CN102662352B - 数控刀具几何参数的自动录入系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控加工技术领域，数控刀具几何参数的自动录入系统及方法，数字对刀仪采集的刀具几何参数通过工业计算机传输给数控刀具管理系统，数控刀具管理系统从接收到的数据中解析出刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，根据数控加工中心编号将刀具的几何参数、刀具编号转换成数控加工中心编号对应的数控系统可识别的文本，并将该文本传输给DNC服务器；数控加工中心从给DNC服务器下载其的数控系统类型可识别的文本，对文本进行解析，并根据解析获得的数据对刀具对应的数据进行更新；由于刀具几何参数的整个录入过程中，只需对刀时人工录入刀具编号和所述数控加工中心编号，录入数据少，提高了工作效率，且误差小，安全性高。

Description

数控刀具几何参数的自动录入系统及方法

技术领域

本发明涉及属于数控加工技术领域，特别涉及数控刀具几何参数的自动录入系统及方法。

背景技术

在数控加工技术领域中，目前企业数控机床上的刀具几何参数录入一般采用的方式是：首先使用对刀仪进行对刀，读取刀具的几何参数信息，然后，采用人工录入的方式，通过机床的操作面板输入到数控机床上。刀具几何参数主要包括：刀具的长度、直径、刀尖圆弧半径， 主偏角，车刀刀尖距零件中心高的偏差等。

刀具几何参数手工录入的方式存在以下不足：第一，过程繁琐、效率低：工人需要先从机床上取出刀具，然后在对刀仪上读取刀具参数，手工抄写或者打印出对刀仪上显示的刀具参数数据，最后到数控机床的操作面板上输入相应的刀具参数。这种操作模式，过程繁琐、刀具种类繁多，导致工作效率低，工人工作量较大。第二，出错概率大，可能引发加工事故：对刀仪中输入的参数位数较多，采用人工录入的方式会大大增加出错概率，可能造成刀具参数不精确、不同步。更为严重的是，人工录入的时候，如果看错了参数中的小数点位数，使机床面板录入数控加工中心的刀具尺寸参数和实际参数相差过大，将会造成刀具损坏甚至引起加工事故。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明解决的技术问题是：如何提供一种数控刀具几何参数自动录入系统，提高刀具几何参数录入的准确性，减少因刀具几何参数录入出错产生的加工事故，同时提高刀具几何参数录入效率，使刀具几何参数录入更方便。

解决该技术问题，本发明是这样实现的：数控刀具几何参数的自动录入系统，包括数字对刀仪、工业计算机、DNC服务器、数控刀具管理系统和数控加工中心；所述数字对刀仪用于接收刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，采集该刀具的几何参数，将该刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号保存于刀具数据库中，并将刀具数据库中的数据导出传输给工业计算机；所述工业计算机用于接收数字对刀仪传输的数据，并将该数据传输给数控刀具管理系统；所述数控刀具管理系统用于接收工业计算机传输的数据，从接收到的数据中解析出刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，根据刀具对应的数控加工中心编号获得刀具对应的数控加工中心的数控系统类型，将刀具的几何参数和刀具编号转换为刀具对应的数控加工中心的数控系统类型可识别的文本，并将所述文本传输给DNC服务器；所述DNC服务器用于接收和存储数控刀具管理系统传输的文本；所述数控加工中心用于从DNC服务器下载其数控系统类型可识别的文本，从所述文本中解析获得刀具的几何参数和刀具编号，并根据解析获得的刀具的几何参数和刀具编号对数控加工中心中相应编号的刀具的几何参数进行更新；所述数字对刀仪与工业计算机通信连接，所述工业计算机分别与DNC服务器和数控刀具管理系统通信连接，所述DNC服务器与数控刀具管理系统通信连接，所述DNC服务器与数控加工中心通信连接。

