通过直接传送加工数据控制机床的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种方法和系统，用于从生产系统（２０４）向用于控制伺服驱动的机器的控制系统（２０５）直接传输运动路线数据（３１０）。例如，用于加工坯料材料的机床，所述数据生成系统包括一个计算机辅助设计软件包（３０１）。用于导引机床的工具构件的工具路线数据可以通过ＣＡＤ软件（３０２）的操作接口从一个设计文件中提取，该设计文件由所述ＣＡＤ软件打开。另外，所述设计文件可用于规定运动路线而不是最后的产品几何形状。所述ＣＡＤ解释程序应用程序从所述设计文件中提取运动路线数据，消除了将所述数据翻译成用于控制所述机床的另外一种形式或者中间形式数据的需求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数字地连接机器人、机床或其它伺服驱动的机器的领域，这些设备具有提供用于控制伺服驱动的机器的数据的系统。本专利技术还涉及用数字控制的或计算机控制的机床由适当材料制造设备零件的领域，这种制造是根据要被制造的零件的技术要求粗加工和/或精加工初始材料片。更具体地说，本专利技术涉及一种通过把定义要制造的工件的加工数据从CAD/CAM应用程序直接传递给机器控制器来控制机床的操作的新范例。当这些机械最初被开发时或者在有限的基础上被制造时，专用于这些机械的部件必须由适当的材料定制。这通常通过“加工”过程来完成，这是一个根据需要将一件或一块材料机械地切割、磨削、钻孔和精加工以生产所需要的零件的过程。用于将原材料转变成规定零件的机器在此之后被称为″机床″。现代的机床高度复杂化并被精确地控制，以便根据精密的技术要求生产零件。大多数这种现代机床由处理定义要制造的零件的精确数字指令的计算机控制。第一台数控机床为1952年建造的3轴线铣床。使用了数字在一个三轴线系统中规定铣刀头的移动以便加工需要的零件。然而，随着加工的发展，根据规范数字用手机械地设定所述机床。随着后来电子技术的发展，“数控”机床被越来越多地配备精密电子设备以自动进行加工处理。如今，数控机床包括计算机处理器和电子存储单元(RAM和ROM)。因而，如今的机床是电脑控制的机床，称为“计算机数控机床”。早期的计算机控制机床从穿孔纸带接受输入。记录在这些纸带上的指令是输入/输出(“I/O”)指令(例如打开/关闭纺锤或冷却剂，设置缺省进料量和速度，等等.)和运动指令(例如，以直线或圆形的方式移到一些x y z位置)。写这些指令的语言被称为M&G码。可以认为M&G码类似于用于个人电脑的汇编语言；它是用于机床的最低水平的编程，并被所有机床普遍接受，而与构造或型号无关。即使在大约五十多年前制造出了第一台数控机器，但是我们仍然使用这种相同的仅有较小修的M&G码语言来对机床编程。经过了50年，许多公司一直在努力地建造理想的机床控制器。这些控制器包含常规的硬件元件和高度专门化各不相同的操作系统。这些控制器中有许多已经是专有的封闭系统。虽然用于这些控制系统的硬件的开放式体系结构可能刚刚出现，但是如今的机床在很大程度上使用已经有几十年历史的技术。专有控制继续处在机床硬件控制器技术，而对机器的编程只能通过M&G码环境来执行。M&G代码在一个单个的文件或程序中使用文字，或单独的指令，和模块，或者行。读出一行中的所有指令，并且同时执行所有指令。为了生成M&G程序，必须为所有的刀具路径计算所有的几何形状，例如，在加工所需零件时机床的刀尖通过的线段和弧线。从这种几何形状计算出运动和I/O指令。然后这些指令必须被写成M&G码，所述代码必须输入到控制器中。最初，必需用手将M&G码输入到所述控制器，或者打孔在聚酯薄膜或者纸带上，随后将聚酯薄膜或者纸带送到控制器上的一个阅读器中。即使现在，为了编写一个加工复杂零件的M&G程序也是一项慢长和乏味的任务。在50年代末和60年代初，出现了许多新的更灵活的编程语言。自动编程工具(“APT”)就是这些新语言中最先出现的。使用APT，工程师可以规定机床的几何形状，刀尖的几何形状，和控制机床的I/O的加工参数。然而，由于现有机器系统的专用性和不一致性，必须把用APT生成的指令最终翻译成更基本的M&G码。APT应用程序根据APT程序中的指令执行计算以生成一个刀具位置(“CL”)文件。