基于金切数控系统的线切割机控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于金切数控系统的线切割机控制方法、装置及计算机存储介质，所述方法包括：确定位于工件第一表面的第一加工轨迹和第二表面的第二加工轨迹其中之一为圆弧轨迹；分别将所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹进行分割，以获得与所述第一加工轨迹相对应的具有预定数量的第一组连续直线段和与所述第二加工轨迹相对应的具有所述预定数量的第二组连续直线段；在所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹各自的加工方向上，依次同时插补所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段中相同排列位置的直线段；控制线切割机的电极丝对所述工件进行加工。本发明专利技术的上述方法使得金切数控系统可以被直接用于线切割异形面的加工，提高了设备的通用性。

Control Method and Device of Wire Cutting Machine Based on Gold Cutting NC System

The present invention provides a wire cutting machine control method, device and computer storage medium based on a gold cutting CNC system. The method includes: determining one of the first processing trajectories on the first surface of the workpiece and the second processing trajectories on the second surface is an arc trajectory; dividing the first processing trajectory and the second processing trajectory separately to obtain the first processing trajectory and the second processing trajectory respectively. The first set of continuous line segments corresponding to the processing trajectory has a predetermined number and the second set of continuous line segments corresponding to the second processing trajectory has the predetermined number; in the respective processing directions of the first processing trajectory and the second processing trajectory, the same arrangement positions of the first set of continuous line segments and the second set of continuous line segments are interpolated simultaneously in turn. The straight line segment; the electrode wire of the wire cutting machine is controlled to process the workpiece. The method of the invention enables the gold cutting numerical control system to be directly used for the processing of wire cutting profiles, and improves the generality of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
基于金切数控系统的线切割机控制方法及装置
本专利技术涉及数控加工
，更具体地涉及一种基于金切数控系统的线切割机控制方法及装置，以及线切割机控制设备和存储介质。
技术介绍
线切割机(又称为电火花线切割机)基本工作原理是利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用。由于线切割专用数控系统的特殊性，国内外各线切割设备制造企业都根据各自产品的机械结构、电源模式、轨迹控制方式、工艺特点开发研制专用的数控系统。目前，国内线切割机床生产企业规模都不大，各方面实力比较弱，而线切割专用数控系统大多以PC机辅以相应的接口卡组成硬件平台，根据线切割机床的加工需求开发相应的软件组成各种专用线切割数控系统，这类系统虽然在一定阶段能够基本满足数控线切割机床的要求，但系统的整体控制技术水平不高，兼容性、可靠性较差，制约了我国线切割数控机床产业技术的进一步发展。金切数控系统目前无论在规模还是整体控制工艺上都达到较高的发展水平，在可靠性和兼容上也非常成熟。因此采用国内通用的金切四轴联动总线式数控系统(例如：西门子840、华中848)，来取代目前国内以PC机辅以相应的接口卡组成的线切割硬件平台，能够很好的解决目前线切割加工产业所遇到的问题。但是，在线切割加工中，在切割上下“等锥”、“变锥”、“上下异形”等工件时，与传统金切机床不同，其使用的工具是一根电极丝，电极丝的一头由数控机床的两个联动轴控制，组成一个加工平面；另一头由另外两个联动轴来控制，组成另外一个加工平面；上下两个平面可同时加工不同的轨迹(例如，直线或圆弧)，并且在加工过程中丝线要保持恒定的张力。正因为金切数控系统，无法实现线切割过程中两个平面不同形状的同步加工，因此有必要对金切数控系统的控制算法进行改进，以使得改进后的金切数控系统可以被直接用于线切割机加工异形面。
技术实现思路
