[發明專利]應用對話式控制器生成CNC機床切削路徑的方法

有效

• 申請號: 201610994225.2
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN106843139B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 邊平遠
• 申請（專利權）人: 捷準科技股份有限公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

本發明切削路徑生成方法包含：選擇二維圖紙檔案，將二維圖紙檔案的資料轉換為多個線段，并由多個線段組合形成至少兩個封閉曲線，隨后選擇一第一封閉曲線以及一第二封閉曲線，并設定第一封閉曲線共平面的第一深度以及第二封閉曲線共平面的第二深度，后續在第一深度至第二深度之間產生擬合介中封閉曲線，再把第一封閉曲線、第二封閉曲線以及擬合介中封閉曲線結合產生帶狀曲面；由帶狀曲面演算產生切削路徑。通過讓對話式控制器協助加工人員來補足CAM程序進行機械加工，減少聘用CAD/CAM程序員的成本，適用于快速且少量的多樣性制造，可大幅節省制作成本。

技術領域

本發明有關于一種應用對話式控制器生成CNC機床切削路徑的方法，特別是指一種無需編撰CAD/CAM程序而是采用2維圖紙形成2.5維或是簡易3維模具的切削路徑生成方法。

背景技術

電腦數控(Computer Numeric Control；CNC)機床包含CNC車床、CNC銑床、CNC線切割…等等，工業用的CNC機床里都必需配備專屬的控制器才能精密操作，因此，CNC機床的控制器即為CNC加工機具的大腦，它的型號通常標示在機床屏幕的上方。

當CNC機床開始執行加工時，CNC程序的指令就被送到CNC控制器做解讀，而CNC控制器于指令解讀完成后，將通過CNC機床里的機電系統及驅動系統(例如：伺服馬達、滾珠螺桿及軸承、光學尺及其回授系統)做出符合CNC程序指令所要求的操作。

早期CNC控制器只接受CNC碼、Macro或APT來操作，但是隨著PC的發展，后來便以PC為基礎來發展控制器，并有對話式(Conversational)或是參數式(Parametric)的控制器誕生，它可以不用依靠CNC程序，只需要接受用戶輸入工件圖形上的參數數值即可進行加工。

PC-Based CNC控制器的核心軟件組件包括：作業系統(OS)、人機界面(MMI)、可程序邏輯控制(PLC)、解譯器(Interpreter)、運動控制、傳輸控制等；而核心硬件組件包括：工業級電腦、I/O板、運動控制軸卡、資料傳輸板、類比訊號控制板等。另外，伺服組件包括：AC/DC伺服驅動器、馬達、步進馬達及主軸馬達等。

由于PC-Based控制器的發展，日后CNC控制器將能與CAD/CAM、網絡、制程監控軟件結合，未來可預期將會有智能式的CNC加工機誕生于世，而有關于加工機的智能化將有多個面向發展，如：加工智能化以及生產智能化。

其中，加工智能化要求控制器可承擔工件圖形的辨識，能針對不同的加工區塊安排不同的切削刀具、不同的多刀工法組合，自動的殘料切除、特殊不同材料的切削參數，工序的先后流程，有完整的加工對策與智能；溝通人性化要求具有語音、文字和視訊影像等通訊功能，能與生產計劃調度系統聯網，下載工作指令和加工程序，工件試切時可在熒幕上觀察加工過程，并可以通過手機查詢。

生產智能化要求將工作數據進行統計分析和管理刀具壽命，以及故障報警顯示。未來的機臺能連網并排除故障，會配備各種微型傳感器來監控切削力、振動、熱變形等所產生的誤差，并自動加以補償或調整機床工作狀態，以提高機床的工作精度和穩定性。

而在CNC控制器進入高階的Windows-based之后，CNC已進入模塊化時代，就像手機一樣各種功能會不斷的加入，例如原本只做切削模擬的廠商，現在已經和某些機床所生產的機臺做同步連接，除了可做基本的刀具路徑模擬之外，也可做刀具與機臺或夾治具之間的防撞模擬。

CNC機床的規格表，通常都會說明采用哪一種CNC控制器，但也有些機床廠會列出幾種控制器，好讓用戶自己指定要哪種控制器。其中對話式控制器較著名的如Hurco對話式控制器或Fanuc對話式控制器，僅針對2.5D形狀加工。