专利名称：三轴机床数控系统的开槽加工方法
技术领域：
本发明涉及数控系统应用技术领域，特别涉及三轴机床数控系统的应用方法领域，具体是指一种三轴机床数控系统的开槽加工方法。
背景技术：
随着加工制造业的快速发展，开槽机越来越广泛地被应用于对各种材料进行的开槽加工处理中，特别适用于各种广告和型材的制作加工行业中。早期的开槽机均为手动操作，目前，市场上也已出现能够实现数控的开槽机。但现有的开槽机数控系统还未成型，无法完全支持开槽机的自动加工，且现有的开槽机数控系统的界面不够友好，应用的方法也较为复杂，由此，对数控开槽机的进一步发展与普及产生了障碍。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种基于三轴机床数控系统的，能有效用于各种材料的开槽加工，实现完全的自动开槽，且控制界面友好，应用方式简便，应用范围较为广泛的三轴机床数控系统的开槽加工方法。为了实现上述的目的，本发明的三轴机床数控系统的开槽加工方法包括以下步骤(1)所述的数控系统的数据接收端口接收到用户输入的加工数据；(2)所述的数控系统判断该加工数据为开槽加工数据或三轴机床标准加工数据， 若为开槽加工数据，则进入步骤(3)，若为三轴机床标准加工数据，则进入步骤(6)；(3)所述的数控系统将开槽加工数据发送至数据转换模块；(4)数据转换模块将所述的开槽加工数据转换为三轴机床标准加工数据；(5)所述的数据转换模块将所述的三轴机床标准加工数据发送至加工数据解析端口，并进入步骤(7)；(6)所述的数据接收端口将所述的三轴机床标准加工数据发送至加工数据解析端 Π ；(7)加工数据解析端口将所接收到的加工数据解析为控制指令；(8)三轴机床数控系统根据所述的控制指令进行加工。该三轴机床数控系统的开槽加工方法中，所述的步骤(5)中的数据转换模块将所述的三轴机床标准加工数据，包括以下步骤(51)所述的数据转换模块将所述的开槽加工数据中的成品外形数据转换为开槽加工的刀路轨迹数据；(52)所述的数据转换模块将所述的开槽加工数据中的成品外形数据转换为开槽加工的开槽点数据。该三轴机床数控系统的开槽加工方法中，所述的步骤(51)，具体为以开槽加工数据中的成品外形的周长作为开槽加工刀路轨迹的长度。所述的步骤(52)，具体为以开槽加工数据中的成品外形轮廓的转折点作为开槽加工的开槽位置。该三轴机床数控系统的开槽加工方法中，所述的三轴机床标准加工数据为计算机辅助制造CAM数据。采用了该发明的三轴机床数控系统的开槽加工方法，由于数控系统对接收到的加工数据首先进行判断，将开槽加工数据发送至数据转换模块，然后由数据转换模块将其转换为三轴机床标准加工数据，再将三轴机床标准加工数据发送至加工数据解析端口进行加工应用，从而实现了在三轴机床数控系统上的自动开槽加工应用，其能被有效地使用于各种材料的开槽加工，且其控制界面友好，应用方式简便，数控系统实用、稳定，且进一步扩大了三轴数控系统的应用领域。
图1为本发明的三轴机床数控系统的开槽加工方法的步骤流程图。图2为本发明的三轴机床数控系统的开槽加工方法中所使用的三轴机床数控系统的结构示意图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。请参阅图1所示，为本发明的三轴机床数控系统的开槽加工方法的步骤流程图。在一种实施方式中，该三轴机床数控系统的开槽加工方法包括以下步骤(1)所述的数控系统的数据接收端口接收到用户输入的加工数据；(2)所述的数控系统判断该加工数据为开槽加工数据或三轴机床标准加工数据， 若为开槽加工数据，则进入步骤(3)，若为三轴机床标准加工数据，则进入步骤(6)；(3)所述的数控系统将开槽加工数据发送至数据转换模块；(4)数据转换模块将所述的开槽加工数据转换为三轴机床标准加工数据；(5)所述的数据转换模块将所述的三轴机床标准加工数据发送至加工数据解析端口，并进入步骤(7)；(6)所述的数据接收端口将所述的三轴机床标准加工数据发送至加工数据解析端 Π ；(7)加工数据解析端口将所接收到的加工数据解析为控制指令；(8)三轴机床数控系统根据所述的控制指令进行加工。