CN110568815A - 运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控系统及其加工枢孔方法，利用对刀仪和刀架完成加工前和加工过程中的对刀和换刀，同时实现对对刀和换刀过程中速度全程可控，可极大的提高加工的效率，减少人在恶劣加工环境下的暴露时间；对主轴转速、进给速度、提刀速度、进刀速度和退刀速度等参数的调节可减少在CAM前置处理软件和CAM前置处理软件参数设置不合理带来的影响，实现了对加工过程中状态的可控，提高了应对加工过程中突发情况的能力。

Description

运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控系统和方法

技术领域

本发明涉及石材数控加工领域，尤其涉及一种运用于机器人雕刻加工立体石材的HQUCNC数控系统。

背景技术

近年来,石雕制品在人们日常生活中的应用越来越广泛。石雕制品数量庞大,类别繁多,属于石材异型制品中的一个大类,但其加工的技艺要求和难度远高于其它类型的石材制品,石雕制品的雕刻加工已成为石材行业提高产品附加值、扩大国内外贸易的重要手段。目前大多数石材雕刻企业采用全手工加工配合半自动化加工，存在劳动强度大、加工效率低、加工时间长、质量不稳定等诸多问题，尤其严重的是危害加工人员身体健康。针对上述问题，实现机器人的完全自动化雕刻，可以大大提高雕刻的效率和质量，促进整个石雕行业的发展。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控系统，克服机器人雕刻加工中无法自动对换刀、加工过程中参数无法根据实际加工状况修改的问题。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控系统，包括：前置处理模块、后置处理模块、工业机器人控制装置、对刀仪、示教器；

所述前置处理模块为PowerMill，用于生成刀具轨迹，并根据所述刀具轨迹导出刀位源文件发送至后置处理模块；所述后置处理模块为RobotMaster，其根据所述刀位源文件调整机器人的姿态，生成适用于机器人加工的轨迹代码，并传递至机器人控制器的HQUCNC软件；

所述HQUCNC软件安装在示教器上，示教器与工业机器人控制装置通过线缆相连；

所述刀架上有刀盖，刀盖下刀位上放置有不同编号的刀具，对刀仪与工业机器人控制装置通过线缆相连；所述对刀仪与工业机器人控制装置通过线缆相连，对刀仪通过工业机器人控制装置与示教器上安装的HQUCNC软件通讯；

对刀仪通过工业机器人控制装置与示教器上安装的HQUCNC通讯。

本发明还提供了运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控方法，包括如下步骤：

a.通过三维软件生成三维模型文件；

b.将三维模型文件导入前置处理模块，生成第一姿态文件；

c.将第一姿态文件传输给后置处理模块，生成第二姿态文件；

d.将第二姿态文件通过存储介质发送给示教器，经过HQUCNC软件进行逐行编译，获得第三姿态文件；

e.示教器将第三姿态文件发送给控制柜，所述控制柜控制工业机器人执行相关指令；

f.所述HQUCNC软件拥有对刀模块、换刀模块、加工参数在线修改模块以及信息显示综合模块；

g.在对刀模块中，在加工前和加工过程中，配合对刀仪完成对刀操作；模块可实时显示和调节对刀的速度；

h.在换刀模块中，在加工前和加工过程中，根据加工需求的不同，完成自动换刀；模块可显示当前的刀具编号、刀架盖的开启状态等信息，在选择需要更换刀具的编号后，可自动完成换刀操作；

i.加工参数在线修改模块实时显示当前主轴转速、进给速度、提刀速度、进刀速度和退刀速度和加工工具长度信息；

j.信息显示综合模块现实的信息包括但不限于当前加工程序分段、当前程序编译点。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

本发明提供了一种运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控系统，在加工前和加工过程中，可全自动实现对刀和换刀过程，可提高效率，减少人暴露在加工环境的时间；可根据加工实际情况，调节在后置处理模块中设置的不合理参数，提高工件的加工质量；断点继续修改功能使得在加工过程中断后，重新开始加工后，可从中断点处重新加工。

附图说明

图1是本发明的模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参考图1，运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控系统，包括：前置处理模块、后置处理模块、工业机器人控制装置、对刀仪、刀架和示教器。

所述前置处理模块为PowerMill，用于生成刀具轨迹，并根据所述刀具轨迹导出刀位源文件发送至后置处理模块；所述后置处理模块为RobotMaster，其根据所述刀位源文件调整机器人的姿态，生成适用于机器人加工的轨迹代码，并传递至机器人控制器的HQUCNC软件；

