關(guān)于MASTERCAM串連選擇方法的探討

陳益民

【摘 要】在MASTERCAM中,串連的選擇順序和方向以及對(duì)串連的相關(guān)設(shè)置,將影響二維圖形的編輯和三維造型以及刀具路徑的形成。本文(所采用的軟件版本為mastercam9.0)針對(duì)串連的相關(guān)設(shè)置以及串連方法展開(kāi)詳細(xì)的討論,以達(dá)到現(xiàn)解串連各選項(xiàng)含義、設(shè)置方法,能根據(jù)編輯、三維造型和刀具路徑的要求,合理設(shè)置和選用適當(dāng)串連方法的目的。

【關(guān)鍵詞】串連 串連選項(xiàng) 串連方法

在MASERCAM中,對(duì)二維圖形的編輯、三維造型(包括曲面和實(shí)體造型)、刀具路徑的操作,都涉及圖形的串連選擇問(wèn)題,如二維圖形編輯中的補(bǔ)正操作,曲面造型中的舉升曲面、昆氏曲面等的生成,刀具路徑中的外形銑削、挖槽銑削等。在我們所用到的各類教材中,對(duì)這些內(nèi)容的敘述大多是不完整的,有的只是給了一個(gè)令人費(fèi)解的原文翻譯,這對(duì)初學(xué)者是不利的,下面的內(nèi)容是我根據(jù)多年教學(xué)的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合相關(guān)書籍資料,對(duì)串連、串連選項(xiàng)的含義以用串連的方法進(jìn)行全面的說(shuō)明。

一、串連(chain)

串連選擇實(shí)際上是對(duì)首尾相接的直線、園弧、曲線進(jìn)行選擇的一種方法。使用時(shí)需要指定其順序和方向。

二、串連基本術(shù)語(yǔ)及選項(xiàng)

1.串連的類型(types)

有開(kāi)式和閉式串連二種,開(kāi)式是串連的起點(diǎn)的終點(diǎn)不重合,而閉式串連的起點(diǎn)和終點(diǎn)重合,形成一個(gè)封閉的圖形。

2.串連的方向(direction)

在用串連選擇圖形時(shí),在圖上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)箭頭表示的串連方向,如圖1所示。

3.分歧點(diǎn)(branch point)

分歧點(diǎn)是三個(gè)或三個(gè)以上的圖素所共同的一個(gè)端點(diǎn),如圖2的a點(diǎn)位置。在這種情況下,如果要確定串的順序,需要手工點(diǎn)取下一個(gè)圖素。

4.串連選項(xiàng)參數(shù)(chaining options)

(1)限定圖素(entity mask):此選項(xiàng)是用來(lái)是否限定選取圖素的,至于限定那種類型的圖素要靠圖3中右上角的圖素類型(entity types)勾選確定。這里的圖素類型分成點(diǎn)(points)、直線(lines)、園弧(arcs)、曲線(splines)這么幾種,使用時(shí)可以勾選其中的一種或幾種。

(2)限定顏色(color mask):此選項(xiàng)用來(lái)限定選取某種顏色,如果在一個(gè)串中有幾種顏色的圖素,則只會(huì)選取與串的起始處相同顏色形成串的圖素。

(3)限定層(level mask):限制串連只由與點(diǎn)選的第一圖素相同層的其它圖素構(gòu)成。

(4)限定構(gòu)圖平面(plane mask):限定只串連與點(diǎn)選的第一圖素在同一構(gòu)圖平面且在同一構(gòu)圖深度內(nèi)的圖素形成。

(5)忽略深度(ignore depths):在當(dāng)前的構(gòu)圖平面內(nèi)忽略串連圖素的構(gòu)圖深度(在限定構(gòu)圖平面不起作用的情況下有效),即在當(dāng)前的構(gòu)圖平面內(nèi)不同深度的首尾相接的圖素可以形成串連。

(6)從圖素的端點(diǎn)設(shè)置串連起點(diǎn)(set start of chain from point entitys):這個(gè)項(xiàng)目用于確定串連的起點(diǎn),如勾上則從所點(diǎn)選的圖素的最近的端點(diǎn)作為串的起點(diǎn)(一般勾選上為好),否則由系統(tǒng)確定為盡量靠近光標(biāo)的位置為串的起點(diǎn)。

(7)在單一的模式中允許串連曲面的邊界(allow surface edges in single mode):在勾選的情況下允許以曲面的邊界形成串連。

(8)默認(rèn)的串模式(default chaining mode):用于設(shè)置全部串連和部分串連的,其中全部(full)是指系統(tǒng)沿某一方向自動(dòng)串連所有相連接的圖素至終點(diǎn)或達(dá)到分歧點(diǎn)。部分(partial)是系統(tǒng)只串連鼠標(biāo)所點(diǎn)選的二個(gè)圖素之間相連接的圖素。

