CN101763072A - 数控加工代码的转换方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数控加工代码的转换方法，包括：读入源数控系统类型的源加工代码；将源加工代码解析成内部统一的数据；将内部统一的数据生成刀位文件；将刀位文件解析成轨迹数据；将轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码。本发明还提供了数控加工代码的转换装置。本发明解决了手工转换加工代码效率低、费时、易出错的问题，本发明应用在加工设备多样化的企业，可以极大地提高编程技术人员的工作效率、节约数控加工代码的修改时间，有效地保证加工设备转换后的加工质量。

Description

数控加工代码的转换方法和装置

技术领域

本发明涉及数控领域，更具体地，涉及一种数控加工代码的转换方法和装置。

背景技术

为了提高生产效率，各制造企业都大量采用数控设备进行产品加工。由于这些数控设备未必是一次性购进，因此其配套的数控系统也就可能各不相同。基本上，各数控系统的代码是互不兼容的。在一台数控机床上加工的代码，若换到其他机床上加工，往往需要返回工艺编制部门，由CAM软件重新生成适合该机床的代码，原因就是两台数控机床的控制系统相异。

下面简单介绍一些常用的CAM软件：

MetaCut&MetaFinish(http://www.nwdesigns.com)主要提供了代码的仿真、优化功能，目前还只支持Fanuc系统的代码，不支持代码转换。

CIMCO Edit(http://www.cimco-software.com)主要提供了代码的编辑、仿真功能，目前只支持Fanuc和Heidenhan系统的代码，没有提出代码转换的概念。

NCView(http://www.system-i.co.jp/product/ncviewer)主要提供代码编辑、仿真功能，只支持Fanuc系统或与Fanuc兼容的代码，不支持代码转换。

因为现有的CAM软件都不支持代码转换，所以目前大多数工厂仍然采用手工编写代码，手工编写的代码出错率较高，不容易检验，人们只能每个点地计算，最后还得在机床上试切后此代码才算编写完成，才能用于实际加工。如果车间的调度员要换一台机床加工同一个零件，代码就得重新编制。由于机床的数控系统类型不同，要求的代码格式也是不同的，手工更改起来更是费劲，而且更容易出错。总之，

1)手工编写代码效率低，容易出错，对人员要求较高。

2)上机床试切，容易浪费材料，占用加工时间，效率不高。

3)更换设备时，重新编写加工代码，耗时长、效率低。

发明人发现机床的数控系统类型不同，要求的加工代码格式也不同。如果更换加工设备，需要重新编写加工代码，进行代码检查，最后还得上机床试切，然后才能用于实际加工。因此增加了加工的准备时间，特别是在车间的机床数控类型较多时尤其如此。

发明内容

本发明旨在提供一种数控加工代码的转换方法和装置，能够解决上述手工转换加工代码效率低、费时、易出错的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种数控加工代码的转换方法，包括：读入源数控系统类型的源加工代码；将源加工代码解析成内部统一的数据；将内部统一的数据生成刀位文件；将刀位文件解析成轨迹数据；将轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码。

可选地，在上述的转换方法中，源加工代码包括多个程序段，每个程序段用于执行一个加工步骤，转换方法的各步骤以程序段为单位来执行。

可选地，在上述的转换方法中，轨迹数据保存于内存中，在执行完将轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码步骤之后，轨迹数据被释放。

可选地，在上述的转换方法中，使用预设的机床配置文件将轨迹数据转换成目标加工代码。

可选地，在上述的转换方法中，机床配置文件包括多个函数，分别用于将不同种类的轨迹数据按照目标数控系统类型的格式输出为目标加工代码。

可选地，在上述的转换方法中，将刀位文件解析成轨迹数据还包括：根据用户输入的精度把细小的直线段优化成直线或圆弧及拟合成NURBS(非均匀有理B样条Non-Uniform Rational B-Splines)曲线。

