CN113791579B - 线切割加工时间预测方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

线切割加工时间预测方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种线切割加工时间预测方法、装置、计算机设备和存储介质。该线切割加工时间预测方法根据切割线材质和工件材质来确定加工系数，根据加工工艺和加工高度来确定加工速率，然后根据加工系数、加工速率以及计算出的切割加工面积来获得加工理论时间，能够较为准确的预测出单个工件的切割加工时间，预测效率高，有效解决了目前依赖操作人员的主观经验来预测切割加工时间误差较大，而严重影响工厂交货日期以及生产任务排班的问题。

Description

线切割加工时间预测方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本发明属于数控线切割技术领域，尤其涉及一种线切割加工时间预测方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
目前，数控线切割加工设备的零件加工时间完全靠有经验的操作工依靠自身的加工经验来做预估，严重依赖操作人员的加工经验，没有科学的数据来支撑预估的结果。同时，针对相同的零件由不同的操作人员经验所预估出来的加工时间也不相同，另外，加工相同的零件由不同品牌的加工机床加工时间也不一样。这样导致操作人员预估的结果同实际的加工的时间相差较大，无法准确的确定加工完成后的交期时间，严重影响了现场的产出及工厂生产任务的安排。
发明内容
本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中的不足，提供一种线切割加工时间预测方法、装置、计算机设备和存储介质。
为实现上述目的，本发明申请提供了一种线切割加工时间预测方法，包括如下步骤：
获取待加工工件的总加工路径长度V、加工高度H、工件材质以及用于对所述待加工工件进行加工的切割线材质和加工工艺；
根据所述工件材质以及所述切割线材质确定对应的加工系数B；
根据所述加工工艺以及所述加工高度H确定对应的加工速率F；其中，所述加工速率F为切割线在单位时间内所切割的面积；
根据所述总加工路径长度V以及所述加工高度H确定线切割路径上的切割加工面积S；
根据所述加工系数B、所述加工速率F以及所述切割加工面积S计算出对所述待加工工件进行线切割的加工理论时间T，所述加工理论时间T的计算公式如下所示：T＝S*B/F。
可选地，所述获取待加工工件的总加工路径长度V，包括：
根据待加工工件的三维模型设定线切割的加工程式；
通过对所述加工程式中各条程式的加工路径长度V1、V2……Vm进行叠加求和，以确定对所述待加工工件进行线切割加工的总加工路径长度V。
可选地，所述根据所述工件材质以及所述切割线材质确定对应的加工系数B，具体包括：
根据加工系数数据库、所述工件材质以及所述切割线材质来获取对应的加工系数B。
可选地，所述根据所述加工工艺以及所述加工高度H确定对应的加工速率F，具体包括：
根据加工速率数据库、所述加工工艺以及所述加工高度H来获取对应的加工速率。
可选地，所述加工工艺为割一修一、割一修二或割一修三，则：
所述总加工路径长度V分为对应粗切割加工时的总加工路径长度V1和对应精切割加工时的总加工路径长度V2；
所述切割加工面积S分为对应粗切割加工时的切割加工面积S1和对应精切割加工时的切割加工面积S2；其中，S1＝V1*H，S2＝V2*H；
所述加工理论时间T等于所述粗切割加工的加工理论时间T1与所述精切割加工的加工理论时间T2之和；其中，T1＝S1*B/F，T2＝S2*B/F。
可选地，所述方法还包括：
对多个待加工工件分别计算出对应的所述加工理论时间，将多个所述加工理论时间整理成加工时间预估表并导出。
可选地，所述加工系数B还根据不同数控线切割设备进行调整。
本发明申请还提供一种线切割加工时间预测装置，包括：
数据获取模块，用于获取待加工工件的总加工路径长度V、加工高度H、工件材质以及用于对所述待加工工件进行加工的切割线材质和加工工艺；
加工系数确定模块，根据所述工件材质以及所述切割线材质确定对应的加工系数B；
加工速率确定模块，根据所述加工工艺以及所述加工高度H确定对应的加工速率F；其中，所述加工速率F为切割线在单位时间内所切割的面积；
