專利名稱：一種金屬工件的二維數(shù)控加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控加工技術(shù)，具體的說是一種金屬工件的二維數(shù)控加工方法。
背景技術(shù)：
金屬工件在制造業(yè)中的應(yīng)用極為廣泛，并且往往做為關(guān)鍵部件長期運(yùn)動于各種器械中，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對其加工要求也越來越高。以透平壓縮機(jī)為例，透平壓縮機(jī)是一種高速的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，作為一種工業(yè)裝備，透平壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、天然氣輸送、冶煉、制冷和礦山通風(fēng)等諸多重要工業(yè)部門；作為燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的基本組成元件，在航空、水、陸交通運(yùn)輸和發(fā)電等領(lǐng)域隨處可見； 作為增壓器，已成為當(dāng)代內(nèi)燃機(jī)不可缺少的組成部件。在諸如大型化肥、大型乙烯等工藝裝置中，它所需的投資可觀，耗能比大，其性能的高低直接影響裝置經(jīng)濟(jì)效益，安全運(yùn)行與整個裝置的可靠性緊密相關(guān)，因而成為備受關(guān)注的核心設(shè)備。透平壓縮機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其關(guān)鍵零部件如轉(zhuǎn)子件的葉輪、定子件的隔板等均為金屬工件，都需要通過高精度數(shù)控機(jī)床加工出來。而數(shù)控機(jī)床所需要的加工程序的生成就成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，正確、快捷地生成加工程序是生產(chǎn)實際的迫切需求。如何快速準(zhǔn)確地編制出數(shù)控加工程序是每個編程人員所必須面對的主要問題。目前對于二維加工程序多采用大型工作站上的APT程序編制，雖然使用APT軟件具有很多優(yōu)點，但也存在諸多的不足，比如必須依賴大型工作站、程序的編寫繁瑣、沒有圖形驗證等，為了擺脫這些不足，就需要有一個適合編程人員應(yīng)用的方法來解決這些問題。目前國內(nèi)外用于數(shù)控機(jī)床編程的加工軟件較多，每種軟件都需要編寫針對每種機(jī)床的后置處理程序，需要花費大量的人力和物力，不能滿足用戶的需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可使工作人員擺脫大型工作站的限制，提高編程效率和準(zhǔn)確性的金屬工件的二維數(shù)控加工方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明一種金屬工件的二維數(shù)控加工方法包括以下步驟在制圖軟件中繪制出金屬工件被加工部位，確定加工曲線；對上述加工曲線根據(jù)所使用的刀具半徑或直徑進(jìn)行偏置處理，得到偏置后的曲線.運(yùn)行二維數(shù)控加工處理軟件，獲取能夠滿足加工要求的數(shù)控加工程序。所述二維數(shù)控加工處理軟件包含以下處理方法前置處理，提取直線和/或圓弧的節(jié)點坐標(biāo)值；后置處理，根據(jù)不同機(jī)床配備的不同數(shù)控系統(tǒng)，將前置處理中所提取直線和/或圓弧的節(jié)點坐標(biāo)值，按機(jī)床的固有格式對應(yīng)到機(jī)床的固有程序中，獲得機(jī)床可識別的代碼。