进一步地，数控刀具几何参数的自动录入系统还包括DNC智能终端和网络交换机，所述数字对刀仪通过RS232串口线与工业计算机通信连接，所述工业计算机通过以太网络分别与DNC服务器和数控刀具管理系统通信连接，所述DNC服务器通过网络交换机与DNC智能终端通信连接，所述DNC智能终端通过RS232串口线与数控加工中心连接。

数控刀具几何参数的自动录入方法，具体步骤如下：

步骤1：所述数字对刀仪接收刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，使用数字对刀仪进行对刀，所述数字对刀仪采集该刀具的几何参数，并将该刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号保存于数字对刀仪的刀具数据库中，所述数字对刀仪将其刀具数据库中的数据导出传输给工业计算机；

步骤2：所述工业计算机将接收到的数字对刀仪传输的数据传输给数控刀具管理系统；

步骤3：所述数控刀具管理系统从接收的数据中解析出刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，并根据刀具对应的数控加工中心编号通过DNC服务器获得刀具对应的数控加工中心的数控系统类型，所述数控刀具管理系统将刀具的几何参数和刀具编号转换为刀具对应的数控加工中心的数控系统类型可识别的文本，并将所述文本传输给DNC服务器；

步骤4：所述DNC服务器对接收的数控刀具管理系统传输的文本进行存储；

步骤5：所述数控加工中心通过DNC智能终端和网络交换机从DNC服务器下载其数控系统类型可识别的文本，并从所述文本中解析获得刀具的几何参数和刀具编号，并根据解析获得的刀具的几何参数和刀具编号对数控加工中心中相应编号的刀具的几何参数进行更新。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：由于本发明中，数字对刀仪与工业计算机连接，对刀前，数字对刀仪先接收刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，然后对刀采集的刀具的几何参数，并将该数据直接传输给工业计算机，工业计算机再将该数据通过以太网络传输给数控刀具管理系统，数控刀具管理系统对接收的数据进行解析获得刀具对应的数控加工中心类型，再根据该数控加工中心类型将解析得到的几何参数和刀具编号转换为所述数控加工中心数控系统类型可识别的文本，并将该文本传输给DNC服务器，数控加工中心从DNC服务器下载其数控系统类型可识别的本文，从该文本中解析获得刀具的几何参数和刀具编号，并根据解析获得的刀具的几何参数和刀具编号对数控加工中心中相应编号的刀具的几何参数进行更新。在整个刀具几何参数的录入过程中，只需要对刀时人工录入刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，录入数据少，需录入的数据也不复杂，提高了工作效率，同时由于数控刀具管理系统和数控加工中心的刀具几何参数的更新都是自动完成的，误差小，安全性高。

附图说明

图1-本发明实施环境网络拓扑图。

图中，1-数字对刀仪，2-工业计算机、3-以太网络、4-DNC服务器、5-网络交换机、6-数控刀具管理系统、7-数控加工中心、8-DNC智能终端。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

本发明中的DNC为 Distributed Numerical Control首字母的缩写，是指分布式数控。

参见图1，数控刀具几何参数的自动录入系统，包括数字对刀仪1、工业计算机2、DNC服务器4、数控刀具管理系统6和数控加工中心7；数字对刀仪1用于接收刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，采集该刀具的几何参数，将该刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号保存于刀具数据库中，并将刀具数据库中的数据导出传输给工业计算机2；工业计算机2用于接收数字对刀仪1传输的数据，并将该数据传输给数控刀具管理系统6；数控刀具管理系统6用于接收工业计算机2传输的数据，从接收到的数据中解析出刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，根据刀具对应的数控加工中心编号获得刀具对应的数控加工中心的数控系统类型，将刀具的几何参数和刀具编号转换为刀具对应的数控加工中心的数控系统类型可识别的文本，并将所述文本传输给DNC服务器4；DNC服务器4用于接收和存储数控刀具管理系统传输的文本；数控加工中心7用于从DNC服务器4下载其数控系统类型可识别的文本，从所述文本中解析获得刀具的几何参数和刀具编号，并根据解析获得的刀具的几何参数和刀具编号对数控加工中心7中相应编号的刀具的几何参数进行更新；数字对刀仪1与工业计算机2通信连接，工业计算机2分别与DNC服务器4和数控刀具管理系统6通信连接，所述DNC服务器4与数控刀具管理系统6通信连接，所述DNC服务器4与数控加工中心7通信连接。