计算模块，用于根据所述总加工路径长度V以及所述加工高度H确定线切割路径上的切割加工面积S；
所述计算模块还用于根据所述加工系数B、所述加工速率F以及所述切割加工面积S计算出对所述待加工工件进行线切割的加工理论时间T，所述加工理论时间T的计算公式如下所示：T＝S*B/F。
本发明申请还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述线切割加工时间预测方法的步骤。
本发明申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述线切割加工时间预测方法的步骤。
上述线切割加工时间预测方法中，根据切割线材质和工件材质来确定加工系数，根据加工工艺和加工高度来确定加工速率，然后根据加工系数、加工速率以及计算出的切割加工面积来获得加工理论时间，能够较为准确的预测出单个工件的切割加工时间，预测效率高，有效解决了目前依赖操作人员的主观经验来预测切割加工时间误差较大，而严重影响工厂交货日期以及生产任务排班的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中线切割加工时间预测方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中线切割加工时间预测装置的程序模块示意图；
图3为本申请实施例中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
参见图1所示，是本发明申请其中一个实施例中线切割加工时间预测方法的流程示意图。本实施例中，线切割加工时间预测方法包括如下步骤：
步骤S10、获取待加工工件的总加工路径长度V、加工高度H、工件材质以及用于对待加工工件进行加工的切割线材质和加工工艺。
应当理解的是，利用数控线切割设备来对工件进行切割加工之前，需要用户根据待加工工件的三维模型设定线切割的加工程式，该加工程式是用户通过线切割编程软件并根据三维模型来选取合适的起点和终点的位置以及切割加工的参数，从而自动生成对待加工工件进行线切割的加工程式，所生成出来的加工程式包括多条程式，每条程式对应有一条加工路径，多条程式的加工路径依次连接形成一个完成的总加工路径；也就是说，通过对加工程式中各条程式的加工路径长度V1、V2……Vm进行叠加求和，即可确定对待加工工件进行线切割加工时的总加工路径长度V。
而切割加工的参数中包括但不限于加工高度H、工件材质以及用于对待加工工件进行切割加工的切割线材质和加工工艺；其中，加工工艺是指需要粗切割和/或精切割的次数。
S20、根据工件材质以及切割线材质确定对应的加工系数B。
其中，加工系数是用于校准切割线加工时的切割时间，相同材质的切割线在其他条件大致相同的情况下对不同工件材质进行切割时，工件材质的化学、物理性能不同，加工效果会有较大差异，因此可设定不同的加工系数，例如材质越硬、熔点越高的工件所对应的加工系数越低。
具体的加工系数是预先通过测试数据来得到的，从而得到各不同材质切割线在针对不同材质工件时的加工系数，并整理成加工系数数据库；示例性地，下表给出了一种材质切割线对应不同材质时的加工系数表：
线材质 工件材质 加工系数
CU SKD61 1.21
CU SKD11 1.03
CU NAK80 1.12
在一个实施例中，不同数控线切割设备的的加工效率不相同，例如不同品牌数控线切割设备以及相同品牌不同版本控制器的数控线切割设备的加工效率不相同；因此，加工系数B还可根据不同数控线切割设备进行调整。在实际应用中，可通过预测切割加工时间与实际切割加工时间进行比对，根据比对结果进而修正加工系数B，使加工系数B的数值越来越准确。
S30、根据加工工艺以及加工高度H确定对应的加工速率F；其中，加工速率F为切割线在单位时间内所切割的面积。
其中，加工速率也称切割速度，即单位时间内切割线在工件上切过的面积的总和，单位为mm2/min，在实际应用过程中；加工表面粗糙度数值随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大以及脉冲间隔的减小而增大；而加工速率还随着加工峰值电流、脉冲宽度的增大和脉冲间隔的减少而提高，即加工速率随着加工平均电流的增加而提高。
因此，本实施例中的加工工艺可设定为割一修一、割一修二或割一修三；其中，割一修一表示的是切割过程包括粗切割一次和精切割一次，割一修二表示的是切割过程包括粗切割一次和精切割两次，割一修三表示的是切割过程包括粗切割一次和精切割三次。也就是说，加工工艺相当于大致限定了加工表面粗糙度，通过限定不同的加工工艺和加工高度来确定合适的加工速率。