可选地，在上述的转换方法中，将刀位文件解析成轨迹数据还包括：对轨迹数据进行安全性检查。

可选地，在上述的转换方法中，安全性检查包括：判断是否超过目标数控系统类型的机床的行程，和/或判断是否以目标数控系统类型的机床不能接收的格式输出；根据判断结果将轨迹数据进行相应地处理。

根据本发明的另一方面，提供了一种数控加工代码的转换装置，包括：读入模块，用于读入源数控系统类型的源加工代码；解析模块，用于将源加工代码解析成内部统一的数据；刀位模块，用于将内部统一的数据生成刀位文件；轨迹模块，用于将刀位文件解析成轨迹数据；输出模块，用于将轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码。

可选地，在上述的转换装置中，轨迹模块还包括：优化单元，用于根据用户输入的精度把细小的直线段优化成直线或圆弧及拟合成NURBS曲线；安全单元，对轨迹数据进行安全性检查。

本发明上述的数控加工代码的转换方法和装置，因为采用了自动化的加工代码转换流程，所以解决了上述手工转换加工代码效率低、费时、易出错的问题，进而达到了降低出错率、提高效率节省人力的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的数控加工代码的转换方法的流程图；

图2示出了根据本发明可选实施例的将源加工代码解析成内部统一的数据的流程图；

图3示出了根据本发明实施例的数控加工代码的转换装置的方框图；

图4示出了根据本发明优选实施例的数控加工代码的转换装置的方框图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图1示出了根据本发明实施例的数控加工代码的转换方法的流程图，包括：

步骤S10，读入源数控系统类型的源加工代码；

步骤S20，将源加工代码解析成内部统一的数据，源加工代码只是字符串，而内部将这些字符串解析为相应的数据(如整数、浮点数等)。我们根据数控代码特点，设计了符合要求的数据结构来存储这些数据。；

步骤S30，将内部统一的数据生成刀位文件；

步骤S40，将刀位文件解析成轨迹数据；

步骤S50，将轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码。

该转换方法因为采用了自动化的加工代码转换流程，所以解决了上述手工转换加工代码效率低、费时、易出错的问题，进而达到了降低出错率、提高效率节省人力的效果。

可选地，在上述的转换方法中，源加工代码包括多个程序段，每个程序段用于执行一个加工步骤，转换方法的各步骤以程序段为单位来执行。这样做显然执行效率更高，对计算资源要求更低。

图2示出了根据本发明可选实施例的将源加工代码解析成内部统一的数据的流程图，包括：

102，读入数控代码文件；

104，判断代码是否处理完毕，如果是，则代码解析结束；

106，如果判断为否，则读取下一个程序段；

108，解析该程序段的加工代码；

110，预处理加工代码，解析代码是将加工代码解析为内部数据，而预处理加工代码可以将内部数据进行相应的处理，如代码中要求进行刀补处理或镜像、缩放等处理，则将在这个过程中处理；

112，判断是否有数据输出，如果没有，则回到步骤104；

114，如果判断为有，则生成内部的统一数据，并检查输出错误信息。

可选地，在上述的转换方法中，轨迹数据保存于内存中，在执行完将轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码步骤之后，轨迹数据被释放。因为轨迹数据是中间数据，所以可以释放而无需永久保存。该可选实施例避免了硬盘的读写，因此执行速度更快。

可选地，在上述的转换方法中，使用预设的机床配置文件将轨迹数据转换成目标加工代码。

可选地，在上述的转换方法中，机床配置文件包括多个函数，分别用于将不同种类的轨迹数据按照目标数控系统类型的格式输出为目标加工代码。该可选方法根据用户选定的目标数控类型把相应的机床配置文件解析进来，对用户定义的函数及变量，解释成内存中一种中间控制代码，用来格式化输出加工代码。