为了解决金切数控系统用于线切割的过程中存在的异形面同步加工问题，本专利技术提供了一种基于金切数控系统的线切割机控制方法、控制装置以及线切割机的控制系统和存储介质。根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于金切数控系统的线切割机控制方法，包括如下步骤：确定位于工件第一表面的第一加工轨迹和第二表面的第二加工轨迹，其中所述第一加工轨迹和所述第二轨迹为待同步加工轨迹，且所述第一加工轨迹为圆弧轨迹；分别将所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹进行分割，以获得与所述第一加工轨迹相对应的具有预定数量的第一组连续直线段和与所述第二加工轨迹相对应的具有所述预定数量的第二组连续直线段；在所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹各自的加工方向上，依次同时插补所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段中相同排列位置的直线段；基于所述插补的结果，控制线切割机的电极丝对所述工件进行加工。进一步的，当所述第二加工轨迹为直线轨迹时，所述预定数量取决于所述第一加工轨迹。进一步的，所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段均为连续等长直线段。进一步的，所述预定数量取决于所述圆弧轨迹的总长度、圆弧半径以及设定的逼近允差。进一步的，根据分割所述第一加工轨迹所得到的每一圆弧曲线的弧长、以及所述第一加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第一组连续直线段中的每一直线段在所述第一表面对应的第一联动轴和第二联动轴方向上的进给增量；将在所述第一联动轴和第二联动轴方向上的进给增量合成转换为各联动轴实际运动增量。进一步的，根据所述第二加工轨迹的总长度、所述第二加工轨迹的分割数量以及所述第二加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第二加工轨迹被分割成的所述第二组连续直线段中每一直线段在所述第二加工轨迹所在表面对应的第三联动轴和第四联动轴方向上的进给增量，其中所述第二组连续直线段为连续等长直线段；将在第三联动轴和第四联动轴方向上的进给增量合成转换为各联动轴实际运动增量。进一步的，当所述第二加工轨迹为圆弧轨迹时，所述预定数量取决于所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹中弧长与半径的乘积较大的一者。进一步的，所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段均为连续等长直线段。进一步的，所述预定数量取决于所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹中弧长与半径的乘积较大的一者的总长度、圆弧半径以及设定的逼近允差。进一步的，根据分割所述第一加工轨迹所得到的每一圆弧曲线的弧长、以及所述第一加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第一组连续直线段中的每一直线段在所述第一表面对应的第一、第二联动轴方向上的进给增量，并将在所述第一、第二联动轴方向上的进给增量合成转换为所述第一、第二联动轴实际运动增量；根据分割所述第二加工轨迹所得到的每一圆弧曲线的弧长、以及所述第二加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第二组连续直线段中的每一直线段在所述第二表面对应的第三、第四联动轴方向上的进给增量，并将在所述第三、第四联动轴方向上的进给增量合成转换为所述第三、第四联动轴实际运动增量。进一步的，将为圆弧轨迹的所述第一加工轨迹和/或所述第二加工轨迹分割为所述预定数量的一组连续等长圆弧曲线，并将每一所述圆弧曲线的首尾两个端点连线获得一组连续直线段，其中所述一组连续直线段形成的轨迹逼近所述圆弧轨迹。本专利技术的第二方面还提供了一种基于金切数控系统的线切割机控制装置，包括如下模块：轨迹确定模块，用于确定位于工件第一表面的第一加工轨迹和第二表面的第二加工轨迹，其中所述第一加工轨迹和所述第二轨迹为待同步加工轨迹，且所述第一加工轨迹为圆弧轨迹；直线分割模块，用于分别将所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹进行分割，以获得与所述第一加工轨迹相对应的具有预定数量的第一组连续直线段和与所述第二加工轨迹相对应的具有所述预定数量的第二组连续直线段；插补模块，用于在所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹各自的加工方向上，依次同时插补所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段中相同排列位置的直线段；控制模块，用于基于所述插补的结果，控制线切割机的电极丝对所述工件进行加工。进一步的，当所述第二加工轨迹为直线轨迹时，所述预定数量取决于所述第一加工轨迹。进一步的，所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段均为连续等长直线段。进一步的，所述预定数量取决于所述圆弧轨迹的总长度、圆弧半径以及设定的逼近允差。进一步的，还包括第一增量合成计算模块：用于根据分割所述第一加工轨迹所得到的每一圆弧曲线的弧长、以及所述第一加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第一组连续直线段中的每一直线段在所述第一表面对应的第一联动轴和第二联动轴方向上的进给增量；将在所述第一联动轴和第二联动轴方向上的进给增量合成转换为各联动轴实际运动增量。进一步的，还包括第二增量合成计算模块：用于根据所述第二加工轨迹的总长度、所述第二加工轨迹的分割数量以及所述第二加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第二加工轨迹被分割成的所述第二组连续直线段中每一直线段在所述第二加工轨迹所在表面对应的第三联动轴和第四联动轴方向上的进给增量，其中所述第二组连续直线段为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于包括如下步骤：确定位于工件第一表面的第一加工轨迹和第二表面的第二加工轨迹，其中所述第一加工轨迹和所述第二轨迹为待同步加工轨迹，且所述第一加工轨迹为圆弧轨迹；分别将所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹进行分割，以获得与所述第一加工轨迹相对应的具有预定数量的第一组连续直线段和与所述第二加工轨迹相对应的具有所述预定数量的第二组连续直线段；在所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹各自的加工方向上，依次同时插补所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段中相同排列位置的直线段；基于所述插补的结果，控制线切割机的电极丝对所述工件进行加工。

