應用於數控切割機的非尋跡快速回退加工方法
2023-12-09 15:12:26
專利名稱：應用於數控切割機的非尋跡快速回退加工方法
技術領域：
本發明涉及數控切割機回退加工工藝，具體是指一種應用於數控切割機的非尋跡 快速回退加工方法。
背景技術：
數控切割機是金屬板材加工的主要設備，用戶可以通過編制數控加工程序實現自 動加工，它實際是一種數控工具機，與普通的數控金屬切削工具機相比較，其加工方式有火焰、 等離子、雷射、水刀等，而不是切削刀具。在加工過程中經常會因為被加工板材的不均勻性、切割用氣體壓力和加工參數等 因素導致在不確定的段出現不符合加工要求的情況。當出現這種情況時要求操作人員中斷 加工，採用回退加工的方法把割槍沿加工路徑原路徑回退到不符合加工要求段的前方，然 後再次啟動加工，在加工完不符合加工要求段後，只能沿原加工軌跡運行到中斷點。由於加 工程序中有可能存在程序跳轉、循環、子程序調用等指令以及割炬半徑補償等問題，要根據 程序實現回退加工是非常困難的，現有的數控切割機數控系統一般採用軌跡存儲的方法實 現回退加工，即在系統內部開闢一定的存儲空間記錄下已經執行加工軌跡數據，在執行回 退加工時使用通過記錄的軌跡實現原路返回，但是這種方法存在以下問題第一，由於控制系統存儲空間的限制，系統能記錄的軌跡長短是很有限的，現有主 流切割機數控系統一般只能記憶30-50段已執行的加工軌跡，如果操作人員在超出此範圍 後才發現問題則不能實現回退加工。第二，這種方式只能實現按原加工路徑返回，而不能直接返回到需要重新加工的 點上，並且在把不符合加工要求段加工完以後只能沿已經加工過的軌跡前進到中斷點，因 此要佔用較多時間，效率很低。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種應用於數控切割機的非尋跡快速回退加工方法，它可以直接回退到不符合要求的加工段進行重新加工，不僅操作方便，而且省時省 力，工作效率高。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是應用於數控切割機的非尋跡快速 回退加工方法，包括以下步驟(a)當割槍按加工程序預定加工軌跡MN加工至A點時，發現加工軌跡MN上位於 A點前端的DE段未被穿透，此時選擇回退加工將割槍直接回退到沿割槍運行方向看未被穿 透段DE段前端的任意點B點，所述B點靠近加工軌跡MN ;(b)採用軌跡掃描法確定位於加 工軌跡MN上、並與B點距離最短的C點，再次起動加工後，系統自動將割槍移動到C點，點 火繼續加工；(c)割槍將未被穿透段DE段加工完成後運行至F點，即完成回退加工過程，所 述F點為未穿透段DE段之後的任意點。所述步驟(b)中採用軌跡掃描法確定位於加工軌跡MN上並與B點距離最短的C點，將割槍移至C點並點火繼續加工過程包括如下步驟(b. 1)將加工程序掃描並讀入內 存，創建成一個鍊表；(b. 2)定義兩個指向該鍊表的指針Pl和P2，Pl用於自動加工和軌跡 掃描，P2用於保存掃描結果；(b. 3)在進行回退加工時，將Pl重新指向鍊表頭，逐次指向鏈 表的每個節點，讀取其中涉及運動軌跡控制的加工指令，獲取該段軌跡坐標數據，建立加工 軌跡數學模型，計算B點與每段加工軌跡的距離，直到程序結束；其中與B點距離最近的點 就是C點，確定C點後將指向C點所在節點的指針保存於P2，在此過程中切割機不產生運 動；(b. 4)當數控切割機從B點移動到C點後，將C點坐標作為當前坐標，同時將P2賦給P1， 使Pl指向即將加工的段所對應的加工指令，即可重新起動自動加工。