CN117806234A - 合并加工程序的方法、机床及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合并加工程序的方法、机床及计算机可读存储介质，方法包括：获取机床同一机台上各个待加工零件的加工程序，得到加工程序组，每个所述加工程序包含多步子加工程序，每步子加工程序的加工类型不同；将加工程序组中每个待加工零件的每步子加工程序按加工类型再进行分组，得到多个加工类型分组，并将分组后处于同一加工类型的子加工程序中刀具直径相同的子加工程序进行合并减少换刀和对刀次数，得到至少一个合并子加工程序。本发明通过对加工程序进行合并，可以实现多件工件的连续加工，提高加工效率，减少刀具磨损和加工误差。这种方法不仅可以提高生产效率，还可以提高产品的加工质量和稳定性，具有显著的经济效益。

Description

合并加工程序的方法、机床及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及机械加工自动化技术领域，特别是涉及一种合并加工程序的方法、机床及计算机可读存储介质。

背景技术

现有的机床加工中，可以通过机床对同一机台上的多个零件依次进行加工，在加工前需要先对应每个零件设置加工程序，机床会根据加工程序中加工类型的各个步骤控制刀具的行程或者是更换刀具，来对应每个零件单独进行加工。

而单台机床对多件工件进行加工时，通常需要频繁更换刀具，而每更换一次刀具，又要重新启动对刀。这样不仅降低了加工效率，而且容易导致刀具磨损和加工精度不稳定。为了解决这些问题，业界一直在寻求一种能够提高加工效率、减少刀具更换次数的方法。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中单台机床对多工件进行加工效率低的技术问题，提出一种合并加工程序的方法、机床及计算机可读存储介质。

本发明采用的技术方案是：

本发明提出了一种合并加工程序的方法，包括步骤：

获取机床同一机台上各个待加工零件的加工程序，得到加工程序组，每个所述加工程序包含多步子加工程序，每步子加工程序的加工类型不同；

将加工程序组中每个待加工零件的每步子加工程序按加工类型再进行分组，得到多个加工类型分组，并将分组后处于同一加工类型的子加工程序中刀具直径相同的子加工程序进行合并减少换刀和对刀次数，得到至少一个合并子加工程序。

进一步的，将处于同一加工类型的子加工程序中刀具直径相同的子加工程序进行合并具体包括：

根据子加工程序对应的待加工零件的坐标确定刀具的移动路径，并确定待加工零件的加工次序，并且删除加工次序排第一的待加工零件的子加工程序的结束时的对刀，删除加工次序排在中间的待加工零件的子加工程序开始时的对刀和结束时的对刀，删除加工次序排最后的待加工零件的子加工程序开始时的对刀。

进一步的，将所有子加工程序中刀具直径相同的子加工程序进行合并时，若刀具直径相同的子加工程序的总工时超出刀具的使用余量，减少子加工程序的合并数量，直至需要合并的子加工程序的总工时未超出刀具的使用余量。

第一实施例中，根据子加工程序对应的待加工零件的坐标确定刀具的移动路径具体为：确定子加工程序对应的各个待加工零件的坐标，选择刀具移动经过各个待加工零件路径最短的路径进行路径串联。

第二实施例中，根据子加工程序对应的待加工零件的坐标确定刀具的移动路径具体为：

获取子加工程序对应的各个待加工零件的坐标，以及机台的对角线坐标，得到各个待加工零件垂直映射在对角线上的映射点，刀具移动路径设置为沿对角线从一端向另一端移动，每经过一个待加工工件对应的所述映射点时向待加工工件方向垂直移动，加工完后再沿原路径返回对角线的映射点并继续移动，直至到达对角线的另一端。

本发明还包括步骤：将得到的多个加工类型分组按照加工类型对应的次序进行排序组合，得到总加工程序。

进一步的，机床执行所述总加工程序时，实时监控刀具的状态和待加工零件的加工质量。

进一步的，机床执行所述总加工程序时，先运行子加工程序中未合并的子加工程序，再按照子加工程序的合并数量从多到少依次排序，按照排序来依次运行加工类型分组中的合并子加工程序。

