CN102279587A - 一种金属工件的二维数控加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属工件的二维数控加工方法，包括以下步骤：在制图软件中绘制出金属工件被加工部位，确定加工曲线；对上述加工曲线根据所使用的刀具半径或直径进行偏置处理，得到偏置后的曲线；运行二维数控加工处理软件，获取能够满足加工要求的数控加工程序；所述二维数控加工处理软件包含以下处理方法：前置处理，提取直线和/或圆弧的节点坐标值；后置处理，根据不同机床配备的不同数控系统，将前置处理中所提取直线和/或圆弧的节点坐标值，按机床的固有格式对应到机床的固有程序中，获得机床可识别的代码。本发明能够提高产品加工质量，缩短产品生产周期，提高企业的核心竞争力，缩短新员工培训时间，加快合格工艺编程人员的成才。

Description

一种金属工件的二维数控加工方法

技术领域

本发明涉及一种数控加工技术，具体的说是一种金属工件的二维数控加工方法。

背景技术

金属工件在制造业中的应用极为广泛，并且往往做为关键部件长期运动于各种器械中，随着工业技术的不断进步，对其加工要求也越来越高。

以透平压缩机为例，透平压缩机是一种高速的旋转机械，作为一种工业装备，透平压缩机广泛应用于冶金、石油、化工、天然气输送、冶炼、制冷和矿山通风等诸多重要工业部门；作为燃气涡轮发动机的基本组成元件，在航空、水、陆交通运输和发电等领域随处可见；作为增压器，已成为当代内燃机不可缺少的组成部件。在诸如大型化肥、大型乙烯等工艺装置中，它所需的投资可观，耗能比大，其性能的高低直接影响装置经济效益，安全运行与整个装置的可靠性紧密相关，因而成为备受关注的核心设备。

透平压缩机产品结构复杂，其关键零部件如转子件的叶轮、定子件的隔板等均为金属工件，都需要通过高精度数控机床加工出来。而数控机床所需要的加工程序的生成就成为关键环节，正确、快捷地生成加工程序是生产实际的迫切需求。

如何快速准确地编制出数控加工程序是每个编程人员所必须面对的主要问题。目前对于二维加工程序多采用大型工作站上的APT程序编制，虽然使用APT软件具有很多优点，但也存在诸多的不足，比如必须依赖大型工作站、程序的编写繁琐、没有图形验证等，为了摆脱这些不足，就需要有一个适合编程人员应用的方法来解决这些问题。

目前国内外用于数控机床编程的加工软件较多，每种软件都需要编写针对每种机床的后置处理程序，需要花费大量的人力和物力，不能满足用户的需要。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种可使工作人员摆脱大型工作站的限制，提高编程效率和准确性的金属工件的二维数控加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种金属工件的二维数控加工方法包括以下步骤：

