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介紹一個由圖形向數(shù)控切割代碼轉(zhuǎn)換的CAD/CAM系統(tǒng)及系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，詳細闡述了從圖形中提取各種數(shù)據(jù)文件的設計過程，通過實際運行，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，獲得了良好的經(jīng)濟效益。

   1 問題的提出
   
    我國計算機應用在船舶建造方面已經(jīng)有了很大發(fā)展，在船舶結構電算方面有一套完整的系統(tǒng)但隨著計算機應用的發(fā)展，為了更進一步提高船舶的建造速度，縮短造船周期，對現(xiàn)有的船體結構計算系統(tǒng)提出了更高的要求。一方面對于有些船體零件用現(xiàn)有的描述方法顯得過于繁瑣；另一方面要修改一個零件就要找出原始的零件描述語句，再逐條修改，這樣也覺得十分麻煩；再有就是管子的后續(xù)開孔工作往往是船體零件都計算完且套好料才進行的，這相當于從修改船體零件開始，全部重新做一遍，這在時間上根本不允許。該系統(tǒng)能夠?qū)⒂葾utoCAD生成的圖形直接轉(zhuǎn)換成數(shù)控切割機的數(shù)切代碼。這樣，工作就十分方便，非常直觀，并且工作效率也大大提高。
   
    2 系統(tǒng)的組成及實現(xiàn)方法
   
    面向切割機的CAD/CAM由3個部分組成，即①套料圖形的數(shù)據(jù)提取；②提取后的數(shù)據(jù)整理計算，生成EIA格式或ESSI格式的數(shù)切代碼，計算各種管理數(shù)據(jù)信息；③上述兩種代碼的屏幕校驗。
   
    套料圖形的數(shù)據(jù)提取是用AutoLISP語言編寫的。它對圖形的繪制有一定的要求，如船體結構零件的內(nèi)孔要用藍色，結構零件的外形要用黑色，零件上的劃線要用綠色等等這樣，就可以根據(jù)不同的顏色提取不同的數(shù)據(jù)，并且把這些數(shù)據(jù)存放在不同的文件中，系統(tǒng)會自動顯示出切割順序號及在零件的起點做出標記，用戶可以根據(jù)自己的意愿，調(diào)整零件的切割順序和改變零件切割起點位置。
   
    提取出的數(shù)據(jù)因作圖方法及需要的不同，它的排列是不規(guī)則的。系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)根據(jù)零件內(nèi)外形的不同進行排隊整理，zui終將零件的內(nèi)孔整理成連續(xù)的封閉的順時針方向排列的樣條數(shù)據(jù)。
   
    同樣，對劃線數(shù)據(jù)也要整理成合理的、連續(xù)排列的樣條數(shù)據(jù)然后計算構件的面積、切割長度、劃線長度、套料板的利用率、空走長度、重量等等。在計算機中，對每個構件進行縮放即加切割補償量，作出切割引線。根據(jù)需要，生成EIA格式或ESSI格式的切割代碼。這部分程序是用VisualBasic語言編寫。
   
    屏幕圖形校驗程序也是用AutoLISP語言編寫。它是將EIA格式或ESSI格式的代碼轉(zhuǎn)換成圖形顯示在屏幕上，并且將圖形還原成原始圖形的顏色。 
  
    3 系統(tǒng)設計思想
   
    系統(tǒng)的總體設計思想見圖1-3 
 

 

    系統(tǒng)的實現(xiàn)主要需解決以下幾個問題。
   
    3.1 數(shù)據(jù)文件的建立
   
    需要建立哪些數(shù)據(jù)文件。這些數(shù)據(jù)文件的格式又各是什么形式的，這往往是系統(tǒng)首要解決的問題。而且它也從一定程度上決定了系統(tǒng)的設計思想和系統(tǒng)的處理方法。
   
