计算机可读存储介质和应用该介质的CNC机床的制作方法

文档序号:12304490阅读:231来源:国知局

本发明涉及一种计算机可读存储介质和应用该介质的cnc机床,该介质内存有计算机程序,该计算机程序可被cnc机床的处理器执行。



背景技术:

在五金制造行业中,广泛地应用siemens的nx软件进行五金零件的设计、加工、仿真和nc代码生成等工作。

在五金零件中,竖直贯穿五金零件本体的通道被称之为外形特征,该通道可以是规则通道,也可以是不规则通道。由于外形特征是五金零件的基本构成要素,因而也经常会用nx软件来生成用于控制cnc机床在毛坯上加工出外形特征的外形代码,再将外形代码和其他代码(如孔代码)整合后传输至cnc机床中以控制cnc机床的加工。

要加工出客户所需的外形特征时,工程师将需将客户给出的产品的3d图导入电脑后,在电脑的显示器中通过肉眼观察3d图以找出3d图中加工零件中全部的外形特征,然后人工对每个的外形特征进行几何解析,具体地,工程师需测量3d图中外形特征的外形轮廓以得出外形特征的外形数据,进而获得外形特征的大小和深度,然后查看3d图中客户对外形特征所标注的颜色来确定客户所需的加工精度(在五金制造行业中,3d图中的颜色即代表所需的加工精度,其中黄色代表±0.01mm的高加工精度,绿色代表±0.1mm的低加工精度),再根据外形特征的外形数据和所需的加工精度来选择采用多大的加工刀具进行加工,然后根据外形数据、加工刀具和加工精度来确定对该外形特征所需进行的加工操作(加工操作是nx软件中的行业术语,定义是根据几何的外形、加工精度和加工刀具来按规则生成刀具路径),再利用nx软件中的现有程序来把各个加工操作综合后转变成可供cnc机床读取且能控制cnc机床进行加工的外形代码,最后工程师再将外形代码和其他代码(如孔代码)整合后传输至cnc机床中,以供cnc机床读取。其中,整个外形代码的生成过程由于人工介入,使得制作外形代码所需的时间长且不可控,直接导致从收到客户图纸到加工出外形特征的时间长且不可控,加工效率低。



技术实现要素:

本发明的目的在于使从收到客户图纸到加工出外形特征的时间缩短且可控,提高加工效率。

本发明的目的通过以下技术方案实现:

提供一种计算机可读存储介质,其存储有用nx软件实现外形特征自动加工的计算机程序,该程序被处理器执行时实现以下步骤:

图纸读取步骤,其用于读取3d图;

代码生成步骤,其把加工操作转换成外形代码,并把外形代码传输给cnc机床进行加工;

还包括在代码生成步骤之前执行的如下步骤:

特征识别步骤,其对3d图中的每个面进行遍历以选出3d图的全部竖直面,对每个竖直面,若该竖直面的两侧并不都相交有非竖直面,则把该竖直面所处位置识别为外形特征;

在特征识别步骤之后执行的加工操作确定步骤,其根据识别出的外形特征来确定所述加工操作

其中,在特征识别步骤中,判断3d图中的每个面的法向是否为水平方向,若是则把该面判断为竖直面。

其中,加工操作确定步骤包括有外形获得步骤,其根据外形特征的轮廓线来获得外形特征的外形数据。在外形获得步骤中,提取外形特征的竖直面的外边界,把外边界沿竖直方向投影到水平面上来获得所述外形数据。

其中,加工操作确定步骤包括有精度设定步骤,其根据外形特征内竖直面的颜色来设定需对外形特征实施的加工精度。

其中,在精度设定步骤中,若外形特征内竖直面为黄色则把加工精度设定为高级别,若外形特征内竖直面为绿色则把加工精度设定为低级别。

其中,加工操作确定步骤包括以下步骤:外形获得步骤,其根据外形特征的轮廓线来获得外形特征的外形数据;在外形获得步骤之后执行的刀具选择步骤,其根据外形数据和加工精度来选择加工刀具。

还提供一种cnc机床,包括处理器,还包括如上述计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。

通过读取客户给出的3d图,对3d图中的每个面进行遍历以选出3d图的全部竖直面,对每个竖直面,若该竖直面的两侧并不都相交有非竖直面,则把该竖直面所处位置识别为外形特征,从而自动识别出3d图中的外形特征;找到外形特征后,程序再参照工程师人工制码的过程,即先读取该外形特征的轮廓线来获得外形特征的外形数据,根据外形特征的外形数据来选择用多大的加工刀具,然后读取外形特征内竖直面的颜色来获得客户对外形特征所要求的加工精度,根据加工精度来选择用什么类型的加工刀具,一旦加工刀具确定后,就可以根据外形数据、加工精度和加工刀具来确定来按生成刀具路径,即生成加工操作,得到加工操作后,再利用nx软件中的现有程序来将加工操作转换成外形代码,并将该外形代码传输至cnc机床以控制cnc机床进行加工,通过对nx软件的二次开发,对3d图中所存在的外形特征进行自动识别分析,得出加工操作,最终自动生成外形代码以供cnc机床使用,使从收到客户图纸到加工出外形特征的时间缩短且可控,提高加工效率。

