CN113885437A - 数控系统的自适应编程方法、装置、设备和数控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控技术领域，具体涉及一种数控系统的自适应编程方法、装置、设备和数控系统，方法包括获取加工参数，解析加工参数，生成加工特征点，根据加工特征点、加工参数和数控系统的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案，读取目标加工方案，以根据目标加工方案生成加工码。采用本发明的技术方案，能够根据用户输入的加工参数自动生成完整的加工码，避免了统一模板导致的加工代码可能产生多余轨迹参数的问题，有效提高了加工效率。

Description

数控系统的自适应编程方法、装置、设备和数控系统

技术领域

本发明涉及数控技术领域，具体涉及一种数控系统的自适应编程方法、装置、设备和数控系统。

背景技术

数控系统中的图形化编程技术作为现代数控制造技术的一项关键技术，是缩短机床工件加工时间、保证加工质量的重要手段。图形化编程技术通过图形化引导用户输入加工数据，然后数控系统根据用户输入的加工数据生成工件加工代码，例如，NC代码。

现有技术中，一般是根据用户输入的加工数据查找已封装的代码并填入模板，最终生成加工代码。但是，图形化编程技术由于只通过统一模板生成，导致生成的加工代码可能产生多余轨迹参数，影响加工效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种数控系统的自适应编程方法、装置、设备和数控系统，以克服目前图形化编程技术由于只通过统一模板生成，导致生成的加工代码可能产生多余轨迹参数，影响加工效率的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种数控系统的自适应编程方法，应用于数控机床中，所述方法包括：

获取加工参数；

将所述加工参数转换为加工特征点；

根据所述加工特征点、所述加工参数和所述数控机床的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案；

读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码。

进一步的，以上所述数控系统的自适应编程方法，所述获取加工参数，包括：

输出预先配置的所述数控机床的基本参数，以便于获取用户根据所述基本参数输入的初始加工参数；

验证所述初始加工参数是否合法；

若所述初始加工参数合法，则将所述初始加工参数作为所述加工参数；

若所述初始加工参数不合法，则输出异常提醒。

进一步的，以上所述数控系统的自适应编程方法，所述根据所述加工特征点、所述加工参数和所述数控机床的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案，包括：

根据所述加工特征点和所述加工参数生成所述数控机床的轨迹参数；

基于所述轨迹参数和所述当前状态参数，编排加工顺序，以将所述轨迹参数和所述加工顺序作为所述目标加工方案。

进一步的，以上所述数控系统的自适应编程方法，所述根据所述加工特征点和所述加工参数生成所述数控机床的轨迹参数，包括：

根据所述加工特征点和所述加工参数生成所述数控机床的多个初始轨迹参数；

在所述初始轨迹参数中，确定行程最短的初始轨迹参数作为所述轨迹参数。

进一步的，以上所述数控系统的自适应编程方法，所述基于所述轨迹参数和所述当前状态参数，编排加工顺序，包括：

基于所述轨迹参数和所述当前状态参数，编排初始加工顺序；

在所述初始加工顺序中，确定加工耗时最短的初始加工顺序作为所述加工顺序。

进一步的，以上所述数控系统的自适应编程方法，所述加工码包括NC代码和辅助程序段；

所述读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码，包括：

根据所述目标加工方案和所述当前状态参数，生成所述NC代码和辅助程序段。

进一步的，以上所述数控系统的自适应编程方法，所述根据所述目标加工方案和所述当前状态参数，生成所述NC代码，包括：

根据所述目标加工方案和所述当前状态参数生成初始NC代码；

校验所述初始NC代码，若所述初始NC代码校验成功，将所述初始NC代码作为所述NC代码。

进一步的，以上所述数控系统的自适应编程方法，所述读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码之后，还包括：

展示所述加工码的简易代码和/或具体代码。

进一步的，以上所述数控系统的自适应编程方法，所述读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码之后，还包括：