    本系統(tǒng)建立有以下幾個主要文件：
   
    *****.INF該文件為一張?zhí)琢习宓目傮w信息文件。它記錄了套料板中所有的零件名稱、板材尺寸、零件的切割順序號、零件切割起點的位置。這個文件是系統(tǒng)運行過程中自動產(chǎn)生的。它起著指揮較個系統(tǒng)運作的作用，它可以按照用戶對切割順序的要求，去調(diào)動各個結構零件，也是構造管理數(shù)據(jù)庫的基礎數(shù)據(jù)。
   
    *****.RIB該文件是劃線的數(shù)據(jù)文件。系統(tǒng)把一張板上的所有畫線都集中存放在這個文件里。記錄了每一條劃線線段的起點坐標、末點坐標和線段的半徑。若是直線，則半徑為零。系統(tǒng)允許劃線可以是一段直線、一段圓弧、一個整圓或一段曲線。系統(tǒng)在運行時，按照用戶的要求，如果需要劃線，就會首先調(diào)用處理這個文件。
   
    *****.TEX該文件是寫字的數(shù)據(jù)文件。系統(tǒng)把一張板上的所有字都集中存放在這個文件里。記錄了寫字的位置、字的角度、字的高度和文字內(nèi)容。系統(tǒng)在運行時，按照用戶的要求，如果需要寫字，就會調(diào)用處理這個文件。 

    *****##這是每一個零件的數(shù)據(jù)文件。文件名中前面的*****是套料板號（前面介紹的文件與此相同）。##是該零件的切割順序號。這個文件名不是零件的真實名字，它與真正的零件名有一個對應關系。這種一一對應關系就記錄在文件*****.INF中。這樣設計文件名，就解決了一張板中相同零件名的各個構件數(shù)據(jù)不被覆蓋的問題。文件中，前面存放該零件的內(nèi)孔數(shù)據(jù)，后面存放該零件的外形數(shù)據(jù)。系統(tǒng)進行計算處理時，就是取自這些文件中的數(shù)據(jù)。

    3.2 數(shù)據(jù)的提取
   
    從圖形中提取數(shù)據(jù)。是按照由AutoLISP語言提供的方法，對圖形數(shù)據(jù)庫操作來得到。提取出的數(shù)據(jù)按照上述的各個文件存放。
   
    3.3 數(shù)據(jù)的整理
   
    提取的數(shù)據(jù)，對于每個圖形單元都能得到它們的起末點坐標和半徑，但是，圖形的單元與單元之間不一定是首尾相連的，因而，它的原始排列很可能是雜亂無章的。系統(tǒng)對此是這樣來處理的：判別二條線的末點是否相同，若相同，則將后一段線的起末點交換位置；判別二條線段的起點是否相同，若相同，則將前一段線起末點交換位置；判別前一條線段的起點與后一條線段的末點是否相同，若相同，則將二條線段的起末點各自分別交換位置。系統(tǒng)可以將圖形相連但數(shù)據(jù)不是相鄰數(shù)據(jù)段處理成相連的，然后，再將這些數(shù)據(jù)申聯(lián)起來，按照一定的要求，整理成順時針排列或者逆時針排列的樣條數(shù)據(jù)。
   
    3.4 應用實例及效果
   
    該系統(tǒng)開發(fā)完成后，在推廣應用之前，首*行了大量的實船數(shù)據(jù)測試，受到了使用人員的歡迎。在天津造船公司建造的香港27000t船全部采用了這套系統(tǒng)。過去修改一個零件，從修改、計算、繪圖到zui后完成，需要一二個小時，現(xiàn)在只需幾分鐘就可以完成。工作效率明顯大大提高，使用效果很好。圖4-8為香港 27000t船底部分的套料實例。 

 

    4 結束語
   
    本文介紹的CAD/CAM系統(tǒng)所要處理的圖形來源可以是多方面的，如：可以是徒手用AutoCAD繪圖生成，也可以是某一船舶建造系統(tǒng)所生成的CAD圖形。該系統(tǒng)配置了EIA格式和ESSI格式，但對于其它的各種切割機，只要按它的切割代碼要求，可以方便地作相應變換。