CN115774551B - G代码的生成方法、切割方法、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请属于程序控制技术领域，具体涉及一种G代码的生成方法、切割方法、设备和存储介质，G代码的生成方法用于包含计算机辅助制造模块的数控系统中，该方法包括：S1、针对待切割板材，数控系统接收用户发出的G代码生成指令；S2、响应于所述G代码生成指令，所述数控系统调用所述计算机辅助制造模块；S3、所述计算机辅助制造模块获取待切割图形的形状参数，并从所述G代码生成指令中提取工艺参数；S4、所述计算机辅助制造模块基于所述工艺参数和所述形状参数生成相应的G代码；S5、所述计算机辅助制造模块输出生成的G代码至所述数控系统的切割控制模块。该方法能提升G代码生成效率和板材切割过程中的生产效率。

Description

G代码的生成方法、切割方法、设备和存储介质

技术领域

本申请属于程序控制技术领域，具体涉及一种G代码的生成方法、切割方法、设备和存储介质。

背景技术

近年来激光加工行业的快速兴起，激光加工技术与计算机数控技术紧密地结合，日益成为现代制造的重要部分；同时，激光加工技术在计算机数控(Computer NumericalControl，CNC)系统中的应用也促进着数控技术的发展。

G代码是使用最广泛的CNC编程语言，由计算机辅助制造（Computer AidedManufacturing，CAM）软件生成，主要用于计算机辅助制造以控制自动化机床。G代码指令被提供给机器控制器（工业计算机），该控制器驱动电机以指定的速度和路径移动到目标位置。使用G代码可以实现快速定位、逆圆插补、顺圆插补、中间点圆弧插补、半径编程、跳转加工。G代码由于其灵活性、全面性，被广泛使用于车床、铣床等行业。

但是现有的CAM软件脱离数控系统，只能将生成的G代码文件通过U盘或者局域网导入到数控系统，使其在数控端无法根据加工需求临时改变工艺，例如，此图层不加工、二次冷却、预穿孔等工艺，此时不得不在CAM端根据需求重新生成G代码文件。因此改动极其不方便，无法满足激光系统中众多的工艺需求。

为此，如何提供一种灵活的配置方法，提升G代码生成效率，提高生产效率成为当前需要解决的技术问题。

发明内容

（一）要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本申请提供一种G代码的生成方法、切割方法、设备和存储介质。

（二）技术方案

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种板材切割过程中G代码的生成方法，用于包含计算机辅助制造模块的数控系统中，该方法包括以下步骤：