(9)封閉式串連的方向(direction for closed chains):該選項(xiàng)決定系統(tǒng)如何計(jì)算封閉式串連的方向,有順時(shí)針(cw)和逆時(shí)針(ccw)二個(gè)方向的選項(xiàng)。

(10)開(kāi)放式串的搜索方向(search direction for open chains):這個(gè)設(shè)置選項(xiàng)只在用窗選的方式下有效,如果點(diǎn)選單一方向(),則各分離的圖素的串方向是單一的(如圖4左),這樣可保證在加工時(shí)刀具切削方式的一致性(如每個(gè)圖素的刀具路徑都為順銑或逆削,從而保證加工質(zhì)量)。如果點(diǎn)選雙向(),則各分離圖素串連的方向是相鄰的圖素方向相反(如圖4右),這樣可保證刀具路徑的最短,使加工效率得到提高。

(11)串連嵌套(nested chains):這個(gè)設(shè)置選項(xiàng)只適應(yīng)于封閉圖素是多重嵌套的和采用窗選的方法來(lái)選擇整個(gè)嵌套圖素。系統(tǒng)需選擇一個(gè)搜索點(diǎn),對(duì)嵌套的圖素的排順則由排序(sort)選項(xiàng)的下拉列表的選項(xiàng)決定,實(shí)際上這些排序方法都是為了保證加工這些嵌套圖素有合適的加工路徑,以得到最優(yōu)的刀具路徑,從而提高加工的效率。

排序下拉列表有下面一些選項(xiàng):下一個(gè)最近的排序(next closest)——近相鄰最近的原則來(lái)確定各封閉圖素的順序;從內(nèi)到外排序(inside to outside)——從內(nèi)到外排序來(lái)確定封閉圖素的順序;從外到內(nèi)排序(outside to inside)——從外到內(nèi)來(lái)確定封閉圖素和排列順序;優(yōu)化的從內(nèi)到外排序(optimize inside to outside)——由系統(tǒng)采用最優(yōu)的算法來(lái)決定嵌套圖形從內(nèi)到處的排序;優(yōu)化的從外到內(nèi)排序(optimize outside to inside)——由系統(tǒng)采用最優(yōu)的算法來(lái)決定嵌套圖形從外到內(nèi)的排序。

在面串中的無(wú)限嵌套選項(xiàng)(infinite nesting in area chaining):用于設(shè)置面域的方式選擇嵌套串時(shí)串的選擇問(wèn)題,如果勾選此選項(xiàng),則面域中的所有嵌套串都能被選擇。如果不勾選此項(xiàng),則只選擇面域中與此面域直接相關(guān)的嵌套串,其余串將不被選擇。

內(nèi)部串反向選項(xiàng)(reverse direction of inner chain):對(duì)處于內(nèi)部的串連方向進(jìn)行反向,使內(nèi)外嵌套串的方向相反。

(12)同步模式(sync mode):這個(gè)選項(xiàng)用于曲面造型(如直紋曲面和舉升曲面)時(shí)保證得到正常的曲面,防止產(chǎn)生不正常的扭曲而造成曲面造型的不正確和刀具路徑的無(wú)法生成,其下拉列表中有七個(gè)選項(xiàng)。

無(wú)選項(xiàng)(none):用于不需要考慮曲面造型時(shí)各截面形狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)于能夠明確的確定各截面圖素的對(duì)應(yīng)(如串的起點(diǎn),各圖素端點(diǎn)的對(duì)應(yīng))關(guān)系,選擇這種選項(xiàng)。

圖素匹配選項(xiàng)(by entity):各截面在圖素的端點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)匹配。

分歧點(diǎn)匹配選項(xiàng)(by branch):用于生成曲面的各截形處有分歧點(diǎn)的情況,可以和限定顏色(在所需要的圖素已經(jīng)設(shè)置同一顏色的情況)或限定平面配合以使同步串連更容易實(shí)現(xiàn)。

節(jié)點(diǎn)匹配選項(xiàng)(by note):適合截形是參數(shù)式曲線的情況,要求每個(gè)截形有相同的節(jié)點(diǎn),以保證曲面不產(chǎn)生扭曲。

點(diǎn)匹配選項(xiàng)(by point):在串連各截形圖素前,在圖素上創(chuàng)建點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)的同步。

用戶手動(dòng)選項(xiàng)(manual):用戶直接指定同步區(qū)域的方式,即采用單選或分段串連的方式來(lái)確認(rèn)各截形圖素的對(duì)應(yīng)關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)截形圖素的同步對(duì)應(yīng)關(guān)系。