具体的，所述子加工程序的加工类型包括：粗加工、中光加工、精光加工和光刀加工。

本发明还提出一种机床，使用上述的合并加工程序的方法对多个待加工零件的加工程序进行合并。

本发明还提出一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序运行时执行上述的合并加工方法。

与现有技术比较，本发明通过对加工程序进行合并，可以实现多件工件的连续加工，每加工完一个待加工零件后不用进行换刀对刀，直接加工下一个需要使用相同尺寸刀具进行加工的零件，减少了机床加工过程中的对刀换刀次数，从而提高了机床对多工件进行加工的效率，缩短了加工时间，同时对刀换刀次数减少，也进一步提高了加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为机台工件简图；

图2为本发明一实施例中刀具切换加工零件的运行路径简图；

图3为本发明实施例中的流程图；

图4为本发明具体实施例中的流程图；

图5为本发明具体实施例中的流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

现有的机床加工中，可以通过机床对同一机台上的多个零件依次进行加工，在加工前需要先对应每个零件设置加工程序，机床会根据加工程序中对应各个加工类型的子加工程序控制刀具的行程或者是更换刀具，来对应每个零件单独进行加工。

而单台机床对多件工件进行加工时，通常需要频繁更换刀具，而每更换一次刀具，又要重新启动对刀。这样不仅降低了加工效率，而且容易导致刀具磨损和加工精度不稳定。

如图1所示，机台上有A-L12个待加工零件，程序未串连前，加工方式是先加工A，然后加工B，如有A工件有5条程序，那就会产生10次对刀，每次对刀要2-3分钟，这样一个零件的对刀时间就要接近30分钟，12个零件对刀时间就是30X12=360分钟。

为了解决这些问题，业界一直在寻求一种能够提高加工效率、减少刀具更换次数的方法。

对此，如图3所示，本发明提出了一种机床合并待加工零件的加工程序的方法，具体包括步骤：

S1，获取同一机台上各个待加工零件的加工程序，得到包含多个加工程序的加工程序组，每个加工程序中包含多个按加工次序排列的子加工程序，每步子加工工序的加工类型不同，其中，加工类型依次具体有粗加工、中光加工、精光加工和光刀加工，其中精光加工应用在部分精度要求比较高的零件中；

S2，将加工程序组中每个待加工零件的每步子加工程序按加工类型再进行分组，得到多个加工类型分组，并将分组后处于同一加工类型的子加工程序中刀具直径相同的子加工程序进行合并减少换刀和对刀次数，得到至少一个合并子加工程序。

单台机床在对机台上的多个待加工零件进行加工前，先将加工程序按照上述步骤进行整理合并，多个待加工工件在加工同一加工类型时，其中需要通过相同尺寸的刀具进行加工的待加工工件能够依次加工，每加工完一个待加工零件后不用进行换刀对刀，直接加工下一个需要使用相同尺寸刀具进行加工的零件，减少了机床加工过程中的对刀换刀次数，从而提高了机床对多工件进行加工的效率，缩短了加工时间，同时对刀换刀次数减少，也进一步提高了加工精度。

子加工程序具体包括刀具尺寸参数以及具体对应零件的加工参数。

如图4所示，在具体的实施例中，还包括步骤S3，将得到的多个加工类型分组按照加工类型对应的次序进行排序组合，得到总加工程序。

机床运行时，直接运行总加工程序，会先运行排在最前的加工类型分组内的子加工程序，具体可以先运行子加工程序中未合并的子加工程序，再运行合并最多（合并的子加工程序的数量）的合并子加工程序，即按照子加工程序的合并数量来排序，按照排序来依次运行加工类型分组中的合并子加工程序，这样的好处是，由于机床在运行一段总加工程序时，刚开始加工的零件时机床的稳定性不如运行一段时间后的稳定性，而稳定性最好的状态为机床运行中段的过程中，即可以先加工少量的待加工零件使机床处于稳定状态，再持续加工合并子加工程序，提高机床加工过程中整体的加工效率和加工良率。

如图5所示，在具体的实施例中，将同一加工类型中的子加工程序中刀具直径相同的子加工程序进行合并具体包括：

根据待合并的子加工程序对应的待加工零件的坐标将刀具的移动路径串联，确定待加工零件的加工次序，并且删除加工次序排第一的待加工零件的子加工程序的结束时的对刀，删除加工次序排在中间的待加工零件的子加工程序开始时的对刀和结束时的对刀，删除加工次序排最后的待加工零件的子加工程序开始时的对刀。

