆心的X坐标值   …     圆心的Y、Z坐标值及半径值   0   ARC  圆弧节开始   …     圆弧段的线型、层等信息   10   圆心的X坐标值   …     圆心的Y、Z坐标值、半径值及起始角、终止角   0   POLYLINE  多义线节开始   …   0   VERTEX 顶点   10   顶点的X坐标值   …     顶点的Y、Z坐标值及凹凸类型   0   ENDSEC 实体段结束   DXF文件全部由组(Group)构成,每一组占两行,第一行为组码,第二行为组值。不同组码下的组值代表不同的含义。在完整描述一个实体时,有些组是一定要出现的,而有些组只在其组值不同于缺省值时才出现。在实体段中,每一个实体(如线段)对应一个实体节,在多义线节中顶点也会根据多义线顶点数量的多少而出现。 3.应用实例   现以Leitz PMM-C型三坐标测量机的DXF数据交换格式为例,介绍CMM与CAD/CAPP/CAM系统的集成方法。C700型三坐标测量机对自由曲面测量采样后转化成的DXF文件中,实体的描述以POINT或LINE的形式存在,只要读取POINT或LINE端点的信息,就能获得曲面造型所需的数据信息。三坐标测量机在测量过程中,测量路径近似呈“弓”字形排列,读取的DXF文件信息的存储顺序与曲面造型所需的数据存储顺序有较大差别,因此在读取DXF文件有关信息的过程中需对数据进行整理。具体方法如下:   将读取的DXF文件信息存入以DATA-HEAD为头的双向循环链表中,读取一排测量数据(N)后,指针TEMP向后移N,反向读取下一排数据。依次类推,将读取的数据存入磁盘文件。以上即实现了一个曲面片的测量及数据集成工作,对于多个曲面片的测量及数据集成,只需多次重复上述过程即可。   读取DXF文件所用的数据结构如下:   struct COORD{            double x;           double y;           double z;         }   struct POINT{            struct COORD*POINT;           struct POINT*left;           struct POINT*right;        }   struct LINE{            struct COORD*start;           struct COORD*end;           struct LINE*left;           struct LINE*right;        } Edited by - 刘彬 on 2004/10/09 13:16:47
我要回复

登陆后才能评论

登录
所有回贴(3)
版主果然厉害,只是能不 能,别这么理论化,可不可以多谈实践一点,比方说;用MASTERCAM的软件把QUINDOS 采集到数据,如何转化成CAD,再进行CAM处理,只是格式是如何转换的。能不能说的通俗点,因为这是个难点,我也很感兴趣,如何把检测利用到加工上。互相利用彼此资源,因为现在CAD/CAM的软件功能很强。 涂益坚
2004-10-20 11:34
回复
取消
提交
请参考2003年论文集中"Par2d在凸轮件的测绘和设计中的应用"
2004-10-10 12:35
回复
取消
提交

