[發(fā)明專利]具有加工路徑修補功能的數(shù)值控制器及其加工路徑修補方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410080445.5
• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103792887B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江謝良州;王芝峰;詹其樺
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州新代數(shù)控設(shè)備有限公司
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097;G05B19/41
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 王玉國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)值控制機械裝置中的數(shù)值控制器，尤其涉及一種具有加工路徑修補功能的數(shù)值控制器及其加工路徑修補方法。

背景技術(shù)

目前，計算機數(shù)值控制機械裝置之數(shù)值控制器利用CAD模塊的軟件繪圖制作2D或3D加工模型，交由CAM模塊將CAD模塊所繪制的加工模型轉(zhuǎn)成離散數(shù)據(jù)點，并于加工程序中將由CAM模塊所得的離散數(shù)據(jù)點加上其它機械指令如轉(zhuǎn)速、刀庫號碼等，再由數(shù)值控制器中的加工路徑規(guī)劃單元將使用者編輯的加工程序解譯并規(guī)劃出加工路徑，接著由動程規(guī)劃單元依據(jù)一數(shù)值控制參數(shù)，規(guī)劃加工路徑的運動特性如速度、加速度等，最后傳送至命令插值單元，再給予驅(qū)動器信號以控制馬達。

然而，由CAD/CAM轉(zhuǎn)出的加工程序或使用者設(shè)計的加工程序，常有一些無效數(shù)據(jù)點，這些無效數(shù)據(jù)點會對加工質(zhì)量與機臺壽命產(chǎn)生負面的影響，其原因為無效數(shù)據(jù)點會產(chǎn)生許多不自然且較短的加工路徑，這樣的加工路徑會在短距離內(nèi)不斷的轉(zhuǎn)彎與改變，使得加工路徑的變化太大，進而導(dǎo)致速度規(guī)劃模塊所規(guī)劃出來的速度命令會有多次且劇烈的加減速，而在短距離內(nèi)劇烈的加減速，會導(dǎo)致機臺晃動影響切削刀具對工件的加工質(zhì)量且縮短馬達壽命。

依據(jù)一般所知，加工程序中的加工路徑都是由G0連續(xù)相接的曲線，目前為了使加工路徑更平順，而在使用者可容許誤差范圍內(nèi)，會將G0連續(xù)相接點用一圓弧代替，使加工路徑變?yōu)镚1連續(xù)相接的曲線，但目前以圓弧代替G0相接點的缺點有二，第一缺點為：若有一加工路徑太短而有兩個G0相接處，則以局部觀點來看，該加工路徑區(qū)域具有兩個急轉(zhuǎn)彎，若以圓弧代替G0相接點時，勢必要縮短圓弧半徑而導(dǎo)致速度變化與機臺抖動等加工效果不理想的情形。而較短的加工路徑是因CAD/CAM在轉(zhuǎn)換成加工檔的過程產(chǎn)生的，并非設(shè)計者的原意，當遇到這樣的情況通常只能通過修改速度相關(guān)參數(shù)并進行重復(fù)加工，以求得到想要的加工質(zhì)量，徒增時間成本；第二缺點為：若加工路徑在G0相接處并非單純的直線相接，則以圓弧取代G0相接點會有失真的現(xiàn)象。

綜上所述，對于極短的加工路徑，使用者是很難發(fā)現(xiàn)的，通常是在加工時發(fā)現(xiàn)機臺抖動或是該區(qū)域加工速度不平順等異常現(xiàn)象才可得知，且即便使用者猜測異常現(xiàn)象是極短的加工路徑所造成的，使用者也很難從數(shù)千、數(shù)萬行的加工程序中，找出何處有過短的加工路徑，且以圓弧取代G0相接點的方式也不完善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種具有加工路徑修補功能的數(shù)值控制器及其加工路徑修補方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

具有加工路徑修補功能的數(shù)值控制器，特點是：包括：

一動程規(guī)劃單元，其與加工路徑規(guī)劃單元電性連接，接收數(shù)字控制參數(shù)，并依據(jù)數(shù)字控制參數(shù)規(guī)劃初始加工路徑的運動特性；

一命令插值單元，其與動程規(guī)劃單元電性連接，接收由動程規(guī)劃單元所輸出的具有運動特性的初始加工路徑，并執(zhí)行插值運算，輸出控制命令至驅(qū)動器，用以驅(qū)動馬達；

一加工路徑修補單元，其電性連接于加工路徑規(guī)劃單元，并依據(jù)加工程序中所含具有加工路徑修補功能的指令啟動加工路徑修補控制程序，針對加工路徑規(guī)劃單元所輸出的初始加工路徑上存有不良加工路徑，執(zhí)行優(yōu)化處理而生成一新加工路徑而取代。

進一步地，上述的具有加工路徑修補功能的數(shù)值控制器，所述加工路徑修補單元包含：

一判斷單元，其判斷加工路徑規(guī)劃單元所輸出的初始加工路徑上，G0相接點其前后相鄰的兩曲線是否為直線連接，而對應(yīng)輸出一第一訊息，并判斷加工路徑規(guī)劃單元所輸出的加工路徑上連續(xù)兩G0相接點之間，其加工路徑間距是否過短，而對應(yīng)輸出一第二訊息；

一執(zhí)行修補單元，用以接收第一訊息與第二訊息，執(zhí)行加工路徑修補控制程序，并通過一運算程序?qū)Τ跏技庸ぢ窂缴洗嬗胁涣技庸ぢ窂綀?zhí)行優(yōu)化處理，生成該新加工路徑進行取代。

更進一步地，上述的具有加工路徑修補功能的數(shù)值控制器，具有加工路徑修補功能的指令系為帶有一加工路徑修補誤差值的機能指令。

本發(fā)明加工路徑修補方法，包括以下步驟：

加載并解譯一加工程序，加工程序中具有帶有加工路徑修補誤差值的機能指令；

接收經(jīng)解譯的加工程序以規(guī)劃出由復(fù)數(shù)個G0相接點連接而成的初始加工路徑；

判斷初始加工路徑上是否存有一不良加工路徑，若判斷結(jié)果為否，則直接賦予初始加工路徑運動特性，若判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行下列步驟：