CN111813048B - 功能集成数控程序生成方法、系统、设备及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明属于自动化编程领域，公开了一种功能集成数控程序生成方法、系统、设备及可读存储介质，生成方法包括：获取工件工艺参数，根据工件工艺参数建立工件工艺模型；获取若干工件找正参数，工件找正参数均包括工件找正特征参数和对应的工件找正特征标识；获取若干工件测量参数，工件测量参数包括工件测量特征参数和对应的工件测量特征标识；S4：识别并按照预设排列顺序排列工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；S5：根据工件工艺模型，按照预设排列顺序，将工件找正特征参数、工件测量特征参数和工件工艺参数转换为数控机床对应的NC代码文件，得到功能集成数控程序。减少了生成过程中的人为干预，提高了编程效率，保证数控程序的质量。

Description

功能集成数控程序生成方法、系统、设备及可读存储介质
技术领域
本发明属于自动化编程领域，涉及一种功能集成数控程序生成方法、系统、设备及可读存储介质。
背景技术
自动化加工是提高产品生产效率和加工质量的一种有效手段。比如航空发动机零件数控加工过程中，利用机内测头可实现工件坐标系自动找正、几何尺寸的自动测量和误差补偿。数控加工编程多采用专业CAM软件，而工件找正程序及工件几何尺寸机内测量程序采用人工手动编制或其他专用商业软件(如productivity+TM AE pro、PowerINSPECT)编制。为减少人为干预，实现整个生产加工过程自动化，需要手动将工件找正及机内测量程序与加工程序集成，存在效率低、易出错等问题。
另外，机内测头品牌多种多样，各类机内测头使用所需的机内测量程序代码、格式各不相同，人工手动编程同样也存在效率低、易出错的问题，而采用专用商业机内测量编程软件(如productivity+TM AE pro、PowerINSPECT)编制机内测量程序时，则需要反复将零件工艺模型从专业CAD/CAM软件导入机内测量编程软件，才能完成各工序/各工步机内测量程序的编制，从而导致生成数控加工与机内测量相集成的自动化加工程序浪费大量的时间精力。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中数控加工程序与机内测量程序集成时效率低、易出错的缺点，提供一种功能集成数控程序生成方法、系统、设备及可读存储介质。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明第一方面，一种功能集成数控程序生成方法，应用于CAD/CAM软件，包括以下步骤：
S1：获取工件工艺参数，根据工件工艺参数建立工件工艺模型；
S2：获取若干工件找正参数，每个工件找正参数均包括工件找正特征参数和该工件找正特征参数对应的工件找正特征标识；
S3：获取若干工件测量参数，每个工件测量参数均包括工件测量特征参数和该工件测量特征参数对应的工件测量特征标识；
S4：根据工件找正特征标识和工件测量特征标识识别工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；并按照预设排列顺序排列工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；
S5：根据工件工艺模型，按照预设排列顺序，将工件工艺参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件找正特征标识识别工件找正特征参数的类型，通过预设的对应类型的工件找正特征参数转换模板将工件找正特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件测量特征标识识别工件测量特征参数的类型，并通过预设的对应类型的工件测量特征参数转换模板将工件测量特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，得到功能集成数控程序。
本发明功能集成数控程序生成方法进一步的改进在于：
所述工件找正特征参数的类型包括：内孔直径及上下偏差、外圆凸台直径及上下偏差、方形槽外形尺寸及上下偏差、凸台外形尺寸及上下偏差、特征测量点位置尺寸、特征测量点数量、测量高度、测量原点坐标、测头直径、安全平面坐标和数值类型。
所述工件测量特征参数的类型包括：内孔直径及上下偏差、外圆凸台直径及上下偏差、方形槽外形尺寸及上下偏差、凸台外形尺寸及上下偏差、特征测量点位置尺寸、特征测量点数量、测量高度、测量原点坐标、测头直径、安全平面坐标和数值类型。
所述S3还包括：根据工件测量特征标识识别工件测量特征参数的类型，并通过该类型工件测量特征参数预设的工件测量特征参数范围判断工件测量特征参数，当工件测量特征参数位于工件测量特征参数范围内时，进行S4；否则，生成错误信息。
所述S4中的预设排列顺序为：按照工件找正参数、工件工艺参数和工件测量参数的顺序排列。
所述工件找正转换模板根据工件找正特征参数类型，在数控机床测头使用程序格式要求下编程生成。
所述工件测量转换模板根据工件测量特征参数类型，在数控机床测头使用程序格式要求下编程生成。
