【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数控机床相关，更具体地，涉及一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法及系统。
技术介绍
1、数控机床作为工业生产中的关键设备之一，广泛应用于金属加工、零部件加工和装配等领域。在机床的操作过程中，如果发生碰撞事件，可能导致机床受损、工件损坏甚至人身安全事故发生。此外，数控机床发生碰撞，还会带来长期的检修时间，减少实际有效加工时长，会严重地降低加工效率。因此，在数控机床的操作过程中，需要一种能够自动判断碰撞风险的方法，以避免机床碰撞引起的安全事故和长期检修时间。
2、现有多家单位对数控机床防碰撞进行过研究，并且也有一些方法出现，比如基于传感器技术的防碰撞方案，但均存在检测效率低、系统复杂性高、成本高等问题，到目前为止，还缺少在实际生产中满足低硬件配置下的碰撞检测方案。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法及系统，解决数控机床低硬件配置下碰撞检测的问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，该方法包括下列步骤：
3、s1对于数控机床的加工程序g代码，将整个加工过程的g代码划分为多段，以此形成多段待检测程序；
4、s2按顺序对于一段待检测程序，在该待检测段程序中的起点和终点之间选取多个采样点，记录每个采样点的坐标；
5、s3逐个判断在每个采样点处加工过程中机床部件之间是否发生碰撞；当第一次
6、进一步优选地，在步骤s3中，所述逐个判断每个采样点处加工过程中机床部件之间是否发生碰撞，按照下列方法进行：
7、s31利用采样点的坐标计算机床部件的位置和姿态，将多个待检测部件分别划分为多层级包围盒结构；
8、s32设定两个节点发生碰撞的判定规则，判断两个待检测部件对应的多层级包围盒结构中各自的根节点之间是否发生碰撞：如果不发生碰撞，则两个待检测部件之间不发生碰撞；如果发生碰撞，则逐层判断各个层级的节点是否发生碰撞，进入步骤s33；
9、s33如果父节点均不发生碰撞，则两个待检测部件各自一部分之间不发生碰撞；如果父节点发生碰撞，则判断下一个层级中子节点的是否发生碰撞，直至判断至多层级包围盒结构最后一层的叶子节点，当部分叶子节点发生碰撞时，则两个待检测部件之间局部发生碰撞；当两个待检测对象的所有叶子节点均不发生碰撞时，则两个待检测部件不发生碰撞。
10、进一步优选地，在步骤s31中，所述多层级包围盒中，第一层为根节点，最后一层对应的子节点为叶子节点，非叶子节点都细分为多个节点，前者称为父节点，后者称为子节点。
11、进一步优选地，在步骤s31中，每个所述节点均采用一个包围盒进行包裹。
12、进一步优选地，所述包围盒对应一个或多个基本图元，所述基本图元为球形、圆柱或长方体。
13、进一步优选地，在步骤s32中，所述两个节点发生碰撞的判定规则为：基本图元之间的最小距离小于预设安全距离，则发生碰撞，否则，不发生碰撞。
14、进一步优选地，在步骤s31中，所述待检测部件是机床可能发生碰撞的碰撞对，相对位置不发生改变的部件不作为碰撞对。
15、按照本专利技术的另一个方面，提供了一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测系统，其特征在于，该系统中包括处理器，该处理器按照上述所述的方法进行碰撞检测。
16、按照本专利技术的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述所述的接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法。
17、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：
18、1.本专利技术通过预读加工程序后计算得到的离散位置坐标进行碰撞检测，预防可能发生在将来的危险碰撞进行避免，并无需考虑大量传感器的安装与设置，降低了系统复杂性，并减少了大量传感器带来的成本；
19、2.本专利技术所设计的碰撞检测软件模块具有较好的实时性，根据实时检测结果，能够有效控制数控机床进一步的运动，以避免碰撞事件的发生；
20、3.本专利技术针对机床操作人员容易错误操作机床运动的问题，使用人机交互界面上的提示信息，引导操作人员向安全的方向进行操作，并阻止进一步导致碰撞的操作，增加了此软硬件模块的可靠性。
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1.一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，在步骤S3中，所述逐个判断在每个采样点处加工过程中机床部件之间是否发生碰撞，按照下列方法进行：
3.如权利要求2所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，在步骤S31中，所述多层级包围盒结构中包括多层节点，第一层为根节点，最后一层对应的子节点为叶子节点，非叶子节点包括父节点和子节点。
4.如权利要求3所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，在步骤S31中，每个所述节点均采用一个包围盒进行包裹。
5.如权利要求4所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，所述包围盒对应一个或多个基本图元，所述基本图元为球形、圆柱或长方体。
6.如权利要求5所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，在步骤S32中，所述两个节点发生碰撞的判定规则为：基本图元之间的最小距离小于预设安全距离，则发生碰撞，否则，不发生碰撞。
7.如权利要求2所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，在步骤S31中，所述待检测部件是机床可能发生碰撞的碰撞对，相对位置不发生改变的部件不作为碰撞对。
8.一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测系统，其特征在于，该系统中包括处理器，该处理器按照权利要求1-7任一项所述的方法进行碰撞检测。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-7任一项所述的接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，在步骤s3中，所述逐个判断在每个采样点处加工过程中机床部件之间是否发生碰撞，按照下列方法进行：
3.如权利要求2所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，在步骤s31中，所述多层级包围盒结构中包括多层节点，第一层为根节点，最后一层对应的子节点为叶子节点，非叶子节点包括父节点和子节点。
4.如权利要求3所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，在步骤s31中，每个所述节点均采用一个包围盒进行包裹。
5.如权利要求4所述的一种接入工业现场总线的机床防碰撞检测方法，其特征在于，所述包围盒对应一个或多个基本图元...
【专利技术属性】
技术研发人员：高嵩，周会成，刘世伟，柯于锋，陈凯航，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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