加工程序转换装置及方法与流程

本发明涉及一种加工程序转换装置及方法。

背景技术：

随着工业技术不断进步，现今经常藉由工具机对各种工件进行加工，以让产品满足高效率加工的需求。一般来说，通过配设三个线性轴上移动的机构可以形成三轴工具机。另外，通过三个线性轴机构与两个旋转轴机构可以形成五轴工具机，以应付日趋复杂的曲面加工或是结构更复杂的零件，如扇叶及引擎汽缸等。由于工具机能大幅缩短加工时间而增加生产效率，故工具机正受到业界的重用。

在实务上，虽然工具机可受加工程序控制而对工件进行复杂的切削作业，但是在过去在加工程序的设计上通过工程师的经验来规划加工路径，并没有刀具路径的切削力信息可以供工程师参考。使得刀具路径未臻完美，而令刀具切削力过大，刀具有可能因此断刀毁损，或者造成工件的毁损浪费。

因此，使用者会需要再额外编写一个解译器，并藉由这个解译器来解读加工程序所形成的刀具路径，以诊断出刀具与工件接触面的切削应力来对工具机进行补偿校正。但是，不同品牌的工具机就需要不同的解译器，因此提高了加工的成本。此外，要让解译器有足够的解译能力来解译使用者编写的各种巨集指令更会是个不容易达成的目标。而且，目前的解译器大多只能掌握概略的刀具路径，而无法就加工程序获得够精确的刀具路径。

技术实现要素：

本发明在于提供一种加工程序转换装置及方法，以解决过往用解译器取得刀具路径的种种困难。

本发明所公开的加工程序转换装置，电性连接控制器，控制器用以执行加工程序，且控制器依据加工程序指示机台驱动刀具对工件进行加工。加工程序转换装置包括触发模块、坐标处理模块与存储模块。触发模块电性连接 控制器。坐标处理模块电性连接控制器与触发模块。存储模块电性连接坐标处理模块。触发模块用以触发控制器以单行程序模式执行加工程序。加工程序的每一行程序用以指示移动该刀具依序到至少一组坐标所对应的位置。坐标处理模块受触发模块触发而自控制器提取至少一坐标。存储模块用以存储至少一坐标。其中，触发模块同步触发控制器与坐标处理模块。

本发明所公开的一种加工程序转换方法，适用于加工程序转换装置。加工程序转换装置电性连接控制器。控制器用以执行加工程序，且控制器依据加工程序指示机台驱动刀具对工件进行加工。加工程序转换方法触发控制器以单行程序模式执行加工程序，加工程序的每一行程序用以指示移动刀具依序到至少一组坐标所对应的位置。并自控制器提取至少一坐标。然后，存储至少一坐标。其中，同步地触发该控制器与自控制器提取至少一坐标。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1A为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置的功能方块图。

图1B为根据本发明另一实施例所绘示的加工程序转换装置的功能方块图。

图2为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置操作的步骤流程图。

图3A为根据本发明图2所绘示的加工程序转换装置所提取得的工件坐标信息示意图。

图3B为根据已知技术所提取得的工件坐标信息示意图。

图4为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置判断运动轨迹是否为直线的步骤流程图。

图5为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置判断运动轨迹是否为直线的细节流程图。

图6为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置判断是否有局部运动轨迹为直线的操作流程图。

图7为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置判断刀具是否停滞的操作流程图。

图8A为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置取得的工件坐标及其形成的轨迹的操作流程图。

图8B为根据本发明另一实施例所绘示的加工程序转换装置取得的工件坐标及其形成的轨迹的操作流程图。

【符号说明】

1 加工程序转换装置

12 触发模块

14 坐标处理模块

16 存储模块

18 判断模块

2 控制器

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范围。

请参照图1A，图1A为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置的功能方块图。加工程序转换装置1电性连接控制器2，控制器2用以执行加工程序，且控制器2依据加工程序指示机台驱动刀具对工件进行加工。其中，控制器2例如为工具机的中控装置，机台则例如为具有任意轴数的工具机，加工程序例如为数值控制码(numerical control code，NC code)，上述仅为举例示范但不以此为限，且不限制刀具的样式。加工程序转换装置1包括触发模块12、坐标处理模块14与存储模块16。触发模块12电性连接控制器2与坐标处理模块14，而坐标处理模块14还电性连接控制器2与存储模块16。