CMM与CAD/CAPP/CAM系统的集成方法

.引言   CAD/CAPP/CAM的集成化有利于在设计、制造过程中减少工作量、提高生产效率和保持数据流畅通,是CIMS的关键技术之一。在仿形加工中广泛使用的几何造型系统通常要求在设计前给定模型的理论数据。但在实际设计过程中,设计往往并不是从已知的理论数据开始,而是需要直接从实物模型上获取数据。这样,就需要使用三坐标测量机(CMM)来完成对实物模型的三维采样,然后应用数字方法进行曲面拟合,经光顺处理后,在CAD/CAPP/CAM系统中进行几何造型和工艺规划,并生成NC加工代码。此时,CMM是CAD/CAPP/CAM系统的实物模型三维扫描输入装置,是保持信息流畅通不可缺少的一部分。因此,将CMM与CAD/CAPP/CAM系统集成为一体,实现CAD/CAPP/CAM/CMM集成化可大大提高CAD/CAPP/CAM系统的工作效率,保证复杂型面仿形和NC加工的精度。 2.CMM与CAD/CAPP/CAM的接口方式   由于传统意义上的CMM是一种离线检测装置,其技术发展相对独立于一般CAD、CAM系统的技术发展。因此,一般的CMM系统有自己的信息处理系统,从实物模型信息到几何模型信息的转换方法也是相对独立的,具有自己的几何定义方式和数据结构,通常采用DMIS(Dimensional Measurement Interface Specification)文件形式。DMIS文件格式的几何定义和数据结构有别于CAD系统的数据结构。为了将CMM系统的测量信息转换为CAD系统的几何模型,就必须实现CMM系统与CAD/CAPP/CAM系统的数据通讯及系统集成。集成度的高低主要取决于CMM测量结果转换的数据交换文件(DXF、IGES、STEP等)与CAD/CAPP/CAM的系统集成标准是否一致。若二者一致性很好,则集成度较高;否则,CAD/CAPP/CAM/CMM的集成度则较低。   从CMM到NC机床的流程图如图1所示。QUINDOS是CMM的一种操作系统,当CMM测量某个零件时,由QUINDOS系统产生一个DMIS文件,借助文件转换将DMIS文件转换为DXF(Drawing Exchange File)文件,从而在CAD系统中生成相应的几何模型。从CAD系统到检测系统的流程图如图2所示。 图1 从CMM到NC机床流程图 图2 从CAD系统到检测系统流程图   DMIS文件是一种专门用于CMM系统的几何模型接口文件,它有固定的格式及书写规范。一个DMIS文件的基本框架如下:   DMIS/'DMIS INPUT PROGRAM'  开始   V(V1)=VFORM/ALL   V(V2)=VFORM/NOM,ACT,DEV   DISPLY/PRINT,(V1),TERM,(V2),STOR,(V2) 输出   FILNAM/'DMIS. DEO'         ENDFIL   DMIS文件提供很多基本命令,其中最关键的是实体元素定义命令FEAT和输出命令OUTPUT。   DXF文件是标准的ASCII文本文件,规律性较强。DXF文件主体由顺序出现的四大段(Section)构成,即标题段(HEADER SECTION)、表段(TABLES SECTION)、块段(BLOCK SECTION)和实体段(ENTITIES SECTION)。DXF文件总体结构如下:   0   SECTION   7     标题段开始   HEADER   …   0   ENDSEC  标题段结束   0   SECTION   7     表段开始   TABLES   …   0   ENDSEC  表段结束   0   SECTION   7    块段开始   BLOCK   …   0   ENDSEC  块段结束   0   SECTION   7    实体段开始   ENTITIES   …   0   ENDSEC  实体段结束   0   EOF    DXF文件结束   其中,标题段用于记录与图形有关的变量设置;表段中包含线型表(LTYPE)、层表(LAYER)、字型表(STYLE)等多个表,用于记录已装入的线型、层、字型等;块段用于记录图形中所有块的定义信息;实体段用于记录图形中所有实体的定义信息。因此,各几何元素的信息均可从实体段中获得。DXF文件实体段的总体结构如下:   0   SECTION   7     实体段开始   ENTITIES   …   0   LINE    线段节开始   …     线段的线型、层等信息   10   线段起点X坐标值   …     线段的起点、终点坐标值   0   CIRCLE   圆节开始   …     圆的线型、层等信息   10   圆心的X坐标值   …     圆心的Y、Z坐标值及半径值   0   ARC  圆弧节开始   …     圆弧段的线型、层等信息   10   圆心的X坐标值   …     圆心的Y、Z坐标值、半径值及起始角、终止角   0   POLYLINE  多义线节开始   …   0   VERTEX 顶点   10   顶点的X坐标值   …     顶点的Y、Z坐标值及凹凸类型   0   ENDSEC 实体段结束   DXF文件全部由组(Group)构成,每一组占两行,第一行为组码,第二行为组值。不同组码下的组值代表不同的含义。在完整描述一个实体时,有些组是一定要出现的,而有些组只在其组值不同于缺省值时才出现。在实体段中,每一个实体(如线段)对应一个实体节,在多义线节中顶点也会根据多义线顶点数量的多少而出现。 3.应用实例   现以Leitz PMM-C型三坐标测量机的DXF数据交换格式为例,介绍CMM与CAD/CAPP/CAM系统的集成方法。C700型三坐标测量机对自由曲面测量采样后转化成的DXF文件中,实体的描述以POINT或LINE的形式存在,只要读取POINT或LINE端点的信息,就能获得曲面造型所需的数据信息。三坐标测量机在测量过程中,测量路径近似呈“弓”字形排列,读取的DXF文件信息的存储顺序与曲面造型所需的数据存储顺序有较大差别,因此在读取DXF文件有关信息的过程中需对数据进行整理。具体方法如下:   将读取的DXF文件信息存入以DATA-HEAD为头的双向循环链表中,读取一排测量数据(N)后,指针TEMP向后移N,反向读取下一排数据。依次类推,将读取的数据存入磁盘文件。以上即实现了一个曲面片的测量及数据集成工作,对于多个曲面片的测量及数据集成,只需多次重复上述过程即可。   读取DXF文件所用的数据结构如下:   struct COORD{            double x;           double y;           double z;         }   struct POINT{            struct COORD*POINT;           struct POINT*left;           struct POINT*right;        }   struct LINE{            struct COORD*start;           struct COORD*end;           struct LINE*left;           struct LINE*right;        } Edited by - 刘彬 on 2004/10/09 13:16:47
2004-10-09 13:05
回复
取消
提交
在线咨询
关注我们

海克斯康制造智能

电话咨询
400-6580-400

热线电话(工作时间8:30-17:30)

关注我们 电话咨询 在线咨询

海克斯康制造智能