在加工或演示的过程中，获取用户输入的反馈信息；

确定所述反馈信息的节点，输出所述节点对应的加工码、加工参数和目标加工方案中的至少一种。

进一步的，以上所述数控系统的自适应编程方法，所述演示包括图形化演示和三维仿真。

另一方面，本发明还提供了一种数控系统的自适应编程装置，包括：

获取模块，用于获取加工参数；

解析模块，用于将所述加工参数转换为加工特征点；

生成模块，用于根据所述加工特征点、所述加工参数和所述数控机床的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案；

读取模块，用于读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码。

另一方面，本发明还提供了一种数控系统，包括处理器和存储器，所述处理器与存储器相连：

其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；

所述存储器，用于存储所述程序，所述程序至少用于执行以上任一项所述的数控系统的自适应编程方法。

另一方面，本发明还提供了一种数控机床，包括以上所述的数控系统。

本发明的数控系统的自适应编程方法、装置、设备和数控系统，方法包括获取加工参数，解析加工参数，生成加工特征点，根据加工特征点、加工参数和数控系统的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案，读取目标加工方案，以根据目标加工方案生成加工码。采用本发明的技术方案，能够根据用户输入的加工参数自动生成完整的加工码，避免了统一模板导致的加工代码可能产生多余轨迹参数的问题，有效提高了加工效率。

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，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明数控系统的自适应编程方法一种实施例提供的流程图；

图2是本发明数控系统的自适应编程装置一种实施例提供的结构示意图；

图3是本发明数控系统一种实施例提供的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本实施例提供了一种数控系统的自适应编程方法，应用于数控系统的自适应编程设备中。数控系统的自适应编程设备可以是电脑或者是服务器，本实施例不做限定。图1是本发明数控系统的自适应编程方法一种实施例提供的流程图。如图1所示，本实施例的方法可以包括以下步骤：

S11、获取加工参数。

可以获取加工参数。在一个可选的实施例中，可以按照如下子步骤获取加工参数：

子步骤一、输出预先配置的数控机床的基本参数，以便于获取用户根据基本参数输入的初始加工参数；

子步骤二、验证初始加工参数是否合法；

子步骤三、若初始加工参数合法，则将初始加工参数作为加工参数；

子步骤四、若初始加工参数不合法，则输出异常提醒。

具体的，预先为自适应编程设备配置数控机床的基本参数。数控机床可以是数控车床或者数控铣床等，本实施例不做限定。基本参数可以包括数控机床的型号、机床限位和可用刀的半径等数据参数，本实施例也不进行限定。可以将自适应编程设备与数控系统连接，以自动获取数控机床的基本参数完成基本参数的配置，也可以由用户手动输入数控机床的基本参数完成基本参数的配置，本实施例不做限定。需要说明的是，本实施例并不限制数控机床的型号，可以应用到多种数控机床中。

本实施例中，通过数控系统中安装的人机交互设备输出数控机床的基本参数，以便于用户能够根据数控机床的基本参数输入初始加工参数，基本参数能够为用户提供输入数据的范围和信息参考，减少不必要的输入操作。

用户完成初始加工参数的输入后，可以验证用户输入的初始加工参数是否合法。在一个可选的实施例中，可以验证初始加工参数与数控机床的基本参数是否出现矛盾。例如，存在工件超过机床限位、孔位不正确、孔直径小于刀库可用刀的半径、半径大于毛坯半径等情况时，则表示初始加工参数与数控机床的基本参数出现矛盾，初始加工参数不合法。如果初始加工参数不合法，则输出异常提醒。异常提醒可以包括提示返回以便于用户重新输入初始加工参数，异常提醒还可以包括直接输出报警信息。如果初始加工参数与数控机床的基本参数没有矛盾，初始加工参数合法，将初始加工参数作为加工参数即可。

S12、将加工参数转换为加工特征点。

本实施例中，解析加工参数以确定用户的加工需求，以将加工参数转换为加工特征点。

其中，加工特征点指工件的工艺特征信息，即基于几何和拓扑特征，描述工件的形状特征，如主特征中的拉伸特征、圆柱面、圆锥面和曲面等，以及辅特征中的孔洞、槽、倒角、倒圆等。加工特征点可通过配置的基于几何和拓扑的特征数据文件，组合成不同的工艺特征。例如，一个工件的某一个工艺特征可以分解为不同数据的圆柱段和圆锥段等。