所述步驟(C)中完成回退加工過程後，根據具體情況可選擇下列任一方案(c. 1) 當加工軌跡MN上還有其它未穿透段，則重複步驟(a、b、c)繼續選擇回退加工；(c. 2)當加 工軌跡MN上沒有其它未穿透段，若割槍與A點距離較近，則選擇繼續加工，若割槍與A點距 離較遠，則以A點為目標再次選擇回退加工，待割槍到達A點後繼續加工。綜上，本發明的有益效果是(1)可以回退到已加工部分的任意點，回退的距離和軌跡段數沒有限制且不依賴於控制系統的存儲空間；(2)回退過程可以直接回退到需要重新加工的點，而不需要原路返回，可以提高工作效率；(3)回退時不需要操作人員精確地對準原有軌跡，再次啟動加工時系統可以按最近原則直接移動到原加工軌跡上；(4)在回退加工過程中可以隨時中止加工，也可以在此方式下直接前進到任意點繼續加工。
圖1為本發明的任意路徑回退加工示意圖。圖2為本發明確定C點的軌跡掃描流程圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。實施例1任意路徑回退的操作方法如圖1所示，曲線MN是加工程序所確定的加工軌跡，M 是起點，N是終點，在執行自動加工時，割槍運行到A點後操作人員發現圖中所示的DE段未 被穿透，則需重新切割該段。此時操作人員需暫停加工，選擇回退加工，然後將割槍從A點 直接移到B點，B點必須從運行方向上看是在未割穿線段DE的前面，且靠近加工軌跡。在 B點處重新起動自動加工，則系統自動將割槍移動到加工軌跡上的C點，該功能由集成於數 控切割機內的軟體程序控制，然後在C點處點火，開始自動切割加工，達到F點後就完成了 回退加工。當完成未穿透段的重新加工後可以再次選擇回退加工，也可以繼續自動加工，如 果需要直接回到A點或回退到其他未穿透段則再次選擇回退加工，過程與上述方法相同；如果F點距A點較近，可以選擇繼續加工，切割機將沿原加工軌跡運行到A點並繼續執行加 工程序，此時不需要任何額外操作。圖中的A、B、F點由操作人員確定，C點由系統根據最近 原則自動確定，B點必須確定在未穿透段的前面。實施例2軟體實現方法如圖2所示，要實現以上所述的任意路徑回退加工的方法關鍵在於正確地找到加工軌跡上的C點並從該點重新執行加工程序，採用加工軌跡掃描的方法可 以準確地找到該點。數控火焰切割機通過解釋數控加工程序，獲得切割機運動軌跡的數據和控制信 息，控制伺服系統和其他執行機構實現自動切割加工。加工軌跡掃描是完全按照加工過程 對加工程序進行解釋，獲取其中運動軌跡數據但不執行具體的加工操作，然後對加工軌跡 中的各運動線段(直線、圓弧等)進行分析，按照與B點距離最近的原則確定C點的位置， 其中的關鍵點在於軌跡掃描必須完全與加工過程相同，包括火焰半徑補償、程序跳轉等。加工程序以文件的形式存儲在硬碟上，先將加工文件讀入內存，將其創建成一個 鍊表，定義兩個指向該鍊表的指針Pl和P2，P1用於自動加工，P2用於軌跡掃描。在正常加 工模式下，Pl逐次指向鍊表的每個節點，獲取加工數據，然後控制切割機執行相應的操作， 直到程序結束。在進行回退加工時，將Pl重新指向鍊表頭，逐次指向鍊表的每個節點，讀取 其中的GOO、GOU G02等涉及運動軌跡控制的加工指令，獲取該段軌跡坐標數據，建立其數 學模型，計算B點與每段加工軌跡的距離，直到程序結束。其中與B點距離最近的點就是C 點，C點不能定位於GOO指令所對應的線段上，確定C點後將指向C點所在節點的指針保存 於P2。在掃描過程中直接跳過M、F、延時等指令，而對於G98 (子程序調用)、G99 (子程序返 回)、G80 (循環)、G97 (跳轉)等指令則按其功能修改Pl指針，使其指向正確的目標節點。 當數控切割機從B點移動到C點後，將C點坐標作為當前坐標，同時將P2賦給Pldi Pl指 向即將加工的段所對應的加工指令，即可重新起動自動加工。