触发模块12用以触发控制器2以单行程序模式执行加工程序。此时，控制器2会依据指示逐行执行加工程序，亦即，一次执行一行加工程序中的单行程序，而非将加工程序从头至尾执行完毕。依据对应机台的不同，加工程序的每一行单行程序除了用以指示驱动刀具移动到至少一组坐标所对应的位 置以切削工件之外，在不同的实施例中还用以驱动刀具以不同转速转动、驱动刀具转动一角度或用以驱动刀具以不同的进给率移动。而当控制器2以单行程序模式执行加工程序的时候，控制器2会产生对应于每一行程序代码的刀具转速、进给率信息、旋转角度信息或做为刀具移动目的地的至少一坐标。所述的每一行程序代码是指用以指示工具机驱动刀具或驱动工件的程序代码，而不包含其余赘行。所述的坐标可以是工件坐标或刀具坐标，本领域技术人员当可从刀具坐标直接获得刀具路径，或是从工件坐标间接地反推刀具路径，在此并不予以赘述。以下以坐标处理模块14自控制器2取得工件坐标为例进行说明，然实际上，坐标处理模块14还可取得如前述的其他信息，而不仅以工件坐标为限。

坐标处理模块14受触发模块12触发而自控制器2提取所述的至少一工件坐标。更详细地来说，当触发模块12触发控制器2以单行模式执行加工程序的时候，触发模块12还同步触发坐标处理模块14，以使坐标处理模块14同步于控制器2执行加工程序的时序，且令坐标处理模块14自控制器2提取控制器2执行加工程序时所产生的至少一工件坐标。此外，在另一实施例中，坐标处理模块14还可同步地提取控制器2执行加工程序时所产生的进给率信息、旋转角度信息或者是加工程序当前被执行的程序代码的对应行号。存储模块16则用以存储前述提取得的至少一工件坐标、进给率信息、程序代码的对应行号或转动角度信息。

请参照图1B以说明本发明所揭示的加工程序转换装置的另一个实施例，图1B为根据本发明另一实施例所绘示的加工程序转换装置的功能方块图。在图1B所对应的实施例中，加工程序转换装置1还包含判断模块18。判断模块18电性连接控制器2与坐标处理模块14。判断模块18依据控制器2的状态指示坐标处理模块14选择性地自控制器2提取至少一工件坐标。更详细地来说，控制器2如前述地逐行执行加工程序中的单行程序，而当控制器2执行完一行程序代码或执行完一段落的程序代码后，控制器2的状态会有所改变，控制器2例如会进入暂时的闲置，但不以此为限。判断模块18用以依据控制器2的状态的改变来判断控制器2是否正执行加工程序，并据以指示坐标处理模块14同步于控制器2的执行时序，并指示坐标处理模块14自控制器2提取前述的至少一坐标、进给率信息、单行程序的对应行号或转动角度信息。

请参照图2以对本发明所揭示的加工程序转换装置的操作进行更详细的解释，图2为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置操作的步骤流程图。如图2所示，在加工流程一开始，控制器2先载入加工程序。接着在步骤S201中，触发模块12触发控制器2以单行程序模式执行加工程序。而在步骤S203中，坐标处理模块14接收控制器2的坐标，并将提取得的第一个工件坐标设定为加工程序的起始点的坐标。在步骤S205中，坐标处理模块14先建立一个空的工件坐标集合，并在步骤S207中将第一个工件坐标设定为此工件坐标集合的第一笔数据。接着在步骤S209，坐标处理模块14再将接收到的坐标相关信息存储至此工件坐标集合。然后在步骤S211中，判断模块18判断控制器2是否执行完单行程序。当控制器2未执行完单行程序时，坐标处理模块14持续地自控制器2提取工件坐标以及相应的信息。当控制器2执行完单行程序时，进行步骤S213，坐标处理模块14将最后一个工件坐标存储为此工件坐标集合的终点的坐标点。此时进行步骤S215，判断模块18判断控制器2是否执行完加工程序，当控制器2未执行完加工程序时，坐标处理模块14再建立另一个空的工件坐标集合，并再重复一次上述的流程操作。在一实施例中，第一个工件坐标集合的终点被设定为第二个工件坐标集合的起始点，后续以此进行说明，但实际上并不以此为限。