本发明第二方面，一种功能集成数控程序生成系统，应用于CAD/CAM软件，包括工艺模型建立模块、工件找正参数输入模块、工件测量参数输入模块、识别排序模块以及识别转换模块；其中：工艺模型建立模块，用于获取工件工艺参数，根据工件工艺参数建立工件工艺模型；工件找正参数输入模块，用于获取若干工件找正参数，每个工件找正参数均包括工件找正特征参数和该工件找正特征参数对应的工件找正特征标识；工件测量参数输入模块，用于获取若干工件测量参数，每个工件测量参数均包括工件测量特征参数和该工件测量特征参数对应的工件测量特征标识；识别排序模块，根据工件找正特征标识和工件测量特征标识识别工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；并按照预设排列顺序排列工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；识别转换模块，用于根据工件工艺模型，按照预设排列顺序，将工件工艺参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件找正特征标识识别工件找正特征参数的类型，通过预设的对应类型的工件找正特征参数转换模板将工件找正特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件测量特征标识识别工件测量特征参数的类型，并通过预设的对应类型的工件测量特征参数转换模板将工件测量特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，得到功能集成数控程序。
本发明第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述功能集成数控程序生成方法的步骤。
本发明第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述功能集成数控程序生成方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过获取工件工艺参数，并根据工件工艺参数建立工件工艺模型，然后获取若干工件找正参数和若干工件测量参数，每个工件找正参数均包括工件找正特征参数和该工件找正特征参数对应的工件找正特征标识，每个工件测量参数均包括工件测量特征参数和该工件测量特征参数对应的工件测量特征标识；进而能够根据工件找正特征标识识别工件找正参数以及工件找正特征参数的类型，根据工件测量特征标识识别工件测量参数以及工件测量特征参数的类型，根据识别结果将工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数按照预设排列顺序排列，为后续的集成提供条件，接着按照预设排列顺序，依次进行转换，其中在转换工件找正特征参数和工件测量特征参数时，通过工件找正特征参数转换模板和工件测量特征参数转换模板实现转换，实现了工件找正特征参数和工件测量特征参数的自动化转换，解决了手工编制机内测头程序存在的效率低、易出错的问题，转换完成后就能得到集成数控加工、找正及测量的功能集成数控程序，通过该功能集成数控程序在数控机床上运行，数控机床即可实现自动调用机内测头进行工件找正，然后自动换刀进行数控加工，最后自动调用测头进行工件特征尺寸的测量，本发明方法有效减少了数控程序生成过程中人为干预，提高了编程效率，并保证数控程序的质量，为工件加工过程的自动化提供了有效保障。
进一步的，给每一类工件测量特征参数均预设工件测量特征参数范围，并通过该工件测量特征参数范围判断工件测量特征参数，有效的保证数控程序的质量。
附图说明
图1为本发明实施例的功能集成数控程序生成方法流程框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明功能集成数控程序生成方法，应用于CAD/CAM软件，使得数控加工编程与机内测头编程同时在专业CAD/CAM软件中实现，并通过后处理器将两种程序集成在一起，减少手动编程环节，从而提高编程效率和质量，并保证零件数控加工过程的自动化，本实施例中以航空发动机零件作为待加工工件，该方法主要包括以下步骤：
S1：获取工件工艺参数，根据工件工艺参数建立工件工艺模型。具体的，根据工件加工工步及内容，在专业CAD/CAM软件中创建工件工艺模型。
S2：获取工件找正参数，完成工件找正规划，工件找正参数包括工件找正特征参数和工件找正特征标识。具体的，采用用户自定义事件的方法，在UGNX系统“ude.cdl”文件中，通过TCL编程语言完成内孔、外圆凸台、方形槽、方形凸台和平面等工件找正参数的定义，包括工件找正特征标识以及工件找正特征参数，工件找正特征参数包括内孔直径及上下偏差、外圆凸台直径及上下偏差、方形槽外形尺寸及上下偏差、凸台外形尺寸及上下偏差、特征测量点位置尺寸、特征测量点数量、测量高度、测量原点坐标、测头直径、安全平面坐标和数值类型等，形成基于上述工件找正参数的输入模块，作为工件找正参数的输入接口。
S3：获取工件测量参数，完成工件测量规划，工件测量参数包括工件测量特征参数和工件测量特征标识。具体的，采用用户自定义事件的方法，在UGNX系统“ude.cdl”文件中，通过TCL编程语言完成内孔、外圆凸台、方形槽、方形凸台和平面等工件测量参数的定义，包括工件测量特征标识以及工件测量特征参数，工件测量特征参数包括内孔直径及上下偏差、外圆凸台直径及上下偏差、方形槽外形尺寸及上下偏差、凸台外形尺寸及上下偏差、特征测量点位置尺寸、特征测量点数量、测量高度、测量原点坐标、测头直径、安全平面坐标和数值类型等，形成基于上述工件测量参数的输入模块，作为工件测量参数的输入接口。
