CN117762082A - 数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，包括以下步骤：设置机械原点和工件原点；导入并装载待加工的加工图纸文件；进行刀路处理；重新生成加工刀路图纸；按照图纸进行加工。本发明还涉及一种数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法。采用了本发明的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，简化刀头原点设置，本方案的两个刀头下原点保持一致，可以根据需要使用刀头1或者刀头2设置两个刀头的原点位置，不需要项传统双刀一样需要进行繁琐且复杂的原点设置。本发明能提高加工效率，提升用户体验，加工图纸只需要根据实际加工要求绘制即可。
Description
技术领域
本发明涉及双刀头机床机构领域，尤其涉及双刀头同时加工的领域，具体是指一种数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
背景技术
现有双刀加工技术基于双刀头机床结构使用双刀头进行材料加工。使用双刀头进行零件加工时，只使用其中的一个刀头进行加工，或者同时使用两个刀头对同一个图元进行加工或者镜像加工。
缺陷如下：
1、刀头原点设置麻烦。每个刀头需要单独设置原点，当使用双刀头对两个材料加工时需要对每个刀头设定原点；当使用双刀头对对一个材料进行加工时需要根据零件的位置调制每个刀头的原点位置。
2、加工效率低。由于单次加工时只能使用单刀头加工、双刀头加工同一图元或者双刀头镜像加工同一图元中的一种方法加工，从而导致加工零件的要求复杂时，需要对材料进行多次加工才能最终满足需求，严重影响生成效率；当使用单刀头加工时，如果图纸中的加工图元位置较为分散，只使用双刀头中的一个刀头加工时会存在较多的空程时间，也会影响加工效率。
3、用户使用体验不友好。由于材料需要多次加工才能满足最终要求，导致用户在生成加工图纸时，就必须根据要求将加工图纸拆分成单刀头加工图纸，双刀头加工同一图元的图纸以及双刀头镜像加工同一图元的图纸。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足效率高、操作简便、适用范围较为广泛的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：
该数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)设置机械原点和工件原点；
(2)导入并装载待加工的加工图纸文件；
(3)进行刀路处理；
(4)重新生成加工刀路图纸；
(5)按照图纸进行加工。
较佳地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)解析加工图纸，收集图纸中的加工图元信息；
(3.2)对收集到的图元按照图元外接矩形中心的坐标进行排序；
(3.3)对排序后的图元按照图层和外接矩形中心的Y坐标进行分组；
(3.4)对双刀的图元进行配对；
(3.5)调整图元加工顺序；
(3.6)生成Ncex格式加工刀路。
较佳地，所述的步骤(3.2)中具体为：
对收集到的图元按照图元外接矩形中心的坐标从左向右、自下向上进行排序。
较佳地，所述的步骤(3.3)中具体为：
将同一图层且外接矩形中心的Y坐标一致的图形分成一组。
较佳地，所述的步骤(3.4)具体为：
从分组后的图元中取出一组图元，遍历分组中的所有图元，判断当前分组中得到图元是否均为分组中第一个图元的同向或者镜像图元，如果是，则执行特殊策略进行配对，否则，执行通用策略进行配对。
较佳地，所述的步骤(3.5)具体为：
将所有分组中的图元进行合并，按照从下往上的顺序加工，当图元的中心坐标的Y轴坐标一样时，按照先将配对图元，后未配对图元，最后从左往右的顺序进行排序。
较佳地，所述的通用策略具体包括以下步骤：
从每一组的第一个图元开始，从前往后依次比较配对，直到配对成功或全部配对失败，然后从下一个图元重新开始配对，直至该组中的图元全部过配对过。
较佳地，所述的特殊策略具体包括以下步骤：
从每一组的第一个图元开始，从每个组位于中间位置的图元开始配对，配对成功则从开始往后重新配对下一组，否则从中间往后配对。
较佳地，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)根据图元选择并切换刀头进行加工；
(5.2)开始切割。
该数控系统中用于实现双刀头智能协同加工控制的装置，其主要特点是，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的各个步骤。
该数控系统中用于实现双刀头智能协同加工控制的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的各个步骤。