【技术特征摘要】
1.一种基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于包括如下步骤：确定位于工件第一表面的第一加工轨迹和第二表面的第二加工轨迹，其中所述第一加工轨迹和所述第二轨迹为待同步加工轨迹，且所述第一加工轨迹为圆弧轨迹；分别将所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹进行分割，以获得与所述第一加工轨迹相对应的具有预定数量的第一组连续直线段和与所述第二加工轨迹相对应的具有所述预定数量的第二组连续直线段；在所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹各自的加工方向上，依次同时插补所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段中相同排列位置的直线段；基于所述插补的结果，控制线切割机的电极丝对所述工件进行加工。2.根据权利要求1所述的基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于，当所述第二加工轨迹为直线轨迹时，所述预定数量取决于所述第一加工轨迹。3.根据权利要求2所述的基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于：所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段均为连续等长直线段。4.根据权利要求3所述的基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于，所述预定数量取决于所述圆弧轨迹的总长度、圆弧半径以及设定的逼近允差。5.根据权利要求3-4中的任意一项所述的基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于，还包括：根据分割所述第一加工轨迹所得到的每一圆弧曲线的弧长、以及所述第一加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第一组连续直线段中的每一直线段在所述第一表面对应的第一联动轴和第二联动轴方向上的进给增量；将在所述第一联动轴和第二联动轴方向上的进给增量合成转换为各联动轴实际运动增量。6.根据权利要求3-4中的任意一项所述的基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于，还包括：根据所述第二加工轨迹的总长度、所述第二加工轨迹的分割数量以及所述第二加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第二加工轨迹被分割成的所述第二组连续直线段中每一直线段在所述第二加工轨迹所在表面对应的第三联动轴和第四联动轴方向上的进给增量，其中所述第二组连续直线段为连续等长直线段；将在第三联动轴和第四联动轴方向上的进给增量合成转换为各联动轴实际运动增量。7.根据权利要求1所述的基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于，当所述第二加工轨迹为圆弧轨迹时，所述预定数量取决于所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹中弧长与半径的乘积较大的一者。8.根据权利要求7所述的基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于：所述第一组连续直线段和所述第二组连续直线段均为连续等长直线段。9.根据权利要求8所述的基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于，所述预定数量取决于所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹中弧长与半径的乘积较大的一者的总长度、圆弧半径以及设定的逼近允差。10.根据权利要求8-9中的任意一项所述的基于金切数控系统的线切割机控制方法，其特征在于，还包括：根据分割所述第一加工轨迹所得到的每一圆弧曲线的弧长、以及所述第一加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第一组连续直线段中的每一直线段在所述第一表面对应的第一、第二联动轴方向上的进给增量，并将在所述第一、第二联动轴方向上的进给增量合成转换为所述第一、第二联动轴实际运动增量；根据分割所述第二加工轨迹所得到的每一圆弧曲线的弧长、以及所述第二加工轨迹的起点和终点坐标，计算所述第二组连续直线段中的每一直线段在所述第二表面对应的第三、第四联动轴方向上的进给增量，并将在所述第三、第四联动轴方向上的进给增量合成转换为所述第三、第四联动轴实际运动增量。11.根据权利要求1-10任意一项所述的线切割机控制方法，其特征在于，将为圆弧轨迹的所述第一加工轨迹和/或所述第二加工轨迹分割为所述预定数量的一组连续等长圆弧曲线，并将每一所述圆弧曲线的首尾两个端点连线获得一组连续直线段，其中所述一组连续直线段形成的轨迹逼近所述圆弧轨迹。12.一种基于金切数控系统的线切割机控制装置，其特征在于包括如下模块：轨迹确定模块，用于确定位于工件第一表面的第一加工轨迹和第二表面的第二加工轨迹，其中所述第一加工轨迹和所述第二轨迹为待同步加工轨迹，且所述第一加工轨迹为圆弧轨迹；直线分割模块，用于分别将所述第一加工轨迹和所述第二加工轨迹进行分割，以获得与所述第一加工轨迹相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：向华，严飞，王超，郑武，
申请(专利权)人：华中科技大学，武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42