CN116305929B - 一种数控加工仿真方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数控加工仿真方法、装置、设备及存储介质，应用于数控加工领域，所述数控加工仿真方法可以获取零件的数控加工模型，该数控加工模型中包括多个加工操作；再根据加工操作查询几何顺序视图列表，确定加工操作的仿真数据，将仿真数据以固定格式文件导出并存储，最后根据固定格式文件和数控程序进行数控加工仿真。其中，几何顺序视图列表存储有所有加工操作的仿真数据，仿真数据包括：工件数据、毛坯数据和工装数据，固定格式文件包括：STL格式文件和XML格式文件，数控程序根据数控加工模型中的数控加工路径生成。本发明直接获取数控加工模型和仿真数据进行数控加工仿真，减少了数控编程人员的操作步骤，提高数控加工仿真的效率。
Description
技术领域
本发明涉及数控加工领域，尤其涉及一种数控加工仿真方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
虚拟制造技术的发展使得对数控加工过程进行计算机仿真成为可能。数控加工仿真就是利用三维图形技术对数控加工过程进行模拟仿真。数控加工仿真技术不需要原材料，校验过程具有敏捷性、直观性和柔性等特点，解决了一些大型复杂零件加工无法采用实物验证的问题。目前的很多数控加工仿真软件使用都比较复杂，仿真数据的传输也较复杂，需要专业技术人员去操作，因此数控加工仿真效率较低。
发明内容
本发明提供了一种数控加工仿真方法、装置、设备及存储介质。本发明可以直接获取数控加工模型和仿真数据进行数控加工仿真，不需要去逐一设置数控加工仿真时所需的数控程序、刀具、工件、毛坯和工装等，减少了数控编程人员的操作步骤，提高数控加工仿真的效率。
第一方面，本发明的实施例提供了一种数控加工仿真方法，包括：
获取零件的数控加工模型；
其中，数控加工模型中包括多个加工操作；
根据数控加工模型查询几何顺序视图列表，确定加工操作的仿真数据；
其中，几何顺序视图列表存储有所有加工操作的仿真数据，仿真数据包括：工件数据、毛坯数据和工装数据；
将仿真数据以固定格式文件导出并存储；
其中，固定格式文件包括：STL格式文件和XML格式文件；
根据固定格式文件和数控程序,在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真；
其中，数控程序根据数控加工模型中的数控加工路径生成。
通过采用上述技术方案，可以减少数控编程人员的操作步骤，提高数控加工仿真的效率。
可选地，根据固定格式文件和数控程序,在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真，包括：
将固定格式文件的存储地址和数控程序的储存地址写入到数控加工仿真软件的模板中；
根据模板，在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真。
可选地，数控加工仿真方法还包括：
获取刀具的仿真数据以固定格式文件存储到刀具库中；
其中，刀具库存储有所有参与仿真的刀具的仿真数据；
在数控加工仿真软件进行数控加工仿真时从刀具库中获取数控加工仿真所需刀具的仿真数据。
可选地，根据加工操作查询几何顺序视图列表确定加工操作的仿真数据，包括：
当加工操作个数大于数量阈值时，采用二分查找算法查询加工操作的仿真数据；
当加工操作个数小于所述数量阈值时，采用顺序查找算法查询加工操作的仿真数据。
可选地，数控加工仿真方法还包括：
获取数控加工模型和数控加工模型对应的仿真数据；
根据数控加工模型的类型和数控加工模型对应的仿真数据构建知识图谱。
可选地，数控加工仿真方法还包括：
根据用户的需求查询知识图谱确定数控加工仿真的方案；
其中，方案包括：数控加工模型的类型和数控加工模型对应的仿真数据；
根据方案在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真。
通过采用上述技术方案，可以快速获取数控加工仿真的信息，并通过获取的信息对数控加工仿真进行调整，提高数控加工的效率和准确率。
第二方面，本发明的实施例提供了一种数控加工仿真装置，包括：
获取模块，用于获取零件的数控加工模型；
其中，数控加工模型中包括多个加工操作；
查询模块，用于根据数控加工模型查询几何顺序视图列表，确定加工操作的仿真数据；
其中，几何顺序视图列表存储有所有加工操作的仿真数据，仿真数据包括：工件数据、毛坯数据和工装数据；
控制模块，用于将仿真数据以固定格式文件导出并存储；
其中，固定格式文件包括：STL格式文件和XML格式文件；
仿真模块，用于根据固定格式文件和数控程序,在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真；
其中，数控程序根据数控加工模型中的数控加工路径生成。
可选地，数控加工仿真装置还包括：
知识图谱模块，用于获取数控加工模型和数控加工模型对应的仿真数据，再根据数控加工模型的类型和数控加工模型对应的仿真数据构建知识图谱。
可选地，知识图谱模块，还用于根据用户的需求查询知识图谱模块确定数控加工仿真的方案，根据方案在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真；
其中，方案包括：数控加工模型的类型和数控加工模型对应的仿真数据。
