基于Minigui的数控系统铣床对话式图形编程系统及方法与流程

本发明涉及数控系统对话式图形编程的技术领域，特别涉及一种基于Minigui的数控系统铣床对话式图形编程实现方法。

背景技术：

数控机床最主要的优点是高效与柔性的高度结合,其主要表现在数控机床所完成对不同零件的加工仅需要改变的是机床的控制介质-----数控代码,这正是数控加工区别于其它传统加工之处。在数控机床的使用中,数控加工自动编程的重要性已越来越被人们所重视。开发效率高,质量好的编程系统,是数控机床诞生以来人们一直在追求的目标。然而现在大多数数控系统都是手动编程的，这样既增加了操作人员的难度，编程效率低下，也容易出错，尤其是刀路轨迹的处理比较复杂，手动编程是比较困难的。为此对话式图形编程可以根据加工零件图工序输入每道工序的基本信息便可自动生成NC程序，大大提升了编程效率同时也保证了质量，即使是对数控代码不熟的人，也可轻易的编辑所需的数控代码。毫无疑问，对话式图形编程让数控系统更简单方便，操作性更强。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于Minigui的数控系统铣床对话式图形编程实现方法，在铣床模式下根据所加工的零件工序参考图形进行对话式编程自动生成NC程序。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明基于Minigui的数控系统铣床对话式图形编程系统，包括界面编辑模块、数据处理模块和G代码生成模块；

所述界面编辑模块是通过Minigui编程实现的，在该界面编辑模块中使用Minigui来实现界面的显示设计，并绘制所需要的界面；

所述数据处理模块是对界面输入的数据进行处理，从而得到数控代码所需的数据；

所述G代生成码模块则是根据数据处理模块得到的数据再匹配相应的固定循环指令，从而得到加工整个零件的程序代码。

作为优选的技术方案，所述界面编辑模块中，界面的显示设计包括外形铣、面铣、槽铣、钻削几大模块界面的设计；其中，槽铣又包括圆形腔、矩形腔、槽、凸台，钻削包括钻孔、钻中心孔、铰孔、攻丝以及镗孔；上述每道工序界面又分为图形显示和数据输入部分。

作为优选的技术方案，所述外形铣和凸台工序还包括了一个轮廓绘制模块，所述轮廓主要由圆弧和直线所组合而成，通过界面输入圆弧和直线的坐标信息即可绘制好轮廓，不需要专门的CAD绘图，每个轮廓信息可保存以便多次使用，然后再结合界面输入的加工信息即可完成了轮廓绘制。

作为优选的技术方案，所述界面编辑模块及显示部分均由Minigui实现，所述工序均有图形显示，图形上标注了每个参数信息以供输入参考，每道工序均有辅助指令模块，辅助指令模块用于MST信息的输入。

作为优选的技术方案，所述数据处理模块中，对界面的数据处理包括简单轮廓和复杂轮廓的处理：

简单轮廓包括槽铣、钻削的界面数据进行数据合法检查,非法数据报警，输入合法数据要转化为内部处理用的铣削加工尺寸和工艺的数据,并进行缓存处理,为生成相关G代码进行准备；

复杂轮廓包括外形铣和凸台处理，外形铣和凸台处理工序包括一个轮廓绘制模块的多段路径轨迹输入数据,在合法性检查后,内部处理时记录每段轮廓的加工顺序、加工坐标值、轨迹描述、加工工艺的内部缓存数据，为生成复杂的多段G代码进行准备。

作为优选的技术方案，所述G代生成码模块中，根据数据处理模块得到的数据再匹配相应的固定循环指令的具体方法为：

对界面输入数据处理后的内部缓存分析,首先区分是简单轮廓还是复杂轮廓，其中简单轮廓分析其加工轨迹类型,从单重循环指令集中找到最恰当的G指令,并分析内部缓存数据后给G指令所需的参数进行赋值处理；复杂轮廓也要分析其加工轨迹类型,从多重循环指令集中找到最恰当的G指令,同样需要设置G指令所需的参数，还要补充精加工过程中按顺序进行的切削的每段轨迹指令；

数控系统必须处理简单固定循环加工指令和复杂形状的复杂循环指令,并且其循环加工指令时能够完成从粗加工到精加工全过程。

本发明还公开了一种基于Minigui的数控系统铣床对话式图形编程系统的实现方法，包括下述步骤：

S1、输入程序名新建程序；

S2、根据需要选择加工工序类型，然后根据界面图形所示输入加工信息及辅助指令MST的信息；如有多道加工工序，则重复步骤S2，

S3、编辑完每道工序系统会根据输入数据信息进行数据处理、将输入的信息转换成循环指令所需要的数据，然后生成G代码保存在文件中。

作为优选的技术方案，所述步骤S2中如果选择的工序为外形铣或者凸台时，则需要先绘制加工轮廓，具体步骤如下：

S21、输入轮廓名新建轮廓；

S22、根据加工图形所需的轮廓选择一个起点并输入坐标；

S23、根据图形选择直线或圆弧输入坐标信息绘制好轮廓；

S24、选择绘制好的轮廓并加载到程序中。

作为优选的技术方案，步骤S3中具体为：

输入文件名后数控系统创建加工文件并打开文件，为写入作准备；

文件中将记录按顺序的每个加工的步骤，其中每个步骤的生成过程为界面输入数据，按确认功能键后进行数据处理转化，成功转化为可加工的G代码，其G代码包括参数写入其加工文件，若有多个加工步骤同样进行类似操作处理，若需要进行换刀则插入一个MST指令步骤；

