本發(fā)明涉及一種路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其轉(zhuǎn)換方法，尤其涉及一種能夠?qū)⒁话愕腘C碼轉(zhuǎn)換成對被加工工件表面拉絲形成發(fā)絲、波浪等紋理的NC碼的路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
：CAM(ComputerAidManufacture)是指在CNC加工時(shí)，將待加工工件的CAD檔導(dǎo)入CAM(如UG)，并通過CAM產(chǎn)生對應(yīng)的NC代碼，以用來控制CNC銑削路徑，NC代碼即代表刀具路徑。傳統(tǒng)的CNC加工一般采用單向或往復(fù)的加工路徑，且能快速加工出表面較平滑的工件。然而，當(dāng)需加工出表面有拉絲、波浪等紋理效果的工件時(shí)，還需對表面較平滑的工件進(jìn)行腐蝕咬花、砂紙砂輪摩擦或鐳射雕刻等方式的再次加工，以加工出表面具有花紋效果的工件?，F(xiàn)有的加工方法并不能一次性加工出表面具有花紋的工件，工作效率較低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，有必要提供一種能夠?qū)⒁话愕腘C碼轉(zhuǎn)換成對被加工工件表面拉絲形成發(fā)絲、波浪等紋理的NC碼的路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其控制方法。一種路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其應(yīng)用于一電子裝置上，該路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括：參數(shù)設(shè)定模塊，用于響應(yīng)用戶在一該電子裝置的輸入單元的輸入操作得出相應(yīng)的參數(shù)；讀取轉(zhuǎn)換模塊，用于從一該電子裝置的存儲單元中讀取一第一NC代碼，并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的包含有多列第一子加工路徑的第一加工路徑；運(yùn)算模塊，用于根據(jù)從該存儲單元中存儲的公式計(jì)算出在每一該第一子加工路徑上的若干第一路徑點(diǎn)(Pj)，并計(jì)算出正交于該若干第一路徑點(diǎn)(Pj)，且相對該若干個(gè)第一路徑點(diǎn)(Pj)偏移一預(yù)設(shè)值(h)的若干第二路徑點(diǎn)(Nj)；及計(jì)算出正交于每一該第一子加工路徑上的坐標(biāo)點(diǎn)(Pnc)，且相對該坐標(biāo)點(diǎn)(Pnc)偏移一預(yù)設(shè)值(h’)的第二路徑點(diǎn)(Nnc)；及將計(jì)算出的第二路徑點(diǎn)(Nj、Nnc)依次連接以形成一第二加工路徑；該讀取轉(zhuǎn)換模塊還用于將該第二加工路徑轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第二NC代碼。一種路徑轉(zhuǎn)換控制方法，其應(yīng)用于一電子裝置上，該路徑轉(zhuǎn)換控制方法包括步驟：從一該電子裝置的存儲單元中讀取一第一NC代碼，并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的包含有多列第一子加工路徑的第一加工路徑；響應(yīng)用戶在一該電子裝置的輸入單元的輸入操作得出相應(yīng)的參數(shù)；計(jì)算出每一該第一子加工路徑上的若干第一路徑點(diǎn)(Pj)，并計(jì)算出正交于該若干第一路徑點(diǎn)(Pj)，且相對該若干個(gè)第一路徑點(diǎn)(Pj)偏移一預(yù)設(shè)值(h)的若干第二路徑點(diǎn)(Nj)；計(jì)算出正交于每一該第一加工路徑上的坐標(biāo)點(diǎn)(Pnc)，且相對該坐標(biāo)點(diǎn)(Pnc)偏移一預(yù)設(shè)值(h’)的第二路徑點(diǎn)(Nnc)；將計(jì)算出的第二路徑點(diǎn)(Nj、Nnc)依次連接，以形成一第二加工路徑；將該第二加工路徑轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第二NC代碼。本發(fā)明的路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，對第一加工路徑進(jìn)行余弦式的偏移得出第二加工路徑，可使采用NC代碼加工的機(jī)床一次性加工出表面具有紋理的工件，提高了加工效率。附圖說明圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式中的路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的模塊示意圖。