具体的加工速率是预先通过测试数据来得到的(测试时采用相同的切割线材质和工件材质)，从而得到各不同加工工艺在采用不同加工高度时所对应的加工速率，并整理成加工速率数据库；示例性地，下表给出了不同加工工艺分别采用不同加工高度时所对应的加工速率表：
S40、根据总加工路径长度V以及加工高度H确定线切割路径上的切割加工面积S；
其中，上述切割加工面积S为切割线在单次切割过程中在工件上且过的面积总和；假设加工程式的加工工艺中只限定了一次切割过程，则其切割加工面积S＝总加工路径长度V*加工高度H。
S50、根据加工系数B、加工速率F以及切割加工面积S计算出对待加工工件进行线切割的加工理论时间T，加工理论时间T的计算公式如下所示：T＝S*B/F。
其中，步骤S50中的加工理论时间T预测的是切割线在单次切割过程中所需的时间，即加此时的加工理论时间T是根据加工程式中的加工工艺仅仅只有一次切割加工过程。
上述线切割加工时间预测方法中，根据切割线材质和工件材质来确定加工系数，根据加工工艺和加工高度来确定加工速率，然后根据加工系数、加工速率以及计算出的切割加工面积来获得加工理论时间，能够较为准确的预测出单个工件的切割加工时间，预测效率高，有效解决了目前依赖操作人员的主观经验来预测切割加工时间误差较大，而严重影响工厂交货日期以及生产任务排班的问题。
在一个实施例中，加工工艺为割一修一、割一修二或割一修三，以加工工艺为割一修一进行举例说明，则总加工路径长度V分为对应粗切割加工时的总加工路径长度V1和对应精切割加工时的总加工路径长度V2；切割加工面积S分为对应粗切割加工时的切割加工面积S1和对应精切割加工时的切割加工面积S2；其中，S1＝V1*H，S2＝V2*H；加工理论时间T等于粗切割加工的加工理论时间T1与精切割加工的加工理论时间T2之和；其中，T1＝S1*B/F，T2＝S2*B/F；即加工工艺以割一修一对工件进行线切割加工时，加工理论时间T＝T1+T2，而当加工工艺以割一修二对工件进行线切割加工时，则加工理论时间T＝T1+2*T2，以此类推。
在一个实施例中，切割加工时间预测方法还包括：对多个待加工工件分别计算出对应的加工理论时间，将多个加工理论时间整理成加工时间预估表并导出。如此，将导出的加工时间预估表提供给APS(Advanced Planning and Scheduling，APS)生产排程系统进行使用，从而提高工厂订单准时交货率，并且缩短订单生产过程时间。
参见图2所示，图2为本申请实施例中线切割加工时间预测装置的程序模块示意图；在本实施例中，切割加工时间预测装置200包括数据获取模块201、加工系数确定模块202、加工速率确定模块203以及计算模块。
数据获取模块201用于获取待加工工件的总加工路径长度V、加工高度H、工件材质以及用于对待加工工件进行加工的切割线材质和加工工艺；具体地，数据获取模块201通过对待加工工件所对应的加工程式进行解析，从而将加工程式中各条程式的加工路径长度V1、V2……Vm进行叠加求和从而得到总加工路径长度V，同时获得加工高度H、工件材质、切割线材质以及加工工艺等参数。
加工系数确定模块202用于根据工件材质以及切割线材质确定对应的加工系数B；具体的加工系数是预先通过测试数据来得到的，从而得到各不同材质切割线在针对不同材质工件时的加工系数，并整理成加工系数数据库；加工系数确定模块202通过工件材质和切割线材质从加工系数数据库中可直接获得对应的加工系数。
加工速率确定模块203用于根据加工工艺以及加工高度H确定对应的加工速率F；其中，加工速率F为切割线在单位时间内所切割的面积；具体的加工速率是预先通过测试数据来得到的，从而得到各不同加工工艺在采用不同加工高度时所对应的加工速率，并整理成加工速率数据库；加工速率确定模块203通过加工工艺和加工高度从加工速率数据库中可直接获得对应的加工速率。
计算模块204用于根据总加工路径长度V以及加工高度H确定线切割路径上的切割加工面积S；计算模块204还用于根据所述加工系数B、所述加工速率F以及所述切割加工面积S计算出对所述待加工工件进行线切割的加工理论时间T，所述加工理论时间T的计算公式如下所示：T＝S*B/F。
