专利名称：生成倒角加工宏程序代码的方法
技术领域：
本发明涉及数控领域，更具体地，涉及生成倒角加工宏程序代码的方法。
背景技术：
数控加工作为保证产品质量、提高劳动生产率及实现自动化的重要手段被广泛应 用到汽车、航空、模具等各个制造领域。而数控机床是否能充分发挥其作用，重要的一点在 于其所使用的数控程序的效率和易用性。在实际生产中有很多结构相似、尺寸不同的零件， 如果每批零件都去编制数控加工程序，将浪费大量时间。充分利用宏程序是解决这些问题 非常有效的措施。包含有变量、转向、比较判断等功能的指令称为宏指令，包含有宏指令的 程序称为宏程序。对于反复进行同一切削动作的程序，可以使用宏程序进行编制。
倒角加工是数控加工中最为常见的一道工序。最初进行这类加工时一般都是手工 编写宏程序代码。利用刀具半径补偿功能直接沿轮廓编写程序。当数控系统具备刀具半径 补偿功能时，数控程序只需要按工件轮廓编写，加工时数控系统会自动计算刀心轨迹。数控 铣削加工中的刀具半径补偿功能使编程大大简化，给编程者带来了很大的方便。刀具半径 补偿功能和宏程序可实现数控程序的通用性。 发明人发现，手工编写加工代码耗费时间较长，容易出现错误，无法胜任复杂形状 零件的编程。稍微复杂一些的零件，如轮廓曲线中有样条曲线，手工计算就有点困难了，这 时一般借助工具，离散出点坐标数据，再写成宏程序代码进行加工。 随着零件产品形状复杂程度的提高，仅仅靠人工去计算点坐标似乎是不可能的 了。这时人们使用了计算机辅助编程，即CAM (Computer Aided Manufacturing)软件生成 加工刀路，再利用后置处理生成加工代码。使用CAM软件进行加工，需要先把倒角的圆角曲 面做出来，CAM软件可以沿此曲面进行加工，但目前CAM软件生成的程序代码都是一般的G 代码，不是宏程序代码。通常数据量比较大，在遇到内存较小的数控设备时，需要分几次传 输。 发明人发现，使用CAM软件进行自动编程，是解决了手工编写的问题，但生成的加 工代码比较长，不具有通用性，换一个类似的零件，还得需要重新生成程序代码。
发明内容
本发明旨在提供一种生成倒角加工宏程序代码的方法，能够解决手工编写复杂易 出错，而CAM软件不能生产宏程序代码等问题。 根据本发明的一个方面，提供了一种生成倒角加工宏程序代码的方法，包括输入 刀位文件，其中包括倒角宏加工的工艺参数；将刀位文件解析得到轨迹数据；将轨迹数据 转换为宏程序代码。
可选地，在上述的方法中，工艺参数包括以下至少一种导角距离、导角、切削层数
及偏移方向。 可选地，在上述的方法中，刀位文件采用标签的形式记录工艺参数的数值和名称。
可选地，在上述的方法中，将刀位文件解析得到轨迹数据包括轨迹数据保存于内 存中，在执行完将轨迹数据转换为宏程序代码的步骤之后，轨迹数据被释放。
可选地，在上述的方法中，将刀位文件解析得到轨迹数据包括建立二维表，以工 艺参数的名称作为索引，各个名称对应的数值是工艺参数的数值。 可选地，在上述的方法中，使用预设的机床配置文件将轨迹数据转换为宏程序代 码。 可选地，在上述的方法中，机床配置文件包括多个函数，分别用于将不同种类的轨 迹数据按照宏程序代码的格式输出为宏程序代码。 可选地，在上述的方法中，将刀位文件解析成轨迹数据还包括根据用户输入的 精度把细小的直线段优化成直线或圆弧及拟合成NURBS(非均匀有理B样条Non-Uniform Rational B_Splines)曲线。 可选地，在上述的方法中，将刀位文件解析成轨迹数据还包括对轨迹数据进行安 全性检查。 可选地，在上述的方法中，安全性检查包括判断是否超过目标数控系统类型的机 床的行程，和/或判断是否以目标数控系统类型的机床不能接收的格式输出；根据判断结 果将轨迹数据进行相应地处理。 本发明生成倒角加工宏程序代码的方法，因为采用了自动化的宏程序代码生成流 程，所以解决了上述手工编写代码效率低、费时、易出错的问题，以及CAM软件不能生成宏 程序代码的问题，进而达到了降低出错率、提高效率节省人力的效果。
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1示出了根据本发明实施例的生成倒角加工宏程序代码的流程图；
图2示出了根据本发明可选实施例的生成倒角加工宏程序代码的流程图。
具体实施例方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