CL文件是ASCII码文件，该文件包含机床的刀尖在加工过程中必须通过的路径的几何形状。然后使用一种被称为后处理程序的程序将该CL文件翻译成M&G码。在60年代和70年代，随着计算机变得更低廉和更强大，更多机械设计采用计算机辅助设计(“CAD”)程序进行。计算机辅助制造(“CAM”)程序允许用户使用CAD程序中规定的几何形状来筹划出用于对机床进行编程的刀具路径。一般认为CAD，CAM和CAD/CAM程序在此是属于一般种类的软件包，通常称为“设计应用程序”。以CL或APT文件的形式输出由CAM应用程序定义的刀具路径，在将该文件传送给机器控制器前必须将其翻译成M&G代码。这些作法仍然是如今使用的标准。附图说明图1中示出使用CAD/CAM应用程序对机床进行编程的典型过程。如图1中所示，CAD/CAM应用程序在工作站(100)上运行。使用CAD/CAM应用程序，生成一个CAD/CAM文件(101)，这个文件(101)规定了机床和要被制造的零件的几何形状。包含由CAD/CAM或者类似软件包生成的设计资料的文件，诸如文件(101)在这里统称为“设计文件”。然后CAD/CAM应用程序或者也许是一种独立的应用程序使用CAD/CAM文件计算用于机床端部在整个加工过程中的刀具定位数据并生成CL文件(102)。CL文件(102)是一个ASCII码文件。然后CL文件(102)可以被译成M&G码(103)，M&G码也是一个ASCII码文件。从CL文件(102)翻译成M&G码(103)通常由一个后处理程序执行。然后将M&G码(103)传输到所述机床控制器(104)，该机床控制器在加工规定零件的过程中使用该码来控制所述机床(未示出)。由CL文件(102)从CAD/CAM软件的输出开始，每个CL文件都与源CAD/CAM文件(101)单方向相关联。因而，任何对源CAD/CAM文件(101)的修改不会反映在一个输出的CL文件(102)中，需要产生一个新的“子”ASCIICL文件(102)，修改总是从源文件到子文件。同样，可能由机械师制备M&G码文件而对子文件(102)进行的修改也不会对源设计文件(101)的修改或者改正产生作用。作为设计的进化，这种单方向的数据流动要求必须保存所有相关的现有文件和删除陈旧的文件，这会带来很多问题。因此，在本领域中需要一种能够更好地控制机床的方法和系统，有利于修改、更新和管理提供给机床控制器的控制文件。另外的问题就是在机床控制器之间即使是“标准”M&G码也存在不同。实际上，M&G码在一种机床与另外一种机床之间是不一致的。一直都在进行着M&G码的标准化努力，但是一直没有成功。这些问题主要由下述事实带来，即，M&G标准不具备实施许多功能的灵活性，这些功能是高级加工机床可以实现的。这些高级机床的制造商不得不使用特有的新指令延续现有的标准，以便将新的加工技术加到代码架构上，如果不这么作，该代码架构就不支持这些技术。例如，许多现代的机床控制器能够使机床加工真实的的非均匀有理B样条曲线(“NURBS”)。即使它不是M&G代码标准的一部分，这些控制器将非标准M&G代码识别为用于NURBS的代码。即使声称基于标准M&G码，其效果是编程接口和语言随着机器制造商和型号而改变。因此，本领域需要一种避免不同制造和型号的机床之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将控制系统与伺服驱动的机器连接的系统，包括：第一处理器，执行产生用于所述伺服驱动机器的运动路线数据的设计应用程序；与所述第一处理器连接的第二处理器，所述第二处理器执行从所述第一处理器上的所述设计应用程序接收所述运动路线数据的 运动控制软件；其中所述第二处理器上的所述运动控制软件根据来自所述设计应用程序的所述运动路线数据控制所述伺服驱动的机器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克S埃文斯，沃尔特爱德华雷德，查尔斯格雷戈里詹森，波特C巴西特，吉里什C吉米雷，科里林恩麦克布赖德，乔纳森爱德华博斯利，
申请(专利权)人：杨伯翰大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]