即具体对子加工程序进行合并是只保留两次对刀，即加工开始时的对刀和加工结束时的对刀，机床在运行该合并子加工程序时，会先进行一次对刀，对刀完成后再依次加工该合并子加工程序对应的各个待加工零件，加工完该合并子加工程序后，在进行一次结束对刀，确保刀具状态以及加工过程中是否正常。

在具体的实施例中，将同一加工类型中的子加工程序中刀具直径相同的子加工程序进行合并时，若刀具直径相同的子加工程序的总工时超出刀具的使用余量（与总工时单位相同，可以为秒），减少子加工程序的合并数量，直至需要合并的子加工程序的总工时未超出刀具的使用余量。

如果刀具超出使用寿命还在使用，很有可能造成零件损坏导致加工失败，以及崩坏机床等状况，通过严格控制刀具的使用量，能够避免该类事故的发生，从实质上提高生产效率。

在具体的实施例中，根据子加工程序对应的待加工零件的坐标将刀具的移动路径串联具体为：确定子加工程序对应的各个待加工零件的坐标，选择刀具移动经过各个待加工零件路径最短的路径进行路径串联。

例如图2所示，子加工程序待合并的待加工工件为A、B、G、L，此时刀具最短移动路径如图所示。

如图2所示，刀具在加工完前一个零件移动到后一个零件的移动量越少，则总得移动路径越短，从而可以合理的确定待加工零件的加工顺序，提高加工效率。

在优选的实施例中，由于刀具合并过程中减少了对刀次数，但是刀具连续加工多个零件还是有可能会产生加误差，对此，本发明提出了一种对角线移动法，即根据子加工程序对应的待加工零件的坐标将刀具的移动路径串联具体为：获取子加工程序对应的各个待加工零件的坐标，以及机台的对角线坐标，得到各个待加工零件垂直映射在对角线上的映射点，刀具移动路径设置为沿对角线从一端向另一端移动，且每经过一个待加工工件对应的映射点时向待加工工件方向垂直移动到达待加工工件的加工位置，加工完后再沿原路径返回对角线的映射点，直至到达对角线的另一端。

刀具在移动过程中，主移动方向是沿对角线移动，对角线将机台上所有的待加工零件分为两部分，移动过程中经过映射点才垂直向待加工零件移动，由于对角线是固定不变且预先确定好的，而刀具每加工完一个零件后返回对角线，沿对角线移动可以对位置的校正检查，确保刀具的位置的准确性，同时出现偏差时，由于对角线是确定好的，方便检测可及时发现并停止加工。另外由于工件是分布在对角线的两侧，而且每加工完一个工件后返回对角线，可以尽量减少加工次序相邻的两个待加工工件加工时相互影响，能够进一步提高加工质量。

在具体的实施例中，子加工程序的加工类型包括：粗加工、中光加工、精光加工和光刀加工，其中高精零件精光加工的步骤，其他普通要求的零件只需要粗加工、中光加工和光刀加工。另外需要说明的是，光刀加工的加工类型中的子加工程序在进行合并时，其对应的刀具的使用余量都设置为只够加工完一个待加工零件，因为光刀加工需要用新刀加工，所以光刀加工类型的子加工程序都会是未合并的状态，进行光刀加工时还是每加工完一个零件更换新刀进行加工。

以下是一个具体的实施案例，以供参考：

准备阶段：

首先，根据工件的加工工艺和要求，编写多条加工程序。这些程序分别对应于各个工件的加工过程，包括刀具路径、切削参数、刀具补偿等。同时，确保编写好的 加工程序在加工过程中符合机床和刀具的性能要求。

程序合并：

接下来，将多条加工程序进行合并。在合并过程中，需要考虑工件的加工顺序和工艺要求，使得合并后的程序能够按照预定的顺序和工艺参数进行加工。此外，还需要对合并后的程序进行优化，以保证加工过程中的刀具路径合理，减少不必要的刀具移动。