进一步地，数控刀具几何参数的自动录入系统还包括DNC智能终端8和网络交换机5，所述数字对刀仪1通过RS232串口线与工业计算机2通信连接，所述工业计算机3通过以太网络3分别与DNC服务器4和数控刀具管理系统6通信连接，所述DNC服务器4通过网络交换机5与DNC智能终端8通信连接，所述DNC智能终端8通过RS232串口线与数控加工中心7连接。

数控刀具几何参数的自动录入方法，具体步骤如下：

步骤1：所述数字对刀仪1接收刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，使用数字对刀仪进行对刀，所述数字对刀仪1采集该刀具的几何参数，并将该刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号保存于数字对刀仪1的刀具数据库中，所述数字对刀仪1将其刀具数据库中的数据导出传输给工业计算机2；

步骤2：所述工业计算机2将接收到的数字对刀仪1传输的数据传输给数控刀具管理系统6；

步骤3：所述数控刀具管理系统6从接收的数据中解析出刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，并根据刀具对应的数控加工中心7编号通过DNC服务器4获得刀具对应的数控加工中心的数控系统类型，所述数控刀具管理系统6将刀具的几何参数和刀具编号转换为刀具对应的数控加工中心的数控系统类型可识别的文本，并将所述文本传输给DNC服务器4；

步骤4：所述DNC服务器4对接收的数控刀具管理6系统传输的文本进行存储；

步骤5：所述数控加工中心7通过DNC智能终端8和网络交换机5从DNC服务器4下载其数控系统类型可识别的文本，并从所述文本中解析获得刀具的几何参数和刀具编号，并根据解析获得的刀具的几何参数和刀具编号对数控加工中心7中相应编号的刀具的几何参数进行更新。

DNC服务器4通过网络交换机5与DNC智能终端8相连，RS232串口线与数控加工中心7通信连接.由于每台DNC智能终端8都指定了唯一的IP地址，那么根据IP地址命名规则，该局域网最多可以带255台智能终端8。这样不但可以减少车间服务器的数量，节省了成本，而且采用网卡使通讯速率大幅度提高，最大通讯速率可以达到10Mbps。

网络交换机5具有扩大网络的作用，为DNC智能终端8提供更多的连接端口，使每一个DNC服务器6可以同时服务多个数控中心7。

本发明中DNC智能终端8不但具有传输NC程序的功能，还具有传输刀具参数更新信息的功能。NC为Numerical Control,是指数字控制，指用离散的数字信息控制机械等装置的运行，NC程序由操作者自己编程。

实施例：

本实施例中刀具的几何参数为刀具长度和刀具直径，刀具长度补偿和刀具直径补偿均采用正补偿方式，对刀的基准坐标均设为0，测量单位为毫米。

数控刀具几何参数的自动录入系统：数字对刀仪1采用瑞士PWB公司生产的TC100对刀仪，用RS232串口线将数字对刀仪1上标有serial interface data cable E-Pro II的串口和工业计算机2的COM1串口相连，工业计算机2通过以太网络3与DNC服务器4和数控刀具管理系统6连接，所述DNC服务器4通过以太网络3与DNC智能终端8连接，所述DNC智能终8端通过RS232串口线与数控加工中心7通信连接。

工业计算机2使用windows操作系统，连接好后在工业计算机2系统的开始菜单中选择“所有程序”->“附件”->“通讯”->“超级终端”。然后进行如下操作：

①     输入连接名称；

②     选择串口：选择COM1串口；

③     设置串口属性：在数字对刀仪1上的开始菜单中查看数字对刀仪1的串口通信设置。对应该设置，将超级终端的串口属性设为：每秒位数为38400、数据位为8、奇偶校验为奇校验、停止位为1、数据流控制为Xon / Xoff；