S13、根据加工特征点、加工参数和数控机床的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案。

本实施例中，可以基于加工特征点、加工参数和数控机床的当前状态参数，进一步生成目标加工方案。在一个可选的实施例中，可以按照如下子步骤生成目标加工方案：

子步骤一：根据加工特征点和加工参数生成数控机床的轨迹参数；

子步骤二：基于轨迹参数和当前状态参数，编排加工顺序，以将轨迹参数和加工顺序作为目标加工方案。

在一个可选的实施例中，上述子步骤一可以包括如下分步骤：

分步骤一、根据加工特征点和加工参数生成数控机床的多个初始轨迹参数；

分步骤二、在初始轨迹参数中，确定行程最短的初始轨迹参数作为轨迹参数。

具体的，可以根据加工特征点和加工参数生成多个初始轨迹参数。可以使用深度遍历、广度遍历以及其它算法，在初始轨迹参数中，确定行程最短的初始轨迹参数作为轨迹参数。其中，轨迹参数包括换刀顺序、起始刀位置、下刀位置、加工时长、加工轨迹、刀具空走、刀具上升、刀具下降、刀具先后运动轨迹、机床主轴数据、每个位置对应的机床状态等信息。

在一个可选的实施例中，上述子步骤二可以包括如下分步骤：

分步骤一：基于轨迹参数和当前状态参数，编排初始加工顺序；

分步骤二：在初始加工顺序中，确定加工耗时最短的初始加工顺序作为加工顺序。

具体的，数控机床的当前状态参数包括当前刀具在刀库位置、刀具当前坐标、当前刀具位置、主轴转速等会影响轨迹参数以及加工顺序编排的数据。本实施例中，根据数控机床的轨迹参数，编排初始加工顺序，在保证用户的加工需求不变的情况下，通过计算不同的加工位置或顺序编排初始加工顺序，确定加工耗时最短且最符合数控机床的当前状态参数的初始加工顺序作为上述加工顺序。

将最终确定出的轨迹参数和加工顺序作为目标加工方案。

S14、读取目标加工方案，以根据目标加工方案生成加工码。

可以逐段读取目标加工方案，然后将目标加工方案转换成加工码。在一个可选的实施例中，加工码包括NC代码和辅助程序段。可以通过如下子步骤确定加工码：

根据目标加工方案和当前状态参数，生成NC代码和辅助程序段。

具体的，逐段读取目标加工方案，并根据机床的当前状态参数，生成程序起始段、NC代码、辅助程序段和程序停止段。同时目标加工方案，调整加工顺序。此处的调整加工顺序指在生成NC代码时，调整同一段NC代码的顺序，不修改加工方案，如若多个连续段中都具有相同的模态代码，进行调整省略操作，最终生成完整的程序段。

在一个可选的实施例中，可以按照如下子步骤生成NC代码：

子步骤一：根据目标加工方案和当前状态参数生成初始NC代码；

子步骤二：校验初始NC代码，若初始NC代码校验成功，将初始NC代码作为NC代码。

具体的，根据目标加工方案和当前状态参数生成初始NC代码后，需要对初始NC代码进行校验，主要为系统自动检查校验代码的语法、数据等信息，目的是校验编程生成的NC代码的准确性。在初始NC代码系统检查完毕后，还可以输出给用户，供用户进行手动代码检查。此外，系统自动检查校验基于译码原理实现。若初始NC代码校验成功，将初始NC代码作为NC代码。

本实施例的数控系统的自适应编程方法，包括获取加工参数，解析加工参数，生成加工特征点，根据加工特征点、加工参数和数控系统的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案，读取目标加工方案，以根据目标加工方案生成加工码。采用本发明的技术方案，在减少用户不必要的参与操作的同时，为用户反馈自适应编程生成结果，提高加工码的准确性。能够根据用户输入的加工参数自动生成完整的加工码，避免了统一模板导致的加工代码可能产生多余轨迹参数的问题，有效提高了加工效率。