其中，当加工工艺为割一修一时，则总加工路径长度V分为对应粗切割加工时的总加工路径长度V1和对应精切割加工时的总加工路径长度V2；切割加工面积S分为对应粗切割加工时的切割加工面积S1和对应精切割加工时的切割加工面积S2；其中，S1＝V1*H，S2＝V2*H；加工理论时间T等于粗切割加工的加工理论时间T1与精切割加工的加工理论时间T2之和；其中，T1＝S1*B/F，T2＝S2*B/F；即加工工艺以割一修一对工件进行线切割加工时，加工理论时间T＝T1+T2，而当加工工艺以割一修二对工件进行线切割加工时，则加工理论时间T＝T1+2*T2，以此类推。
本申请实施例的线切割加工时间预测装置200，根据切割线材质和工件材质来确定加工系数，根据加工工艺和加工高度来确定加工速率，然后根据加工系数、加工速率以及计算出的切割加工面积来获得加工理论时间，能够较为准确的预测出单个工件的切割加工时间，预测效率高，有效解决了目前依赖操作人员的主观经验来预测切割加工时间误差较大，而严重影响工厂交货日期以及生产任务排班的问题。
参见图3所示，图3为本申请实施例中计算机设备的结构框图；本实施例计算机设备包括存储器302和处理器301，存储器存储有计算机程序，处理器301执行计算机程序时实现上述线切割加工时间预测方法的步骤。具体地，计算机设备还包括通讯接口303、显示屏304以及输入装置305，这些组件通过一条或多条通讯总线306相互通讯。
可以理解，图3所示的结构仅为示意，其并不对计算机设备的结构造成限定。计算机设备还可包括比图3所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。图3所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
具体地，存储器302可用于存储操作系统、计算机程序以及模块，例如本申请实施例中的线切割加工时间预测方法与装置对应的程序指令/模块；处理器301用于提供计算和控制能力，以试行存储在存储器302内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的线切割加工时间预测方法。
通讯接口303用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过全球移动通信系统(Global System for MobileCommunication，GSM)、无线保真技术(Wireless-Fidelity，WiFi)、近场通信(Near Field Communication，NFC)、蓝牙或其他技术实现。示例性地，通过通讯接口303可向计算机外部的其他终端设备获取对应待加工工件的加工程式；又或者，当通过线切割加工时间预测方法将对多个待加工工件分别计算出对应的加工理论时间，并将多个加工理论时间整理成加工时间预估表后，可通过通讯接口303将加工时间预估表发送给给APS(Advanced Planning and Scheduling，APS)生产排程系统进行使用，从而提高工厂订单准时交货率，并且缩短订单生产过程时间。
显示屏304用于向操作人员显示数据输出，这些数据输出的内容可包括参数、文字、图形、视频、及其任意组合，显示屏304具体示例包括但并不限于液晶显示屏、LED显示屏或LCD显示屏。
输入装置305包括显示屏上覆盖的触摸层，以接收操作人员的输入，例如操作人员的点击、滑动等手势操作，以便用户界面对象对操作人员的这些输入做出响应，触摸层可以是基于电阻式、电容式或者其他任意可能的触控检测技术。当然，输入装置305还可以包括外接的键盘、触控板或鼠标中的一种或多种。
在本申请实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
更进一步地，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器301执行时实现上述线切割加工时间预测方法的步骤。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序在执行时，可实现上述线切割加工时间预测方法各实施例的流程。其中，本发明申请中的存储器302可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)、可擦除可编程只读存储器(Electrical Programmable Read Only Memory，EPROM)、可编程只读存储器(Programmable read-only memory，PROM)、磁盘或光盘。