请参照图3A、3B，图3A为根据本发明图2所绘示的加工程序转换装置所提取得的工件坐标信息示意图，图3B为根据已知技术所提取得的工件坐标信息示意图。图3A中绘示有工件坐标信息31，工件坐标信息31为如前述的加工程序转换装置1自控制器2提取得的工件坐标信息。图3B中绘示有工件坐标信息33，工件坐标信息33为自控制器2提取得的工件坐标信息。工件坐标信息31、33中的N1、N2、N3…用以对应加工程序中的某一行程序代码的行号。因此，工件坐标信息31、33中的每一行数据代表某一行程序代码所对应的工件坐标信息。以工件坐标信息31第三行的N3 0 0 0 F0及第四行的N4-3.306 4.8 0 F0来说，N3 0 0 0 F0用以记录加工程序中的第三行单行程序曾经以进给率F0移动工件至位置0 0 0，N4-3.306 4.8 0 F0用以记录加工程序中的第四行单行程序曾经以进给率F0移动工件至位置-3.306 4.80。其中，第三行的0 0 0与第四行的-3.306 4.8 0用以分别记录x、y、z轴的坐标值，F0用以代表进给率。然而上述仅为举例示范，本领域技术人员经详阅本说明书后当可自由设计工件坐标信息的格式以及工件坐标信息所包含的参数。

更仔细地来说，控制器2执行每一行加工程序时有可能对于刀具或工件进行不只一次的调整，进而产生不只一笔的工件坐标信息。如图3A、3B所示，将工件坐标信息31、33两相对照，对于同一行程序代码来说，本发明所揭示的加工程序转换装置1会较已知技术取得更多笔的工件坐标信息。换句话说，由本发明所揭示的加工程序转换装置1取得的工件坐标信息所产生的加工路径会较以已知技术所产生的加工路径更为精确。

除了上述的操作方式之外，加工程序转换装置1更可进行其他更细微的微调处理，请先参照图4以进行相关说明，图4为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置判断运动轨迹是否为直线的步骤流程图。如图4所示，当加工程序转换装置1判断控制器2已执行完单行程序之后，此时，被执行完的此单行程序所对应的工件坐标信息都被存储在工件坐标集合中，坐标处理模块14还判断此工件坐标集合所形成的运动轨迹是否为直线。在步骤S301中，当坐标处理模块14判断此工件坐标集合所形成的运动轨迹为一直线时，执行步骤S303，坐标处理模块14只保留最后一笔信息，并删除其余信息。而当在步骤S301中，处理模块14判断此工件坐标集合所形成的运动轨迹为非直线时，执行步骤S305，坐标处理模块14则保留所有的信息并存储在存储模块18中。藉此，坐标处理模块14得以减少存储在存储模块16的数据量。

请再参照图5以揭示加工程序转换装置在一实施例中如何判断运动轨迹是否为直线，图5为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置判断运动轨迹是否为直线的细节流程图。如前述地，当加工程序转换装置1判断控制器2已执行完单行程序之后，坐标处理模块14还判断此坐标集合所形成的运动轨迹是否为直线。此时在步骤S401中，坐标处理模块14依据工件坐标集合中的第一个工件坐标与第二个工件坐标形成基准单位向量。接着在步骤S403中，坐标处理模块14依据工件坐标集合中的第i-1个工件坐标与第i个工件坐标形成比对单位向量。而在步骤S405中，坐标处理模块14判断比对单位向量是否等于基准单位向量。当坐标处理模块14判断比对单位向量不相同于基准单位向量时，进入步骤S407，坐标处理模块14判断工件坐标集合所形成的运动轨迹为非直线。当坐标处理模块14判断比对单位向量相同于基准单位向量时，执行步骤S409，坐标处理模块14再判断i是否等于M。若是，进入步骤S413，坐标处理模块14判断工件坐标集合所形成的运动轨迹为直线。若否，执行步骤S411，坐标处理模块14以i+1取代i，并再回到图 中的步骤S403。