在制图软件中绘制出金属工件被加工部位，确定加工曲线；

对上述加工曲线根据所使用的刀具半径或直径进行偏置处理，得到偏置后的曲线；

运行二维数控加工处理软件，获取能够满足加工要求的数控加工程序。

所述二维数控加工处理软件包含以下处理方法：

前置处理，提取直线和/或圆弧的节点坐标值；

后置处理，根据不同机床配备的不同数控系统，将前置处理中所提取直线和/或圆弧的节点坐标值，按机床的固有格式对应到机床的固有程序中，获得机床可识别的代码。

所述前置处理为：

初始化，定义机床数控系统的类别、直线和圆弧的相关信息值；

根据制图软件中金属工件被加工部位的节点进行计算，得到节点坐标值。

所述获得机床可识别的代码包括以下步骤：

在偏置后的曲线上取出节点坐标值，判断该曲线是直线段还是圆弧；

如果是直线段，则输出该直线段的起点和终点的坐标值；

根据机床固有的编码方式，对直线段的起点和终点的坐标值进行计算，得到该直线段的绝对编码值或相对编码值；

将上述绝对编码值或相对编码值按照机床的固有格式输出为机床能够识别的代码；

如果是圆弧，则输出该圆弧段的起点、终点的坐标值以及半径值；

根据机床固有的编码方式，对圆弧段的起点、终点的坐标值以及半径值进行计算，得到该圆弧段的绝对编码值或相对编码值；

将上述绝对编码值或相对编码值按照机床的固有格式输出为机床能够识别的代码。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.提高产品加工质量，缩短产品生产周期，提高企业的核心竞争力。本发明采用二维数控加工处理软件，工艺编程人员对除列表点、椭圆外的二维加工零部件，如叶轮、隔板、焊壳下料件进行编程，不必依赖大型工作站，可以利用PC机直接完成；同时，不必采用语言定义零件几何形状，描述复杂的几何形状，通过对零件形状、刀具运动轨迹的直观图形显示和刀具轨迹的检查，使加工程序在生成之初就能发现问题。例如零件中直面与圆弧面不相切，就会提示出来，达到检查的效果。

2.缩短新员工培训时间，加快合格工艺编程人员的成才。本发明方法采用二维数控加工处理软件，可节省工艺编程人员大量的宝贵时间。一般来说，新的工艺编程人员必须花费大量的时间和精力学习APT语言，并上机操作，而本发明的应用，直接以目前通用的二维制图软件如AUTOCAD、CAXA电子图板为模板，使新的工艺编程人员集中精力提高工艺知识的学习，可以在十几分钟内编出加工程序，缩短了机床的等待时间，可以大大地提高编程效率和准确性，即使对于机床操作系统不是很熟悉的人员也可以实现编程，可实现各种机床的交叉编程，提高工艺制造水平，大大提高工艺编程人员的工作效率，

3.提高企业的经济效益。本发明的应用，对临时安排加工的零件的数控程序的编写非常方便，有助于企业的经济效益的全面提升。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为在制图软件中绘制的金属工件；

图3为按图2确定的金属工件的被加工部位。

具体实施方式

本发明方法广泛应用于以金属材料为主要部件的机械加工中，其步骤如图1所示：

在制图软件中绘制出金属工件被加工部位，确定加工曲线；

对上述加工曲线根据所使用的刀具直径进行偏置处理，得到偏置后的曲线；

运行二维数控加工处理软件，获取能够满足加工要求的数控加工程序。

所述二维数控加工处理软件包含以下处理方法：

前置处理，提取直线和/或圆弧的节点坐标值；

后置处理，根据不同机床配备的不同数控系统，将前置处理中所提取直线和/或圆弧的节点坐标值，按机床的固有格式对应到机床的固有程序中，获得机床可识别的代码。

本实施例将本发明方法应用于透平压缩机叶轮的二维数控加工过程中，详细过程如下：

1)利用CAXA制图软件绘制出金属工件被加工部分的形状，得到1∶1图形。

以应用在德国KS20数控火焰切割机上的MESSER系统为例，加工焊接机壳中的一个部件，先在CAXA绘图软件中，将部件的原设计图纸(如图2所示)按1∶1图造型，如图3所示。检查完毕后，输出DXF文件。