S1、针对待切割板材，数控系统接收用户发出的G代码生成指令；

S2、响应于所述G代码生成指令，所述数控系统调用所述计算机辅助制造模块；

S3、所述计算机辅助制造模块获取待切割图形的形状参数，并从所述G代码生成指令中提取工艺参数；

S4、所述计算机辅助制造模块基于所述工艺参数和所述形状参数生成相应的G代码；

S5、所述计算机辅助制造模块输出生成的G代码至所述数控系统的切割控制模块。

可选地，所述计算机辅助制造模块嵌入所述数控系统中的动态链接库中。

可选地，所述G代码生成指令包括工艺参数和机床参数；

所述工艺参数包括：切膜穿孔次序、切膜参数、穿孔参数、图层参数；

所述机床参数包括X、Y轴正负软限位。

可选地，所述切膜穿孔次序包括先切膜后预穿孔和先预穿孔后切膜；

所述切膜参数包括逐个轮廓切膜、分组切膜和整板切膜；

所述穿孔参数包括分组预穿孔和整板预穿孔；

所述图层参数包括预穿孔、切膜、此图层不加工、二次冷却。

可选地，在步骤S1之前还包括：

所述计算机辅助制造模块基于每个待切割图形的工艺参数和形状参数生成相应的G代码；

所述计算机辅助制造模块根据预先设置的切割图形顺序，创建轮廓结构体数组，所述轮廓结构体数组用来存放待切割图形的预穿孔G指令集合，切割G指令集合、覆膜G指令集合。

可选地，步骤S4包括：

对每个待切割图形，所述计算机辅助制造模块根据工艺配置，读取预先根据不同工艺参数生成的G代码，进行代码组合后输出待切割图形的G代码指令。

可选地，根据工艺配置，读取预先根据不同工艺参数生成的G代码，进行代码组合后输出，包括：当工艺配置为无覆膜切割、无预穿孔时，读取并输出切割G指令；

当工艺配置为有覆膜切割、无预穿孔时，则读取并输出包括切割G指令和覆膜G指令的组合G代码指令；

当工艺配置为无覆膜切割、有预穿孔时，则读取并输出包括预穿孔G指令和切割G指令的组合G代码指令；

当工艺配置为先预穿孔后腹膜时，则读取并输出包括预穿孔G指令、覆膜G指令、切割G指令的组合G代码指令；

当工艺配置为先覆膜后预穿孔时，则读取并输出包括覆膜G指令、预穿孔G指令、切割G指令的组合G代码指令。

第二方面，本申请实施例提供一种板材切割方法，用于包含计算机辅助制造模块的数控系统中，该方法包括以下步骤：

针对待切割板材，数控通过如上第一方面任一项所述的板材切割过程中G代码的生成方法生成相应的G代码；

所述数控系统基于生成的G代码对所述待切割板材进行切割加工。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上第一方面任一项所述的板材切割过程中G代码的生成方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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如上第一方面任一项所述的板材切割过程中G代码的生成方法的步骤。

（三）有益效果

本申请的有益效果是：本申请提出了一种板材切割过程中G代码的生成方法、切割方法、设备和存储介质，其中的方法包括：S1、针对待切割板材，数控系统接收用户发出的G代码生成指令；S2、响应于G代码生成指令，数控系统调用计算机辅助制造模块；S3、计算机辅助制造模块获取待切割图形的形状参数，并从G代码生成指令中提取工艺参数；S4、计算机辅助制造模块基于工艺参数和所述形状参数生成相应的G代码；S5、计算机辅助制造模块输出生成的G代码至数控系统的切割控制模块。本申请的G代码的生成方法通过嵌入到数控系统中的计算机辅助制造模块，大大了提升G代码生成效率，提高板材的切割过程中的生产效率。

附图说明

本申请借助于以下附图进行描述：

图1为本申请一个实施例中的板材切割过程中G代码的生成方法流程示意图；

图2为本申请另一个实施例中的板材切割过程中G代码的生成方法流程示意图；

图3为本申请另一个实施例中的系统交互界面中部分工艺参数配置示例图；

图4为本申请一个实施例中的板材切割方法流程示意图；

图5为本申请一个实施例中的电子设备的架构示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。可以理解的是，以下所描述的具体的实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合；为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

实施例一

本实施例提供一种板材切割过程中G代码的生成方法，该方法应用于计算机数控（Computerized Numerical Control ，CNC）系统中，该数控系统包含计算机辅助制造模块。

图1为本申请一个实施例中的板材切割过程中G代码的生成方法流程示意图，如图1所示，本实施例的板材切割过程中G代码的生成方法包括以下步骤：

S1、针对待切割板材，数控系统接收用户发出的G代码生成指令；

S2、响应于G代码生成指令，数控系统调用计算机辅助制造模块；

S3、计算机辅助制造模块获取待切割图形的形状参数，并从G代码生成指令中提取工艺参数；

S4、计算机辅助制造模块基于工艺参数和所述形状参数生成相应的G代码；

S5、计算机辅助制造模块输出生成的G代码至数控系统的切割控制模块。

本实施例的板材切割过程中G代码的生成方法，通过嵌入到数控系统中的计算机辅助制造模块，大大了提升G代码生成效率，提高板材的切割过程中的生产效率。

为了更好地理解本发明，以下对本实施例中的各步骤进行展开说明。

本实施例S1中，G代码生成指令可以包括工艺参数和机床参数；

工艺参数包括并不限于：每个图层的切膜穿孔次序、切膜参数、穿孔参数、图层参数；其中，图层参数可以包括并不限于：图层中是否穿孔、是否切膜，此图层不加工、二次冷却等工艺参数。

