一种数控加工过程刀具使用防错方法与流程

本发明涉及数控机床加工过程的刀具使用防错技术，具体地，涉及一种适用于数控机床的数控加工过程刀具适用的防错方法。

背景技术：

数控机床(Numerical Control Machine)作为制造行业进行机械加工的先进工具，其自动化程度越来越高，加工精度、加工效率大幅度提高，通过采用数控机床替代传统的非数控机床，可有效提高产品生产效率，降低操作工人劳动强度，因此，数控加工技术(Numerical Control Machining)是机械加工技术发展的主要方向之一。

因此，在数控加工技术应用过程中，如何充分利用数控机床自动化程度高、加工效率高的特点，开展数控机床加工过程的辅助准备工作研究，通过作业标准化研究对于提高数控机床利用率，提高产品质量，降低机床及产品故障率具有重要意义。

通常，数控机床操作过程主要由数控加工前准备、数控程序运行及加工后清理三个主要阶段，其中，数控加工前的操作准备阶段，一般包括以下几个步骤：

Ø 数控机床操作工根据现场作业指令，借阅相关工艺资料；

Ø 根据工艺文件获取相应的NC程序；

Ø 人工借用/接收所需的数控刀具，工装夹具，检具；

Ø 刀具、工装/夹具安装、调配，刀具加载到数控机床，工装夹具安装到工作台面；

Ø 数控机床相关加工参数设置（刀具参数录入，刀具加载到主轴等）。

从上可以看出，目前数控加工前的准备工作较多，由于工作特点，大量环节需要操作工人参与并人工设定及录入相关参数，如刀具借用，刀具加载及刀具参数录入数控机床操作系统等环节。由于人为失误导致刀具借用错误、刀具加载错误及刀具补偿数据录入错误直接导致所加工产品出现质量问题甚至直接报废的情况屡见不鲜，已成为影响数控加工零件产品质量提升的一个重要因素，因此，建立一种可以有效防止操作工人在数控刀具使用过程发生人为错误的防错方法，有效避免刀具使用错误，具有重要的应用价值。

技术实现要素：

基于此，本发明研究并提供一种能够有效避免数控加工过程刀具使用中的人为错误的有效方法：适用于数控机床数控加工过程刀具使用防错方法。

本发明一种数控加工过程刀具使用防错方法，步骤为：

A、加载数控机床NC程序代码，对该NC程序对应的产品加工所需刀具的有效配送数据进行自动检索并生成刀具补偿数据，有效配送数据包括配送的刀具规格、刀具长度、刀具直径和底角半径等，刀具补偿数据用于数控机床的NC程序；

B、对已加载的NC程序进行刀具补偿指令、自动换刀指令有效性检查；如发现非法的刀具补偿指令及自动换刀指令，或者自动换刀指令调用的刀具不正确，则软件对操作者进行操作提示；

C、在已加载的NC程序中进行数控机床刀具补偿指令、自动换刀指令修正，并添加刀具加载防错检查指令和刀具补偿数据防错检查指令；

D、在数控机床人机操作界面(HMI)环境下加载经过上述步骤处理的NC程序，在NC程序运行时调用数控刀具加载、数控刀具补偿数据有效性检查指令进行刀具使用防错检查；

E、根据刀具使用防错检查结果，在数控机床人机操作界面（HMI）环境下自动生成刀具防错报警信息（如防错检查不通过，则自动报警并中止NC程序运行），并记录报警结果及操作日志。

所述步骤A步骤中自动检索并生成的刀具补偿数据包括：刀具规格，刀具名称、刀具类型、刀具长度、刀具直径、刀具底角半径、刀具齿数，同时包括对上述数据的规格化处理后形成的特定数控系统识别的规格化数据。

所述步骤B中，对NC程序中刀具补偿指令、自动换刀指令进行有效性检查方法包括：

B1：刀具补偿指令有效性检查：检查刀具补偿指令是否存在，是否符合数控机床控制系统指令要求，刀具号/刀具名是否在数控机床的刀具列表中存在，是否是当前NC程序中工艺指定的合法刀具，刀具补偿地址是否正确；

B2：自动换刀指令有效性检查：检查自动换刀指令是否存在，是否符合数控机床控制系统指令要求，换刀的刀具号/刀具名是否在刀库中存在，是否是当前NC程序指定的有效刀具；