圖2為包含圖1所示路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的電子裝置的模塊示意圖。圖3為一CAM軟體讀取一CAD檔后得到的一加工路徑示意圖。圖4為公式(1-1)對應(yīng)的余弦波及若干虛擬路徑點(diǎn)的示意圖。圖5為第一子加工路徑L1、第一路徑點(diǎn)Pj和第二路徑點(diǎn)Nj的示意圖。圖6為路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將第一路徑點(diǎn)Pj和Pj+1之間的曲線分成許多小段的示意圖。圖7為圖5所示的第一路徑點(diǎn)Pj+1和Nj+1之間的關(guān)系的示意圖。圖8為運(yùn)算模塊計(jì)算出的與坐標(biāo)點(diǎn)Pnc對應(yīng)的第二路徑點(diǎn)Nnc的示意圖。圖9為坐標(biāo)點(diǎn)Pnc與對應(yīng)的第二路徑點(diǎn)Nnc之間的關(guān)系的示意圖。圖10為本發(fā)明一實(shí)施方式的路徑轉(zhuǎn)換控制方法的流程圖。主要元件符號說明路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100參數(shù)設(shè)定模塊110讀取轉(zhuǎn)換模塊120運(yùn)算模塊130電子裝置200輸入單元210存儲單元220處理單元230第一加工路徑L0第一加工起始點(diǎn)Pstart第一加工結(jié)束點(diǎn)Pend第一子加工路徑L1坐標(biāo)點(diǎn)Pnc第二加工路徑L0’余弦波Lcos虛擬路徑點(diǎn)M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6第一子加工起始點(diǎn)P0第一子加工結(jié)束點(diǎn)Pe第一路徑點(diǎn)P1、P2、P3、P4、P5、P6第二路徑點(diǎn)N1、N2、N3、N4、N5、N6、Nnc如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。具體實(shí)施方式請參閱圖1，圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式中的路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100的模塊示意圖。該路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100可應(yīng)用于如圖2所示的電子裝置200上，并與CAM軟體，如UG、CATIA等配合使用，用以將該CAM軟體讀取一CAD檔后生成的第一NC代碼轉(zhuǎn)換成可對一工件表面拉絲形成發(fā)絲、波浪等紋理的第二NC代碼?？衫斫?，一裝置于一加工機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)可將上述第一NC代碼或第二NC代碼轉(zhuǎn)換成數(shù)控系統(tǒng)識別的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)該數(shù)據(jù)信息使刀具執(zhí)行一對應(yīng)的加工路徑，以將上述工件加工成如CAD檔的圖形，且每一組NC代碼對應(yīng)一加工路徑。請參閱圖3，圖3為通過上述CAM軟體讀取一CAD檔后得到的一在XYZ坐標(biāo)系里的第一NC代碼對應(yīng)的第一加工路徑L0。第一加工路徑L0包括第一加工起始點(diǎn)Pstart和第一加工結(jié)束點(diǎn)Pend，該第一加工路徑L0為從第一加工起始點(diǎn)Pstart開始，沿X方向往返并沿Y方向偏移，在第一加工結(jié)束點(diǎn)Pend結(jié)束多列加工行程。該第一加工路徑L0由多列第一子加工路徑L1組合而成，其中，各第一子加工路徑L1的形狀可以不一致，其可為如圖3所示的直線狀，也可為如圖5所示的在Z方向的偏移狀。可理解，第一子加工路徑L1的形狀與上述工件被加工的形狀有關(guān)。需要說明的是，NC代碼對應(yīng)的加工路徑是由許多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)Pnc依次通過直線連接構(gòu)成。故，若NC代碼對應(yīng)的加工路徑存在直線，則該直線是由兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)Pnc連接構(gòu)成；若NC代碼對應(yīng)的加工路徑存在曲線，則該曲線是由許多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)Pnc連接構(gòu)成。