1 引言
数控技术作为现代制造技术的一项关键技术，它是有效提高机床生产效率、保证加工精度稳定和一致性的重要手段。目前，以美、日、欧为先驱，许多国家都在全力研制新一代开放式CNC高档数控系统，国内已有西北工业大学、北京航天航空大学、浙江大学等一些单位也在进行新一代基于工业个人计算机 (Industrial Personal Computer,简称IPC)数控系统的开发与尝试。随着IPC数控系统的研制成功，其中数控系统软件的设计将更具开放性和易扩展升级的特点。为此作者选用“奔腾”PC机硬件平台、Windows95操作平台、AutoCAD for Windows开发平台、Visual Basic(以下简称VB)开发工具，研制适于工业PC机数控系统上使用的数控图形自动编程系统。该系统具有可移植性好，功能易扩展升级，操作、使用、维护简便等特点，本文对系统研制的主要内容予以介绍。 2 系统的框架结构和功能 系统框架结构如图1所示，它主要包括AutoCAD图形生成、图形数据信息输入、工艺干预、NC代码生成、动态校验和数控加工程序输出六个功能模块。其中图形生成模块由AutoCAD完成;其余模块均为基于AutoCAD平台采用VB开发工具研制而成，功能如下：
系统总体框架结构
(1)图形数据信息输入：它是AutoCAD实体建模后首先进入的功能模块。具有AutoCAD图形交换文件DXF接口，读取DXF接口文件为自动编程系统准备必要的图形数据;
(2)工艺干预：它是继(1)步操作后对图形数据进行再加工的核心模块。工艺干预内容包括轮廓和点位两种方式，干预过程通过鼠标事件求鼠标干预位置与实体的最短距离实现。考虑到零件尺寸大小变化，本模块还具备视口放大和满屏显示的辅助功能，便于进行有效干预;
(3)NC代码生成：经过工艺干预即确定刀具走刀路线后，根据ISO数控代码格式便可将图形几何信息和工艺干预信息转换成ISO标准数控加工程序代码。同时以“ .NC”形式文件名永久保存;
(4)动态校验：上述生成的NC代码是否正确还要进行校核和检验方能制作控制介质输出，本模块采用逐点插补算法进行动态模拟检验ISO数控加工程序代码是否正确，以及刀具与工件是否会发生干涉等。如果检验不正确则需对上述各个环节进行反复调试直到正确为止;
(5)数控加工程序输出：经调试和校验后正确的数控加工程序可以通过拷贝、打印的方式输出。
3软件设计过程 构成图形自动编程系统的主要功能模块有图形信息输入模块、工艺干预模块、NC代码生成模块以及校核检验模块。以图形信息输入模块为例说明VB程序设计的过程。 (1)实体数据类型变量定义 系统对点、直线、圆弧和整圆四种实体采用通用数据类型结构定义几何信息，该类型的全部元素均为字符串型变量，在图形信息输入模块中主要保存读取实体的几何信息。具体以数组MM(200)变量来保存，这里要求实体数目最多不能超过200个。即 Type ENTITIES-TYPE′实体形式数据类型名：ENTITIES-TYPE; STYLE As String′实体类型变量(其值为LINE，ARC，CIRCLE); X1 As String′实体的起点坐标分量x; Y1 As String′实体的起点坐标分量y; X2 As String′实体的终点坐标分量x; Y2 As String′实体的终点坐标分量y; X3 As String′实体(圆弧或圆)的圆心坐标分量x; Y3 As String′实体(圆弧或圆)的圆心坐标分量y; R1 As String′实体(圆弧或圆)的半径R; WISE As String′实体(圆弧或圆)的顺(=0)、逆(=1)方向; ANGLE1 As String′实体(圆弧或圆)的起始角; ANGLE2 As String End Type′实体(圆弧或圆)的终止角; Global MM(200) As ENTI-TIES-TYPE′定义一维数组MM全局变量，其元素为ENTITIES-TYPE型变量，实体数目最多不能超过200个。 (2)DXF文件的读取程序 结合当今微机平台上广泛使用的AutoCAD图形软件包，本文采用这一平台开发的图形自动编程系统，可以充分发挥AutoCAD的强大实体建模功能，同时缩短软件开发的周期。本系统使用需首先进入AutoCAD图形系统绘制零件实体，当零件绘制完毕，便以图形交换文件DXF输出，然后进入图形自动编程系统启动图形信息输入模块，读取图形信息。下面介绍零件实体几何信息提取的程序设计。 DXF文件是具有专门格式的文本文件。一个完整的DXF文件由四个大段和一个文件结束标记构成。每一段的开始部分由四行组成：即DXF的组代码0和段标记SECTION，组代码2和段名各占一行，中间部分是段的实际内容，而段结合部分由组代码0和文件结束符EOF两行组成。DXF文件具有每个数据均占一行的特点。但是由DXF文件生成图形仅需实体段(以 ENTITIES为段名)和文件结束标记。通过分析DXF文件的格式，现以VB编写的源程序说明读取DXF文件实体段几何信息的过程。
Sub DXF-IN 0 Dim A As String:Dim B As STRING:Dim CC As ENTITIES-TYPE:Dim i,il As Integer Open FILENAME1 For Input As #1 Do Input #1,B Loop Until B=“ENTITIES” Seek #1,Seek(1) Do While Not EOF(1) Do Input #1,B Loop Until B 〈〉“0” i=i+1 Select Case B Case “LINE” INDXF-LINE 1 CC.STYLE=“line” CC.X1=Str$(x1) CC.Y1=Str$(y1) CC.X2=Str$(x2) CC.Y2=Str$(y2) xx1=x2 Case“ARC” INDXF-ARC 1 CC.STYLE=“ARC” CC.X1=Str$(x1) CC.Y1=Str$(y1) CC.X2=Str$(x2) CC.Y2=Str$(y2) CC.X3=Str$(x3) CC.Y3=Str$(y3) CC.R=Str$(R) CC.ANGLE1=Str$(ANGLE1) CC.ANGLE2=Str$(ANGLE2) If Abs(x1-xx1)>.5 Then CC.WISE=“0” A=CC.X1:CC.X1=CC.X2:CC.X2=A A=CC.Y1:CC.Y1=CC.Y2:CC.Y2=A A=CC.ANGLE1:CC.ANGLE1=CC.ANGLE2:CC.ANGLE2=A Else CC.WISE=“1” End If xx1=x2 Case“CIRCMv