机床参数包括并不限于：X、Y轴正负软限位。

本实施例S2中，计算机辅助制造模块可以嵌入到数控系统中的动态链接库（Dynamic Link Library，DLL）中，也可以控件的方式嵌入到数控系统中，本实施例对嵌入方式不做具体限定。

因此，数控系统调用计算机辅助制造模块可以通过DLL动态链接库的方式调用，也可以通过G代码文件的方式调用。

本实施例S3中，待切割图形可以是一个独立的图形，例如正方形、长方形、梯形等，也可以是由多个独立图形组合形成的图形。

需要说明的是，本申请的方法可用于各种不同形状的图形，本实施例对图形的形状不做具体限定。

待切割图形的形状参数可以从导入的待切割图形的*.dxf、*.dwg等格式的文件中提取。

本实施例S4中，对每个待切割图形，计算机辅助制造模块根据工艺配置，读取预先根据不同工艺参数生成的G代码，进行代码组合后输出待切割图形的G代码指令，即输出的G代码指令是由多段G代码组合得到的，每段G代码对应不同工艺参数。

本实施例，在根据轮廓信息对每个轮廓进行G代码预生成处理的基础上，根据工艺配置，进行代码组合，以达到所需工艺的动作和流程。

借助于本实施例的方法集成在G代码生成过程中，可以大大简化G代码的生成复杂度，实现组合工艺的正确性、准确性。并且由于对G代码进行预生成处理，因此在代码生成效率上，也有所提高，并缩短了启动加工的时间。

实施例二

本实施例的执行主体可以是CNC系统的控制，可以包括存储器和处理器，在其他一些实施例中执行主体还可以是其他可实现相同或相似功能的电子设备，本实施例对此不加以限制。

本实施例在实施例一的基础上，对板材切割过程中G代码的生成方法的实现过程进行进一步地说明。图2为本申请另一个实施例中的板材切割过程中G代码的生成方法流程示意图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

S10、计算机辅助制造模块基于每个待切割图形的工艺参数和形状参数生成相应的G代码；

具体地，计算机辅助制造模块根据预先设置的切割图形顺序，创建轮廓结构体数组，轮廓结构体数组用来存放待切割图形的各种G指令集合，例如，预穿孔G指令集合，切割G指令集合、覆膜G指令集合。

S20、系统交互界面接收用户针对待切割板材输入的G代码生成指令。

图3为本申请另一个实施例中的系统交互界面中部分工艺参数配置示例图，如图3所示，用户针对待切割板材输入的G代码生成指令时，输入工艺参数，具体包括切膜穿孔次序、切膜参数、穿孔参数、图层参数。

具体地，切膜穿孔次序包含先切膜后预穿孔和先预穿孔后切膜两种工艺；切膜参数包括逐个轮廓切膜、分组切膜和整板切膜三种工艺；穿孔参数包括分组预穿孔和整板预穿孔两种工艺；图层参数包括预穿孔、切膜、此图层不加工、二次冷却四种工艺。

