成宏军
（中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西 西安 710068）
【摘 要】利用MasterCAM软件进行二维数控铣自动编程时，正确理解并巧妙应用图层功能,可以极大提高二维数控编程的效率。首先介绍了图层功能的基本知识，并结合多年实践经验总结出图层在二维数控铣自动编程中的应用策略，最后给出了实用案例，供工程人员借鉴。
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关键词 图层；MasterCAM；数控编程
MasterCAM是由美国CNC software NC公司推出的基于PC平台的CAD/CAM一体化的软件。该软件在刀具路径的生成，NC程序的产生，模拟刀具路径，验证NC程序，以及通过计算机输入到数控机床中进行加工等方面都非常方便、实用[1]。且具有对硬件要求较低，操作灵活，易学易用等优点。尤其擅长二维轮廓、三维曲面、孔加工，是目前我国加工领域应用最多的软件之一[2]。
图层是使用交互绘图软件进行结构化设计的不可缺少的软环境, 特别是在工程绘图软件如AutoCAD，UG，CAXA，Pro/E中, 图层更是一个重要的功能模块, 它在很大程度上影响着绘图质量和速度[3]。正确理解图层, 巧妙应用图层, 可以起到事半功倍的效果。但由于图层的概念比较抽象, 目前关于图层应用方面[4]的文献极少, 基本都是在CAD方面的应用。本文在介绍了MasterCAM软件中图层创建、设置、管理等基本知识，并结合多年的实践经验，总结出图层在二维数控铣自动编程中的应用策略，最后将策略应用到实际中，提高了二维数控编程的效率。
1 创建和设置图层
在MasterCAM软件中，每新创建一个文件时，系统默认创建一个图层，即图层1。在实际使用中，需要创建新图层时，只需在次菜单中点击图层按钮，弹出“图层管理”对话框，如图一所示。系统提供了层编号为1~255，也就是说最多可以建255个层，这么多的层足以够用户使用。但按层的编号来区分不同层，在层数较多的情况下，不便于区分、识别。此时，层的名称就起到了很大的作用，只要在某层的图层名称栏输入文字作为层的名字，就很容易区分不同层。在层命名时最好做到望名知意。
图层的可见性设置。图层如果设为不可见，则该层上的图素将不显示出来（但图素并没有删掉，只是在旁边“待命”而已），需要该图层的时候，只需再将该图层设为可见，即可将该层上的图素全部呈现在视图里。灵活利用该功能，在修改和分类显示图形等方面将有很大帮助。
图层限定。如果某个图层被限定（该层的限定图层栏处有√号），则只有该层上的图素可以修改，而其他层上的图素则只能看，不能“动”。这个功能的目的也是为了便于修改图形[5]。
2 管理图层
在实际的使用中，仅仅掌握创建和设置图层操作，还不能满足使用者的需求，只有结合图层的合理、巧妙管理，才能最大化发挥图层功能的优势。MasterCAM软件提供了丰富的图层管理操作，供用户使用。
图层组合。与上述图层命名一样，在某图层的图层群组栏输入名字，则可给该层再取名了，但此时取名不同于上述层的名称，此时取名是多个层取同一样的名字。可对统一名字的层实行统一管理（如统一设置为可见或不可见、排序等），因此为图层组合，同名的图层被视为一组。其实，图层组合就类似于“类”管理。
改变图层。某一图层上的图素，需要在其他图层使用，可以通过改变图层的办法解决此问题，在改变图层时，可以选择复制或者移动到另一图层，这需要根据具体情况而定。
图层过滤。当图形文件中创建的图层很多时, 用滚动条搜索目标图层相当困难, 这时可以使用图层过滤器功能显示满足条件的图层, 把不需要观察的图层过滤掉, 这样可以大大缩短查找和修改图层设置的时间, 但并不能使图形中属于该图层的对象不可见。MasterCAM软件与其他CAD软件相似，也可以对各图层上图素的属性进行自定义，如自定义线型、线宽、线的颜色等。以上对MasterCAM软件中图层功能的相关操作进行简要介绍，由于其图层功能与其他工程绘图软件类似，其他有关的操作的就不再赘述。
3 图层在二维数控铣自动编程中的应用策略
