[發明專利]圖形化交互式數控車削自動編程方法及系統

有效

• 申請號: 200710179972.1
• 申請日: 2007-12-20
• 公開（公告）號: CN101334657A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 趙彤;錢學雷;張輝;葉佩青;王沛慶;謝亮
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱印康

技術領域

本發明涉及數控車削控制系統領域，尤其涉及有靈活制訂數控加工工藝和切削軌跡能力的圖形化交互式數控車削自動編程方法及系統。

背景技術

數控車削自動編程構建于兩條成熟的技術路徑之上，即自動編程工具APT與計算機輔助設計和制造即CAD/CAM技術。

目前基于APT基礎上開發的面向加工，具有一定適用范圍的小型編程系統包括如美國的用于輪廓控制的ADATP和用于點位控制的AUTOSPOT系統。德國的分別面向點位加工、車削加工和銑削加工研制出EXAPT(ExtendedAutomatically?Programmed?Tools)-1、EXAPT-2和EXAPT-3系列小型自動編程系統，以及日本的FAPT語言系統以及我國研制的ZCK和SKG等編程系統。由APT衍生出的各種小型專用數控語言編程系統，被用于數控車削或銑削編程時有以下三類缺點：(1)編程人員需要學習和掌握數控語言，(2)需要將被加工零件信息轉換成文字或數字信息，不僅不直觀，而且在轉換過程中出錯率高，(3)數控語言編程目前還是采用批處理形式，即用數控語言編寫的零件源程序，輸入計算機后只進行一次處理，且在處理過程中無法進行人工干預，從而無法對指令代碼的運行結果進行修改。

計算機輔助編程是CAD/CAM領域的重要技術分支，也是設計和實現數控車削自動編程的另一技術路徑。80年代由德國開發的自動編程系統屬于早期典型的圖形化交互式自動編程系統，具備初步的圖像編輯和代碼生成功能；90年代瑞士Cimalog公司研制的Multi?CAD/軟件系統則具備了進行三維產品設計功能，根據設計出的實體造型，可以生成刀具路徑，配合工藝參數即可生成數控指令，然后直接或通過穿孔帶將加工程序輸入數控機床。目前采用圖形化交互式自動編程概念進行開發、具備數控編程功能的CAD/CAM一體化軟件主要有美國CNC?Software公司研制的MASTER軟件，以及由EDS公司開發的系統。這些軟件都集成了數控加工功能模塊，能進行線框造型設計及基于非均勻有理B樣條曲面造型設計、自動尺寸標注、NC代碼校核與修正，以及過切干涉檢測，通過建立統一的加工工藝信息管理模型及生成機床控制系統代碼的通用后置處理，借助數控編程技術實現了無紙化高效自動加工。

我國在70年代末參照APT的結構開發出相應的數控語言系統。比如南京航天航空大學研制的SKG語言系統，太原重型機器廠研制的系統等，都屬于APT衍生物。近年來，在個人微機(PC)及工業計算機(IPC)上開發的、基于APT的各種專用編程系統也已初具規模，并正在發展成為一個大型、集成化計算機軟件CADEMAS(Computer?Aided?Development，Engineering?Manufacturingand?Support)，其中一個重要部分是計算機自動數控編程系統(NCG，APTX，APTX-GI)。另一方面，隨著CAD/CAM技術的不斷推進，我國也在引進國外先進CAD/CAM技術的基礎上，對如何實現數控加工程序的自動化編程及仿真進行了初步研究和探討，其中包括圖形化數控車床輔助/半自動編程系統開發，但無論是國外或者國內開發的數控編程系統，對于諸如跨平臺特性、CAD圖形數據優化、數控加工工藝及刀具軌跡自動規劃、以及基于虛擬現實的三維加工過程仿真的研究仍停留在理論分析與方法論層面。針對國產高檔數控系統這一快速發展的產業集群，在車削編程中的圖形化交互式、計算機輔助或自動工藝課題解算及工藝規程制訂等配套技術領域未見具體技術和軟件系統的實現。

發明內容

鑒于本發明基于上述環境；因此本發明主要目標是提供可以靈活、系統的制訂數控加工工藝：或由系統根據零件制造特征自動生成加工工藝；或由系統自動生成加工工藝后向工藝人員輸出工藝鏈表，由工藝人員結合自身工藝經驗進行修改；或完全由工藝人員指定加工工藝；最終由系統根據形成的工藝鏈表計算刀具路徑，并生成數控指令代碼，實現簡單零件或復雜零件的高效率編程，能夠提高編程效率及NC代碼質量、促進快速產品過程實現(RPPR)和集成化產品開發(IPPD)過程。

本發明的技術方案是：圖形化交互式數控車削自動控制方法，其特征是包括下列步驟：

----讀入毛坯和零件圖，去除冗余信息，并判斷圖形是否準確；

-----使圖形具有實時交互功能，能夠修正零件加工表面的信息，包括加工表面類型，準確的幾何信息，表面粗糙度；

------根據用戶選擇確定是進行自動編程、輔助編程還是混合編程；