图1示出了根据本发明实施例的生成倒角加工宏程序代码的流程图，包括
步骤SIO，输入刀位文件，其中包括倒角宏加工的工艺参数；
步骤S20，将刀位文件解析得到轨迹数据；
步骤S30，将轨迹数据转换为宏程序代码。 具体来说，给定倒角的轮廓曲线，并准备相应的工艺数据。根据用户提出的加工精 度离散轮廓曲线，全部离散成符合精度的直线段或圆弧，把这些离散后的直线段或圆弧段 连接成轨迹，此轨迹即倒角宏加工的名义轨迹。把此轨迹按机床径向补偿方式生成后置代 码，同时定义好程序代码的变量及循环定义等开始部分和结束部分，输出宏程序代码。在宏 程序代码中，使用宏变量及循环语句可以进行循环执行该轨迹路径，同时更改当前的径向 补偿数值，即达到倒角切削功能。 刀位文件给定轮廓曲线，倒角宏加工要沿此曲线进行倒角。根据用户给定的加工精度把轮廓曲线离散成机床可接收的直线段或圆弧段，把这些离散后的直线段或圆弧段顺 序连接起来，就是倒角宏加工的名义轨迹。 该生成倒角加工宏程序代码的方法，因为采用了自动化的宏程序代码生成流程， 所以解决了上述手工编写代码效率低、费时、易出错的问题，以及CAM软件不能生成宏程序 代码的问题，进而达到了降低出错率、提高效率节省人力的效果。 可选地，在上述的方法中，工艺参数包括以下至少一种导角距离、导角、切削层数 及偏移方向。该这些都是倒角加工常用的加工参数。倒角宏加工设定了导角距离、导角、切 削层数及偏移方向等工艺参数。在准备倒角宏加工时，需要先确认这些参数，系统也给出了 各个参数的默认数值。
导角距离指的是切削角起始位置到相关棱边的距离。
导角指的是导角边与坐标系Z轴正向之间的夹角。
切削层数在宏程序代码的循环中使用，是循环的次数。 切入直线长度是切削开始前沿垂直于切削方向的一段直线段，工艺上可以避免 过切发生。在倒角切削过程中，用到了机床的径向补偿功能，该功能要求在补偿前必须走一 段直线段。 可选地，在上述的方法中，刀位文件采用标签的形式记录工艺参数的数值和名称。 工艺参数通过刀位文件传输到后置处理系统，为每个工艺参数分配一个名称，在刀位文件 中采用标签的形式记录工艺参数的数值，把参数名称和数值组合成一对。 可选地，在上述的方法中，将刀位文件解析得到轨迹数据包括轨迹数据保存于内 存中，在执行完将轨迹数据转换为宏程序代码的步骤之后，轨迹数据被释放。因为轨迹数据 是中间数据，所以可以释放而无需永久保存。该可选实施例避免了硬盘的读写，因此执行速 度更快。 可选地，在上述的方法中，将刀位文件解析得到轨迹数据包括建立二维表，以工 艺参数的名称作为索引，各个名称对应的数值是工艺参数的数值。这样根据工艺参数的名 称，就可以取到不同的参数数值。 可选地，在上述的方法中，使用预设的机床配置文件将轨迹数据转换为宏程序代 码。不同的数控系统接收处理的加工代码的格式是不同的，几何数据是相同的。机床配置 文件可以控制格式输出。 可选地，在上述的方法中，机床配置文件包括多个函数，分别用于将不同种类的轨 迹数据按照宏程序代码的格式输出为宏程序代码。 根据加工代码的特点，把一个加工代码分为文件头、文件尾和主体部分，主体部分
又由刀具加载，快速移动直线、正常切削直线、圆弧、钻孔循环、子程序调用等部分组成。把
这些部分分别抽出用各个不同的函数来定义，至于函数的内容则是由用户可以更改的控制
语句，以用来控制输出相应的代码格式。这些函数都放在了机床配置文件中。 机床配置文件可以采用文本文件的形式，并有中文注释。当需要扩展生成其它数
控类型的加工代码时，可以修改机床配置文件就可以达到更改输出加工代码的目的。可选
的，可以为了修改方便，专门提供针对修改机床配置文件的中文界面，操作方便。 可选地，在上述的方法中，将刀位文件解析成轨迹数据还包括根据用户输入的精