所述前置處理為初始化，定義機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的類別、直線和圓弧的相關(guān)信息值；根據(jù)制圖軟件中金屬工件被加工部位的節(jié)點進(jìn)行計算，得到節(jié)點坐標(biāo)值。所述獲得機(jī)床可識別的代碼包括以下步驟在偏置后的曲線上取出節(jié)點坐標(biāo)值，判斷該曲線是直線段還是圓弧；如果是直線段，則輸出該直線段的起點和終點的坐標(biāo)值；根據(jù)機(jī)床固有的編碼方式，對直線段的起點和終點的坐標(biāo)值進(jìn)行計算，得到該直線段的絕對編碼值或相對編碼值；將上述絕對編碼值或相對編碼值按照機(jī)床的固有格式輸出為機(jī)床能夠識別的代碼；如果是圓弧，則輸出該圓弧段的起點、終點的坐標(biāo)值以及半徑值；根據(jù)機(jī)床固有的編碼方式，對圓弧段的起點、終點的坐標(biāo)值以及半徑值進(jìn)行計算， 得到該圓弧段的絕對編碼值或相對編碼值；將上述絕對編碼值或相對編碼值按照機(jī)床的固有格式輸出為機(jī)床能夠識別的代碼。本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點1.提高產(chǎn)品加工質(zhì)量，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高企業(yè)的核心競爭力。本發(fā)明采用二維數(shù)控加工處理軟件，工藝編程人員對除列表點、橢圓外的二維加工零部件，如葉輪、隔板、 焊殼下料件進(jìn)行編程，不必依賴大型工作站，可以利用PC機(jī)直接完成；同時，不必采用語言定義零件幾何形狀，描述復(fù)雜的幾何形狀，通過對零件形狀、刀具運(yùn)動軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的檢查，使加工程序在生成之初就能發(fā)現(xiàn)問題。例如零件中直面與圓弧面不相切，就會提示出來，達(dá)到檢查的效果。2.縮短新員工培訓(xùn)時間，加快合格工藝編程人員的成才。本發(fā)明方法采用二維數(shù)控加工處理軟件，可節(jié)省工藝編程人員大量的寶貴時間。一般來說，新的工藝編程人員必須花費大量的時間和精力學(xué)習(xí)APT語言，并上機(jī)操作，而本發(fā)明的應(yīng)用，直接以目前通用的二維制圖軟件如AUTOCAD、CAXA電子圖板為模板，使新的工藝編程人員集中精力提高工藝知識的學(xué)習(xí)，可以在十幾分鐘內(nèi)編出加工程序，縮短了機(jī)床的等待時間，可以大大地提高編程效率和準(zhǔn)確性，即使對于機(jī)床操作系統(tǒng)不是很熟悉的人員也可以實現(xiàn)編程，可實現(xiàn)各種機(jī)床的交叉編程，提高工藝制造水平，大大提高工藝編程人員的工作效率，3.提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明的應(yīng)用，對臨時安排加工的零件的數(shù)控程序的編寫非常方便，有助于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的全面提升。


圖1為本發(fā)明方法流程圖；圖2為在制圖軟件中繪制的金屬工件；圖3為按圖2確定的金屬工件的被加工部位。
具體實施例方式本發(fā)明方法廣泛應(yīng)用于以金屬材料為主要部件的機(jī)械加工中，其步驟如圖1所不在制圖軟件中繪制出金屬工件被加工部位，確定加工曲線；對上述加工曲線根據(jù)所使用的刀具直徑進(jìn)行偏置處理，得到偏置后的曲線；運(yùn)行二維數(shù)控加工處理軟件，獲取能夠滿足加工要求的數(shù)控加工程序。所述二維數(shù)控加工處理軟件包含以下處理方法前置處理，提取直線和/或圓弧的節(jié)點坐標(biāo)值；后置處理，根據(jù)不同機(jī)床配備的不同數(shù)控系統(tǒng)，將前置處理中所提取直線和/或圓弧的節(jié)點坐標(biāo)值，按機(jī)床的固有格式對應(yīng)到機(jī)床的固有程序中，獲得機(jī)床可識別的代碼。本實施例將本發(fā)明方法應(yīng)用于透平壓縮機(jī)葉輪的二維數(shù)控加工過程中，詳細(xì)過程如下1)利用CAXA制圖軟件繪制出金屬工件被加工部分的形狀，得到1 1圖形。