第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下技术方案：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：存储有能够被处理器加载并执行上述任一种数控加工仿真方法的计算机程序。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过采用上述技术方案，可以减少数控编程人员的操作步骤，提高数控加工仿真的效率；
2.通过采用上述技术方案，可以快速获取数控加工仿真的信息，并通过获取的信息对数控加工仿真进行调整，提高数控加工的效率和准确率。
附图说明
图1为本发明实施例的一种数控加工仿真方法的流程图；
图2为本发明实施例的一种数控加工仿真装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中示例性电子设备的方框图。
实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1为本发明实施例的一种数控加工仿真方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
S101、获取零件的数控加工模型。
可选地，数控加工模型中包括多个加工操作。
可选地，数控加工模型中还包括数控加工坐标系方向和位置信息及数控加工所需刀具信息。
可选地，数控加工仿真方法还包括：
获取刀具的仿真数据以固定格式文件存储到刀具库中。
其中，刀具库存储有所有参与仿真的刀具的仿真数据，固定格式文件包括：实体模型(StereoLithography,STL)格式文件和可扩展标记语言(
eXtensible Markup Language,XML)格式文件，刀具的仿真数据包括：刃具仿真数据和刀柄仿真数据。
示例性地，可以根据数控加工要求从NX软件中获取相应的数控加工模型，并进一步根据数控加工模型中的加工操作所使用的刀具获取刀具仿真数据。
其中，刀具库可以根据从NX软件中获取的刀具仿真数据构建，NX软件中存储有数控加工模型和刀具仿真数据。
示例性地，可以根据数控加工要求从数控加工模型的仿真数据库中获取相应的数控加工模型，并进一步根据数控加工模型中加工操作的类型从数控加工模型的仿真数据库中获取刀具仿真数据。
其中，数控加工模型的仿真数据库中存储有各种类型的数控加工模型和刀具仿真数据。
需要说明的是，本实施例中并不仅限于从NX软件或数控加工模型的仿真数据库获取数控加工模型和刀具仿真数据。
可选地，在仿真之前，可以设置数控加工仿真的工程模板、机床模板、数控系统文件和后置处理文件；根据数控加工模型确定合适的数控加工仿真的工程模板、机床模板、数控系统文件和后置处理文件。
S102、根据数控加工模型查询几何顺序视图列表，确定加工操作的仿真数据。
可选地，几何顺序视图列表存储有所有加工操作的仿真数据，仿真数据包括：工件数据、毛坯数据和工装数据。
可选地，当加工操作个数大于数量阈值时，采用二分查找算法查询加工操作的仿真数据。
示例性地，采用二分查找算法查询加工操作的仿真数据时，将几何顺序视图列表中元素按关键字值升序排列，将表中间位置记录的关键字值与待查询仿真数据的关键字值比较，如果两者相等，则查询成功；若不相等则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表，如果中间位置记录的关键字值大于待查询仿真数据的关键字值，则进一步查找前一子表，否则进一步查找后一子表。重复以上过程，直到找到满足条件的仿真数据，或直到子表不存在时，结束查找。
可选地，当加工操作个数小于数量阈值时，采用顺序查找算法查询加工操作的仿真数据。
示例性地，采用顺序查找算法查询加工操作的仿真数据时，依次顺序遍历几何顺序视图列表，查询加工操作的仿真数据。
示例性地，当加工操作个数小于10时，采用顺序查找算法查询加工操作的仿真数据；当加工操作个数大于10时，采用二分查找算法查询加工操作的仿真数据。
可选地，还可以用树结构来存储几何顺序视图列表中的仿真数据文件，采用递归查找算法来查询仿真数据。
S103、将仿真数据以固定格式文件导出并存储。
可选地，固定格式文件包括：STL格式文件和XML格式文件。
示例性地，若使用仿真软件Vericut进行数控加工仿真，则将仿真数据以STL和XML格式文件导出并存储。
S104、根据固定格式文件和数控程序,在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真。
可选地，数控程序根据数控加工模型中的数控加工路径生成。
可选地，数控加工仿真软件进行数控加工仿真时，将固定格式文件的存储地址和数控程序的储存地址写入到数控加工仿真软件的模板中，根据模板，在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真。
可选地，数控加工仿真软件进行数控加工仿真时还可以从刀具库中获取当前数控加工仿真所需的刀具仿真数据。
可选地，数控加工方法还包括：
获取数控加工模型和数控加工模型对应的仿真数据；
根据数控加工模型的类型（适用于何种数控设备加工）和数控加工模型对应的仿真数据构建知识图谱。
可选地，数控加工模型和数控加工模型对应的仿真数据可以从NX软件中获取，也可以从数控加工仿真软件的数据库中获取；
其中，数控加工仿真软件的数据库中存储有历史数据，该历史数据包括数控加工模型和数控加工模型对应的仿真数据。
具体地，数控加工模型包括：数控加工工序的类型、数控加工工序中加工操作的顺序、数控加工工序中使用的工程模板、机床模板、数控系统文件类型和后置处理文件类型。仿真数据包括：工件仿真数据、毛坯仿真数据、工装仿真数据、刀具仿真数据和数控加工坐标系仿真数据，其中，刀具仿真数据包括刃具仿真数据和刀柄仿真数据。
根据数控加工模型中包括的元素和仿真数据中包括的元素之间的关系构建知识图谱。