路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100可用于對第一加工路徑L0的第一子加工路徑L1，進(jìn)行逐列轉(zhuǎn)換，以形成一第二加工路徑L0’。電子裝置200包括輸入單元210、存儲單元220和處理單元230。存儲單元220內(nèi)存儲有一余弦公式(1-1)，其表達(dá)式如下：Z＝H·cos(L·X+D)(1-1)上述公式(1)中的H、L和D分別可通過輸入單元210設(shè)置。存儲單元220內(nèi)還存儲有一關(guān)于X軸坐標(biāo)值的公式(1-2)，其表達(dá)式如下：X＝(π/L×n+π/4L)，n∈N(1-2)路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100包括參數(shù)設(shè)定模塊110、讀取轉(zhuǎn)換模塊120和運(yùn)算模塊130。在一實(shí)施方式中，該參數(shù)設(shè)定模塊110、讀取轉(zhuǎn)換模塊120和運(yùn)算模塊130為存儲于該電子裝置200的存儲單元220中的，能夠被該電子裝置200的處理單元230所執(zhí)行并且能夠完成固定功能的一系列計(jì)算機(jī)程序指令段。在其他實(shí)施方式中，該路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100的多個(gè)模塊為固化于處理單元230中的硬件單元，例如為固化于處理單元230的韌體。其中，所述存儲單元220可為硬盤、軟盤、U盤、隨機(jī)存取存儲器等。該處理單元230可為中央處理器(CPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、單片機(jī)等。本說明書中，通過對圖5中的第一子加工路徑L1的轉(zhuǎn)換解釋，以說明該路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100是如何將第一加工路徑L0轉(zhuǎn)換成第二加工路徑L0’。參數(shù)設(shè)置模塊110根據(jù)用戶通過輸入單元210的輸入操作而設(shè)置公式(1-1)的H、L和D的值。請參閱圖4，圖4為公式(1-1)確定H、L和D的值后對應(yīng)的余弦波Lcos。具體地，運(yùn)算模塊130根據(jù)輸入單元210設(shè)定的參數(shù)H、L和D的值與公式(1-1)計(jì)算出一具體的余弦公式。本實(shí)施方式中，圖4中的余弦波Lcos對應(yīng)的公式(1-1)中的參數(shù)D的值為0。運(yùn)算模塊130根據(jù)公式(1-1)和公式(1-2)計(jì)算出若干位于該余弦波Lcos上的虛擬路徑點(diǎn)Mj。本實(shí)施方式中，圖4僅示出n值為0，1，2，3時(shí)，在余弦波Lcos上依次得到的虛擬路徑點(diǎn)M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6，其中，M0為運(yùn)算模塊130根據(jù)公式(1-1)和公式(1-2)計(jì)算出的起始虛擬路徑點(diǎn)，虛擬路徑點(diǎn)M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6的X坐標(biāo)值分別為-π/4L、π/4L、3π/4L、5π/4L、7π/4L、9π/4L、11π/4L。請參閱圖5，圖5為讀取轉(zhuǎn)換模塊120讀取導(dǎo)入至路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)100的第一NC代碼后，并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第一加工路徑L0中的一列第一子加工路徑L1的示意圖，該第一子加工路徑L1包括第一子加工起始點(diǎn)P0和第一子加工結(jié)束點(diǎn)Pe。運(yùn)算模塊130根據(jù)得到的虛擬路徑點(diǎn)Mj的X坐標(biāo)值及一存儲于存儲單元220的公式(2-1)在第一子加工路徑L1上從第一子加工起始點(diǎn)P0點(diǎn)開始計(jì)算第一子加工路徑L1的路徑長，并依次計(jì)算出若干第一路徑點(diǎn)Pj。公式(2-1)的表達(dá)式如下：D(Pj，Pj+1)＝Dx(Mj，Mj+1)(2-1)上述公式(2-1)中D(Pj，Pj+1)是指在第一子加工路徑L1上，Pj點(diǎn)到Pj+1點(diǎn)之間的的路徑長，Dx(Mj，Mj+1)是指在余弦波Lcos上Mj點(diǎn)到Mj+1點(diǎn)之間沿X軸向的距離，即Mj+1點(diǎn)的X坐標(biāo)值減去Mj點(diǎn)的X坐標(biāo)值。本實(shí)施方式中，運(yùn)算模塊130在第一子加工路徑L1上從第一子加工起始點(diǎn)P0開始計(jì)算，依次計(jì)算出與虛擬路徑點(diǎn)M1、M2、M3、M4、M5、M6一一對應(yīng)的第一路徑點(diǎn)P1、P2、P3、P4、P5、P6。