程志华,吕炘宇

(上海大学 机电工程与自动化学院，上海 200072)

0 引言

金属构件常作为连接与支撑件在工程建设方面广泛应用，众多专业从事设计与制造金属构件加工机床的企业中，德国、意大利、日本在这一领域处于领先地位[1]，已出现了系列化、高度自动化的专用机床。我国相关行业起步较晚，加工装备大多是普通机床或手动、半自动机械加工设备等通用加工设备。在专用数控系统加工方面，国内研究人员已取得一定成果。如李成华等[2]基于AutoCAD开发了一套图元数控编程系统，解决了图元排序、识别和程序输出问题，但是并未对图元信息进行定义，系统缺乏可扩展性。章勇等[3]基于DXF文件开发了切割加工自动编程系统，解决了开放数据参数问题，但是并未对加工路径进行规划，系统加工效率低。因此，结合幕墙行业的特点，开发行业专用的先进制造设备对提升行业的技术水平具有十分重要的意义。

本文针对图元自动数控编程系统中的关键技术进行研究，以软件工程为实现方法，实现了图元信息的统一以及由图元向G代码的转换。同时，针对遗传算法在实现路径规划的搜索过程中的收敛过慢和容易早熟问题[4]，本文采用了将不同适应度种群进行分类的方法，对于不同类别的个体分别采用混合交叉算子和混合变异算子来加快算法的收敛速度，从而改进遗传算法，使其在加工路径规划问题中达到多样性和收敛速度的平衡。

1 系统实现

系统整体设计思路是以IPC作为主机,工控机的CPU与PMAC卡的CPU构成主从式双微处理器开放式模块化结构，系统主要模块规划结构如图1所示。……