度把细小的直线段优化成直线或圆弧及拟合成NURBS曲线。该轨迹优化步骤有利于输出更优的目标加工代码，能縮短加工时间，提高加工品质。 可选地，在上述的方法中，将刀位文件解析成轨迹数据还包括对轨迹数据进行安 全性检查。这可以避免目标数控系统类型的机床加工失败。 可选地，在上述的方法中，安全性检查包括判断是否超过目标数控系统类型的机 床的行程，和/或判断是否以目标数控系统类型的机床不能接收的格式输出；根据判断结 果将轨迹数据进行相应地处理。超出行程或者格式不匹配是最常见的失败方式，该可选实 施例有效地解决了这两个问题。 图2示出了根据本发明可选实施例的生成倒角加工宏程序代码的流程图。图中， 刀位文件被输入后，首先由刀位文件解析模块进行解析得到内部轨迹数据。把用户输入的 刀位文件读入系统中，此时可以把其它CAM输出的刀位文件进行转换，解析成后置系统内 部需要的轨迹数据。此轨迹数据是在计算机内存中的，中间不会输出。后置过程结束，此数 据也自动被释放掉。 内部轨迹数据由数据优化模块进行优化，并由数据安全检查模块进行安全检查。 数据优化模块主要是对读入进来的轨迹数据进行优化，根据一定的精度把小直线段优化成 直线段或圆弧，能縮短加工时间，提高加工品质。数据安全检查模块主要是对轨迹数据进行 安全性检查，检验各轴的坐标值是否超过机床的最大规定行程。对不支持圆弧的机床，要把 圆弧离散成直线。有的机床只支持XY、YZ和ZX平面内的圆弧，要把不属于这三个平面内的 圆弧离散成直线。对机床能接受圆弧的最大圆心角进行检查等。 然后载入用户预设的机床配置文件，被机床配置文件解析模块解析后，得到控制 参数。轨迹数据经过前面几个模块的处理就可以输出了 ，要输出什么格式的代码文件，需要 由机床配置文件中配置的控制参数决定。控制格式输出模块就是根据控制参数把轨迹数据 格式化成用户需要的代码输出，用于将内部轨迹数据转换成宏程序代码。输出代码的过程 也就是后置处理的过程。机床配置文件是控制后置系统生成不同代码的各个参数的集合， 该文件目前是个文本，允许用户自己配置，因此，需要把用户配置的内容解析成后置系统熟 悉的控制语句，作为内部的控制参数，来控制后置过程生成不同的代码文件。该模块的作用 就是把用户配置的内容转换成后置系统内部的控制参数。各个数控系统接收的程序代码的 格式是不同的，生成的宏程序代码也是不一样的，可以把这些格式要求写在配置文件中，要 生成哪种格式的程序代码，就选择哪种格式的配置文件。 程序代码一般分为三个部分程序头、中间部分和程序尾部分。在程序头一般添加 程序代码的标志说明，宏变量的初始化赋值，循环体的定义等语句，中间部分则是机床具体 的运动语句，程序尾部分是循环体的结束，程序代码的结束指令等。 根据用户输入的工艺参数数值定义相应的宏变量，以当前切削层数作为自变量， 从1循环到设置的切削层数，每一个循环，切削层数自变量增加1。
在循环开始，计算刀具切削的深度，将刀具移动到切削深度处。 根据偏移方向决定刀具切削过程中是左偏还是右偏，打开刀具径向补偿功能，沿 名义轨迹进行切削。切削完后更新切削层数自变量，重复该循环直到循环结束。
如果用户需要验证生成的倒角轨迹是否正确，可以按上述过程把切削过程展开， 展开的轨迹即倒角宏加工的实际轨迹。此实际轨迹可以在CAM软件中显示出来，以帮助用 户验证加工工艺参数设置的合理性，生成的轨迹是否正确。
下面给出使用本发明实施例的方法生成的倒角加工宏程序代码的例子 %
01200
(NC0051，2009-9-27，15 :51 :12.0)
訓T3M6
N12G90G54G0X-96. 969Y-40. 357S3000M03 N14G43H0Z50. M07 N腿=5. 000000 ;(导角距离); N18#2 = 45. 000000 ;(导角);
N20#3 = 10 ;(切削层数); N22#4 = 1 ;(切削层数自变量);
N24#10 = #l*TAN[#2]/#3 ;(每次切削进刀量)；
N26#5 = 10 ;(刀角半径)；
N28#15 = 10-#5 ;(刀具半径)；
N30#8 = 0 ;(轮廓线所在的高度Z值)；
N32WHILE[#4LE#3]D01 ; N34#6 = #8-#10*#4 ;(深度)；
N36#7 = #15+#5+#10*[#3-#4]/TAN[#2];(径向补偿)； N38G10L12P3 R#7 ;(将径向补偿值#7输入机床中)； N42G01Z恥(下到切削深度，开始切削导角) N44G41D3X-77. 154Y-43. 071F1000 N46X-71. 221Y0. 235
N48G17G2X-59. 053Y16. 001119. 815J-2. 714 N50G1X-18. 976Y32. 584 N52X31. 714Y35. 936
N54G2X47. 948Y29. 3051 1.319J-19. 956 N56G1X70. 563Y3. 994