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的技术方案的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种线切割加工时间预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取待加工工件的总加工路径长度V、加工高度H、工件材质以及用于对所述待加工工件进行加工的切割线材质和加工工艺；其中，所述加工工艺为需要粗切割和/或精切割的次数；
根据所述工件材质以及所述切割线材质确定对应的加工系数B；
根据所述加工工艺以及所述加工高度H确定对应的加工速率F；其中，所述加工速率F为切割线在单位时间内所切割的面积；
根据所述总加工路径长度V以及所述加工高度H确定线切割路径上的切割加工面积S；
根据所述加工系数B、所述加工速率F以及所述切割加工面积S计算出对所述待加工工件进行线切割的加工理论时间T，所述加工理论时间T的计算公式如下所示：T=S*B/F。
2.如权利要求1所述线切割加工时间预测方法，其特征在于，所述获取待加工工件的总加工路径长度V，包括：
根据待加工工件的三维模型设定线切割的加工程式；
通过对所述加工程式中各条程式的加工路径长度V1、V2……Vm进行叠加求和，以确定对所述待加工工件进行线切割加工的总加工路径长度V。
3.如权利要求1所述线切割加工时间预测方法，其特征在于，所述根据所述工件材质以及所述切割线材质确定对应的加工系数B，具体包括：
根据加工系数数据库、所述工件材质以及所述切割线材质来获取对应的加工系数B。
4.如权利要求1所述线切割加工时间预测方法，其特征在于，所述根据所述加工工艺以及所述加工高度H确定对应的加工速率F，具体包括：
根据加工速率数据库、所述加工工艺以及所述加工高度H来获取对应的加工速率。
5.如权利要求1所述线切割加工时间预测方法，其特征在于，所述加工工艺为割一修一、割一修二或割一修三；其中，所述割一修一表示切割过程包括粗切割一次和精切割一次，所述割一修二表示切割过程包括粗切割一次和精切割两次，所述割一修三表示切割过程包括粗切割一次和精切割三次，则：
所述总加工路径长度V分为对应粗切割加工时的总加工路径长度V1和对应精切割加工时的总加工路径长度V2；
所述切割加工面积S分为对应粗切割加工时的切割加工面积S1和对应精切割加工时的切割加工面积S2；其中，S1=V1*H，S2=V2*H；
所述加工理论时间T等于所述粗切割加工的加工理论时间T1与所述精切割加工的加工理论时间T2之和；其中，T1= S1*B/F，T2= S2*B/F。
6.如权利要求1至5任一项所述线切割加工时间预测方法，其特征在于，所述方法还包括：
对多个待加工工件分别计算出对应的所述加工理论时间，将多个所述加工理论时间整理成加工时间预估表并导出。
7.如权利要求1所述线切割加工时间预测方法，其特征在于，所述加工系数B还根据不同数控线切割设备进行调整。
8.一种线切割加工时间预测装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取待加工工件的总加工路径长度V、加工高度H、工件材质以及用于对所述待加工工件进行加工的切割线材质和加工工艺；其中，所述加工工艺为需要粗切割和/或精切割的次数；
加工系数确定模块，用于根据所述工件材质以及所述切割线材质确定对应的加工系数B；
加工速率确定模块，用于根据所述加工工艺以及所述加工高度H确定对应的加工速率F；其中，所述加工速率F为切割线在单位时间内所切割的面积；
计算模块，用于根据所述总加工路径长度V以及所述加工高度H确定线切割路径上的切割加工面积S；
所述计算模块还用于根据所述加工系数B、所述加工速率F以及所述切割加工面积S计算出对所述待加工工件进行线切割的加工理论时间T，所述加工理论时间T的计算公式如下所示：T=S*B/F。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述线切割加工时间预测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述线切割加工时间预测方法的步骤。
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