S30、响应于该指令，数控系统调用CAM模块。

具体地，CAM并非独立运行的软件，而是嵌入在系统交互界面的DLL库。

本实施例中，CAM能读取*.dxf、*.dwg等格式的文件；CAM还可以提供CAD绘图功能、修图工艺功能、排样功能等一整套完整功能；CAM能支持生成G代码文件。

S40、CAM模块获取待切割图形的形状参数，并从G代码生成指令中提取工艺参数和机床参数。

具体地，系统交互界面提供一整套工艺参数，并将工艺以结构体方式传给CAM。界面提供一些机床参数，并将这些参数以结构体方式传给CAM。

S50、CAM模块基于工艺参数、形状参数和机床参数生成相应的G代码文件。

CAM对每个轮廓，根据设置的工艺参数从轮廓结构体数组中读取相应的G代码，进行代码组合，生成G代码文件，实现灵活配置。

代码组合，包括：

代码组合如下：

①无覆膜切割、无预穿孔，则直接切割G指令。

②有覆膜切割、无预穿孔，如果分组，则现将轮廓结构体数组进行分组，针对每一个分组，然后组合G代码指令：覆膜G指令、切割G指令。

③无覆膜切割、有预穿孔，如果分组，则现将轮廓结构体数组进行分组，针对每一个分组，然后组合G代码指令：预穿孔G指令、切割G指令。

④有覆膜切割、有预穿孔，如果分组，则现将轮廓结构体数组进行分组，针对每一个分组：

A、先预穿孔后腹膜，则组合G代码指令顺序为：预穿孔G指令、覆膜G指令、切割G指令；

B、先覆膜后预穿孔，则组合G代码指令顺序为：覆膜G指令、预穿孔G指令、切割G指令。

S60、数控系统导入CAM模块生成的G代码文件，以启动切割加工。

需要说明的是，切割工艺既可以对预穿孔和覆膜进行分组，也可以不分组；如果预穿孔和覆膜有分组，则每一组的预穿孔和覆膜完成后，就需要切割；如果没有分组，则整板预穿孔和覆膜完成后，才开始切割。

实施例三

本申请第二方面提出一种板材切割方法，用于包含计算机辅助制造模块的数控系统中，该方法包括以下步骤：

S100、针对待切割板材，数控系统通过如上实施例中任意一项所述的板材切割过程中G代码的生成方法生成相应的G代码；

S200、数控系统基于生成的G代码对待切割板材进行切割加工。

本实施例提供的板材切割方法，可用于执行上述方法实施例中的板材切割过程中G代码的生成方法的步骤，其技术效果类似，本实施例此处不再赘述。

以下结合图4，对板材切割方法的具体实现过程进行说明。

在步骤S100之前，数控系统中的G指令预处理模块，根据CAM预先排好的切割图形顺序，创建一个轮廓结构体数组，并创建出预穿孔指令数组、切割指令数组。

图4为本申请一个实施例中的板材切割方法流程示意图，如图4所示，该方法包括：

数控系统首先导入加工图形；

CAM进行图形工艺、排料处理；

点击开始加工；

CAM获取加工工艺参数；

工艺参数可以是包括：无预穿孔、无覆膜，无预穿孔、有覆膜，有预穿孔、无覆膜，有预穿孔、有覆膜；

设置加工参数：图形分组或整板切割；

CAM生成数控系统可识别、可执行的G代码文件，数控系统开始加工。

CAM模块生成G代码文件的方法包括：

对每个轮廓进行分块处理G代码，然后根据工艺配置，进行代码组合，以达到所需工艺的动作和流程；

将组合后的G代码写成文本文件，以供数控系统发送运行指令、随动指令、IO指令等。

实施例四

本申请第三方面提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上实施例中任意一项所述的板材切割过程中G代码的生成方法的步骤。

图5为本申请一个实施例中的电子设备的架构示意图。

图5所示的电子设备可包括：至少一个处理器101、至少一个存储器102、至少一个网络接口104和其他的用户接口103。电子设备中的各个组件通过总线系统105耦合在一起。可理解，总线系统105用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统105除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图5中将各种总线都标为总线系统105。

其中，用户接口103可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball) 或者触感板等。

可以理解，本实施例中的存储器102可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、可编程只读存储器 (Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器 (Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Sync Link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的存储器102旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

在一些实施方式中，存储器102存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统1021和应用程序1022。

其中，操作系统1021，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序1022，包含各种应用程序，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序1022中。

在本发明实施例中，处理器101通过调用存储器102存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序1022中存储的程序或指令，处理器101用于执行第一方面所提供的方法步骤。