其中，每兩個(gè)相鄰第一路徑點(diǎn)Pj和Pj+1之間的路徑長為π/2L?？梢岳斫猓垍㈤唸D6，當(dāng)運(yùn)算模塊130在計(jì)算第一子加工路徑L1上Pj到Pj+1的路徑長時(shí)，Pj與Pj+1之間的路徑存在曲線時(shí)，運(yùn)算模塊130將曲線切成許多小段，并累加各個(gè)小段的距離(參公式(2-2))，直至運(yùn)算出公式(2-1)的結(jié)果，運(yùn)算模塊130將曲線切成許多小段的具體方法，本實(shí)施方式中不詳細(xì)概述，公式(2-2)的表達(dá)式如下：D(P_j，P_j+1)＝Σidi(2-2)請?jiān)賲㈤唸D5和圖7，運(yùn)算模塊130還根據(jù)一存儲于存儲單元220的公式(2-3)，計(jì)算出正交于第一路徑點(diǎn)Pj，且相對第一路徑點(diǎn)Pj偏移一距離值h的第二路徑點(diǎn)Nj。本實(shí)施方式中，圖5僅示出與第一路徑點(diǎn)P1、P2、P3、P4、P5、P6一一對應(yīng)的第二路徑點(diǎn)N1、N2、N3、N4、N5、N6。公式(2-3)的表達(dá)式如下：{h＝H×(1-(1-Pup)×cos(LX+D))|X＝(π/L×n±π/4L)，n∈N}(2-3)上述公式中，Pup是指刀徑抬離工作表面的百分比，其值可由參數(shù)設(shè)定單元110響應(yīng)輸入單元210的輸入得出。請參閱圖8和圖9，運(yùn)算模塊130還根據(jù)存儲于存儲單元220的公式，依次計(jì)算出正交于構(gòu)成第一子加工路徑L1的第一NC代碼的坐標(biāo)點(diǎn)Pnc，且相對坐標(biāo)點(diǎn)Pnc偏移的距離值h’的第二路徑點(diǎn)Nnc。運(yùn)算模塊130判斷坐標(biāo)點(diǎn)Pnc到第一起始點(diǎn)P0的路徑長滿足公式(3-1)或公式(3-3)時(shí)，運(yùn)算模塊130計(jì)算出值h’。具體地，若運(yùn)算模塊130判斷坐標(biāo)點(diǎn)Pnc到第一子加工起始點(diǎn)P0的路徑長滿足公式(3-1)，h’的值可由運(yùn)算模塊130根據(jù)公式(3-2)計(jì)算出。公式(3-1)和公式(3-2)的表達(dá)式如下：{(π/L×n+D)-π/4LD(P_0,P_1)(π/L×n+D))+π/4L|∀n,n∈N}---(3-1)]]>若運(yùn)算模塊130坐標(biāo)點(diǎn)Pnc到第一子加工起始點(diǎn)P0的路徑長滿足公式(3-3)時(shí)，h’的值可由運(yùn)算模塊130根據(jù)公式(3-3)計(jì)算出。公式(3-3)和公式(3-4)的表達(dá)式如下：{(π/L×(n+)+D)-π/4LD(P_0,P_1)(π/L×(n+1)+D))+π/4L|∀n,n∈N}---(3-3)]]>運(yùn)算模塊130還將計(jì)算出的第二路徑點(diǎn)Nj和Nnc依據(jù)對應(yīng)的第一子加工路徑L1上的第一路徑點(diǎn)Pj和坐標(biāo)點(diǎn)Pnc在第一子加工路徑L1上的順序依次連接起來，即得到一列第二子加工路徑L2。可理解，運(yùn)算模塊130對第一NC代碼對應(yīng)的第一加工路徑L0的每一列第一子加工路徑L1均進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可得到上述第二加工路徑L0’，讀取轉(zhuǎn)換模塊可將該第二加工路徑L0’轉(zhuǎn)換生成對應(yīng)的可對工件表面拉絲形成發(fā)絲、波浪等紋理的第二NC代碼?？衫斫?，用戶可不需在參數(shù)設(shè)定單元110上設(shè)置參數(shù)H和L的準(zhǔn)確值，用以完成加工路徑L0每一列路徑的轉(zhuǎn)換，只需在參數(shù)設(shè)定單元110上設(shè)置參數(shù)H、L的范圍：Hdown～Htop和Ldown～Ltop，加工路徑L0每一列路徑被轉(zhuǎn)換時(shí)使用的參數(shù)H、L和D的值均可由一隨機(jī)程序隨機(jī)確定，使得Hdown<H<Htop、Ldown<L<Ltop和2π/Ltop<D<2π/Ldown，此方式可使數(shù)控機(jī)床加工出如同發(fā)絲狀紋理的工件。可理解，在其他實(shí)施方式中，第一路徑點(diǎn)Pj還可直接由運(yùn)算模塊130根據(jù)一公式計(jì)算出，該公式表達(dá)式為：{Sj≈π/L×n+π/4L×(nmod2)×(-1)|Sj＝D(P_0，P_j)，n∈N}其中，(nmod2)為一求余函數(shù)。可理解，在參數(shù)設(shè)定單元110上還可設(shè)置一偏移比例Pshift，加工路徑L0的第一子加工路徑L1使用的參數(shù)D的值可根據(jù)下附公式得出，該公式表達(dá)式為：Dk+1＝Dk+Dk×Pshift按照每一列第一子加工路徑L1加工順序依次得出，此方式可加工出表面具有波浪狀紋理的工件?？