其中，所述的三轴机床标准加工数据为计算机辅助制造CAM数据。在一种优选的实施方式中，所述的步骤(5)中的数据转换模块将所述的三轴机床标准加工数据，包括以下步骤(51)所述的数据转换模块将所述的开槽加工数据中的成品外形数据转换为开槽加工的刀路轨迹数据；(52)所述的数据转换模块将所述的开槽加工数据中的成品外形数据转换为开槽加工的开槽点数据。在一种更优选的实施方式中，所述的步骤(51)，具体为以开槽加工数据中的成品外形的周长作为开槽加工刀路轨迹的长度。所述的步骤(52)，具体为以开槽加工数据中的成品外形轮廓的转折点作为开槽加工的开槽位置。本发明的设计目的在于使用三轴数控系统改造出一种开槽机数控系统，实现开槽机自动化的快速开发。采取这种设计方案的原因在于一、开槽机应用广泛，但是其自动加工过程相对较为简单，不宜专门为其重新设计一种数控系统；二、现有的三轴数控系统应用非常普遍，技术非常成熟，系统中各功能模块的耦合性也已很低，适合被二次开发；三、针对开槽机数控系统中设计刀路和实际加工刀路不同的情况，仅需开发一个相对于整个数控系统而言很小的功能模块，即可组装成可供开槽机使用的数控系统，设计较为简便。开槽机的刀具始终在一个平面内运动，其空间是二维的。而加工材料的输入传送带是线性的，它通过不停地转动送料。因此，在开槽机上工作的电机有三个。可以把这三个电机看成三轴机床中的三个轴，只是开槽机的三个轴中有这样一个特性一轴自动，其余二轴联动。开槽机上有普通机床上都有的电源开关、气缸等，所以有着同普通三轴机床一样的硬件管理需求。综上，再加上开槽机数控系统为开槽机提供的主要功能是自动化加工这样一个基本需求，可以得出开槽机数控系统可以通过改造三轴机床数控系统来实现的结论。基于上述原因，本发明的实现开槽加工的数控系统对普通三轴数控系统进行了改造，其主要内容如下1、新的适用于开槽机的数控系统是基于三轴数控系统；2、数控系统中为开槽机增加了一个加工数据转换模块，该模块专门用来处理与开槽机加工工艺相关的数据；3、增加的数据转换模块使用三轴数控系统中原有的数据输入接口，输出转换后的加工数据供三轴数控系统原有的加工数据解析接口使用。本发明的具体改造方法如下开槽机数控系统中的控制硬件，主要指端子板、板卡等，全部用三轴数控系统中已有的。因开槽机数控系统在供操作人员使用的功能上与三轴数控系统没有任何区别，开槽机数控系统中的人机交互界面也使用三轴数控系统中已有的。开槽机数控系统与三轴数控系统不同的性质主要是指开槽机数控系统在于在接收到输入的CAM(Computer-Aided Manufacturing，计算机辅助制造)数据后，不是直接使用数据中的图形信息进行加工，而是要把图形信息映射到线形加工材料上并根据图形信息分析出在加工材料的什么地方进行开槽动作。本发明将由开槽机数控系统的上述特性产生的需求封装为一个数据转换模块，指定其输入为机床操作人员设计产生的CAM数据，输出为适用于开槽机加工的CAM数据。从实际应用角度来看，本发明通过改造现有的三轴数控系统，能快速高效地实现一种实用、稳定的开槽机数控系统。这种改造方法，一方面充分利用了现有技术和资源，一方面又减少了新的开槽机数控系统的研发投入。考虑到一种数控系统在软硬件方面的复杂性，本发明可大量节省一种新开槽机数控系统研发的时间、人力和资金投入。在改造的同时，本发明保持了三轴数控系统自身的完整性，使三轴数控系统的应用领域进一步扩大。在实际应用中，本发明的三轴机床数控系统的结构如图2所示，其应用方式如下
