生成用于在各种成形表面上进行雕刻的工具路径的方法与流程

本发明涉及计算机辅助制造(cam)系统和计算机数控(cnc)机床，并且具体地涉及为cnc机床生成工具路径以将数/文本/字母/符号/字符等雕刻到工件的表面上。

背景技术：

1、近年来，与纯手动加工零件不同，计算机辅助制造(cam)已被用于快速且准确地加工所述零件。cam可以使用数控(nc)计算机软件在制造过程中对机床和机床工具进行自动化控制。这加快了制造速度，提高了准确度并减少了浪费。

2、此类零件的加工可以在计算机数控(cnc)机床上完成，所述cnc机床包括机动化可操纵工具并且通常包括机动化可操纵平台。cnc机床在切割工具与工件两者之间具有多根移动轴线，并根据由iso文件(其包含控制cnc机床的g代码和m代码语言)提供的指令进行操作，由此充分描述了相对于工件的工具路径。因此，这描述了cnc机床将为定义的操作所要加工的内容，因此描述了要完成的加工操作。

3、在给定的零件上(无论是由cnc机床还是其他方式加工)，可能期望在零件的表面上应用标记。例如，各个零件可以用唯一的序列号或其他标识符来标记，这允许对所述零件进行特定标识。另外/替代地，多个零件可以被标记有相同的标记，例如，由相同的制造运行生产的多个零件可以被标记有共同的批次号。这可以通过例如使用cam和cnc机床在零件的期望表面上雕刻这样的标记来实现。然而，这带来问题，因为必须根据它要应用的表面的轮廓或文本必须遵循的路径来修改期望的工具路径。

4、以前，需要根据表面的各种形状/轮廓(例如，圆柱体侧面的长文本或宽文本、在倒圆之后圆柱体底部的文本、在遵循圆柱体周边的凹槽中的文本)，手动书写工具路径来雕刻特定的图像/文本。当期望文本遵循非线性路径时(例如，如果文本遵循圆弧)，可能会出现类似问题。无论每个零件的文本是相同(例如，批次号)还是不同(例如，每个加工零件的序列号不同)，都需要制作唯一的加工文件。

5、通常，工具路径是通过计算机辅助设计(cad)软件创建的并依赖于3d模型。cad软件生成通用源文件，诸如apt源文件，其是描述独立于cnc机床的物理几何形状的工具路径的标准语言文件。因此，apt源文件定义了通用工具路径。然后，该文件由将加工零件的cnc机床所特有的后处理器(pp)软件进行转换。本质上，pp软件将由cad软件生成的apt文件的通用路径转换为待使用的特定cnc机床的特定nc代码。这样，pp软件不会创建工具路径，而只是考虑到特定cnc机床的物理几何形状，诸如工具和/或零件移动的轴线，将现有工具路径(即，cad程序中的apt文件的路径)转换为特定cnc机床可读的工具路径。

6、图1中示出了这些已知方法的概述，其示出了第一方法100，所述第一方法是由操作员利用雕刻笔在零件表面上进行手动雕刻。替代地，存在方法200，其中操作员在cad模型上手动定义遵循期望表面的静态文本，并为该特定文本生成工具路径，然后该工具路径由pp转换为cnc机床的特定nc代码，然后可以执行所述nc代码。

7、因此，期望提供一种更简单的方法来为给定的cnc机床生成用于将标记雕刻到装置上的特定工具路径。

技术实现思路

1、在第一方面中，提供了一种生成用于在工件的表面上雕刻至少一个字符的工具路径的计算机实施方法。所述方法包括由后处理器pp接收关于以下内容的信息：

2、所述工件上的待雕刻的所述表面的形状；

3、所述工件的所述表面上的待雕刻区域；

4、待雕刻在所述工件的所述表面上的至少一个字符；

5、由所述pp通过以下方式生成用于在工件的所述表面上雕刻所述至少一个字符的工具路径：

6、根据所述接收到的信息将待雕刻在所述表面上的每个字符的预存储的预定义参考2d工具路径映射到待雕刻的所述表面上。

7、这种方法允许以快得多且更稳健的方式为各种成形表面/弯曲文本行生成工具路径，而用户无需手动将文本映射到表面上。相反，通过将工具路径的生成移动到pp上，可将每个字符的简单2d参考工具路径映射到工件表面上，除了对表面形状、待雕刻区域以及待雕刻在表面上的至少一个字符的指示之外，无需代表用户进行进一步定义。这消除了先前在创建工具路径时完成的大部分手动工作，包括在cad程序上对工件表面上的期望雕刻进行特定建模。

8、工件上的待雕刻的表面的形状可以由通过pp接收并为pp提供将雕刻映射到表面上的提示的任何类型的信息来表示。

9、输出工具路径可以是iso文件的形式，其可以由与pp相关联的cnc机床直接读取。

10、本文使用的术语“字符”通常是指待雕刻在工件上的任何类型的对象。待雕刻在表面上的至少一个字符可以包括一个或多个字母和/或数和/或符号，或可能施加到表面上的其他类似标记。

