CN113032859A - 一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，包括步骤：S1、导入工件dxf图纸；S2、引导客户输入旋压工艺参数、选择旋压成型轮廓图元；S3、预处理步骤S2中客户选取的旋压成型工件轮廓图元；S4、根据“旋压次数”参数，计算工件径向方向的每次旋压进刀量；根据“增厚等级”，确定每次旋压的推拉类型；结合工件轮廓图元序列，计算每次旋压的轮廓轨迹；S5、将步骤S4中计算得出的每次旋压轨迹，根据“旋压轮半径”参数，进行刀具半径补偿处理，得到每次旋压的实际刀具轨迹；S6、将步骤S5中得到的每次旋压实际刀具轨迹，根据旋压参数“主轴转速”、“旋压速度”、“精旋速度”，转换为旋压加工程序G代码。
Description
技术领域
本发明涉及一种加工程序生成方法，具体涉及一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法。
背景技术
旋压成型是塑性加工的一个重要分支。旋压成型技术是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚压等工艺特点的少无切削加工的先进工艺。旋压成形技术利用旋压工具对旋转坯料施加压力，使之产生连续的局部塑性变形而成形为所需空心回转零件的塑性加工方法。
旋压成形技术是制造薄壁回转体零件常用的一种工艺方法，可以完成拉深、翻边、收口等多种不同的成形工序。容易实现产品的轻量化、柔性化、高效精密的成形制造，因而在塑型加工领域占有核心地位。
旋压机床控制方式按照机械化程度可分为手动控制、机械仿形控制、液压仿形控制、通用数控系统控制方式。当前主流的控制方式为液压仿形控制和数控系统控制。
机械仿形旋压和液压仿形旋压需要操作人员每道次旋压都调整加工位置和更换仿型板；仿形板需要与每道次旋压加工的尺寸和形状吻合，仿形板加工数量多，加工难度大，生产成本高，生产效率低、自动化程度低。
标准数控系统控制是当前主要的旋压设备控制方式。由于旋压工艺的特殊性，如多轨迹曲线的交叉运行、旋压轮半径补偿、旋压推拉工艺等，技术人员无法手动编制旋压加工程序。目前主要有两种程序编制方式。
一种是技术人员在CAD软件中绘制出工件图纸，根据图纸和旋压工艺绘制多道次的旋压轨迹，手工测量每道次旋压在CAD中的关键旋压坐标，手动转换为数控系统可识别的G代码程序。这种方法的缺点是人为操作多，程序编制时间长，对技术人员要求高。这种方法是目前的主流编程方法。
第二种是技术人员在CAD软件中绘制出工件图纸，根据图纸和旋压工艺绘制多道次旋压轨迹，利用标准CAD/CAM软件辅助生成旋压加工程序。该方法的缺点是仍然需要人工绘制旋压轨迹，操作繁琐，而且标准CAM软件缺少旋压工艺支持，一般无法直接生成最终客户需要的旋压加工轨迹和加工路径。中国专利公开(公告)号:CN102228925A，名称为“数控金属旋压机机器软件操作方法”，公开了类似的技术。CAD绘制多道次旋压轨迹的变形曲线，采用专用编译软件，将CAD软件绘制的刀路曲线编译成G代码。此方法中，旋压轨迹是客户在图纸中绘制出来的，仍然需要人工参与操作。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，能直接根据工件设计图纸，参数化生成旋压加工程序的方法。
本发明提供如下技术方案：
一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，包括步骤：
S1、导入工件dxf图纸；
S2、引导客户输入旋压工艺参数、选择旋压成型轮廓图元；
S3、预处理步骤S2中客户选取的旋压成型工件轮廓图元；
S4、根据“旋压次数”参数，计算工件径向方向的每次旋压进刀量；根据“增厚等级”，确定每次旋压的推拉类型；结合工件轮廓图元序列，计算每次旋压的轮廓轨迹；
S5、将步骤S4中计算得出的每次旋压轨迹，根据“旋压轮半径”参数，进行刀具半径补偿处理，得到每次旋压的实际刀具轨迹；
S6、将步骤S5中得到的每次旋压实际刀具轨迹，根据旋压参数“主轴转速”、“旋压速度”、“精旋速度”，转换为旋压加工程序G代码。
步骤S1中，使用开源软件库dxflib，读取dxf图纸文件，将文件中的图纸图元转换为待处理的图元数据结构，包括点、直线、圆弧、圆周、椭圆弧、样条曲线，多段线，将这个图元数据进行绘图显示和列表显示。
步骤S3中，首先，对图元序列进行排序，将首尾相连的图元组合成轨迹组，根据首位衔接顺序，确定轨迹组内的图元顺序；然后，对非直线和圆弧的图元，根据“拟合精度”参数，进行小线段拟合，方便旋压轨迹的计算和处理。
步骤S4中，旋压轨迹的旋压分几次进行旋压，通过“旋压次数”参数确定计算几条旋压轨迹。
步骤S4中，旋压分几次推旋压，几次拉旋压，“增厚等级”参数决定每次旋压的旋压方向。
将步骤S4中计算的旋压轨迹，转换为旋压轮旋压球心的运动，使得最终的加工效果与计算轨迹相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果是： 1、导入工件CAD图纸，直接根据工件图纸智能化生成多道次旋压路径，无需人工绘制旋压轨迹曲线，提高生产效率；2、集成参数化旋压工艺，方便调整加工工艺，快速调试；3、降低人工参与，减少人为失误，降低对技术人员的要求。
附图说明
图1为本发明旋压机加工图。
图2为多次旋压轨迹的示意图。
图3为旋压工艺参数图。