一个数控加工代码是由多个程序段组成的，每个程序段执行一个加工步骤，而一个程序段又可以由若干个字组成，字是组成程序段的基本元素，由字构成数控系统的指令。随着数控技术的发展，现在大多数数控系统不仅能够处理一般的准备功能和辅助功能，而且能够处理宏程序。

宏程序是数控编程的重要补充，其中变量的用途有：运算、递增量或递减量、与一个表达式比较后，决定是否实现跳转功能的条件分支、将变量值传递到零件程序中去；其中运算又包括：算术运算(赋值、加、减、乘、除、绝对值、四舍五入等)；函数运算(正弦、余弦、正切、反正切、平方根等)；逻辑操作(与、或)；比较操作(等于、大于、小于、大于或等于、小于或等于、不等于)。

根据加工代码的特点，把一个加工代码分为文件头、文件尾和主体部分，主体部分又由刀具加载，快速移动直线、正常切削直线、圆弧、钻孔循环、子程序调用等部分组成。把这些部分分别抽出用各个不同的函数来定义，至于函数的内容则是由用户可以更改的控制语句，以用来控制输出相应的代码格式。这些函数都放在了机床配置文件中。

机床配置文件可以采用文本文件的形式，并有中文注释。当需要扩展生成其它数控类型的加工代码时，可以修改机床配置文件就可以达到更改输出加工代码的目的。可选的，可以为了修改方便，专门提供针对修改机床配置文件的中文界面，操作方便。

可选地，在上述的转换方法中，将刀位文件解析成轨迹数据还包括：根据用户输入的精度把细小的直线段优化成直线或圆弧及拟合成NURBS曲线。该轨迹优化步骤有利于输出更优的目标加工代码。

可选地，在上述的转换方法中，将刀位文件解析成轨迹数据还包括：对轨迹数据进行安全性检查。这可以避免目标数控系统类型的机床加工失败。

可选地，在上述的转换方法中，安全性检查包括：判断是否超过目标数控系统类型的机床的行程，和/或判断是否以目标数控系统类型的机床不能接收的格式输出；根据判断结果将轨迹数据进行相应地处理。超出行程或者格式不匹配是最常见的失败方式，该可选实施例有效地解决了这两个问题。比如机床只能接收在XY平面内的圆弧，那么在处理时就需要把其它平面的圆弧离散成直线段再进行输出。

图3示出了根据本发明实施例的数控加工代码的转换装置的方框图，包括：

读入模块10，用于读入源数控系统类型的源加工代码；

解析模块20，用于将源加工代码解析成内部统一的数据；

刀位模块30，用于将内部统一的数据生成刀位文件；

轨迹模块40，用于将刀位文件解析成轨迹数据；

输出模块50，用于将轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码。

该转换装置解决了上述手工转换加工代码效率低、费时、易出错的问题，进而达到了降低出错率、提高效率节省人力的效果。

可选地，在上述的转换装置中，轨迹模块还包括：优化单元，用于根据用户输入的精度把细小的直线段优化成直线或圆弧及拟合成NURBS曲线；安全单元，对轨迹数据进行安全性检查。

图4示出了根据本发明优选实施例的数控加工代码的转换装置的方框图。整个系统由反读模块、代码诊断模块、刀位文件生成模块、刀位文件解析模块、数据优化模块、数据安全检查模块、控件格式输出模块、机床配置文件解析模块等组成。

①反读模块：实现了从源加工代码到内部统一数据的转换处理过程，既可以处理一般的指令，而且可以识别宏程序。其处理流程见图2。主要由以下几个步骤完成。读入数控代码文件；根据源数控系统类型，加载相应数控系统代码解析器；以一个程序段为单位，解析加工代码；预处理加工代码；生成内部的统一数据，并检查输出错误信息。