可选地，数控加工方法还包括：
根据用户的需求查询知识图谱确定数控加工仿真的方案；其中，方案包括：数控加工模型的类型和数控加工模型对应的仿真数据；
根据该方案在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真。
进一步的，用户还可以根据关键词查询数控加工仿真中的数控加工工序的类型、数控加工工序中加工操作的顺序、数控加工工序中使用的工程模板、机床模板、数控系统文件类型、后置处理文件类型、工件仿真数据、毛坯仿真数据、工装仿真数据、刀具仿真数据和数控加工坐标系仿真数据等信息，根据查询到的信息调取历史数控加工模型进行数控加工仿真。
可选地，还可以在使用数控加工软件时，不断获取数控加工模型和数控加工模型对应的仿真数据，更新知识图谱，提高查询知识图谱获取数控加工仿真信息的准确性。
本发明实施例提供了一种数控加工仿真方法，所述数控加工仿真方法可以获取零件的数控加工模型，该数控加工模型中包括多个加工操作；再根据加工操作查询几何顺序视图列表，确定加工操作的仿真数据，将仿真数据以固定格式文件导出并存储，最后根据固定格式文件和数控程序进行数控加工仿真。其中，几何顺序视图列表存储有所有加工操作的仿真数据，仿真数据包括：工件数据、毛坯数据和工装数据，固定格式文件包括：STL格式文件和XML格式文件，数控程序根据数控加工模型中的数控加工路径生成。通过本发明实施例中的技术方案可以直接获取数控加工模型和仿真数据进行数控加工仿真，不需要去逐一设置数控加工仿真时所需的数控程序、刀具、工件、毛坯和工装等，减少了数控编程人员的操作步骤，提高数控加工仿真的效率。
以下结合图2详细说明本申请实施例提供的可以执行上述数控加工仿真方法的装置。
示例性地，图2为本发明实施例的一种数控加工仿真装置的结构示意图；如图2所示，所述数控加工仿真装置200包括：
获取模块201，用于获取零件的数控加工模型；
其中，数控加工模型中包括多个加工操作；
查询模块202，用于根据数控加工模型查询几何顺序视图列表，确定加工操作的仿真数据；
其中，几何顺序视图列表存储有所有加工操作的仿真数据，仿真数据包括：工件数据、毛坯数据和工装数据；
控制模块203，用于将仿真数据以固定格式文件导出并存储；
其中，固定格式文件包括：STL格式文件和XML格式文件；
仿真模块204，用于根据固定格式文件和数控程序,在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真；
其中，数控程序根据数控加工模型中的数控加工路径生成。
可选地，数控加工仿真装置200，还包括知识图谱模块205，用于获取数控加工模型和数控加工模型对应的仿真数据，再根据数控加工模型的类型和数控加工模型对应的仿真数据构建知识图谱。
可选地，知识图谱模块205，还用于根据用户的需求查询知识图谱模块确定数控加工仿真的方案，根据方案在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真。
其中，方案包括：数控加工模型的类型和数控加工模型对应的仿真数据。
可选地，仿真模块204，还用于将固定格式文件的存储地址和数控程序的储存地址写入到数控加工仿真软件的模板中；再根据模板，在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真。
可选地，获取模块201，还用于获取刀具的仿真数据以固定格式文件存储到刀具库中；在数控加工仿真软件进行数控加工仿真时从刀具库中获取数控加工仿真所需刀具的仿真数据。
其中，所述刀具库存储有所有参与仿真的刀具的仿真数据。
可选地，查询模块202，还用于当加工操作个数大于数量阈值时，采用二分查找算法查询加工操作的仿真数据；当加工操作个数小于数量阈值时，采用顺序查找算法查询加工操作的仿真数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图3示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备300的示意性框图。如图所示，设备300包括中央处理单元（CPU）301，其可以根据存储在只读存储器（ROM）302中的计算机程序指令或者从存储单元308加载到随机访问存储器（RAM）303中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还可以存储设备300操作所需的各种程序和数据。CPU 301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出（I/O）接口305也连接至总线304。
设备300中的多个部件连接至I/O接口305，包括：输入单元306，例如键盘、鼠标等；输出单元307，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元308，例如磁盘、光盘等；以及通信单元309，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元309允许设备300通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