优选的，还包括通过预设的工件测量特征参数范围判断工件测量特征参数，当工件测量特征参数位于工件测量特征参数范围内时，进行S4；否则，生成错误信息，通过这样的防错设计，有效的避免了手工编程易出错问题。
S4：根据工件找正特征标识和工件测量特征标识识别工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；并按照预设排列顺序排列工件找正特征参数、工件测量特征参数和工件工艺参数，本实施例中预设排列顺序为工件找正特征参数、工件工艺参数和工件测量特征参数。
S5：根据工件工艺模型，按照预设排列顺序，将工件工艺参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件找正特征标识识别工件找正特征参数的类型，通过预设的对应类型的工件找正特征参数转换模板将工件找正特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件测量特征标识识别工件测量特征参数的类型，并通过预设的对应类型的工件测量特征参数转换模板将工件测量特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，得到功能集成数控程序。
具体的，通过TCL语言，在UGNX系统后处理器“.tcl”文件中，对照工件找正特征参数和工件测量特征参数，根据数控机床测头使用程序格式要求，生成对应的转换模板并预存在CAD/CAM软件中，然后通过对应的转换模板将工件找正特征参数和工件测量特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件；其中，通过CAD/CAM软件将工件工艺参数转换为数控机床对应的NC代码文件是本领域常规技术，这里不再陈述。按照预设排列顺序转换完成后，就得到了一个集成数控加工、找正及测量的NC代码文件，即功能集成数控程序，通过该功能集成数控程序在数控机床上运行，数控机床即可实现自动调用机内测头进行工件找正，然后自动换刀进行数控加工，最后自动调用测头进行工件特征尺寸的测量。
本发明还公开了一种功能集成数控程序生成系统，应用于CAD/CAM软件，包括工艺模型建立模块、工件找正参数输入模块、工件测量参数输入模块、识别排序模块以及识别转换模块。
其中，工艺模型建立模块，用于获取工件工艺参数，根据工件工艺参数建立工件工艺模型。工件找正参数输入模块，用于获取若干工件找正参数，每个工件找正参数均包括工件找正特征参数和该工件找正特征参数对应的工件找正特征标识。工件测量参数输入模块，用于获取若干工件测量参数，每个工件测量参数均包括工件测量特征参数和该工件测量特征参数对应的工件测量特征标识。识别排序模块，根据工件找正特征标识和工件测量特征标识识别工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；并按照预设排列顺序排列工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数。识别转换模块，用于根据工件工艺模型，按照预设排列顺序，将工件工艺参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件找正特征标识识别工件找正特征参数的类型，通过预设的对应类型的工件找正特征参数转换模板将工件找正特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件测量特征标识识别工件测量特征参数的类型，并通过预设的对应类型的工件测量特征参数转换模板将工件测量特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，得到功能集成数控程序。
本发明功能集成数控程序生成方法可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明功能集成数控程序生成方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。其中，所述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NANDFLASH)、固态硬盘(SSD))等。
在示例性实施例中，还提供计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述功能集成数控程序生成方法的步骤。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor、DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