以應(yīng)用在德國KS20數(shù)控火焰切割機(jī)上的MESSER系統(tǒng)為例，加工焊接機(jī)殼中的一個部件，先在CAXA繪圖軟件中，將部件的原設(shè)計圖紙(如圖2所示)按1 1圖造型，如圖 3所示。檢查完畢后，輸出DXF文件。打開二維數(shù)控加工處理軟件“DXF0UT”，輸入機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)選項“3”，即輸入刀具右偏置“R”，回車確認(rèn)，生成能夠在數(shù)控機(jī)床中運(yùn)行的數(shù)控程序。2)對于車床，用刀尖半徑值做偏置處理(OFFSET)，例如Command OFFSETOffset distance or Through < 1. 000 > :0. 8Select object to offset :按加工先后順序選擇加工部分的曲線Side to offset ？選刀具所在一側(cè)做偏置重復(fù)上述步驟，直到所有加工部分的曲線全部偏置完。對所有交叉的線做裁剪(TRIM)，所有未相交的線做延伸(EXETEND)，分別用紅色的線連接加工位置的線做為快速進(jìn)、退刀軌跡，得到偏置后的曲線。3)運(yùn)行二維數(shù)控加工處理軟件，對偏置后的曲線在制圖軟件中對應(yīng)的描述語句依次進(jìn)行處理，獲取能夠滿足加工要求的數(shù)控加工程序。首先進(jìn)行前置處理初始化，定義機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的類別、直線和圓弧的相關(guān)信息值，包括直線起始點坐標(biāo)，圓弧的起始點坐標(biāo)、弧度、圓心、半徑等；根據(jù)制圖軟件中金屬工件被加工部位的節(jié)點進(jìn)行計算，得到節(jié)點坐標(biāo)值。獲得機(jī)床可識別的代碼包括以下步驟在偏置后的曲線上取出節(jié)點坐標(biāo)值，判斷該曲線是直線段還是圓弧；如果是直線段，則輸出該直線段的起點和終點的坐標(biāo)值；根據(jù)機(jī)床固有的編碼方式，對直線段的起點和終點的坐標(biāo)值進(jìn)行計算，得到該直線段的絕對編碼值或相對編碼值；將上述絕對編碼值或相對編碼值按照機(jī)床的固有格式輸出為機(jī)床能夠識別的代碼。如果是圓弧，則輸出該圓弧段的起點、終點的坐標(biāo)值以及半徑值；根據(jù)機(jī)床固有的編碼方式，對圓弧段的起點、終點的坐標(biāo)值以及半徑值進(jìn)行計算，得到該圓弧段的絕對編碼值或相對編碼值；將上述絕對編碼值或相對編碼值按照機(jī)床的固有格式輸出為機(jī)床能夠識別的代碼。然后進(jìn)行后置處理前置處理及后置處理具體操作如下在PC機(jī)中存放的DXF文件目錄中運(yùn)行DXFTONC. EXE文件，或者運(yùn)行“MS-DOS方式”，進(jìn)入存放DXF文件目錄中，鍵入DXFT0NC(回車)，屏幕中顯示“Enterthe DXF file name”(輸入文件名)。例如，輸入PART，回車，顯示Select the control system of machining tools(1)......SINUMERIK 810T (TMM200N)(2)......FANUC 3TA(3)......MESSER KS20(4)......SINUMER 810T (Eastern 46，，)(5)......SINUMERIK FM-NC (C86”)(0)......EXIT"Enter the number (1-4)，，(輸入相應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)所對應(yīng)的數(shù)字)如果輸入“2”，則顯示"Feedrate with constant value (Υ/Ν) ？”(如果需要恒定切削速度，則輸入“Y”， 否則，輸入““N”)如果輸入“3”，則顯示"Enter the offset dirction (Left/Right) ”(如果需要刀具左偏置，輸入“Y”，否則，右偏置輸入“R”)。如果輸入“5”，則顯示"Enter the drawing No. ”(輸入零件號)。屏幕顯示運(yùn)行結(jié)果The NC program “part. NC”，該文件名的前綴與輸入的文件名相同。按任意鍵返回；生成的文件可用于機(jī)床加工或程序驗證。