在一个可选的实施例中，以上实施例的步骤述读取目标加工方案，以根据目标加工方案生成加工码之后，还包括如下步骤：

展示加工码的简易代码和/或具体代码。

具体的，具体代码是完整的代码展示。简易代码是按照目标加工方案的排序编排，对该特征点代码的概括命名和展示。需要说明的是，可以根据用户的指令输出简易代码和/或具体代码，本实施例不做限定。以便于用户了解代码信息。

在一个可选的实施例中，以上实施例的步骤述读取目标加工方案，以根据目标加工方案生成加工码之后，还包括如下步骤：

步骤一：在加工或演示的过程中，获取用户输入的反馈信息；

步骤二：确定反馈信息的节点，输出节点对应的加工码、加工参数和目标加工方案中的至少一种。

具体的，用户在加工或演示的过程中，若要了解某一个加工节点的加工信息，可以在点击相应的加工位置以输入反馈信息。本实施例中，确定用户输入的反馈信息的节点，即确定用户点击的具体位置，输出节点对应的加工码、加工参数和目标加工方案中的至少一种。用户可通过此操作，了解系统为该位置的生成的加工方案。

在一个可选的实施例中，上述演示包括图形化演示和三维仿真等演示方式，本实施例不做限定。通过图形化演示能够演示走刀方式以及具体的加工过程，以使用户能够了解详细的加工过程，并对加工过程进行确认，缩短工件的加工时间，保证加工进度。

基于一个总的发明构思，本发明还提供了一种自适应编程装置，用于实现上述方法实施例。图2是本发明数控系统的自适应编程装置一种实施例提供的结构示意图。如图2所示，本实施例的装置包括：

获取模块21，用于获取加工参数；

解析模块22，用于将加工参数转换为加工特征点；

生成模块23，用于根据加工特征点、加工参数和数控机床的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案；

读取模块24，用于读取目标加工方案，以根据目标加工方案生成加工码。

在一个可选的实施例中，获取模块21，具体用于输出预先配置的数控机床的基本参数，以便于获取用户根据基本参数输入的初始加工参数；验证初始加工参数是否合法；若初始加工参数合法，则将初始加工参数作为加工参数；若初始加工参数不合法，则输出异常提醒。

在一个可选的实施例中，生成模块23，具体用于根据加工特征点和加工参数生成数控机床的轨迹参数；基于轨迹参数和当前状态参数，编排加工顺序，以将轨迹参数和加工顺序作为目标加工方案。

在一个可选的实施例中，生成模块23，具体用于根据加工特征点和加工参数生成数控机床的多个初始轨迹参数；在初始轨迹参数中，确定行程最短的初始轨迹参数作为轨迹参数。

在一个可选的实施例中，生成模块23，具体用于基于轨迹参数和当前状态参数，编排初始加工顺序；在初始加工顺序中，确定加工耗时最短的初始加工顺序作为加工顺序。

在一个可选的实施例中，加工码包括NC代码和辅助程序段；

读取模块24，具体用于根据目标加工方案和当前状态参数，生成NC代码和辅助程序段。

在一个可选的实施例中，读取模块24，具体用于根据目标加工方案和当前状态参数生成初始NC代码；校验初始NC代码，若初始NC代码校验成功，将初始NC代码作为NC代码。

在一个可选的实施例中，还包括展示模块；

展示模块，用于读取目标加工方案，以根据目标加工方案生成加工码之后，展示加工码的简易代码和/或具体代码。

在一个可选的实施例中，展示模块，还用于在加工或演示的过程中，获取用户输入的反馈信息；确定反馈信息的节点，输出节点对应的加工码、加工参数和目标加工方案中的至少一种。