④     准备接收数据：在超级终端程序的上方菜单中依次选择“传送”->“捕获文字”，输入数据文本的保存路径和文件名后，等待数字对刀仪1的输出；

采用上述数控刀具几何参数的自动录入系统，进行刀具几何参数的自动录入，具体步骤如下：

步骤1：在数字对刀仪1的刀具数据库中新建刀具，然后人工录入相应的刀具编号和数控加工中心编号，每次对刀后将采集的刀具的几何参数存放在刀具数据库中的新建刀具中，所有对刀操作完成后数字对刀仪1完成采集，并将刀具数据库中新建刀具数据导出，传输给工业计算机2。本实施实例中，数字对刀仪1的输出文本如下：

TOOL-#    POT    Z-ACT.     X-ACT.      Z-DEV.     X-DEV.        I/MM

001          001      406.433     10.000       406.433      10.000           mm

002         001      302.870      20.000      302.870       20.000          mm

003          001      366.610     8.000        366.610       8.000            mm

004          001      432.790     5.000        432.790       5.000            mm

005          001      362.244     8.000        362.244       8.000            mm

文本中的第一行为字段名，以后每行记录对应一次对刀操作。字段“TOOL-#”代表刀具编号，字段“POT”代表数控加工中心编号，字段“Z-ACT”代表刀具实际长度，字段“X-ACT”代表刀具实际直径，字段“Z-DEV”值和“X-DEV”表示偏移量。本实施例中，基准位置的坐标设为0，表示偏移量的“Z-DEV”字段值和“X-DEV”字段值分别等于“Z-ACT”字段值和“X-ACT” 字段值。因此对TC100对刀仪的输出来说，实际有效的字段为“TOOL-#”，“POT”，“Z-ACT”和“X-ACT”这4个字段。

步骤2：所述工业计算2机将接收到的数字对刀仪1传输的数据传输给数控刀具管理系统6，数控刀具管理系统6对接收的数据进行解析，获取刀具编号“TOOL-#”、刀具对应的数控加工中心编号“POT”，刀具的实际长度“Z-ACT”和刀具的实际直径“X-ACT；

步骤3：数控刀具管理系统6根据获取的刀具对应的数控加工中心编号“POT”向DNC服务器4返回该数控加工中心编号“POT”对应数控系统类型的请求，DNC服务器4接收到该请求后，将该数控加工中心编号“POT”对应数控系统类型FANUC传送给数控刀具管理系统6，数控刀具管理系统6将其解析获得的刀具编号“TOOL-#”、刀具的实际长度“Z-ACT”和刀具的实际直径“X-ACT转换成FANUC数控系统可识别的文本，并将该文本通过以太网络3传输给DNC服务器4；

步骤4：工人使用001号数控加工中心的数控系统面板向DNC服务器4发送下载文本请求，DNC服务器4接收到该下载请求后，将001号数控加工中心可识别的文本下传至DNC智能终端8，DNC智能终端8再将该文本下传至001号数控加工中心。001号数控加工中心对下载的该文本进行解析获得刀具的编号“TOOL-#”、刀具实际长度“Z-ACT”和刀具的实际直径“X-ACT，并根据解析获得的刀具的编号“TOOL-#”、刀具的实际长度“Z-ACT”和刀具的实际直径“X-ACT对001号数控加工中心中相应刀具编号“TOOL-#”下的刀具的刀具的实际长度“Z-ACT”和刀具的实际直径“X-ACT进行更新。更新后FANUC数控系统上的显示如下：

