用戶在使用CAD/CAM 軟件系統(tǒng)時(shí)要進(jìn)行大量的人機(jī)對(duì)話，而人機(jī)對(duì)話的介質(zhì)是圖形，所以選擇一個(gè)合適的圖形開發(fā)工具至關(guān)重要。本文選擇的圖形開發(fā)工具是來(lái)自Mercury的Open Inventor。Open Inventor是在OpenGL的基礎(chǔ)上開發(fā)的一個(gè)圖形工具庫(kù)，具有全面強(qiáng)大的組件用于快速產(chǎn)品開發(fā)，從而幫助用戶縮短開發(fā)周期，優(yōu)化開發(fā)成本與資源，給用戶帶來(lái)更大的開發(fā)效率。Open Inventor是一個(gè)面向?qū)ο蟮母咝У娜S圖形制作系統(tǒng)，它還提供了多種文件格式接口的方法，用戶可以用這些方法讀入或輸出圖形對(duì)象。Open Inventor把圖形對(duì)象的信息和對(duì)圖形對(duì)象的操作封裝在一起。這樣，用戶很容易對(duì)創(chuàng)建的圖形對(duì)象實(shí)現(xiàn)改變顏色、大小、紋理、移動(dòng)位置、變換視角、動(dòng)畫、鼠標(biāo)選取、高亮度顯示等一系列操作。
二、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1. 圖形處理
    圖形處理主要工作是將輸入的鈑金圖形展開放樣，為后面的排樣和加工仿真做準(zhǔn)備。三維圖形的形成是由一個(gè)二維截面在一定的軌跡上運(yùn)動(dòng)得到的。根據(jù)這樣的原理將復(fù)雜的鈑金圖形分割成若千簡(jiǎn)單形體，讀取每個(gè)分割體的數(shù)據(jù)，包括截面數(shù)據(jù)、相應(yīng)的軌跡數(shù)據(jù)和分割體之間的拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)分別記錄。展開放樣就是求軌跡的實(shí)長(zhǎng)，實(shí)長(zhǎng)求得后再根據(jù)記錄的截面數(shù)據(jù)，使用Open Inventor 中的SoExtrusion()生成分割體的展開圖，再依據(jù)拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)將分割體的展開圖平鋪在同一平面上，形成原有鈑金圖形的展開圖。
2. 排樣處理
    鈑金的排樣下料算法為割料問題(CuttingstockProbleln ，CSP)，即怎樣在一個(gè)或者多個(gè)矩形上不重疊地排放不同形狀的平面圖形使得這些圖形的面積利用率最高，該問題屬于NP----完全問題，也是NP----難問題，找到最優(yōu)解非常困難，主要采用近似算法解決一些問題。目前常見的近似算法有遺傳算法、螞蟻算法、模擬退火算法、貪心算法等。這些算法較復(fù)雜，用常規(guī)方法編寫效率低，為此可借Matlab強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算功能，與VC++混合編程。通過(guò)MaUab 編譯器將其m文件轉(zhuǎn)換成C/C++代碼文件并生成必要的庫(kù)后再通過(guò)VC++編譯器生成可獨(dú)立執(zhí)行的應(yīng)用程序，這種方式可直接調(diào)用其中的庫(kù)函數(shù)生成并發(fā)布不必依賴Matlab 的可執(zhí)行文件。
3. 仿真加工模塊
    仿真加工主要分為加工過(guò)程模擬和NC指令輸出。加工過(guò)程是去除材料的過(guò)程，運(yùn)用布爾運(yùn)算的減運(yùn)算，使用Open Inventor中的SoT如ersensoro設(shè)置時(shí)間函數(shù)，在每一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)完成一次布爾減運(yùn)算，布爾運(yùn)算可使用SOBoloperation()，每個(gè)動(dòng)作連在一起就形成了整個(gè)加工過(guò)程。輸出的NC代碼要符合數(shù)控機(jī)床中數(shù)控系統(tǒng)要求才能進(jìn)行加工，不同的數(shù)控系統(tǒng)對(duì)NC代碼編寫要求也不同，而刀具軌跡是相同的，為此設(shè)置后置處理程序讀取刀具勻跡數(shù)據(jù)，再根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)要求轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的NC代碼。
三 、結(jié)束語(yǔ)
    在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，該系統(tǒng)提高了設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化了排樣下料以及增強(qiáng)了產(chǎn)品制造的可預(yù)見性，縮短了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的周期，對(duì)于推廣產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造及提高產(chǎn)品的市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，具有重要的實(shí)際意義和使用價(jià)值。并且其它軟件平臺(tái)(如Pro/e) 可導(dǎo)入系統(tǒng)輸出的圖形文件進(jìn)行其他分析，系統(tǒng)生成的NC代碼可輸入相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控加工。