基于双代码联合作用的数控加工控制方法及相应装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于双代码联合作用的数控加工控制方法及用于实现该方法的一种基于双代码联合作用的数控加工控制装置。该方法包括：获取第一数控加工代码和第二数控加工代码，其中，第一数控加工代码包含用于控制刀具对零件进行加工的第一加工信息，第二数控加工代码包含用于增强第一加工信息的第二加工信息；同时运行第一数控加工代码和第二数控加工代码，以解析出第一加工信息和第二加工信息；合并第一加工信息和第二加工信息；以及根据合并结果控制刀具对零件的加工。本发明专利技术还提供了一种基于双代码联合作用的数控加工控制装置和计算机存储介质。

NC machining control method based on double code joint action and corresponding device

The invention provides a NC processing control method based on the combined action of two codes and a NC processing control device based on the combined action of two codes for realizing the method. The method includes: acquiring the first NC machining code and the second NC machining code, in which the first NC machining code contains the first processing information for controlling the tool to process the part, and the second NC machining code contains the second processing information for enhancing the first processing information; and running the first NC machining generation at the same time. The code and the second NC machining code are used to parse the first and second processing information, merge the first and second processing information, and control the processing of parts by the tool according to the merged results. The invention also provides a numerical control processing control device and a computer storage medium based on the combined action of two codes.

【技术实现步骤摘要】
基于双代码联合作用的数控加工控制方法及相应装置
本专利技术总体上涉及数控加工
，更具体地涉及一种基于双代码联合作用的数控加工控制方法及实现该方法的相应装置。
技术介绍
数控加工的G&M代码程序文件(以下称为G代码)遵循ISO6983标准，但ISO6983标准中的运动指令仅包含简单的圆弧和直线指令。目前，小线段(例如，圆弧或直线)依然是复杂曲面加工中比较通用的刀路轨迹表达方式。然而，通过CAM(ComputerAidedManufacturing，计算机辅助制造)软件生成离散小线段的路径会丢失理论模型上的点面隶属关系、路径横向关联信息等几何特征信息，使得G代码中只包含描述零件表面形貌的位置信息，从而造成数控系统在速度规划和样条拟合方面的不准确，使实际加工结果与理论设计模型不一致，难以提高加工精度。为了解决G代码缺乏此类信息的问题，目前数控系统采用的方法是在前瞻(一定数量的程序段)的阶段花费大量的时间和资源来重构这些缺乏的几何特征信息(如切线方向、曲率等几何属性)。然而，数控系统又必须保证较强的实时性(例如至少毫秒级的实时性)，信息重构的算法复杂度不能太高，因此数控系统利用前瞻的程序段来计算这些几何特征信息的精度是有限的。这种实时计算的方式逼迫数控系统在无限制提升硬件配置和牺牲算法计算精度之间做出平衡的选择，限制了数控系统整体性能的提升。当前某些系统为提高加工的速度和精度，使用了性能更好的处理器，如西门子802Dsl及以上版本的数控系统均支持程序段压缩器功能COMPCAD，使用COMPCAD指令可以对CAD(计算机辅助设计)/CAM的程序(没有事先采取表面优化)进行优化。这虽然提升了加工的质量和效率，但是COMPCAD功能需要更高的数控系统配置才能使用，从而限制了使用范围且增加了使用成本。除此之外，影响数控加工质量的因素还包括机床特有的响应性能和加工工艺参数。机床特有响应性能的影响主要体现在以下两个方面。一方面，由于每台机床的响应性能不同，即使加工同一零件所也需要不同的优化补偿信息。另一方面，由于不同零件的路径特征和工艺方案的不同，同一台机床响应性能的优化补偿量也不同。加工工艺参数的影响主要体现在进给速度和主轴转速上，对于每一个数控加工程序(G代码)都需要进行合理的优化，使整个加工过程中的主轴电流和切削负荷均衡。