所述步骤C中，对NC程序中刀具补偿指令、自动换刀指令的修正方法包括：

C1：根据刀具补偿指令有效性检查结果，对以下情况分别进行指令校正：

不存在刀具补偿指令：分析NC程序带头，在确定的位置添加刀具补偿指令；

刀具补偿指令不符合数控机床控制系统要求：指令修正；

刀具号/刀具名不正确：修改补偿指令中的刀具号/刀具名；

刀具补偿地址不正确：修改补偿指令中的刀补号。

C2：根据自动换刀指令有效性检查结果，对以下情况分别进行指令校正：

不存在自动换刀指令：分析NC程序带头，在正确的位置添加自动换刀指令；

自动换刀指令不符合数控机床控制系统要求：通过字符匹配算法，对换刀指令进行修正；

换刀的刀具号/刀具名不正确：通过字符匹配算法，修改补偿指令中的刀具号/刀具名，保证该刀具在自动刀库中存在且是当前NC程序工艺指定的合法刀具；

刀具补偿地址不正确：采用字符匹配方法，修改补偿指令中的刀补地址。

所述步骤C中，添加的刀具补偿指令检查代码，刀具加载检查代码，添加的代码内容为：

C3：刀具补偿指令检查代码：

在NC程序的合适位置添加刀具补偿指令检查代码，该代码内容为：检查本NC程序工艺指定的刀具规格与数控机床中已建立的刀具列表中对应刀号的刀具规格是否一致（刀具类型、刀具直径、刀具底角半径），检查当前数控机床中已建立的刀具列表中对应刀号的刀具规格是否与该NC程序对应零件实际发放的加工刀具的刀具规格是否一致（刀具类型，刀具长度、刀具直径、刀具底角半径），检查通过，则生成检查通过的通知信息，NC程序可继续运行，否则，直接调用E步骤的数控刀具防错报警及操作日志生成模块，生成报警信息，NC程序中止运行。

C4：刀具加载合法性检查代码：

在NC程序的自动换刀指令之后，添加刀具加载合法性检查代码，代码内容为：自动检索当前机床主轴上实际加载的刀具号，与该NC程序工艺指定的合法刀具号进行比对，检查结果相符则生成检查通过的通知信息，NC程序继续运行，否则，直接调用E步骤的数控刀具防错报警及操作日志生成模块，生成报警信息，NC程序中止运行。

本发明一种数控加工过程刀具使用防错方法，基于对数控机床工艺文件及数控机床NC程序的分析和预处理，获取该NC程序工艺指定的合法刀具信息（包括刀具类型，刀具长度、刀具直径、刀具底角半径），自动检索该NC程序对应产品当前借用的实际刀具数据（包括实际发放刀具的刀具类型，刀具长度、刀具直径、刀具底角半径），通过对NC程序中的刀具补偿指令、自动换刀指令合法性进行检查和修正，通过字符匹配算法，在NC程序的合适位置添加刀具补偿数据有效性检查指令和刀具加载有效性检查指令，上述操作完成后，形成经过处理的保存并加载到数控机床HMI（人机操作界面）中，数控机床操作工人运行程序，程序启动后，实际加工前，通过前述预先植入的防错检查指令，可自动对刀具补偿数据、自动换刀指令合法性、刀具使用工艺合法性及实际加载刀具正确性进行检查，一旦检查出不合法的刀具使用情况，则防错指令模块会自动调用刀具防错报警和操作日志生成模块，生成报警信息，并立即中止NC程序运行，有效防止由于错误使用刀具导致的产品实物故障。

附图说明

图1是数控加工过程数控刀具使用防错方法的流程图。

具体实施方式

下面结合幅图对本发明作进一步说明。

见图1：

1）、加载数控机床NC程序代码，对该NC程序对应的产品加工所需刀具的有效配送数据（包括配送的刀具规格、刀具长度、刀具直径、底角半径等）进行自动检索并生成刀具补偿数据（用于数控机床的NC程序）；

2）、对已加载的NC程序进行刀具补偿指令、自动换刀指令有效性检查（如发现非法的刀具补偿指令及自动换刀指令，或者自动换刀指令调用的刀具不正确，则软件对操作者进行操作提示）；

3）、在已加载的NC程序中进行数控机床刀具补偿指令、自动换刀指令修正，并添加刀具加载防错检查指令和刀具补偿数据防错检查指令；

4）、在数控机床人机操作界面(HMI)环境下加载经过上述步骤处理的NC程序，在NC程序运行时调用数控刀具加载、数控刀具补偿数据有效性检查指令进行刀具使用防错检查；

5）、根据刀具使用防错检查结果，在数控机床人机操作界面（HMI）环境下自动生成刀具防错报警信息（如防错检查不通过，则自动报警并中止NC程序运行），并记录报警结果及操作日志。