该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的各个步骤。
采用了本发明的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，简化刀头原点设置，本方案的两个刀头下原点保持一致，可以根据需要使用刀头1或者刀头2设置两个刀头的原点位置，不需要项传统双刀一样需要进行繁琐且复杂的原点设置。本发明能提高加工效率，提升用户体验，加工图纸只需要根据实际加工要求绘制即可。
附图说明
图1为本发明的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的流程图。
图2为本发明的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的刀路处理的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其中包括以下步骤：
(1)设置机械原点和工件原点；
(2)导入并装载待加工的加工图纸文件；
(3)进行刀路处理；
(4)重新生成加工刀路图纸；
(5)按照图纸进行加工。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)解析加工图纸，收集图纸中的加工图元信息；
(3.2)对收集到的图元按照图元外接矩形中心的坐标进行排序；
(3.3)对排序后的图元按照图层和外接矩形中心的Y坐标进行分组；
(3.4)对双刀的图元进行配对；
(3.5)调整图元加工顺序；
(3.6)生成Ncex格式加工刀路。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.2)中具体为：
对收集到的图元按照图元外接矩形中心的坐标从左向右、自下向上进行排序。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.3)中具体为：
将同一图层且外接矩形中心的Y坐标一致的图形分成一组。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.4)具体为：
从分组后的图元中取出一组图元，遍历分组中的所有图元，判断当前分组中得到图元是否均为分组中第一个图元的同向或者镜像图元，如果是，则执行特殊策略进行配对，否则，执行通用策略进行配对。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3.5)具体为：
将所有分组中的图元进行合并，按照从下往上的顺序加工，当图元的中心坐标的Y轴坐标一样时，按照先将配对图元，后未配对图元，最后从左往右的顺序进行排序。
作为本发明的优选实施方式，所述的通用策略具体包括以下步骤：
从每一组的第一个图元开始，从前往后依次比较配对，直到配对成功或全部配对失败，然后从下一个图元重新开始配对，直至该组中的图元全部过配对过。
作为本发明的优选实施方式，所述的特殊策略具体包括以下步骤：
从每一组的第一个图元开始，从每个组位于中间位置的图元开始配对，配对成功则从开始往后重新配对下一组，否则从中间往后配对。
作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)根据图元选择并切换刀头进行加工；
(5.2)开始切割。
本发明的该数控系统中用于实现双刀头智能协同加工控制的装置，其中所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的各个步骤。
本发明的该数控系统中用于实现双刀头智能协同加工控制的处理器，其中所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的各个步骤。
本发明的该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的各个步骤。
本发明相比现有技术的传统双刀方案相比：
不需要单独设置每个刀头的原点位置，两个刀头使用同一个原点，可根据需要使用刀头1或者刀头2进行工件原点设置。不需要绘制多个加工刀路，也不需要多次加工，对于一个板材而言绘制一个加工图纸文件即可，执行一次加工动作，自动切换刀头进行加工，节省空程时间，提高实际的生成效率。
本方法通过预处理装载的加工图纸，然后再加工时根据预处理后的图纸中各个图元的信息切换对应刀头进行加工，来调高加工效率和提升用户使用体验。具体方案如下：
1、两个刀头在同一个机械坐标系和工件坐标系下工作，实时检测双刀头之间的坐标差值，当差值小于设定的参数值时触发紧停以避免双刀头撞到一起。
2、加工图纸预处理或刀路处理：
(2.1)收集每个图元信息，包括图元形状，图层，图元外接矩形大小以及中心位置坐标。
(2.2)图元分组，根据图元的图层位置以及图元中心位置Y轴坐标进行分组，同一图层且图元中心位置Y相同分为一组；
(2.3)图元配对。如果一组中的所有图元都是互相镜像或者相同的关系则使用特殊配对策略，否则使用通用配对策略；