中央处理单元301执行上文所描述的各个方法和处理，例如一种数控加工仿真方法。例如，在一些实施例中，一种数控加工仿真方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元308。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 302和/或通信单元309而被载入和/或安装到设备300上。当计算机程序加载到RAM 303并由CPU 301执行时，可以执行上文描述的一种数控加工仿真方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU301可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行一种数控加工仿真方法。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）等等。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备或上述内容的任何合适组合。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
Claims (6)
1.一种数控加工仿真方法，其特征在于，包括：
获取零件的数控加工模型；所述数控加工模型中包括多个加工操作；
根据所述数控加工模型查询几何顺序视图列表，确定所述加工操作的仿真数据；所述几何顺序视图列表存储有所有加工操作的仿真数据，所述仿真数据包括：工件数据、毛坯数据和工装数据；
将所述仿真数据以固定格式文件导出并存储；所述固定格式文件包括：STL格式文件和XML格式文件；
根据所述固定格式文件和数控程序,在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真；所述数控程序根据所述数控加工模型中的数控加工路径生成；
所述获取零件的数控加工模型包括：
根据数控加工要求从NX软件中获取相应的数控加工模型，并进一步根据数控加工模型中的加工操作所使用的刀具获取刀具仿真数据；
其中，刀具库可以根据从NX软件中获取的刀具仿真数据构建，NX软件中存储有数控加工模型和刀具仿真数据；
所述根据所述加工操作查询几何顺序视图列表确定所述加工操作的仿真数据，包括：
当所述加工操作个数大于数量阈值时，采用二分查找算法查询所述加工操作的仿真数据；
当所述加工操作个数小于所述数量阈值时，采用顺序查找算法查询所述加工操作的仿真数据；
所述数控加工仿真方法还包括：
获取所述数控加工模型和所述数控加工模型对应的仿真数据；
根据所述数控加工模型的类型和所述数控加工模型对应的仿真数据构建知识图谱；
根据用户的需求查询所述知识图谱确定数控加工仿真的方案；所述方案包括：所述数控加工模型的类型和所述数控加工模型对应的仿真数据；
根据所述方案在所述数控加工仿真软件中进行数控加工仿真。
2.根据权利要求1所述的数控加工仿真方法，其特征在于，所述根据所述固定格式文件和数控程序,在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真，包括：
将所述固定格式文件的存储地址和所述数控程序的储存地址写入到所述数控加工仿真软件的模板中；
根据所述模板，在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真。
3.根据权利要求2所述的数控加工仿真方法，其特征在于，还包括：
获取刀具的仿真数据以所述固定格式文件存储到刀具库中；所述刀具库存储有所有参与仿真的刀具的仿真数据；
在所述数控加工仿真软件进行数控加工仿真时从所述刀具库中获取数控加工仿真所需刀具的仿真数据。
4.一种数控加工仿真装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取零件的数控加工模型；所述数控加工模型中包括多个加工操作；
所述获取模块，还用于根据数控加工要求从NX软件中获取相应的数控加工模型，并进一步根据数控加工模型中的加工操作所使用的刀具获取刀具仿真数据；
其中，刀具库可以根据从NX软件中获取的刀具仿真数据构建，NX软件中存储有数控加工模型和刀具仿真数据；
查询模块，用于根据所述数控加工模型查询几何顺序视图列表，确定所述加工操作的仿真数据；所述几何顺序视图列表存储有所有加工操作的仿真数据，所述仿真数据包括：工件数据、毛坯数据和工装数据；
所述查询模块，还用于当所述加工操作个数大于数量阈值时，采用二分查找算法查询所述加工操作的仿真数据；
当所述加工操作个数小于所述数量阈值时，采用顺序查找算法查询所述加工操作的仿真数据；
控制模块，用于将所述仿真数据以固定格式文件导出并存储；所述固定格式文件包括：STL格式文件和XML格式文件；
仿真模块，用于根据所述固定格式文件和数控程序,在数控加工仿真软件中进行数控加工仿真；所述数控程序根据所述数控加工模型中的数控加工路径生成；
知识图谱模块，用于获取所述数控加工模型和所述数控加工模型对应的仿真数据，再根据所述数控加工模型的类型和所述数控加工模型对应的仿真数据构建知识图谱；
所述知识图谱模块，还用于根据用户的需求查询所述知识图谱模块确定数控加工仿真的方案，根据所述方案在所述数控加工仿真软件中进行数控加工仿真；所述方案包括：所述数控加工模型的类型和所述数控加工模型对应的仿真数据。
5.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至3中任一项所述方法的计算机程序。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至3中任一项所述方法的计算机程序。
Priority Applications (1)
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2023
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