打开二维数控加工处理软件“DXFOUT”，输入机床数控系统选项“3”，即输入刀具右偏置“R”，回车确认，生成能够在数控机床中运行的数控程序。

2)对于车床，用刀尖半径值做偏置处理(OFFSET)，例如：

Command：OFFSET

Offset distance or Through＜1.000＞：0.8

Select object to offset：按加工先后顺序选择加工部分的曲线

Side to offset？选刀具所在一侧做偏置

重复上述步骤，直到所有加工部分的曲线全部偏置完。

对所有交叉的线做裁剪(TRIM)，所有未相交的线做延伸(EXETEND)，分别用红色的线连接加工位置的线做为快速进、退刀轨迹，得到偏置后的曲线。

3)运行二维数控加工处理软件，对偏置后的曲线在制图软件中对应的描述语句依次进行处理，获取能够满足加工要求的数控加工程序。

首先进行前置处理：

初始化，定义机床数控系统的类别、直线和圆弧的相关信息值，包括直线起始点坐标，圆弧的起始点坐标、弧度、圆心、半径等；

根据制图软件中金属工件被加工部位的节点进行计算，得到节点坐标值。

获得机床可识别的代码包括以下步骤：

在偏置后的曲线上取出节点坐标值，判断该曲线是直线段还是圆弧；

如果是直线段，则输出该直线段的起点和终点的坐标值；

根据机床固有的编码方式，对直线段的起点和终点的坐标值进行计算，得到该直线段的绝对编码值或相对编码值；

将上述绝对编码值或相对编码值按照机床的固有格式输出为机床能够识别的代码。

如果是圆弧，则输出该圆弧段的起点、终点的坐标值以及半径值；

根据机床固有的编码方式，对圆弧段的起点、终点的坐标值以及半径值进行计算，得到该圆弧段的绝对编码值或相对编码值；

将上述绝对编码值或相对编码值按照机床的固有格式输出为机床能够识别的代码。

然后进行后置处理：

前置处理及后置处理具体操作如下：

在PC机中存放的DXF文件目录中运行DXFTONC.EXE文件，或者运行“MS-DOS方式”，进入存放DXF文件目录中，键入：DXFTONC(回车)，屏幕中显示“Enterthe DXF file name”(输入文件名)：。

例如，输入PART，回车，显示：

Select the control system of machining tools

(1)......SINUMERIK 810T(TMM200N)

(2)......FANUC 3TA

(3)......MESSER KS20

(4)......SINUMER 810T(Eastern 46”)

(5)......SINUMERIK FM-NC(C86”)

(0)......EXIT

“Enter the number(1-4)”(输入相应数控系统所对应的数字)：

如果输入“2”，则显示：

“Feedrate with constant value(Y/N)？”(如果需要恒定切削速度，则输入“Y”，否则，输入““N”)：

如果输入“3”，则显示：

“Enter the offset dirction(Left/Right)”(如果需要刀具左偏置，输入“Y”，否则，右偏置输入“R”)：。

如果输入“5”，则显示：

“Enter the drawing No.”(输入零件号)：。

屏幕显示运行结果：

The NC program“part.NC”，该文件名的前缀与输入的文件名相同。

按任意键返回；

生成的文件可用于机床加工或程序验证。

Claims (5)

1.一种金属工件的二维数控加工方法，其特征在于包括以下步骤：

在制图软件中绘制出金属工件被加工部位，确定加工曲线；

对上述加工曲线根据所使用的刀具半径或直径进行偏置处理，得到偏置后的曲线；

运行二维数控加工处理软件，获取能够满足加工要求的数控加工程序。

2.按权利要求1所述的金属工件的二维数控加工方法，其特征在于：

所述二维数控加工处理软件包含以下处理方法：

前置处理，提取直线和/或圆弧的节点坐标值；

后置处理，根据不同机床配备的不同数控系统，将前置处理中所提取直线和/或圆弧的节点坐标值，按机床的固有格式对应到机床的固有程序中，获得机床可识别的代码。

3.按权利要求2所述的金属工件的二维数控加工方法，其特征在于：所述前置处理为：

初始化，定义机床数控系统的类别、直线和圆弧的相关信息值；

根据制图软件中金属工件被加工部位的节点进行计算，得到节点坐标值。

4.按权利要求2所述的金属工件的二维数控加工方法，其特征在于：

所述获得机床可识别的代码包括以下步骤：

在偏置后的曲线上取出节点坐标值，判断该曲线是直线段还是圆弧；

如果是直线段，则输出该直线段的起点和终点的坐标值；

根据机床固有的编码方式，对直线段的起点和终点的坐标值进行计算，得到该直线段的绝对编码值或相对编码值；

将上述绝对编码值或相对编码值按照机床的固有格式输出为机床能够识别的代码。

5.按权利要求4所述的金属工件的二维数控加工方法，其特征在于：

如果是圆弧，则输出该圆弧段的起点、终点的坐标值以及半径值；

根据机床固有的编码方式，对圆弧段的起点、终点的坐标值以及半径值进行计算，得到该圆弧段的绝对编码值或相对编码值；

将上述绝对编码值或相对编码值按照机床的固有格式输出为机床能够识别的代码。

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