(2.4)顺序调整。调整图元加工顺序，按照从下往上的顺序加工，当图元的中心坐标的Y一样时，按照先将配对图元，然后未配对图元，最后按照从左往右的顺序进行加工；
(2.5)图纸加工。图纸加工时根据每个图元中记录的配对类型切换对应的加工模式，其中当使用单个刀头加工时会根据当前刀头位置与图元加工起点的位置的距离，选择距离较近的一个刀头进行工，同时确保加工过程中不会出现撞刀。
3、配对策略：
(3.1)通用策略：从每一组的第一个图元开始，从前往后依次比较配对，直到配对成功或全部配对失败，然后从下一个图元重新开始配对，直到组中的图元全部都进行过配对。
(3.2)特殊策略：从每一组的第一个图元开始，从每个组位于中间位置的图元开始配对，配对成功则从开始往后重新配对下一组，否则从中间往后配对。
(3.3)配对过程：当两个图元的外接矩形和中心Y坐标一致，但起点和加工方向不一致时，需求根据两个图形的同向或者镜像的关系进行调整，然后再比较图元是否一致或者镜像。当同时出现同向或者镜像时，优先配对同向图元。
4、生成刀路：将配对并排序后的图元重新生成刀路，每个刀路生成时新增配对信息以及图元外接矩形信息，当两个图元配对之后只会生成左侧刀路到的加工信息，另一个刀路则不需要生成任何加工信息。
5、图纸加工：当使用双刀协同模式加工时，每个图元开始加工前根据图元配对选择对应的加工方式，双刀头同向加工或者双头镜像加工；如果需要使用单刀头加工，则还需根据图元的起点坐标与刀1和刀2之间距离确定使用的刀2，还需要根据图元的外接矩形信息提前将不使用的刀2移动至安全位置，以防止加工中出现撞刀。
本发明的具体实施方式中，数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的实施例，具体包括以下处理过程：
1、设置机械原点和工件原点，刀头1和刀头2使同一个机械原点，工件原点；根据参数可以设置刀头清零或设置原点时是以刀头1还是刀头2为工件原点。
2、导入并装载待加工的加工图纸文件；
3、解析加工图纸，收集图纸中的加工图元信息；
4、对收集到的图元按照图元外接矩形中心的坐标从左向右，自下向上进行排序；
5、对排序后的图元按照图层和外接矩形中心的Y坐标进行分组，同一图层并且外接矩形中心的Y坐标一致的图形分成一组；
6、从分组后的图元中取出一组图元，遍历该分组中的所有图元判断当前分组中得到图元是否都是分组中第一个图元的同向或者镜像图元，如果是则执行特殊策略进行配对，否则执行通用策略进行配对；判断图元是否都是分组中第一个图元的同向或者镜像图元时不考虑方向和起点，当起点或者方向不一致则根据同向或者镜像关系调整图元的起点和方向，再将调整后图元与分组中的第一个图元比较；
7、通用策略：
(7.1)将分组内的第一个图元更新为当前图元；
(7.2)从下一个图元开始向后查找；
(7.3)如果找到镜像配对图元则记录图元，继续向后查找，直到组内全部遍历或者找到同向配对图元位置；
(7.4)如果最后未找到同向配对图元，则将记录的配对图元与当前图元配对，并从组中移除记录的配对图元；否则，使用找到的同向图元与当前图元配对，并从组中移除找到的同向图元；
(7.5)如果组内全部遍历完仍未找到配对的图元则执行步骤(7.6)；
(7.6)将下一个图元更新为当前图元，重复(7.2)至(7.6)，直到组内图元全部遍历结束。
8、特殊策略：
(8.1)将分组内的第一个图元更新为当前图元；
(8.2)从分组内中间的图元开始向后查找；
(8.3)如果找到镜像配对图元则记录图元，继续向后查找，直到组内全部遍历或者找到同向配对图元位置；
(8.4)如果最后未找到同向配对图元，则将记录的配对图元与当前图元配对，并从组中移除记录的配对图元；否则，使用找到的同向图元与当前图元配对，并从组中移除找到的同向图元；
(8.5)如果组内全部遍历完仍未找到配对的图元则执行步骤(8.6)；
(8.6)重复(8.2)至(8.6)，直到组内图元全部遍历结束；
9、将所有分组中的图元进行合并，按照自下向上，优先配对，其次不配对，从左向右的顺序排序；
10、重新生成Ncex格式刀路文件；
11、加工重新生成Ncex格式刀路文件
(11.1)获取图元信息，根据图元配对信息判断是否使用双刀头加工；
(11.2)如果使用双刀头加工，则根据配对信息使用双刀头同向加工或者双刀头镜像加工；
(11.3)如果使用单刀头加工，则根据当前图元的起点切割点和两个刀头之间的距离，选择合适的刀头切割并把另一个刀头移动到安全位置；
12、材料加工。
本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。
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装置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，相应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。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。