图中：1、旋压轮；2、旋压工件。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，包括以下步骤：
S1、导入工件dxf图纸。使用开源软件库dxflib，读取dxf图纸文件，将文件中的图纸图元转换为待处理的图元数据结构，包括点、直线、圆弧、圆周、椭圆弧、样条曲线，多段线，将这个图元数据进行绘图显示和列表显示；
S2、引导客户输入旋压工艺参数、选择旋压成型轮廓图元；
S3、预处理步骤S2中客户选取的旋压成型工件轮廓图元。首先，对图元序列进行排序，将首尾相连的图元组合成轨迹组，根据首位衔接顺序，确定轨迹组内的图元顺序；然后，对非直线和圆弧的图元，根据“拟合精度”参数，进行小线段拟合，方便旋压轨迹的计算和处理；
S4、根据“旋压次数”参数，计算工件径向方向的每次旋压进刀量；根据“增厚等级”，确定每次旋压的推拉类型；结合工件轮廓图元序列，计算每次旋压的轮廓轨迹；
S5、将步骤S4中计算得出的每次旋压轨迹，根据“旋压轮半径”参数，进行刀具半径补偿处理，得到每次旋压的实际刀具轨迹；
S6、将步骤S5中得到的每次旋压实际刀具轨迹，根据旋压参数“主轴转速”、“旋压速度”、“精旋速度”，转换为旋压加工程序G代码。
步骤S1中，将这个图元数据进行绘图显示和列表显示（用户可以在左侧图形显示中选取轨迹，也可在右侧图元列表中选取），方便用户选取旋压轨迹对应的图形。
步骤S3中，因为图纸中的图元非常的多，客户需要一一选取，所以对收尾相接的图元进行组合，方便客户选取需要的旋压轨迹，减少操作步骤。
步骤S4中，“旋压次数”参数和“增厚等级”参数设置的重要性，旋压轨迹的旋压分几次进行旋压，所以要对“旋压次数”参数进行设置，通过该参数确定计算几条旋压轨迹；旋压分几次推旋压，几次拉旋压，所以要对“增厚等级”参数设置，该参数决定每次旋压的旋压方向。
根据步骤S2中客户选取的旋压工件表面图形轨迹，根据客户自动的计算出需要的多次旋压轨迹。
图2为多次旋压轨迹的示意图。一个圆柱形工件，旋压成一个圆弧轨迹图形，根据旋压路径，分了7次旋压成最终要求的轨迹形状。
该步骤自动的计算了旋压轨迹，与传统的旋压编程方式形成了核心区别，极大的减少了人工参与，智能化高效率的生成了旋压轨迹。
步骤S5中，补偿处理进而得到刀具轨迹，图1所示旋压轮1和旋压工件2表面接触部分为圆球形状，实际旋压运动中，该球体需要实时与步骤S4中的旋压轨迹相切，否则加工图形会出现非常大的型变误差。所以需要通过刀具半径补偿，将步骤S4中计算的旋压轨迹，转换为旋压轮旋压球心的运动。这样才能保证最终的加工效果与计算轨迹相同。
本发明先导入技术人员设计的旋压工件dxf文件格式图纸；再选择图纸中的旋压轮廓图元；再设置旋压工艺参数，生成旋压加工程序；根据实际旋压效果，调整旋压参数或旋压加工程序。通过参数，自动分配旋压刀路轨迹，减少人工参与。
本方法可直接导入工件图纸，可参数化输入旋压工艺参数，不需要人工在CAD中绘制多道次旋压轨迹，无需人工干预，根据参数自动生成符合旋压工艺要求的旋压加工程序。可以达到简化人机操作、简化程序编辑、提高生产效率，方便加工调试的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，其特征在于，包括步骤：
S1、导入工件dxf图纸；
S2、引导客户输入旋压工艺参数、选择旋压成型轮廓图元；
S3、预处理步骤S2中客户选取的旋压成型工件轮廓图元；
S4、根据“旋压次数”参数，计算工件径向方向的每次旋压进刀量；根据“增厚等级”，确定每次旋压的推拉类型；结合工件轮廓图元序列，计算每次旋压的轮廓轨迹；
S5、将步骤S4中计算得出的每次旋压轨迹，根据“旋压轮半径”参数，进行刀具半径补偿处理，得到每次旋压的实际刀具轨迹；
S6、将步骤S5中得到的每次旋压实际刀具轨迹，根据旋压参数“主轴转速”、“旋压速度”、“精旋速度”，转换为旋压加工程序G代码。
2.根据权利要求1所述的一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，其特征在于：步骤S1中，使用开源软件库dxflib，读取dxf图纸文件，将文件中的图纸图元转换为待处理的图元数据结构，包括点、直线、圆弧、圆周、椭圆弧、样条曲线，多段线，将这个图元数据进行绘图显示和列表显示。
3.根据权利要求1所述的一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，其特征在于：步骤S3中，首先，对图元序列进行排序，将首尾相连的图元组合成轨迹组，根据首位衔接顺序，确定轨迹组内的图元顺序；然后，对非直线和圆弧的图元，根据“拟合精度”参数，进行小线段拟合，方便旋压轨迹的计算和处理。
4.根据权利要求1所述的一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，其特征在于：步骤S4中，旋压轨迹的旋压分几次进行旋压，通过“旋压次数”参数确定计算几条旋压轨迹。
5.根据权利要求1所述的一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，其特征在于：步骤S4中，旋压分几次推旋压，几次拉旋压，“增厚等级”参数决定每次旋压的旋压方向。
6.根据权利要求1所述的一种基于dxf图纸导入的通用旋压机械加工程序生成方法，其特征在于：将步骤S4中计算的旋压轨迹，转换为旋压轮旋压球心的运动，使得最终的加工效果与计算轨迹相同。
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