衫斫猓撀窂睫D(zhuǎn)換系統(tǒng)100還可以用于轉(zhuǎn)換單向加工式的第一NC代碼。可理解，該第一加工路徑L1不限于XZ平面的加工路徑，還可以是XY平面或YZ平面的加工路徑。可理解，兩個(gè)相鄰第一路徑點(diǎn)Pj和Pj+1之間的路徑長不限于為π/2L?？衫斫?，上述計(jì)算公式的表達(dá)式并不限制于本實(shí)施方式中的表達(dá)式，如上述公式中所有的π/4L均可以被替換成其他表達(dá)樣式，如π/3L、π/5L等。請參閱圖10，圖10為本發(fā)明一實(shí)施方式中路徑轉(zhuǎn)換控制方法的流程圖。步驟S101，讀取存儲于存儲單元220的第一NC代碼，并將該第一NC代碼轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第一加工路徑L0。步驟S102，響應(yīng)用戶在輸入單元210的輸入操作得出相應(yīng)的參數(shù)H、L、D和Pup的值。具體地，參數(shù)設(shè)定模塊110響應(yīng)用戶在輸入單元210內(nèi)輸入H、L、D和Pup的值。步驟S103，根據(jù)公式(1-2)得出虛擬路徑點(diǎn)Mj的X坐標(biāo)值。本實(shí)施方式中，運(yùn)算模塊130取n＝0,1,2,3依次得到虛擬路徑點(diǎn)M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6。步驟S104，根據(jù)公式(2-1)在每一列第一子加工路徑L1上計(jì)算出若干第一路徑點(diǎn)Pj。本實(shí)施方式中，運(yùn)算模塊130根據(jù)虛擬路徑點(diǎn)M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6的X坐標(biāo)值及公式(2-1)依次計(jì)算出與虛擬路徑點(diǎn)M0、M1、M2、M3、M4、M5、M6一一對應(yīng)的第一路徑點(diǎn)P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6。步驟S105，根據(jù)公式(2-3)計(jì)算出與若干第一路徑點(diǎn)Pj對應(yīng)的若干第二路徑點(diǎn)Nj。本實(shí)施方式中，運(yùn)算模塊130根據(jù)公式(2-3)依次計(jì)算出正交于第一路徑點(diǎn)P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6，且相對該第一路徑點(diǎn)P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6偏移一值h的第二路徑點(diǎn)N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6。步驟S106，根據(jù)公式(3-1)、(3-2)、(3-3)和(3-4)計(jì)算出正交于每一第一子加工路徑L1的坐標(biāo)點(diǎn)Pnc，且相對坐標(biāo)點(diǎn)Pnc偏移一值h’的第二路徑點(diǎn)Nnc。具體地，當(dāng)坐標(biāo)點(diǎn)Pnc到對應(yīng)列的第一子加工起始點(diǎn)P0的路徑長滿足公式(3-1)時(shí)，第二路徑點(diǎn)Nnc相對坐標(biāo)點(diǎn)Pnc正交偏移的值h’由公式(3-2)得出；當(dāng)坐標(biāo)點(diǎn)Pnc到對應(yīng)列的第一子加工起始點(diǎn)P0的路徑長滿足公式(3-3)時(shí)，第二路徑點(diǎn)Nnc相對坐標(biāo)點(diǎn)Pnc正交偏移的值h’由公式(3-3)得出。步驟S107，將在每一該第一子加工路徑L1上計(jì)算出的第二路徑點(diǎn)Nj和Nnc依次連接，形成一第二加工路徑。步驟S108，將該第二加工路徑轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第二NC代碼。本發(fā)明的路徑轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，對第一加工路徑進(jìn)行余弦式的偏移得出第二加工路徑，可使采用NC代碼加工的機(jī)床一次性加工出表面具有紋理的工件，提高了加工效率。本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施方式僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍之內(nèi)，對以上實(shí)施方式所作的適當(dāng)改變和變化都落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3