上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器101中，或者由处理器101实现。处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列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。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器102，处理器101读取存储器102中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

另外，结合上述实施例中的板材切割过程中G代码的生成方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上方法实施例中的任意一种板材切割过程中G代码的生成方法。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。

此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。

Claims (10)

1.一种板材切割过程中G代码的生成方法，其特征在于，用于包含计算机辅助制造模块的数控系统中，该方法包括以下步骤：

S1、针对待切割板材，数控系统接收用户发出的G代码生成指令；

S2、响应于所述G代码生成指令，所述数控系统调用所述计算机辅助制造模块；

S3、所述计算机辅助制造模块获取待切割图形的形状参数，并从所述G代码生成指令中提取工艺参数；

S4、所述计算机辅助制造模块基于所述工艺参数和所述形状参数生成相应的G代码；

S5、所述计算机辅助制造模块输出生成的G代码至所述数控系统的切割控制模块；

所述计算机辅助制造模块为嵌入在数控系统交互界面，且根据预先设置的切割图形顺序，创建轮廓结构体数组，所述轮廓结构体数组用来存放待切割图形的预穿孔G指令集合，切割G指令集合、覆膜G指令集合。

2.根据权利要求1所述的板材切割过程中G代码的生成方法，其特征在于，所述计算机辅助制造模块嵌入所述数控系统中的动态链接库中。

3.根据权利要求1所述的板材切割过程中G代码的生成方法，其特征在于，所述G代码生成指令包括工艺参数和机床参数；

所述工艺参数包括：切膜穿孔次序、切膜参数、穿孔参数、图层参数；

所述机床参数包括X、Y轴正负软限位。

4.根据权利要求3所述的板材切割过程中G代码的生成方法，其特征在于，

所述切膜穿孔次序包括先切膜后预穿孔和先预穿孔后切膜；

所述切膜参数包括逐个轮廓切膜、分组切膜和整板切膜；

所述穿孔参数包括分组预穿孔和整板预穿孔；

所述图层参数包括预穿孔、切膜、此图层不加工、二次冷却。

5.根据权利要求1所述的板材切割过程中G代码的生成方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：

所述计算机辅助制造模块基于每个待切割图形的工艺参数和形状参数生成相应的G代码。

6.根据权利要求1所述的板材切割过程中G代码的生成方法，其特征在于，步骤S4包括：

对每个待切割图形，所述计算机辅助制造模块根据工艺配置，读取预先根据不同工艺参数生成的G代码，进行代码组合后输出待切割图形的G代码指令。

7.根据权利要求6所述的板材切割过程中G代码的生成方法，其特征在于，根据工艺配置，读取预先根据不同工艺参数生成的G代码，进行代码组合后输出，包括：

当工艺配置为无覆膜切割、无预穿孔时，读取并输出切割G指令；

当工艺配置为有覆膜切割、无预穿孔时，则读取并输出包括切割G指令和覆膜G指令的组合G代码指令；

当工艺配置为无覆膜切割、有预穿孔时，则读取并输出包括预穿孔G指令和切割G指令的组合G代码指令；

当工艺配置为先预穿孔后腹膜时，则读取并输出包括预穿孔G指令、覆膜G指令、切割G指令的组合G代码指令；

当工艺配置为先覆膜后预穿孔时，则读取并输出包括覆膜G指令、预穿孔G指令、切割G指令的组合G代码指令。

8.一种板材切割方法，其特征在于，用于包含计算机辅助制造模块的数控系统中，该方法包括以下步骤：

针对待切割板材，数控系统通过如上权利要求1至7任一项所述的板材切割过程中G代码的生成方法生成相应的G代码；

所述数控系统基于生成的G代码对所述待切割板材进行切割加工。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上权利要求1至8任一项所述的板材切割过程中G代码的生成方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质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如上权利要求1至8任一项所述的板材切割过程中G代码的生成方法的步骤。

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