N58G2X73. 945Y—17. 4091—14. 914J-13. 326 N60G1X58. 427Y-52. 559 N62G40X76. 723Y-60. 637 N64G0Z50.
N66X-96. 969Y-40. 357
誦4 = #4+1 ;(切削层数自变量递增)
N了0END 1 ;(循环体结束)
N72M09
N74M05
N76M30
%
本发明增强了兼容性；降低了操作难度和风险，增强了加工的安全性，提高了产品加工的合格率；减少加工准备时间，提高了生产效率。节省了资金，降低了成本。 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用
的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成
的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在
存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中
的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬
件和软件结合。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
8
权利要求
一种生成倒角加工宏程序代码的方法，其特征在于，包括输入刀位文件，其中包括倒角宏加工的工艺参数；将所述刀位文件解析得到轨迹数据；将所述轨迹数据转换为宏程序代码。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工艺参数包括以下至少一种 导角距离、导角、切削层数及偏移方向。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刀位文件采用标签的形式记录所述 工艺参数的数值和名称。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述刀位文件解析得到轨迹数据包括 所述轨迹数据保存于内存中，在执行完将所述轨迹数据 转换为宏程序代码的步骤之后，所述轨迹数据被释放。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述刀位文件解析得到轨迹数据包括 建立二维表，以所述工艺参数的名称作为索引，各个名称对应的数值是所述工艺参数的数值。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用预设的机床配置文件将所述轨迹数 据转换为宏程序代码。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述机床配置文件包括多个函数，分别用 于将不同种类的所述轨迹数据按照宏程序代码的格式输出为所述宏程序代码。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述刀位文件解析成轨迹数据还包括 根据用户输入的精度把细小的直线段优化成直线或圆弧及拟合成非均匀有理B样条曲线。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述刀位文件解析成轨迹数据还包括 对所述轨迹数据进行安全性检查。
10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全性检查包括判断是否超过所述目标数控系统类型的机床的行程，和/或判断是否以目标数控系统 类型的机床不能接收的格式输出；根据判断结果将所述轨迹数据进行相应地处理。
全文摘要
本发明提供了一种生成倒角加工宏程序代码的方法，包括输入刀位文件，其中包括倒角宏加工的工艺参数；将刀位文件解析得到轨迹数据；将轨迹数据转换为宏程序代码。本发明解决了手工编写代码效率低、费时、易出错的问题，以及CAM软件不能生成宏程序代码的问题，进而达到了降低出错率、提高效率节省人力的效果。
文档编号G05B19/4097GK101776884SQ20091024464
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者白俊涛, 贾喜存, 高玉凤 申请人:北京数码大方科技有限公司