本发明功能集成数控程序生成方法通过在专业CAD/CAM软件上完成工件找正编程、机内测量程序编制及后处理系统的开发，实现了在专业CAD/CAM软件上基于单一工件工艺模型的工件找正、机内测量及数控加工程序的同时编制，解决了手工编制机内测头程序存在的效率低问题，通过机内测量编程策略中的防错算法，即预设的工件测量特征参数范围，避免了手工编程易出错问题，为数控加工程序与工件找正及机内测量程序的集成提供了一种自动化的处理方法，减少了数控程序生成过程中人为干预，提高了编程效率，并保证数控程序的质量，为工件加工过程的自动化提供了有效保障。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种功能集成数控程序生成方法，其特征在于，应用于CAD/CAM软件，包括以下步骤：
S1：获取工件工艺参数，根据工件工艺参数建立工件工艺模型；
S2：获取若干工件找正参数，每个工件找正参数均包括工件找正特征参数和该工件找正特征参数对应的工件找正特征标识；
S3：获取若干工件测量参数，每个工件测量参数均包括工件测量特征参数和该工件测量特征参数对应的工件测量特征标识；
所述S3还包括：
根据工件测量特征标识识别工件测量特征参数的类型，并通过该类型工件测量特征参数预设的工件测量特征参数范围判断工件测量特征参数，当工件测量特征参数位于工件测量特征参数范围内时，进行S4；否则，生成错误信息；
S4：根据工件找正特征标识和工件测量特征标识识别工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；并按照预设排列顺序排列工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；
所述S4中的预设排列顺序为：按照工件找正参数、工件工艺参数和工件测量参数的顺序排列；
S5：根据工件工艺模型，按照预设排列顺序，将工件工艺参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件找正特征标识识别工件找正特征参数的类型，通过预设的对应类型的工件找正特征参数转换模板将工件找正特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件测量特征标识识别工件测量特征参数的类型，并通过预设的对应类型的工件测量特征参数转换模板将工件测量特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，得到功能集成数控程序；
工件找正转换模板根据工件找正特征参数类型，在数控机床测头使用程序格式要求下编程生成；工件测量转换模板根据工件测量特征参数类型，在数控机床测头使用程序格式要求下编程生成。
2.根据权利要求1所述的功能集成数控程序生成方法，其特征在于，所述工件找正特征参数的类型包括：
内孔直径及上下偏差、外圆凸台直径及上下偏差、方形槽外形尺寸及上下偏差、凸台外形尺寸及上下偏差、特征测量点位置尺寸、特征测量点数量、测量高度、测量原点坐标、测头直径、安全平面坐标和数值类型。
3.根据权利要求1所述的功能集成数控程序生成方法，其特征在于，所述工件测量特征参数的类型包括：
内孔直径及上下偏差、外圆凸台直径及上下偏差、方形槽外形尺寸及上下偏差、凸台外形尺寸及上下偏差、特征测量点位置尺寸、特征测量点数量、测量高度、测量原点坐标、测头直径、安全平面坐标和数值类型。
4.一种功能集成数控程序生成系统，其特征在于，应用于CAD/CAM软件，包括工艺模型建立模块、工件找正参数输入模块、工件测量参数输入模块、识别排序模块以及识别转换模块；其中：
工艺模型建立模块，用于获取工件工艺参数，根据工件工艺参数建立工件工艺模型；
工件找正参数输入模块，用于获取若干工件找正参数，每个工件找正参数均包括工件找正特征参数和该工件找正特征参数对应的工件找正特征标识；
工件测量参数输入模块，用于获取若干工件测量参数，每个工件测量参数均包括工件测量特征参数和该工件测量特征参数对应的工件测量特征标识；还用于根据工件测量特征标识识别工件测量特征参数的类型，并通过该类型工件测量特征参数预设的工件测量特征参数范围判断工件测量特征参数，当工件测量特征参数位于工件测量特征参数范围内时，触发识别排序模块；否则，生成错误信息；
识别排序模块，根据工件找正特征标识和工件测量特征标识识别工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；并按照预设排列顺序排列工件找正参数、工件测量参数和工件工艺参数；预设排列顺序为：按照工件找正参数、工件工艺参数和工件测量参数的顺序排列；
识别转换模块，用于根据工件工艺模型，按照预设排列顺序，将工件工艺参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件找正特征标识识别工件找正特征参数的类型，通过预设的对应类型的工件找正特征参数转换模板将工件找正特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，根据工件测量特征标识识别工件测量特征参数的类型，并通过预设的对应类型的工件测量特征参数转换模板将工件测量特征参数转换为数控机床对应的NC代码文件，得到功能集成数控程序；
其中，工件找正转换模板根据工件找正特征参数类型，在数控机床测头使用程序格式要求下编程生成；工件测量转换模板根据工件测量特征参数类型，在数控机床测头使用程序格式要求下编程生成。
5.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述方法的步骤。
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