当所有加工步骤转换为G代码并记录到文件中后，保存文件，关闭文件，最后结束对话式编程。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明使数控代码编程的过程变得简便快捷，不必专门去熟背编程语言及语法规则，所有操作均有良好的人机界面支持；

2、本发明提供了可随时修改、增加、删除、复制、上下移动工序、让编程更智能化；

3、本发明加工轮廓图形生成采用人机交互式绘图方式，不需要专门的CAD系统支持，通用性强。

附图说明

图1是本发明的架构图；

图2是本发明的实例操作流程图；

图3是本发明的绘制轮廓处理流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明铣床对话式图形编程，包括界面编辑模块、数据处理模块和G代码生成模块；

所述界面编辑模块是通过Minigui编程实现的，在此模块中使用Minigui来实现界面的显示设计，绘制所需要的界面，主要分为外形，面铣，槽铣，钻削等几大模块界面的设计，其中每个界面又分为图形显示和数据输入部分。

所述数据处理模块主要是对界面输入的数据进行处理，从而得到数控代码所需的数据，如加工方式、加工轨迹等。

所述G代码生成模块则是根据数据处理模块得到的数据再匹配相应的固定循环指令，从而得到加工整个零件的程序代码。

所述工序外形铣和凸台又包括了一个轮廓绘制模块，所述轮廓主要由圆弧和直线所组合而成，通过界面输入圆弧和直线的坐标信息即可绘制好轮廓，不需要专门的CAD绘图，每个轮廓信息可保存以便多次使用，然后再结合界面输入的加工信息等即可。

所述数据处理模块中，对界面的数据处理包括简单轮廓和复杂轮廓的处理：

简单轮廓包括槽铣、钻削的界面数据进行数据合法检查,非法数据报警，输入合法数据要转化为内部处理用的铣削加工尺寸和工艺的数据,并进行缓存处理,为生成相关G代码进行准备；

复杂轮廓包括外形铣和凸台处理，外形铣和凸台处理工序包括一个轮廓绘制模块的多段路径轨迹输入数据,在合法性检查后,内部处理时记录每段轮廓的加工顺序、加工坐标值、轨迹描述、加工工艺的内部缓存数据，为生成复杂的多段G代码进行准备。

所述G代生成码模块中，根据数据处理模块得到的数据再匹配相应的固定循环指令的具体方法为：

对界面输入数据处理后的内部缓存分析,首先区分是简单轮廓还是复杂轮廓，其中简单轮廓分析其加工轨迹类型,从单重循环指令集中找到最恰当的G指令,并分析内部缓存数据后给G指令所需的参数(如攻丝的螺距、切削量、退刀量、定位点位置值、进给速度等)进行赋值处理，复杂轮廓也要分析其加工轨迹类型,从多重循环指令集中找到最恰当的G指令,同样需要设置G指令所需的参数(如进给速度，每次切削量，起点坐标值等)，还要补充精加工过程中按顺序进行的切削的每段轨迹指令。

数控系统必须处理简单固定循环加工指令和复杂形状的复杂循环指令,并且其循环加工指令时能够完成从粗加工到精加工全过程。

本发明所述界面编辑模块包括程序管理、程序编辑、程序工序操作等部分组成。其中各区域功能描述如下：

1、程序管理包括程序文件的新建、修改、重命名、删除功能。

2、程序编辑包括轮廓的绘制、辅助指令的输入、基本加工信息的输入功能。

3、程序工序操作包过对每道工序的复制、粘贴、工序顺序的上下移动、生成NC程序功能。

如图2所示，如加工一个包含外形铣、矩形腔、钻中心孔三道工序的零件，本发明的实施步骤，首先新建一个程序文件，选择外形铣，绘制轮廓并加载到程序中，输入外形铣加工中的辅助指令及基本加工信息即完成工序，然后选择矩形腔按照显示图形指示输入相关信息及辅助指令完成第二道工序，再选择钻中心孔按照显示图形指示输入相关信息及辅助指令完成第三道工序，完成工序编辑后，系统会将输入数据进行处理，得到相应的轨迹数据，最后根据数据匹配相应的指令即生成NC程序，本发明整个界面显示部分全部由Minigui来实现，在数控系统中使用Minigui中的图形库及图形显示函数将GUI图形用户接口转换的界面显示数据显示到屏幕上。

编辑完每道工序系统会根据输入数据信息进行数据处理、将输入的信息转换成循环指令所需要的数据，然后生成G代码保存在文件中，具体为：

输入文件名后数控系统创建加工文件并打开文件，为写入作准备；

文件中将记录按顺序的每个加工的步骤，其中每个步骤的生成过程为界面输入数据，按确认功能键后进行数据处理转化，成功转化为可加工的G代码，其G代码包括参数写入其加工文件，若有多个加工步骤同样进行类似操作处理。若需要进行换刀则插入一个MST指令步骤；

当所有加工步骤转换为G代码并记录到文件中后，保存文件，关闭文件，最后结束对话式编程。

如图3所示，本发明的外形铣和凸台铣中的绘制轮廓部分步骤，所有的轮廓均由直线和圆弧组合而成，首先新建一个轮廓文件，然后根据所需加工图形选择直线或圆弧，输入坐标信息，通过Minigui编程会将轮廓描绘并显示出来。

本发明数据处理部分主要根据所输入的轮廓数据通过分析计算出相应的刀路轨迹并将结果传递到生成G代码模块。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。