在一个可选的实施例中，演示包括图形化演示和三维仿真。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

基于一个总的发明构思，本发明还提供了一种数控系统，用于实现上述方法实施例。图3是本发明数控系统一种实施例提供的结构示意图。如图3所示，本实施例的数控系统包括处理器31和存储器32，处理器31与存储器32相连。其中，处理器31用于调用并执行存储器32中存储的程序；存储器32用于存储程序，程序至少用于执行以上实施例中的数控系统的自适应编程方法。需要说明的是，本实施例的数控系统可以部署在不同的数控机床上。

基于一个总的发明构思，本发明还提供了一种数控机床，包括以上实施例的数控系统。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。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。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种数控系统的自适应编程方法，其特征在于，应用于数控机床中，所述方法包括：

获取加工参数；

将所述加工参数转换为加工特征点；

根据所述加工特征点、所述加工参数和所述数控机床的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案；

读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码。

2.根据权利要求1所述数控系统的自适应编程方法，其特征在于，所述获取加工参数，包括：

输出预先配置的所述数控机床的基本参数，以便于获取用户根据所述基本参数输入的初始加工参数；

验证所述初始加工参数是否合法；

若所述初始加工参数合法，则将所述初始加工参数作为所述加工参数；

若所述初始加工参数不合法，则输出异常提醒。

3.根据权利要求1所述数控系统的自适应编程方法，其特征在于，所述根据所述加工特征点、所述加工参数和所述数控机床的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案，包括：

根据所述加工特征点和所述加工参数生成所述数控机床的轨迹参数；

基于所述轨迹参数和所述当前状态参数，编排加工顺序，以将所述轨迹参数和所述加工顺序作为所述目标加工方案。

4.根据权利要求3所述数控系统的自适应编程方法，其特征在于，所述根据所述加工特征点和所述加工参数生成所述数控机床的轨迹参数，包括：

根据所述加工特征点和所述加工参数生成所述数控机床的多个初始轨迹参数；

在所述初始轨迹参数中，确定行程最短的初始轨迹参数作为所述轨迹参数。

5.根据权利要求3所述数控系统的自适应编程方法，其特征在于，所述基于所述轨迹参数和所述当前状态参数，编排加工顺序，包括：

基于所述轨迹参数和所述当前状态参数，编排初始加工顺序；

在所述初始加工顺序中，确定加工耗时最短的初始加工顺序作为所述加工顺序。

6.根据权利要求1所述数控系统的自适应编程方法，其特征在于，所述加工码包括NC代码和辅助程序段；

所述读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码，包括：

根据所述目标加工方案和所述当前状态参数，生成所述NC代码和辅助程序段。

7.根据权利要求6所述数控系统的自适应编程方法，其特征在于，所述根据所述目标加工方案和所述当前状态参数，生成所述NC代码，包括：

根据所述目标加工方案和所述当前状态参数生成初始NC代码；

校验所述初始NC代码，若所述初始NC代码校验成功，将所述初始NC代码作为所述NC代码。

8.根据权利要求1所述数控系统的自适应编程方法，其特征在于，所述读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码之后，还包括：

展示所述加工码的简易代码和/或具体代码。

9.根据权利要求1所述数控系统的自适应编程方法，其特征在于，所述读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码之后，还包括：

在加工或演示的过程中，获取用户输入的反馈信息；

确定所述反馈信息的节点，输出所述节点对应的加工码、加工参数和目标加工方案中的至少一种。

10.根据权利要求9所述数控系统的自适应编程方法，其特征在于，所述演示包括图形化演示和三维仿真。

11.一种数控系统的自适应编程装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取加工参数；

解析模块，用于将所述加工参数转换为加工特征点；

生成模块，用于根据所述加工特征点、所述加工参数和所述数控机床的当前状态参数，生成符合预设要求的目标加工方案；

读取模块，用于读取所述目标加工方案，以根据所述目标加工方案生成加工码。

12.一种数控系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器与存储器相连：

其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；

所述存储器，用于存储所述程序，所述程序至少用于执行权利要求1-10任一项所述的数控系统的自适应编程方法。

13.一种数控机床，其特征在于，包括权利要求12所述的数控系统。

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