首先，在三轴数控系统的加工数据输入接口处判断数控系统是否开槽机使用，是开槽机使用则将加工数据交给数据转换模块，不是开槽机使用则将加工数据交给数据解析模块，然后按照三轴数控系统对加工数据处理的原有方式处理加工数据。然后，数据转换模块在接收到加工数据输入接口的数据后，开始对加工数据进行处理。这里的处理主要指一、将加工数据，即CAM数据中的成品外形转换为应用于加工材料上的线段式刀路轨迹，该刀路轨迹的长度为成品外形的周长；二、分析CAM数据中的成品外形轮廓，得出开槽机需要挖槽的开槽点，开槽点就是成品外形轮廓上的转折点；三、在开槽点实施开槽动作，在材料上挖出一个个深度相同的槽。最后，输出转换好的数据作为最终加工数据，该数据自动实现了开槽机的特性，把最终加工数据提供给三轴数控系统原有的加工数据解析接口，该接口将加工数据分析成控制指令，用于整个数控系统的自动加工。采用了本发明的三轴机床数控系统的开槽加工方法，由于数控系统对接收到的加工数据首先进行判断，将开槽加工数据发送至数据转换模块，然后由数据转换模块将其转换为三轴机床标准加工数据，再将三轴机床标准加工数据发送至加工数据解析端口进行加工应用，从而实现了在三轴机床数控系统上的自动开槽加工应用，其能被有效地使用于各种材料的开槽加工，且其控制界面友好，应用方式简便，数控系统实用、稳定，且进一步扩大了三轴数控系统的应用领域。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求
1.一种三轴机床数控系统的开槽加工方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤(1)所述的数控系统的数据接收端口接收到用户输入的加工数据；(2)所述的数控系统判断该加工数据为开槽加工数据或三轴机床标准加工数据，若为开槽加工数据，则进入步骤(3)，若为三轴机床标准加工数据，则进入步骤(6)；(3)所述的数控系统将开槽加工数据发送至数据转换模块；(4)数据转换模块将所述的开槽加工数据转换为三轴机床标准加工数据；(5)所述的数据转换模块将所述的三轴机床标准加工数据发送至加工数据解析端口， 并进入步骤(7)；(6)所述的数据接收端口将所述的三轴机床标准加工数据发送至加工数据解析端口；(7)所述的加工数据解析端口将所接收到的加工数据解析为控制指令；(8)三轴机床数控系统根据所述的控制指令进行加工。
2.根据权利要求1所述的三轴机床数控系统的开槽加工方法，其特征在于，所述的步骤(5)中的数据转换模块将所述的三轴机床标准加工数据，包括以下步骤(51)所述的数据转换模块将所述的开槽加工数据中的成品外形数据转换为开槽加工的刀路轨迹数据；(52)所述的数据转换模块将所述的开槽加工数据中的成品外形数据转换为开槽加工的开槽点数据。
3.根据权利要求2所述的三轴机床数控系统的开槽加工方法，其特征在于，所述的步骤(51)，具体为以开槽加工数据中的成品外形的周长作为开槽加工刀路轨迹的长度。
4.根据权利要求2所述的三轴机床数控系统的开槽加工方法，其特征在于，所述的步骤(52)，具体为以开槽加工数据中的成品外形轮廓的转折点作为开槽加工的开槽位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的三轴机床数控系统的开槽加工方法，其特征在于，所述的三轴机床标准加工数据为计算机辅助制造CAM数据。
全文摘要
本发明涉及一种三轴机床数控系统的开槽加工方法，在该方法中，数控系统首先对接收到的加工数据进行判断，将开槽加工数据发送至数据转换模块，然后由数据转换模块将开槽加工数据转换为三轴机床标准加工数据，将三轴机床标准加工数据发送至加工数据解析端口进行加工应用，从而实现了在三轴机床数控系统上进行自动开槽加工的应用。本发明的三轴机床数控系统的开槽加工方法能被有效地使用于各种材料的开槽加工，且其控制界面友好，应用方式简便，数控系统实用、稳定，且进一步扩大了三轴数控系统的应用领域。
文档编号G05B19/4097GK102156442SQ20111004914
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者姚彬, 姚玉春, 谢顶先 申请人:上海奈凯电子科技有限公司, 上海维宏电子科技有限公司