对这些影响因素进行优化能在不同程度上提升零件的加工质量。然而，这些优化信息目前除了直接修改G代码或在G代码中添加额外信息外，没有合适的途径输入到数控系统以进行优化补偿。而修改G代码或在G代码中添加额外信息会破坏G代码的通用性，并且难以在不同机床上使用。为了解决上述问题，本领域相关技术人员已经做了一些研究。例如欧洲的一些企业和研究机构提出了包括三维几何信息、刀具信息、制造特征和工艺信息等全部信息的STEP-NC标准。STEP-NC标准相对于ISO6983标准又引入了特征描述(例如，槽、型腔、孔和平面等)，并采用EXPRESS语言进行编程，因此需要使用STEP-NC文件的信息提取与解释器取代G代码编译解释器以及采用EXPRESS编程语言。这种方式与基于G代码的传统编程软件和数控系统都很难兼容，所以至今都未能得到实际的推广应用。STEP-NC标准采用的EXPRESS语言仍然只有一套代码文件，缺乏对机床特有的响应性能和加工工艺参数进行优化\补偿且不破坏加工代码通用性的信息输入途径。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于双代码联合作用的数控加工机制，该机制采用两套数控加工代码(G代码)来同时控制一个数控加工过程。具体地，该数控加工机制在不改变现有G代码的格式和语法的条件下，增加了一个包含刀具轨迹的几何属性信息等有助于提高加工效果的第二数控加工代码，以辅助现有G代码实现更优的加工控制。根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于双代码联合作用的数控加工控制方法。该方法包括：获取第一数控加工代码和第二数控加工代码，其中，第一数控加工代码包含用于控制刀具对零件进行加工的第一加工信息，第二数控加工代码包含用于增强第一加工信息的第二加工信息；同时运行第一数控加工代码和第二数控加工代码，以解析出第一加工信息和第二加工信息；合并第一加工信息和第二加工信息；以及根据合并结果控制刀具对零件的加工。在一个实施例中，所述第一加工信息包含刀具在零件表面的位置信息，第二加工信息包含与所述位置信息相对应的刀具轨迹的几何特征信息。在一个实施例中，根据合并结果控制刀具对零件的加工包括：根据合并结果优化加工速度和/或路径拟合；以及根据优化后的加工速度和/或路径拟合控制刀具对零件的加工。在一个实施例中，获取第二数控加工代码包括：根据第一数控加工代码确定刀具轨迹的几何特征信息；以及通过将所述第一数控加工代码中的所述位置信息与所述几何特征信息相对应来生成所述第二数控加工代码。在一个实施例中，几何特征信息包括以下至少一项：曲率信息；切线方向信息；以及路径横向关联信息，包括相邻两条路径在垂直于路径方向上邻近刀位点的几何特征信息对应关系。在一个实施例中，获取第二数控加工代码包括：根据零件的三维模型获取刀具轨迹的几何特征信息；以及通过将所述第一数控加工代码中的所述位置信息与所述几何特征信息相对应来生成所述第二数控加工代码。在一个实施例中，几何特征信息包括以下至少一项：点面隶属关系，包含刀位点与组成零件表面的曲面的对应关系；曲率信息；切线方向信息；以及路径横向关联信息，包括相邻两条路径在垂直于路径方向上邻近刀位点的几何特征信息对应关系。在一个实施例中，所述第一加工信息包含刀具在零件表面的位置信息，所述第二加工信息包含与机床特性相关的加工误差的补偿信息。在一个实施例中，根据合并结果控制刀具对零件的加工包括：根据合并结果优化机床补偿；以及根据优化后的机床补偿控制刀具对零件的加工。在一个实施例中，获取第二数控加工代码包括：从机床历史数据中确定所述补偿信息；以及通过将所述第一数控加工代码中的所述位置信息与所述补偿信息相对应来生成所述第二数控加工代码。在一个实施例中，所述补偿信息包含跟随误差的补偿信息。在一个实施例中，所述第一加工信息包含零件加工的加工工艺参数信息，所述第二加工信息包含用于对加工工艺参数进行优化的加工工艺参数优化信息。在一个实施例中，根据合并结果控制刀具对零件的加工包括：根据合并结果优化零件加工的加工工艺；以及根据优化后的加工工艺控制刀具对零件的加工。在一个实施例中，获取第二数控加工代码包括：从机床历史数据中确定加工工艺参数优化信息；以及通过将所述第一数控加工代码中的所述加工工艺参数信息与所述优化信息相对应来生成所述第二数控加工代码。在一个实施例中，加工工艺参数优化信息包括加工进给速度的优化信息和/或主轴转速的优化信息。在一个实施例中，第二数控加工代码包含：检测第一数控加工代码与第二数控加工代码是否匹配的检验信息；以及在第一数控加工代码与第二数控加工代码之间建立程序段映射关系的索引信息。在一个实施例中，所述索引信息是程序段的行号。在一个实施例中，在同时运行第一数控加工代码和第二数控加工代码之前，该方法还包括：根据所述检验信息检测第一数控加工代码与第二数控加工代码是否匹配。根据本专利技术的第二方面，提供了一种基于双代码联合作用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双代码联合作用的数控加工控制方法，其特征在于，包括：获取第一数控加工代码和第二数控加工代码，其中，第一数控加工代码包含用于控制刀具对零件进行加工的第一加工信息，第二数控加工代码包含用于增强第一加工信息的第二加工信息；同时运行第一数控加工代码和第二数控加工代码，以解析出第一加工信息和第二加工信息；合并第一加工信息和第二加工信息；以及根据合并结果控制刀具对零件的加工。

【技术特征摘要】