事实上，本发明所揭示的加工程序转换装置1除了在执行完加工程序的其中一单行程序后，可以依据完整的工件坐标集合判断一个工件坐标集合内的所有坐标信息所形成的运动轨迹是否为一直线，更可在提取坐标信息的过程中或在提取坐标信息的过程后，判断是否有部分的坐标信息所形成的运动轨迹是否为一直线。请再参照图6，图6为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置判断是否有局部运动轨迹为直线的操作流程图。如图所示，在步骤S501中，坐标处理模块1依据工件坐标集合中的第一个工件坐标与第二个工件坐标形成基准单位向量。接着在步骤S503中，坐标处理模块14依据工件坐标集合中的第i-1个工件坐标与第i个工件坐标形成比对单位向量。在步骤S505中，坐标处理模块14判断比对单位向量是否等于基准单位向量。当坐标处理模块14判断比对单位向量不相同于基准单位向量时，接续步骤S509。而当坐标处理模块14判断比对单位向量相同于基准单位向量时，执行步骤S507，坐标处理模块14删除第i-1个工件坐标的相关信息，并以目前的比对单位向量取代目前的基准单位向量，然后接续步骤S509。在步骤S509中，坐标处理模块14接着判断i是否等于M。若是，坐标处理模块14结束此判断流程。若否，执行步骤S511，坐标处理模块14以i+1取代i，并再回到图中的步骤S503。

在实务上，坐标处理模块14可再进一步对坐标集合内的信息进行检错，以检测出刀具是否停滞而未对工件进行加工，并进行相应的措施。请再参照图7，图7为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置判断刀具是否停滞的操作流程图。在步骤S601中，坐标处理模块14比较工件坐标集合中的第i-1笔信息与第i笔信息是否相同。若是，执行步骤S603，坐标处理模块14删除第i-1笔信息，然后进到步骤S605。若否，则直接进到步骤S605。在步骤S605中，坐标处理模块14判断i是否等于M。若否，执行步骤S607，坐标处理模块14以i+1取代i并回到步骤S601。若是，则结束判断流程。图7所示的判断流程可例如衔接于如图2的步骤S211，或者也可经过适当修改后衔接于图2中的步骤S209，但均不以此为限。

请参照图8A与图8B，图8A为根据本发明一实施例所绘示的加工程序转换装置取得的工件坐标及其形成的轨迹的操作流程图，图8B为根据本发明另一实施例所绘示的加工程序转换装置取得的工件坐标及其形成的轨迹的操 作流程图。如图8A所示，工件移动轨迹或刀具移动轨迹为轨迹T，轨迹T大致上为一J字形。坐标处理模块14自控制器2依序提取得坐标点P1～P9，其中坐标点P1～P5形成的局部轨迹为一直线，坐标点P5～P9形成的局部轨迹为一曲线。在此实施例中，坐标点P1～P9之间并非等距，但实际上并不以此为限。在一实施例中，坐标点P1～P9对应于加工程序的第X行单行程序。此时，若应用图5所示的步骤流程，则坐标点P1～P9的相关信息皆会被存储于存储模块18当中，若应用图5所示的步骤流程，则坐标点P1、P5～P9的相关信息会被存储于存储模块18当中，坐标点P2～P4的相关信息则被删除。在另一实施例中，坐标点P1～P5对应于加工程序的第X行单行程序，坐标点P6～P9对应于加工程序的第X+1行单行程序。此时，不管是应用图5或图6所示的步骤流程，坐标点P1、P5～P9的相关信息会被存储于存储模块18当中，而坐标点P2～P4的相关信息则被删除。

综合以上所述，本发明藉由触发控制器以单行程序模式执行加工程序，且同步提取控制器执行加工程序时所产生的多个坐标信息，而获得贴近于实际状况的刀具路径。藉此，本发明所提供的加工程序转换装置可以适用于任意厂牌的控制器，而让使用者不需针对不同厂牌的控制器一一编写不同的解译器。此外，藉由本发明所提供的加工程序转换装置也不需担心加工程序中包含有难以辨识的自定义宏指令或自定义函数。因此，解决了过往自加工程序获得刀具路径的种种不便，让使用者能较容易获得刀具路径以及相关参数来诊断、优化刀具切削。