附图说明

利用附图对发明创造作进一步说明,但附图中的实施例不构成对本发明创造的任何限制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是实施例1中五金零件的结构示意图。

具体实施方式

本实施例所指的3d图均为五金制造行业的标准3d图,其在3d图中对外形特征的侧壁标注有颜色以标示客户所想要的加工精度。

参考图1,首先,拿到客户给出的产品3d图后,将3d图导入nx软件中以进行3d图的读取工作,然后对3d图上的全部平面进行遍历,从而获知3d图纸上的全部平面。其中,为方便处理器进行数据提取与筛选,先创建有三个用于存放数据的容器:有用容器、无用容器和特征容器,使用nx软件中现有程序查找3d图中五金零件的最大外形,并把最大外形上的面放入无用容器,其他面放入有用容器,在有用容器中查找外形特征的竖直面1,把找到的外形特征的竖直面1放入特征容器中。

具体地,对有用容器中的全部平面进行逐一分析,将其中法向与水平方向一致的面挑选出来,被挑选出来的面即竖直面1。

竖直面1与其相交面的有机组合决定了该组合形成的特征类型。其中对于外形特征而言,外形特征可以分为内部轮廓与外部轮廓,其中内部轮廓的侧壁都是由多面竖直面1合围而成,而外部轮廓的侧壁也是由多面竖直面1组合而成,但因外部轮廓上存在缺口,使得多面竖直面1只能半包围而无法合围。分析上述规律可以得出,不管是内部轮廓与外部轮廓,其侧壁的组成成分都是竖直面1,而且由于外形特征其实就是竖直贯穿五金零件本体的通道,通道是仅有侧壁而无底面/顶面的,因此外形特征也是仅有侧壁而无底面/顶面的,而外形特征的侧壁又都有竖直面1组成。

综上,仅需对每个竖直面1,判断该竖直面1的两侧是否都相交有非竖直面2,若竖直面1的两侧都相交有非竖直面2,则可以判断该竖直面1的两侧都连接有底面/顶面,则该竖直面1必然不会是一个通道的侧壁面,因此该竖直面1所处位置就不是外形特征。若竖直面1的仅有一侧相交有非竖直面2,则可判断该竖直面1为一个侧壁面,在排除最大外形上的面的情况下,可以把该竖直面1所处位置识别为外形特征,而竖直面1的两侧均无相交非竖直面2的情况基本不存在,因此无需判断。

找到外形特征后,使用nx软件中的现有程序来提取外形特征的轮廓线,并分析该轮廓线来获得诸如外形特征的大小、深度、形状等外形数据,其中大小、深度可直接测得,而形状则通过提取该外形特征的竖直面1的外边界,把外边界沿竖直方向投影到水平面上来获得。

获得外形数据后,根据外形数据来选择用多大的加工刀具,然后读取外形特征内竖直面1的颜色(即侧壁的颜色)来获得客户对外形特征所要求的加工精度,若外形特征内竖直面1为黄色则把加工精度设定为高级别,然后根据外形特征的大小、深度和加工精度来选用相应的加工刀具,再按“2d开粗->清角->中光->2d外形中光->精光侧壁->侧壁清角”的顺序自动生成刀具路径,即生成加工操作;若外形特征内竖直面1为绿色则把加工精度设定为低级别,然后根据外形特征的大小、深度和加工精度来选用相应的加工刀具,再按“开粗->清角”的顺序自动生成加工操作。其中,2d开粗指的是使用大加工刀具来对毛坯进行平面粗加工,清角指的是使用小加工刀具来清除拐角部位的精加工余量,中光指的是进行中粗加工,2d外形中光指对外形特征的竖直面1进行平面中粗加工,精光侧壁指的是使用小加工刀具来清除竖直面1的精加工余量,侧壁清角指清除竖直面1的拐角部位的精加工余量,开粗指在3维方向上对外形特征进行粗加工。

得到加工操作后,再利用nx软件中的现有程序来将加工操作转换成外形代码,并将该外形代码传输至cnc机床,从而被cnc机床的处理器所执行,以控制cnc机床进行加工。通过对nx软件的二次开发,对3d图中所存在的外形特征进行自动识别分析,得出加工操作,最终自动生成外形代码以供cnc机床使用,使从收到客户图纸到加工出外形特征的时间缩短且可控,提高加工效率。

最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

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