生成总加工程序：

合并后的程序生成一个总加工程序，该程序将包含所有工件的加工过程。在生成总程序时，需要考虑刀具的寿命管理，确保刀具的使用合理，避免过早磨损。同时，还需要对总程序进行模拟加工，以检验程序的正确性和可行性。

刀具路径规划与优化：

根据工件的加工过程，通过控制系统自动规划刀具路径。在刀具路径规划过程中，另外还需要考虑加工过程中的切削稳定性、刀具载荷、加工时间等因素（为机床自动设置参数），以保证加工过程的顺利进行。此外，还需要对刀具路径进行优化，以减少刀具的移动时间和路径长度，提高加工效率。

实际加工：

在加工过程中，需要实时监控刀具的状态和工件的加工质量，以便及时调整加工参数和刀具路径。同时，还需要对加工过程中的数据进行采集和分析，以优化后续加工过程。

加工完成后，对工件进行检测，确保加工质量。此外，还需要对整个加工过程进行评估，分析加工过程中的优点和不足，以便对后续加工过程进行持续优化。

通过上述实施方式，可以实现多件工件的连续加工，提高加工效率，减少刀具磨损和加工误差。这种方法不仅可以提高生产效率，还可以提高产品的加工质量和稳定性，具有显著的经济效益。

本发明还提出一种机床，使用上述的合并加工方法。具体的，该机床可以是现有的大隈OSP等机床。

本发明还提出了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序运行时执行上述的合并加工方法。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线（DSL）、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘（disk）和碟（disc）包括压缩碟（CD）、激光碟、光碟、数字多用碟（DVD）、软盘和蓝光碟，其中盘（disk）往往以磁的方式再现数据，而碟（disc）用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种合并加工程序的方法，其特征在于，包括步骤：

获取机床同一机台上各个待加工零件的加工程序，得到加工程序组，每个所述加工程序包含多步子加工程序，每步子加工程序的加工类型不同；

将加工程序组中每个待加工零件的每步子加工程序按加工类型再进行分组，得到多个加工类型分组，并将分组后处于同一加工类型的子加工程序中刀具直径相同的子加工程序进行合并减少换刀和对刀次数，得到至少一个合并子加工程序；

根据子加工程序对应的待加工零件的坐标确定刀具的移动路径，并确定待加工零件的加工次序，并且删除加工次序排第一的待加工零件的子加工程序的结束时的对刀，删除加工次序排在中间的待加工零件的子加工程序开始时的对刀和结束时的对刀，删除加工次序排最后的待加工零件的子加工程序开始时的对刀；

根据子加工程序对应的待加工零件的坐标确定刀具的移动路径具体为：获取子加工程序对应的各个待加工零件的坐标，以及机台的对角线坐标，得到各个待加工零件垂直映射在对角线上的映射点，刀具移动路径设置为沿对角线从一端向另一端移动，且每经过一个待加工工件对应的所述映射点时向待加工工件方向垂直移动，加工完后再沿原路径返回对角线的映射点并继续移动，直至到达对角线的另一端。

2.如权利要求1所述的合并加工程序的方法，其特征在于，将所有子加工程序中刀具直径相同的子加工程序进行合并时，若刀具直径相同的子加工程序的总工时超出刀具的使用余量，减少子加工程序的合并数量，直至需要合并的子加工程序的总工时未超出刀具的使用余量。

3.如权利要求1所述的合并加工程序的方法，其特征在于，还包括步骤：将得到的多个加工类型分组按照加工类型对应的次序进行排序组合，得到总加工程序。

4.如权利要求3所述的合并加工程序的方法，其特征在于，所述机床执行所述总加工程序时，实时监控刀具的状态和待加工零件的加工质量。

5.如权利要求3所述的合并加工程序的方法，其特征在于，所述机床执行所述总加工程序时，先运行子加工程序中未合并的子加工程序，再按照子加工程序的合并数量从多到少依次排序，按照排序来依次运行加工类型分组中的合并子加工程序。

6.如权利要求1所述的合并加工程序的方法，其特征在于，所述子加工程序的加工类型包括：粗加工、中光加工、精光加工和光刀加工。

7.一种机床，其特征在于，使用权利要求1至6任一项所述的合并加工程序的方法对多个待加工零件的加工程序进行合并。

8.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序运行时执行权利要求1至6任一项所述的合并加工程序的方法。