由於軌跡掃描是從鍊表的頭 開始的對加工程序的完整掃描，因此可以保證數據的準確性以及從C點開始加工後與後續 加工程序的無縫連接。軌跡掃描程序流程如圖2所示，由於軌跡掃描只是獲取加工軌跡數據進行相關計 算，而不執行加工操作，因此佔用時間非常短暫，不會對加工操作造成影響，同時軌跡掃描 的目的是找到C點，只須逐段分析加工軌跡與B點的關係，而不需要同時獲取所有加工軌跡 數據，因此數控系統不需要額外保存加工軌跡數據，可以節約大量存儲空間。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依 據本發明的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保 護範圍之內。
權利要求
應用於數控切割機的非尋跡快速回退加工方法，其特徵在於包括以下步驟(a)當割槍按加工程序預定加工軌跡MN加工至A點時，發現加工軌跡MN上位於A點前端的DE段未被穿透，選擇回退加工將割槍直接回退到沿割槍運行方向看未被穿透段DE段前端的任意點B點，所述B點靠近加工軌跡MN；(b)採用軌跡掃描法確定位於加工軌跡MN上、並與B點距離最短的C點，再次起動加工後，系統自動將割槍移動到C點，點火繼續加工；(c)割槍將未被穿透段DE段加工完成後運行至位於DE段後的任意點F點，完成回退加工過程。
2.根據權利要求1所述的應用於數控切割機的非尋跡快速回退加工方法，其特徵在 於所述步驟(b)中採用軌跡掃描法確定位於加工軌跡MN上並與B點距離最短的C點，將 割槍移至C點並點火繼續加工過程包括如下步驟(b. 1)將加工程序掃描並讀入內存，創建成一個鍊表；(b. 2)定義兩個指向該鍊表的指針Pl和P2，P1用於自動加工和軌跡掃描，P2用於保存 掃描結果；(b. 3)在進行回退加工時，將Pl重新指向鍊表頭，逐次指向鍊表的每個節點，讀取其中 涉及運動軌跡控制的加工指令，獲取該段軌跡坐標數據，建立加工軌跡數學模型，計算B點 與每段加工軌跡的距離，直到程序結束；其中與B點距離最近的點就是C點，確定C點後將 指向C點所在節點的指針保存於P2，在此過程中切割機不產生運動；(b. 4)當數控切割機從B點移動到C點後，將C點坐標作為當前坐標，同時將P2賦給 Pldi Pl指向即將加工的段所對應的加工指令，即可重新起動自動加工。
3.根據權利要求1所述的應用於數控切割機的非尋跡快速回退加工方法，其特徵在 於所述步驟(c)中完成回退加工過程後(c. 1)當加工軌跡MN上還有其它未穿透段時，重複步驟(a、b、c)繼續選擇回退加工；(c. 2)當加工軌跡MN上沒有其它未穿透段時，若割槍與A點距離較近，則選擇繼續加 工，若割槍與A點距離較遠，則以A點為目標再次選擇回退加工，待割槍到達A點後繼續加 工。
全文摘要
本發明提供了一種應用於數控切割機的非尋跡快速回退加工方法，包括以下步驟(a)當割槍按加工程序預定加工軌跡MN加工至A點時，發現加工軌跡MN上位於A點前端的DE段未被穿透，選擇回退加工將割槍直接回退到沿割槍運行方向看未被穿透段DE段前端的任意點B點，所述B點靠近加工軌跡MN；(b)採用軌跡掃描法確定位於加工軌跡MN上、並與B點距離最短的C點，再次起動加工後，系統自動將割槍移動到C點，點火繼續加工；(c)割槍將未被穿透段DE段加工完成後運行至位於DE段後的任意點F點，完成回退加工過程。本發明不僅操作方便，而且省時省力，工作效率高。
文檔編號G05B19/19GK101846991SQ201010157299
公開日2010年9月29日 申請日期2010年4月26日 優先權日2010年4月26日
發明者彭林, 施芸, 王濤, 胡明華, 雷剛 申請人:成都華遠焊割設備有限公司