所述HQUCNC软件安装在示教器上，示教器与工业机器人控制装置通过线缆相连；

所述刀架上有刀盖，刀盖下刀位上放置有不同编号的刀具，对刀仪与工业机器人控制装置通过线缆相连；所述对刀仪与工业机器人控制装置通过线缆相连，对刀仪通过工业机器人控制装置与示教器上安装的HQUCNC软件通讯；

对刀仪通过工业机器人控制装置与示教器上安装的HQUCNC通讯。

使用时，其具体操作过程如下：

a.模型设计，根据加工需要的需要，通过三维软件生成合适的三维模型；或通过三维扫描仪扫描已有实物来获取三维模型，作为待加工的工件三维模型；

b.原料准备，根据实际加工需要，选择尺寸合适，无明显瑕疵的石材，如若石材形状规则且大小已知，直接在三维软件中生成其三维模型，定义为毛坯；若为不规则形状，利用三维扫描仪扫描获得其原料毛坯三维模型。

c.前置处理，将步骤a、b中获取的待加工的工件三维模型和原料毛坯三维模型导入到前置处理模块PowerMill中，根据实际加工要求，选择合适的加工策略和加工参数生成第一姿态文件；

d.后置处理，将步骤c中获得的第一姿态文件导入到后置处理模块RobotMaster中，根据所述第一姿态文件，RobotMaster调整机器人的姿态，生成适用于机器人加工的轨迹代码，生成第二姿态文件；

e.将第二姿态文件通过存储介质发送给示教器经过HQUCNC软件进行逐行编译，最终机器人执行相关指令；

f.在HQUCNC软件拥有对刀模块、换刀模块、加工参数在线修改模块以及信息显示综合模块；

g.在对刀模块中，在加工前和加工过程中，配合对刀仪完成对刀操作；模块可实时显示和调节对刀的速度；

h.在换刀模块中，在加工前和加工过程中，根据加工需求的不同，完成自动换刀；模块可显示当前的刀具编号、刀架盖的开启状态等信息，在选择需要更换刀具的编号后，可自动完成换刀操作；

i.加工参数在线修改模块可实时显示当前主轴转速、进给速度、提刀速度、进刀速度和退刀速度等参数信息和加工工具长度信息，可根据实际加工需要进行调节；

j.信息显示综合模块包含当前加工程序分段、当前程序编译点等信息。

上文所述，仅为本发明较佳的实施范例，不能依此限定本发明实施的范围。即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (2)

1.运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控系统，其特征在于包括：前置处理模块、后置处理模块、工业机器人控制装置、对刀仪、示教器；

所述前置处理模块为PowerMill，用于生成刀具轨迹，并根据所述刀具轨迹导出刀位源文件发送至后置处理模块；所述后置处理模块为RobotMaster，其根据所述刀位源文件调整机器人的姿态，生成适用于机器人加工的轨迹代码，并传递至机器人控制器的HQUCNC软件；

所述HQUCNC软件安装在示教器上，示教器与工业机器人控制装置通过线缆相连；

所述刀架上有刀盖，刀盖下刀位上放置有不同编号的刀具，对刀仪与工业机器人控制装置通过线缆相连；所述对刀仪与工业机器人控制装置通过线缆相连，对刀仪通过工业机器人控制装置与示教器上安装的HQUCNC软件通讯；

对刀仪通过工业机器人控制装置与示教器上安装的HQUCNC通讯。

2.运用于雕刻加工立体石材的机器人加工数控方法，其特征在于包括如下步骤：

a.通过三维软件生成三维模型文件；

b.将三维模型文件导入前置处理模块，生成第一姿态文件；

c.将第一姿态文件传输给后置处理模块，生成第二姿态文件；

d.将第二姿态文件通过存储介质发送给示教器，经过HQUCNC软件进行逐行编译，获得第三姿态文件；

e.示教器将第三姿态文件发送给控制柜，所述控制柜控制工业机器人执行相关指令；

f.所述HQUCNC软件拥有对刀模块、换刀模块、加工参数在线修改模块以及信息显示综合模块；

g.在对刀模块中，在加工前和加工过程中，配合对刀仪完成对刀操作；模块可实时显示和调节对刀的速度；

h.在换刀模块中，在加工前和加工过程中，根据加工需求的不同，完成自动换刀；模块可显示当前的刀具编号、刀架盖的开启状态等信息，在选择需要更换刀具的编号后，可自动完成换刀操作；

i.加工参数在线修改模块可实时显示当前主轴转速、进给速度、提刀速度、进刀速度和退刀速度和加工工具长度信息；

j.信息显示综合模块现实的信息包括但不限于当前加工程序分段、当前程序编译点。