番号      形状（H）    磨耗（H）   形状（D）    磨耗（D）

001       406.433           0.000           10.000          0.000

002       302.870           0.000           20.000          0.000

003       366.610           0.000           8.000           0.000

004       432.790           0.000           5.000           0.000

005       362.244           0.000           8.000           0.000

通过上述数据可以看出，数控加工中心中该刀具的实际长度和实际直径更新为数字对刀仪采集到的该刀具的实际长度和实际直径，在整个自动更新过程中，只在对刀时人工录入刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，数控刀具管理系统和数控加工中心中该刀具的实际长度和实际直径这两个参数的更新都是自动完成的，且没有产生误差，安全性高。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (1)

1.数控刀具几何参数的自动录入方法，其特征在于：该具体步骤如下：

步骤1：建立数控刀具几何参数的自动录入系统，该系统包括数字对刀仪（1）、工业计算机（2）、DNC服务器（4）、数控刀具管理系统（6）和数控加工中心（7）；

所述数字对刀仪（1）用于接收刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，采集该刀具的几何参数，将该刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号保存于刀具数据库中，并将刀具数据库中的数据导出传输给工业计算机；

所述工业计算机（2）用于接收数字对刀仪传输的数据，并将该数据传输给数控刀具管理系统；

所述数控刀具管理系统（6）用于接收工业计算机（2）传输的数据，从接收到的数据中解析出刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，根据刀具对应的数控加工中心编号获得刀具对应的数控加工中心的数控系统类型，将刀具的几何参数和刀具编号转换为刀具对应的数控加工中心（7）的数控系统类型可识别的文本，并将所述文本传输给DNC服务器（4）；

所述DNC服务器（4）用于接收和存储数控刀具管理系统传输的文本；

所述数控加工中心（7）用于从DNC服务器（4）下载其数控系统类型可识别的文本，从所述文本中解析获得刀具的几何参数和刀具编号，并根据解析获得的刀具的几何参数和刀具编号对数控加工中心（7）中相应编号的刀具的几何参数进行更新；

所述数字对刀仪（1）与工业计算机（2）通信连接，所述工业计算机（2）分别与DNC服务器（4）和数控刀具管理系统（6）通信连接，所述DNC服务器（4）与数控刀具管理系统（6）通信连接，所述DNC服务器（4）与数控加工中心（7）通信连接；

还包括DNC智能终端（8）和网络交换机（5），所述数字对刀仪（1）通过RS232串口线与工业计算机（2）通信连接，所述工业计算机（2）通过以太网络分别与DNC服务器（4）和数控刀具管理系统（6）通信连接，所述DNC服务器（4）通过网络交换机（5）与DNC智能终端（8）通信连接，所述DNC智能终端（8）通过RS232串口线与数控加工中心（7）连接；

步骤2：所述数字对刀仪（1）接收刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，使用数字对刀仪进行对刀，所述数字对刀仪（1）采集该刀具的几何参数，并将该刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号保存于数字对刀仪的刀具数据库中，所述数字对刀仪（1）将其刀具数据库中的数据导出传输给工业计算机（2）；

步骤3：所述工业计算机（2）将接收到的数字对刀仪（1）传输的数据传输给数控刀具管理系统（6）；

步骤4：所述数控刀具管理系统（6）从接收的数据中解析出刀具的几何参数、刀具编号和刀具对应的数控加工中心编号，并根据刀具对应的数控加工中心编号通过DNC服务器（4）获得刀具对应的数控加工中心的数控系统类型，所述数控刀具管理系统（6）将刀具的几何参数和刀具编号转换为刀具对应的数控加工中心的数控系统类型可识别的文本，并将所述文本传输给DNC服务器（4）；

步骤5：所述DNC服务器（4）对接收的数控刀具管理系统（6）传输的文本进行存储；

步骤6：所述数控加工中心（7）通过DNC智能终端（8）和网络交换机（5）从DNC服务器（4）下载其数控系统类型可识别的文本，并从所述文本中解析获得刀具的几何参数和刀具编号，并根据解析获得的刀具的几何参数和刀具编号对数控加工中心（7）中相应编号的刀具的几何参数进行更新。