權(quán)利要求
1.一種金屬工件的二維數(shù)控加工方法，其特征在于包括以下步驟 在制圖軟件中繪制出金屬工件被加工部位，確定加工曲線；對上述加工曲線根據(jù)所使用的刀具半徑或直徑進(jìn)行偏置處理，得到偏置后的曲線； 運(yùn)行二維數(shù)控加工處理軟件，獲取能夠滿足加工要求的數(shù)控加工程序。
2.按權(quán)利要求1所述的金屬工件的二維數(shù)控加工方法，其特征在于 所述二維數(shù)控加工處理軟件包含以下處理方法前置處理，提取直線和/或圓弧的節(jié)點坐標(biāo)值；后置處理，根據(jù)不同機(jī)床配備的不同數(shù)控系統(tǒng)，將前置處理中所提取直線和/或圓弧的節(jié)點坐標(biāo)值，按機(jī)床的固有格式對應(yīng)到機(jī)床的固有程序中，獲得機(jī)床可識別的代碼。
3.按權(quán)利要求2所述的金屬工件的二維數(shù)控加工方法，其特征在于所述前置處理為初始化，定義機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的類別、直線和圓弧的相關(guān)信息值； 根據(jù)制圖軟件中金屬工件被加工部位的節(jié)點進(jìn)行計算，得到節(jié)點坐標(biāo)值。
4.按權(quán)利要求2所述的金屬工件的二維數(shù)控加工方法，其特征在于 所述獲得機(jī)床可識別的代碼包括以下步驟在偏置后的曲線上取出節(jié)點坐標(biāo)值，判斷該曲線是直線段還是圓??； 如果是直線段，則輸出該直線段的起點和終點的坐標(biāo)值；根據(jù)機(jī)床固有的編碼方式，對直線段的起點和終點的坐標(biāo)值進(jìn)行計算，得到該直線段的絕對編碼值或相對編碼值；將上述絕對編碼值或相對編碼值按照機(jī)床的固有格式輸出為機(jī)床能夠識別的代碼。
5.按權(quán)利要求4所述的金屬工件的二維數(shù)控加工方法，其特征在于 如果是圓弧，則輸出該圓弧段的起點、終點的坐標(biāo)值以及半徑值；根據(jù)機(jī)床固有的編碼方式，對圓弧段的起點、終點的坐標(biāo)值以及半徑值進(jìn)行計算，得到該圓弧段的絕對編碼值或相對編碼值；將上述絕對編碼值或相對編碼值按照機(jī)床的固有格式輸出為機(jī)床能夠識別的代碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬工件的二維數(shù)控加工方法，包括以下步驟在制圖軟件中繪制出金屬工件被加工部位，確定加工曲線；對上述加工曲線根據(jù)所使用的刀具半徑或直徑進(jìn)行偏置處理，得到偏置后的曲線；運(yùn)行二維數(shù)控加工處理軟件，獲取能夠滿足加工要求的數(shù)控加工程序；所述二維數(shù)控加工處理軟件包含以下處理方法前置處理，提取直線和/或圓弧的節(jié)點坐標(biāo)值；后置處理，根據(jù)不同機(jī)床配備的不同數(shù)控系統(tǒng)，將前置處理中所提取直線和/或圓弧的節(jié)點坐標(biāo)值，按機(jī)床的固有格式對應(yīng)到機(jī)床的固有程序中，獲得機(jī)床可識別的代碼。本發(fā)明能夠提高產(chǎn)品加工質(zhì)量，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高企業(yè)的核心競爭力，縮短新員工培訓(xùn)時間，加快合格工藝編程人員的成才。
文檔編號G05B19/4097GK102279587SQ201010199099
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者胡玉榮, 魏國家 申請人:沈陽透平機(jī)械股份有限公司, 沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司