手動(dòng)/密度匹配選項(xiàng)(manual density):采用手動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各截形的匹配,同時(shí)每選一個(gè)截形時(shí)輸入一個(gè)合適的密度值,以實(shí)現(xiàn)各截形的同步匹配。

(13)串連的部分停止角度(section stop angle):這是限制串連圖素兩者之間的夾角的大小,如果太小則停止串連(不過(guò)這個(gè)限制不是很準(zhǔn)確),用以防止交叉處過(guò)于尖銳。

(14)串連公差(chaining telerance):串連公差指的是可分離的串連兩端點(diǎn)之間的最大距離,如果二個(gè)圖素之間相接的端點(diǎn)的距離超過(guò)了設(shè)定的公差值,將不能形成所需要的串連。

三、串連方法

在使用不同的繪圖功能時(shí),串連菜單下的內(nèi)容會(huì)有所不同,但串連方法的操作在每種情況下是相同的,盡管顯示在串連操作子菜單下的選項(xiàng)也是根據(jù)所使用的功能而不同,下面說(shuō)明如何使用每一種串連方法(如圖5)。

1.串連(chain):該選項(xiàng)是用來(lái)定義一個(gè)或多個(gè)圖素的邊界,若選擇此選項(xiàng),會(huì)彈出下一級(jí)菜單(如圖6),子菜單中和選項(xiàng)的含義見(jiàn)表1。

如果在圖6中選擇了部分設(shè)置(parial)選項(xiàng),則出現(xiàn)圖7子菜單,各項(xiàng)意義見(jiàn)表2

2.窗口選項(xiàng)(window):該選項(xiàng)是采用拉窗口(有矩形和多邊形二種窗口)的辦法,來(lái)選擇串連圖素,選擇該選項(xiàng)后出現(xiàn)下一級(jí)菜單(如圖8)。其下一級(jí)菜單升選項(xiàng)的含義見(jiàn)表3

3.面域選項(xiàng)(area):面域選項(xiàng)是在一封閉面內(nèi)選擇一點(diǎn)作為起始搜索點(diǎn),系統(tǒng)根據(jù)選項(xiàng)中相關(guān)的設(shè)置(選項(xiàng)設(shè)置中的面域中的無(wú)限嵌套[infinite nesting in area chaining]、排序[sorting])確定圖素的串連方法(如圖9),其下一級(jí)菜單各選項(xiàng)的含義見(jiàn)表4。

4.單一選項(xiàng)(single):只是選擇一個(gè)圖素,其下一級(jí)菜單中只有串連方式(mode)和選項(xiàng)設(shè)置(options)兩項(xiàng),其意義和上面的相應(yīng)選項(xiàng)同。

5.部分選項(xiàng)(section):這個(gè)選項(xiàng)可以讓用戶在一些首尾相接的圖素中只選擇其中的一部分圖素形成串連。

點(diǎn)擊串連方法中的部分串連選項(xiàng)進(jìn)入下一級(jí)菜單,出現(xiàn)如圖10菜單,此菜單中的選項(xiàng)與前面串連方法中相應(yīng)的選項(xiàng)意義相同,在點(diǎn)選串連的第一個(gè)圖素后,菜單內(nèi)容發(fā)生變化,如圖11所示,選取項(xiàng)中增加了反向(reverse)、取消(unselect)和確定(done)幾項(xiàng),各增加項(xiàng)的含義與本文前面所介紹的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)相同。

6.其它選項(xiàng):在串連方法選項(xiàng)中,最后的(last)為選擇上一次所選的串連作為本次的串連,取消(unselect)為取消本次串連,確定(done)為認(rèn)可本次串連。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上對(duì)串連及串連各選項(xiàng)和串連方法各方面的討論,結(jié)合適當(dāng)?shù)木毩?xí),我們應(yīng)該能夠針對(duì)二維繪圖、三維造型及加工要求,準(zhǔn)確選擇串連方法和進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置,這也是mastercam學(xué)習(xí)的基本功之一,應(yīng)該要熟練掌握。對(duì)于串連方面的內(nèi)容,還涉及串連的編輯和分析,本文鑒于篇幅和內(nèi)容限制未作說(shuō)明。

參考文獻(xiàn):

[1]嚴(yán)烈.最新Mastercam應(yīng)用基礎(chǔ)教程.北京:冶金工業(yè)出版社,2001.

[2]吳長(zhǎng)德.Mastercam9.0系統(tǒng)學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.

[3]Mastercam9.0 help-Help topics-Caining.

[4]肖高棉,黃亮等.精通Mastercam9.X.北京:清華大學(xué)出版社, 2004.

[5]簡(jiǎn)琦昭等.Mastercam V8.1-V9實(shí)用教程.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.