②刀位文件生成模块：该模块负责将内部统一数据转换生成刀位文件。

③刀位文件解析模块：该模块负责读入刀位文件，并解析成后置系统内部需要的轨迹数据。此轨迹数据是在计算机内存中的，中间不会输出。后置过程结束，此数据也自动被释放掉。

④数据优化模块：主要是对读入进来的轨迹数据进行优化，根据一定的精度把小直线段优化成直线段或圆弧，能缩短加工时间，提高加工品质。

⑤数据安全检查模块：主要是对轨迹数据进行安全性检查，查验各轴的坐标值是否超过机床的最大规定行程。对不支持圆弧的机床，要把圆弧离散成直线。有的机床只支持XY、YZ和ZX平面内的圆弧，要把不属于这三个平面内的圆弧离散成直线。对机床能接受圆弧的最大圆心角进行检查等。

⑥机床配置文件解析模块：机床配置文件是控制后置系统生成不同代码的各个参数的集合，该文件目前是个文本，允许用户自己配置，因此，需要把用户配置的内容解析成后置系统熟悉的控制语句，做为内部的控制参数，来控制后置过程生成不同的代码文件。该模块的作用就是把用户配置的内容转换成后置系统内部的控制参数。

⑦控制格式输出模块：轨迹数据经过前面几个模块的处理就可以输出了，要输出什么格式的代码文件，需要由机床配置文件中配置的控制参数决定。该模块就是根据控制参数把轨迹数据格式化成用户需要的代码输出出来。

如上所述，系统实现了代码的读入，反读、数据优化、数据安全检查、代码转换等功能，为加工代码转换提供了良好的方法。

近年来，由于竞争的需要，制造企业越来越追求生产的高效率，本发明的上述代码转换技术，可以解决代码转换问题，减少加工前的准备时间，同时也提高了产品的合格率。总之，本发明提高了代码转换速度与效率，有效地保证代码转换的正确性；减少加工准备时间，提高了生产效率。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控加工代码的转换方法，其特征在于，包括：

读入源数控系统类型的源加工代码；

将所述源加工代码解析成内部统一的数据；

将所述内部统一的数据生成刀位文件；

将所述刀位文件解析成轨迹数据；

将所述轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码。

2.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，所述源加工代码包括多个程序段，每个程序段用于执行一个加工步骤，所述转换方法的各步骤以所述程序段为单位来执行。

3.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，所述轨迹数据保存于内存中，在执行完将所述轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码步骤之后，所述轨迹数据被释放。

4.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，使用预设的机床配置文件将所述轨迹数据转换成所述目标加工代码。

5.根据权利要求4所述的转换方法，其特征在于，所述机床配置文件包括多个函数，分别用于将不同种类的所述轨迹数据按照所述目标数控系统类型的格式输出为所述目标加工代码。

6.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，将所述刀位文件解析成轨迹数据还包括：

根据用户输入的精度把细小的直线段优化成直线或圆弧及拟合成非均匀有理B样条曲线。

7.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，将所述刀位文件解析成轨迹数据还包括：

对所述轨迹数据进行安全性检查。

8.根据权利要求1所述的转换方法，其特征在于，所述安全性检查包括：

判断是否超过所述目标数控系统类型的机床的行程，和/或判断是否以目标数控系统类型的机床不能接收的格式输出；

根据判断结果将所述轨迹数据进行相应地处理。

9.一种数控加工代码的转换装置，其特征在于，包括：

读入模块，用于读入源数控系统类型的源加工代码；

解析模块，用于将所述源加工代码解析成内部统一的数据；

刀位模块，用于将所述内部统一的数据生成刀位文件；

轨迹模块，用于将所述刀位文件解析成轨迹数据；

输出模块，用于将所述轨迹数据转换成目标数控系统类型的目标加工代码。

10.根据权利要求9所述的转换装置，其特征在于，所述轨迹模块还包括：

优化单元，用于根据用户输入的精度把细小的直线段优化成直线或圆弧及拟合成非均匀有理B样条曲线；

安全单元，对所述轨迹数据进行安全性检查。

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