[發明專利]自動化加工程序切削力優化系統及方法

有效

• 申請號: 201611158527.2
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108121298B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 許志源;張鈺翎;曾郁安;梁碩芃;羅佐良
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G05B19/4155
• 分類號: G05B19/4155
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種自動化加工程序切削力優化系統及方法，系統包含刀具路徑擷取單元及加工程序優化單元；刀具路徑擷取單元擷取控制器輸出的由多數坐標信息所組成的坐標集合，并對該坐標集合的坐標值進行修改，以形成一刀具路徑；加工程序優化單元根據該刀具路徑的坐標值及刀具、工件與工具幾特征等信息，分析切削力并修改加工進給率，以產生一優化的加工程序。

技術領域

本發明涉及一種自動化加工程序切削力優化系統及方法，尤其是涉及一種與工具機控制器連線并擷取控制器輸出的坐標信息所形成的坐標集合，對該坐標集合進行坐標值擴增或壓縮以組成刀具路徑，并進行切削力學分析及優化，以提升制作工藝效率，同時解決因切削力過大所造成刀具毀損問題的自動化加工程序切削力優化系統及方法。

背景技術

加工時間以及加工成本是加工廠競爭力的關鍵因子，此二因子直接影響工廠接單能力以及產品毛利率，因此如何選用適合的切削條件以提高產能一直是此產業的重點議題。

傳統上多以CNC(電腦數值控制，Computer Numerical Control)工具機進行加工，其NC(數值控制，Numerical Control)加工程序的設計方式是通過工程師使用加工輔助軟件(CAD、CAM)規劃刀具路徑，但由于加工程序(G碼，G code)包含不同控制器所定義的巨集指令，多無法精準地表示工件的幾何構型，而上述加工輔助軟件系統對現存加工程序解譯為刀具路徑(Tool path)的支援度也不足，故真實刀具路徑取得困難，因此加工程序不易進行刀具路徑的切削力診斷。工程師缺乏科學方法調整切削條件，只能憑經驗調整，為了降低加工時間，多使用較為極端的切削條件而造成刀具斷裂毀損、工件損耗與成本上升，或是為了保護工件、刀具等，使用保守的切削條件，造成加工效率不佳。換言之，在加工端的工程師無法改變原NC程序碼，只能根據原NC程序碼進行加工路徑規劃及調整。

請參閱圖1所示，根據現有NC程序碼切削一具有三個角91～93及三邊94～96的三角形孔洞90為例，其中，實線代表傳統方法所擷取的實際加工路徑(角91～93應是呈現圓弧型)，虛線則代表本發明的一方法所擷取的實際加工路徑，原點為一G碼單節。

以其中一邊96而言，例如一現有刀具路徑檔范例如下：

「FEDRAT/200

$$O0102N12

GOTO/-9.6,-5.372,-19.853

GOTO/-9.6,-5.372,-19.96

$$O0102N13

GOTO/-9.567,-5.43,-20

GOTO/-7.153,-9.61,-20

GOTO/-7.113,-9.679,-20」

其中，「GOTO/-9.6,-5.372,-19.96」代表點98的坐標。「GOTO/-9.567,-5.43,-20」代表點99的坐標。由于現有坐標集合擷取方法未能取得終點97的坐標，若以此集合組成的刀具路徑，將導致轉角路徑錯誤，刀具會由點98歪斜至點99，而非至點97。

再以其中一角91而言，例如一現有刀具路徑范例如下：

「FEDRAT/200

$$O0102N14

GOTO/-6.961,-9.622,-20

GOTO/-2.712,-7.169,-20

GOTO/-2.527,-7.062,-20

GOTO/6.341,-1.942,-20

$$O0102N15」