采用了本发明的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，简化刀头原点设置，本方案的两个刀头下原点保持一致，可以根据需要使用刀头1或者刀头2设置两个刀头的原点位置，不需要项传统双刀一样需要进行繁琐且复杂的原点设置。本发明能提高加工效率，提升用户体验，加工图纸只需要根据实际加工要求绘制即可。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (12)
1.一种数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)设置机械原点和工件原点；
(2)导入并装载待加工的加工图纸文件；
(3)进行刀路处理；
(4)重新生成加工刀路图纸；
(5)按照图纸进行加工。
2.根据权利要求1所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(3.1)解析加工图纸，收集图纸中的加工图元信息；
(3.2)对收集到的图元按照图元外接矩形中心的坐标进行排序；
(3.3)对排序后的图元按照图层和外接矩形中心的Y坐标进行分组；
(3.4)对双刀的图元进行配对；
(3.5)调整图元加工顺序；
(3.6)生成Ncex格式加工刀路。
3.根据权利要求2所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其特征在于，所述的步骤(3.2)中具体为：
对收集到的图元按照图元外接矩形中心的坐标从左向右、自下向上进行排序。
4.根据权利要求2所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其特征在于，所述的步骤(3.3)中具体为：
将同一图层且外接矩形中心的Y坐标一致的图形分成一组。
5.根据权利要求2所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其特征在于，所述的步骤(3.4)具体为：
从分组后的图元中取出一组图元，遍历分组中的所有图元，判断当前分组中得到图元是否均为分组中第一个图元的同向或者镜像图元，如果是，则执行特殊策略进行配对，否则，执行通用策略进行配对。
6.根据权利要求2所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其特征在于，所述的步骤(3.5)具体为：
将所有分组中的图元进行合并，按照从下往上的顺序加工，当图元的中心坐标的Y轴坐标一样时，按照先将配对图元，后未配对图元，最后从左往右的顺序进行排序。
7.根据权利要求5所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其特征在于，所述的通用策略具体包括以下步骤：
从每一组的第一个图元开始，从前往后依次比较配对，直到配对成功或全部配对失败，然后从下一个图元重新开始配对，直至该组中的图元全部过配对过。
8.根据权利要求5所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其特征在于，所述的特殊策略具体包括以下步骤：
从每一组的第一个图元开始，从每个组位于中间位置的图元开始配对，配对成功则从开始往后重新配对下一组，否则从中间往后配对。
9.根据权利要求1所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法，其特征在于，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)根据图元选择并切换刀头进行加工；
(5.2)开始切割。
10.一种数控系统中用于实现双刀头智能协同加工控制的装置，其特征在于，所述的装置包括：
处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至9中任一项所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的各个步骤。
11.一种数控系统中用于实现双刀头智能协同加工控制的处理器，其特征在于，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至9中任一项所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的各个步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至9中任一项所述的数控系统中实现双刀头智能协同加工的控制方法的各个步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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