11、上述方法可以用于定义一个特定工具路径/多个特定工具路径，其中待雕刻字符是预先已知的，并且根据所述字符的知识来设定特定工具路径。这样，由所述pp接收的信息可以包括待分别在连续工件上雕刻的不同字符的列表，和/或待雕刻的不同工件的不同形状的列表，和/或cnc机床雕刻工具的不同几何特性的列表，并且在pp中可从所述一个或多个列表中选择数据用于生成工具路径。

12、这样，可以提供一种生成用于在一个或多个工件的一个或多个表面上雕刻至少一个字符的工具路径的计算机实施方法。所述方法包括由后处理器pp接收关于以下内容的信息：

13、所述工件中的每一者上的待雕刻的表面的形状；

14、所述工件的所述表面上的待雕刻区域；

15、待分别在所述工件的连续表面上雕刻的不同字符的列表；

16、由所述pp通过以下方式生成用于在工件的表面上雕刻所述至少一个字符的工具路径：

17、在所述pp针对给定工件选择所述信息；

18、根据所述选定的信息将待雕刻在所述表面上的每个字符的预存储的预定义参考2d工具路径映射到待雕刻的所述表面上。

19、另外或替代地，所述生成的工具路径可以是自适应工具路径文件，所述自适应工具路径文件在由cnc机床执行时从所述cnc机床收集待雕刻的输入字符，并且调整所述执行的工具路径以便雕刻所述收集的输入字符。这样，可以提供单个工具路径文件，其能够提供独特的雕刻，诸如每个工件上的不同序列号。

20、因此，输入字符可以是待雕刻在连续工件上的序列号或序列号的列表。替代地，输入字符可以由用户响应于提示而输入。

21、上述方法还可以包括将每个字符的预定义参考2d工具路径预存储在pp上的实际步骤。在该步骤中，任何可能的字符都可以存储在pp上。例如，在雕刻是字母数字序列号的情况下，字母a-z中的每一者以及数0-9中的每一者的预定义参考2d工具路径可以预存储在pp上。然后，根据需要，仅将待雕刻字符的参考工具路径映射到表面上。预定义参考2d工具路径可以是例如呈9x9矩阵形式的每个字符。

22、工件上的待雕刻的表面可以是非平面3d表面，和/或由pp接收的信息可以包括待雕刻字符要遵循的非直线文本行。

23、由pp接收的信息可以包括相关联的cnc机床雕刻工具的几何特性和操作。

24、将待雕刻在所述表面上的每个字符的预定义参考2d工具路径映射到待雕刻的所述表面上的步骤可以包括根据关于待雕刻的所述表面的形状的所述接收到的信息将一种或多种几何算法应用于每个字符的预定义参考2d工具路径。这些几何自变量可以由通过pp接收的与待雕刻表面的形状有关的信息来提示。例如，接收到的信息可以包括“自变量”，其与表面形状相关并提示pp执行一个或多个几何变换以便将每个字符的2d参考工具路径映射到工件表面上。

25、接收到的信息可以包括关于待雕刻字符的期望宽度和间距的信息。

26、接收到的信息可以是由cad程序生成的源文件(诸如apt文件)的一部分。

27、应当理解，对合适的工具路径的计算可以用在加工工件的更广泛的方法中。

28、因此，在第二方面中，提供了一种方法，其包括：

29、生成如上所概述的工具路径；

30、将工件装载到cnc机床中；

31、由所述cnc机床根据所述生成的工具路径在所述工件的所述表面上雕刻字符。

32、这可以形成加工工件的一小部分。这样，工件可以从毛坯块开始，所述毛坯块首先被加工成期望形状，然后在其一个或多个表面上应用雕刻。替代地，工件可以包括预加工工件，并且所述方法仅包括在工件上进行雕刻。

33、上述方法可以在被配置为执行第一方面的方法的控制系统中实施。

34、因此，在第三方面中，提供了一种用于生成工具路径的系统，其包括：用于cnc机床的后处理器pp，所述pp被配置为：

35、接收关于以下内容的信息：

36、工件上的待雕刻的表面的形状；

37、所述工件的所述表面上的待雕刻区域；

38、待雕刻在所述工件的所述表面上的至少一个字符；

39、通过以下方式生成用于在工件的所述表面上雕刻所述至少一个字符的工具路径：

40、根据所述接收到的信息将待雕刻在所述表面上的每个字符的预存储的预定义参考2d工具路径映射到待雕刻的所述表面上。

41、这样的系统可以被提供作为用于雕刻工件的更广泛的cnc系统。

42、因此，在第四方面中，提供了一种用于雕刻工件的系统，所述系统包括：

43、cnc机床，所述cnc机床被配置为在工件的表面上雕刻字符；以及

44、如上所述用于生成工具路径的系统，其中所述pp操作地连接到所述cnc机床使得所述cnc机床被配置为从所述pp接收工具路径。