ARX技术在数控加工中的应用

0 前言

　　数控加工是CIMS的一个重要组成部分，如何使数控加工更精确、更高效成为目前特别关注的问题，而进行高效、高精度加工的关键在于合理、准确、快捷地编制数控加工程序和实时、精确地对加工对象的检测。

　　本文采用ARX(AmoCAD Runtime eXtension)技术，结合MFC(Microsoft Foundation Class)技术，并使用当今最流行的可视化编程语言Visual C++，在Auto—CAD平台上实现了数控加工的多项前期工作，如NC代码查询、加工工艺干预、NC代码的自动编程、NC代码的验证以及加工过程的动态仿真与在线检测，从而使数控加工更精确、更高效，同时也为实现数控加工的CAD／CAM／CIMS一体化提供了一种可行的途径。

1 可行性分析

　　ARX就是一种对AutoCAD进行二次开发的、采用并支持面向对象技术开发的智能化设计系统及Windows平台的集成技术。其应用程序在运行期间能实时扩展AutoCAD，并以动态链接库(DLL)的形式与Auto—CAD共享地址空间，采用Windows的消息传递机制直接与AutoCAD系统进行通信，可直接调用AutoCAD的核心函数，并能直接访问和利用AutoCAD的核心数据库结构、图形系统、几何造型核心及代码，用户还可以建立与AutoCAD本身固有命令有同样操作方式的新的外部命令，在原有ARX系统上增加新的类，实时扩展原有类的函数。

　　1.1 ARX的动态链接库

　　ARX开发工具包开发工具中主要包括五个库：Ac一风(实时扩展)，AcEd(编辑器)，AeDb(数据库)，AcGi(图形接口)和AcGe(几何库)。

　　AcRx库提供了系统层次的类，用于动态链接库的初始化以提供ARX程序同AutoCAD的接口，同时也提供了一组C++宏用于创建新的ARX类；AcEd库提供了一组类用于定义和注册新的AutoCAD命令，这些命令和AutoCAD内部命令作用方式相同；AcDb库提供了一组类用于存取AutoCAD图形数据库的结构，该数据库保存着组成AutoCAD图形的所有图形对象即实体，以及非图形对象(如图层、线型、文本样式等)的所有信息，应用程序可以使用AcDb库查询和操作已由AutoCAD定义的实体及对象的实例，也可以建立新的数据库对象的实例；AcGi库提供了绘制AutoCAD实体的图形界面；AcGe库提供了许多实用类(如矢量、点、矩阵等)，用于执行二维和三维几何操作，还提供了相关的几何实体类，如点、曲线和面。而在数控加工中，编制零件的加工程序也就是需要这一些图形的数据信息，因此，只要在AutoCAD中绘制零件图后，利用ARX技术获得相关的实体数据信息，并进行适当处理，就可以得到零件的数控加工程序，从而实现加工程序的自动编制和加工过程的在线检测；相反，也可将数控加工程序“翻译”成实体信息后在AutoCAD中绘制零件图，从而实现数控加工代码的验证和加工过程的动态仿真。

　　1.2 ARX与MFC的结合

　　MFC是Windows环境下编程的一个应用程序框架，是C++类库的扩展。它提供了大量的预写类和支持码，可以处理多种标准的Windows编程任务；也可以在程序中加人复杂的特性，如工具条、分窗视图和OLE2支持等。因此，使用MFC可以简化数据库编程，缩短应用程序开发的时间，并可充分利用Windows资源和MFC类库以及可视化编程环境，实现程序界面的可视化设计。

　　ARX开发环境提供了与MFC相关的用户界面类AdUi和AcUi。AdUi是一个MFC的扩展动态链接库，这些MFC的扩展类库被用来处理用户界面操作，经过扩展可以使用AutoCAD和其他Autodesk公司的产品，并且包含了核心的功能性函数。AcUi则是在AdUi框架基础上建立的，并且可以提供AutoCAD特定的特征和行为。恰当的利用这两个类可以使开发的应用程序与AutoCAD的Windows风格用户界面很好地融合在一起，同时用Visual C++还可设计出更加复杂的对话框。

　　ARx与MFC混合编程的方法，一方面能利用MFc强大的消息处理和图形界面功能，使得设计简单、方便、可视化的Windows风格的操作界面成为可能；另一方面能利用ARX技术建立的外部命令与AutoCAD本身固有的内部命令并无差别，并可直接访问AutoCAD图形数据库的功能，使基于图形的数控加工NC代码程序的自动生成以及加工过程的动态仿真与在线检测等功能的实现成为可能，从而使ARX技术在数控加工中得到很多应用。

2 在数控加工中的应用

　　将ARX技术应用于数控加工的基本思路是：首先利用ARX技术在AutoCAD中建立一个外部命令组“数控加工(NCMP)”，并建立该命令组中的若干命令，分别对应于NC代码查询、加工工艺干预、NC代码自动编程、NC加工代码验证以及加工过程的动态仿真与在线检测等功能；然后再结合MFC技术建立可视化的用户界面，通过调用界面并以人机交互方式来完成相关功能，如图1所示。

　　2.1 NC代码查询

　　构成数控加工程序的NC代码主要是用来规定机床坐标系、刀具与工件的运动轨迹、刀具补偿、加工进给速度、主轴转速、刀具号等。因此多而繁杂，虽然国际上使用ISO标准，但对于不同厂家生产的不同类型的数控机床其NC代码有所不同。因此，在NC代码查询功能下，应该可以选择ISO国际通用的标准代码和不同厂家所规定的不同NC代码，从而避免对复杂的数控加工代码的记忆。

　　这个功能是利用ARX技术，并结合Help?Work．shop和Microsoft?Word建立、制作标准的Windows风格的联机帮助文件，能进行目录、索引、关键字查询。