在二维数控铣自动编程方面，MasterCAM软件是基于二维工程图产生刀位轨迹的，简单，易学，优势尤为显著，在电子信息装备制造企业广泛使用。由于基于二维图规划刀具轨迹，所以图层功能在MasterCAM二维数控铣自动编程中常常被使用。通常对于二维工程图比较复杂的零件，用户可直接将其AutoCAD格式的文件导入MasterCAM软件中，减少不必要的二次绘图工作。导入的AutoCAD文件要根据加工工序重新安排合理、巧妙的图形布局和图层，经过处理后的图形文件可用于数控自动编程。但在实际的工作中，由于多数用户图层功能未能巧妙应用，经常会出现图层名称命名规则杂乱、图层规划不合理，图层可见性设置不当等问题。
针对Mastercam软件图层应用在二维数控铣自动编程中出现的问题，结合应用实际，总结出图层在二维数控铣自动编程中的应用策略。
（1）图层设置的原则
图层设置的主要原则就是在够用的基础上越少越好。所设置图层数量的多少,与所绘图形的复杂程度有关,即所绘图形越复杂,所涉及到的图层就越多。在图层命名时做到望名知意，目的在于更清晰地说明该图层的功能，增加图形文件的可读性以，方便对图素进行编辑。
（2）合理设置图层
用户可以根据需要建立图层, 并设置每个图层相对应的名称、线型、颜色等属性。图层上所有的图素均应按照一定的规律来组织整理，如零件的二维图素放在一个图层，尺寸标注放在一个图层等。通常对于复杂零件的二维数控铣加工，需要六个面都要进行加工，所以六个面都要进行刀具路径规划，此时最好每个视图的图形设置在一个图层，方便规划刀具路径。在二维数控铣自动编程中，对于当前用不到的图层，都设置为不可见图层。
在同一图层上经常要创建多个加工操作，如经常会出现多个挖槽加工，而这些挖槽加工的图形有公共直线或圆弧段，当其中某一个挖槽加工的图形发生略微变化，其他挖槽加工的刀具路径就会报错，需要重新进行计算刀具路径，从而增加了编程工作量。对于此现象，本文给出简单有效的解决方法，即将这些加工操作所需的图形复制到另一个独立图层，从而各操作图形的变动互不影响。
（3）图层划分
由于二维数控铣自动编程是按每个加工面来安排加工工序，规划刀具路径，所以按照视图定义图层，如1-10层为主视图图群，其中，1层为主视图图形层，2层为主视图中尺寸标注层，3-10层为主视图中某些操作的图形、辅助线层。依次循环11-20层为后视图图群，21-30层为左视图图群，31-40层为右视图图群，41-50层为俯视图图群，51-60层为仰视图图群。实际应用中，没有必要将这些图层全部创建，根据具体的零件难易程度，建立合适的图层和图群。
4 应用案例
本文以某电子设备的盒体零件为例，说明图层在二维数控铣自动编程中的应用。为了减少不必要的二次绘图工作，直接将盒体零件的AutoCAD格式的二维图文件导入MasterCAM软件，进行数控编程。根据零件结构特点，六个面都需要数控加工，故创建六个图层，依次将六个视图的图形创建在对应图层上，其中导入的AutoCAD格式二维图文件中已有的图形可直接移动到对应视图图层上。在进行数控编程前，需要对图形尺寸进行校对。MasterCAM软件有尺寸标注功能，将尺寸标注线都放在相应视图的尺寸标注图层。这些准备工作做好后，接下来就是根据工步安排创建加工操作。依据实际需要，创建某些操作的图形和辅助线图层，这些图层应建立在相应视图图群下。按本文总结出的图层应用策略建立的盒体零件图层如图2（a）所示，零件主视图中某一槽加工刀具路径如图2（b）所示。
5 总结
利用Master CAM软件进行二维数控铣自动编程时，正确理解并巧妙应用图层功能,可以极大提高二维数控编程的效率,提高刀具路径文件的可读性。结合以往的使用经验，本文总结出图层在二维数控铣自动编程中的应用策略，为广大工程技术人员提供借鉴。
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参考文献
［1］刘雪梅.MasterCAM数控加工基础教程[M].西安:西安交通大学出版社,2002.
［２］瑞杰,黄一鸣.最新MasterCAM模具设计教程[M].北京:中国石化出版社,2000.
［３］曹世健,樊臻,张森林.图层技术在纹织CAD中的应用[J].纺织学报,2007,28(8):141-145.
［４］代美泉,吉晓民.CAD绘图软件中图层的应用研究[J].现代电子技术,2009(24):53-56.
［５］吴长德.MasterCAM 9.0系统学习与实训[M].北京:机械工业出版社,2003:13-15.
［责任编辑：汤静］