2017.04.17 CN 20171024965601.一种基于双代码联合作用的数控加工控制方法，其特征在于，包括：获取第一数控加工代码和第二数控加工代码，其中，第一数控加工代码包含用于控制刀具对零件进行加工的第一加工信息，第二数控加工代码包含用于增强第一加工信息的第二加工信息；同时运行第一数控加工代码和第二数控加工代码，以解析出第一加工信息和第二加工信息；合并第一加工信息和第二加工信息；以及根据合并结果控制刀具对零件的加工。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一加工信息包含刀具在零件表面的位置信息，第二加工信息包含与所述位置信息相对应的刀具轨迹的几何特征信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据合并结果控制刀具对零件的加工包括：根据合并结果优化加工速度和/或路径拟合；以及根据优化后的加工速度和/或路径拟合控制刀具对零件的加工。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，获取第二数控加工代码包括：根据第一数控加工代码确定刀具轨迹的几何特征信息；以及通过将所述第一数控加工代码中的所述位置信息与所述几何特征信息相对应来生成所述第二数控加工代码。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，几何特征信息包括以下至少一项：曲率信息；切线方向信息；以及路径横向关联信息，包括相邻两条路径在垂直于路径方向上邻近刀位点的几何特征信息对应关系。6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，获取第二数控加工代码包括：根据零件的三维模型获取刀具轨迹的几何特征信息；以及通过将所述第一数控加工代码中的所述位置信息与所述几何特征信息相对应来生成所述第二数控加工代码。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，几何特征信息包括以下至少一项：点面隶属关系，包含刀位点与组成零件表面的曲面的对应关系；曲率信息；切线方向信息；以及路径横向关联信息，包括相邻两条路径在垂直于路径方向上邻近刀位点的几何特征信息对应关系。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一加工信息包含刀具在零件表面的位置信息，所述第二加工信息包含与机床特性相关的加工误差的补偿信息。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据合并结果控制刀具对零件的加工包括：根据合并结果优化机床补偿；以及根据优化后的机床补偿控制刀具对零件的加工。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，获取第二数控加工代码包括：从机床历史数据中确定所述补偿信息；以及通过将所述第一数控加工代码中的所述位置信息与所述补偿信息相对应来生成所述第二数控加工代码。11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述补偿信息包含跟随误差的补偿信息。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一加工信息包含零件加工的加工工艺参数信息，所述第二加工信息包含用于对加工工艺参数进行优化的加工工艺参数优化信息。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，根据合并结果控制刀具对零件的加工包括：根据合并结果优化零件加工的加工工艺；以及根据优化后的加工工艺控制刀具对零件的加工。14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，获取第二数控加工代码包括：从机床历史数据中确定加工工艺参数优化信息；以及通过将所述第一数控加工代码中的所述加工工艺参数信息与所述优化信息相对应来生成所述第二数控加工代码。15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，加工工艺参数优化信息包括加工进给速度的优化信息和/或主轴转速的优化信息。16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其特征在于，第二数控加工代码包含：检测第一数控加工代码与第二数控加工代码是否匹配的检验信息；以及在第一数控加工代码与第二数控加工代码之间建立程序段映射关系的索引信息。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述索引信息是程序段的行号。18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，在同时运行第一数控加工代码和第二数控加工代码之前，还包括：根据所述检验信息检测第一数控加工代码与第二数控加工代码是否匹配。19.一种基于双代码联合作用的数控加工控制装置，其特征在于，包括：获取单元，被配置为获取第一数控加工代码和第二数控加工代码，其特征在于，第一数控加工代码包含用于控制刀具对零件进行加工的第一加工信息，第二数控加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：周会成，张成磊，蒋亚坤，陈吉红，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42