本發(fā)明涉及一種借助計(jì)算機(jī)控制機(jī)器以實(shí)施產(chǎn)品制造的方法，尤其涉及一種控制機(jī)器加工非標(biāo)準(zhǔn)工件的方法，及實(shí)施該方法的裝置，以按需自動(dòng)化制造目標(biāo)產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

工業(yè)控制主要是借助電子電氣、機(jī)械和計(jì)算機(jī)等多項(xiàng)技術(shù)的組合，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工進(jìn)行控制，使所生產(chǎn)和制造過(guò)程更加自動(dòng)化、效率化、精確化，并具有可控性及可視性。

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)控制起到關(guān)鍵性的作用，其通常是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程及其機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測(cè)與控制的工具總稱，具有計(jì)算機(jī)的基本屬性和特征，如：中央處理單元(CPU)、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口、并有實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計(jì)算處理能力和人機(jī)界面等。工控機(jī)的主要類別有：IPC(PC總線工業(yè)電腦)、PLC(可編程控制系統(tǒng))、DCS(分散型控制系統(tǒng))、FCS(現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng))及CNC(數(shù)控系統(tǒng))五種。目前，使用比較廣泛的工業(yè)控制產(chǎn)品如：PLC、變頻器、觸摸屏、伺服電機(jī)和工控機(jī)等。

計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)是用計(jì)算機(jī)控制加工功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng)。其由數(shù)控程序存儲(chǔ)裝置、計(jì)算機(jī)控制主機(jī)、可編程邏輯控制器、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給(伺服)驅(qū)動(dòng)裝置(包括檢測(cè)裝置)等組成。CNC系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置，用于控制自動(dòng)化加工設(shè)備的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

目前產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用較多的CNC為PC數(shù)控系統(tǒng)，包括“NC-PC”過(guò)渡型結(jié)構(gòu)，既保留傳統(tǒng)NC硬件結(jié)構(gòu)，僅將PC作為HMI，以FANUC公司的160i、180i、310i和840D等型號(hào)產(chǎn)品為代表性。另一類即將數(shù)控功能集中以運(yùn)動(dòng)控制卡的形式實(shí)現(xiàn)，通過(guò)增擴(kuò)NC控制板卡(如基于DSP的運(yùn)動(dòng)控制卡等)來(lái)發(fā)展PC數(shù)控系統(tǒng)，其以DELTA TAU公司的PMAC-NC系統(tǒng)為代表。

伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制中的應(yīng)用，相應(yīng)的產(chǎn)生了工控軟件，包括數(shù)據(jù)輸入和處理程序、插補(bǔ)計(jì)算程序、管理程序和診斷程序等。經(jīng)歷從二進(jìn)制編碼、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言等編程方式至今，工控軟件已發(fā)展到組態(tài)軟件，如：Auto CAD，是直接采用標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程控制流程圖和電氣原理系統(tǒng)圖的組態(tài)軟件。經(jīng)人機(jī)界面輸入相關(guān)控制方案后，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成執(zhí)行程序。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種控制機(jī)器實(shí)施加工的方法，借助計(jì)算機(jī)程序化地控制機(jī)器以實(shí)施產(chǎn)品制造，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的按需制造目標(biāo)產(chǎn)品，如：非標(biāo)準(zhǔn)工件。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種控制機(jī)器實(shí)施加工的方法，應(yīng)用并改善計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)的參與下，控制目標(biāo)產(chǎn)品的自動(dòng)化制造過(guò)程，并產(chǎn)生符合要求的產(chǎn)品。

本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種適用于具有五軸功能的數(shù)控機(jī)床以實(shí)施產(chǎn)品加工的控制方法，以利于非標(biāo)產(chǎn)品(如：工件)及時(shí)和按需制造。

本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種用于控制產(chǎn)品加工的裝置，以實(shí)施本發(fā)明的方法。

本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種控制機(jī)器實(shí)施加工的方法在自動(dòng)化生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(如：工件)中的應(yīng)用。

本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種用于控制產(chǎn)品加工的裝置在自動(dòng)化生產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(如：工件)中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法，包括：

先輸入加工參數(shù)，然后依據(jù)加工工藝所運(yùn)算得到加工數(shù)值，再將加工數(shù)值相應(yīng)填入各個(gè)預(yù)置的加工模板文件，并產(chǎn)生系統(tǒng)所識(shí)別的可執(zhí)行文件(如：NC文件)，接著將可執(zhí)行文件輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，再由數(shù)控系統(tǒng)按可執(zhí)行文件提供的執(zhí)行代碼和命令驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行程序化加工。

本發(fā)明方法至少依據(jù)設(shè)備機(jī)械坐標(biāo)參數(shù)以及加工參數(shù)匹配相對(duì)應(yīng)的加工要素的運(yùn)算方式，獲得可實(shí)施的加工數(shù)值，相應(yīng)填入各個(gè)預(yù)置的加工模板文件后生成可執(zhí)行文件。

本發(fā)明提供的方法，將可執(zhí)行文件依次發(fā)送給數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)逐一接收并按該所接受到的可執(zhí)行文件提供的執(zhí)行代碼和命令驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行程序化加工，即數(shù)控系統(tǒng)先接收并完成一個(gè)可執(zhí)行文件，完成后再接收下一個(gè)并完成，如此運(yùn)行至接收到最后一個(gè)可執(zhí)行文件為止。

本發(fā)明所稱的加工參數(shù)應(yīng)當(dāng)理解為與待加工工件有關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)如：但不僅限于機(jī)械參數(shù)、工具參數(shù)、工件參數(shù)和反饋數(shù)據(jù)等。

本發(fā)明所稱的機(jī)械參數(shù)應(yīng)當(dāng)理解為機(jī)加工設(shè)備及其部件或附件的固有的物理量，如：但不僅限于行程、角度、長(zhǎng)度值、寬度值、高度值、偏移值和直徑等。

本發(fā)明所稱的工件參數(shù)應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)工件所需加工的尺寸和形狀方面的要求，如：但不僅限于待加工長(zhǎng)度、深度、角度和圓弧半徑等，以及執(zhí)行加工所需要的其它信息，如：但不僅限于進(jìn)給速度、進(jìn)給方向、進(jìn)給方式和安全距離等。

本發(fā)明所稱的工具參數(shù)應(yīng)當(dāng)理解為加工工件所用刃磨具的物理量，如：但不僅限于刃磨具直徑、厚度、角度和刃磨具安裝位置等，在有些工藝中，這些信息也為完成加工運(yùn)算所需要，其可預(yù)先輸入并存儲(chǔ)以供調(diào)用。

本發(fā)明所稱的反饋數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)理解為機(jī)加工設(shè)備在執(zhí)行加工指令對(duì)工件進(jìn)行加工/ 測(cè)量的過(guò)程中獲得的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明所稱的加工數(shù)值應(yīng)當(dāng)包括加工的起點(diǎn)和終點(diǎn)，還包括了加工的運(yùn)動(dòng)軌跡(或稱路徑)。

本發(fā)明所稱的計(jì)算機(jī)應(yīng)當(dāng)理解為安裝處理芯片并能實(shí)施運(yùn)算的裝置如：但不僅限于個(gè)人電腦(PC機(jī))、便攜式電腦、平板電腦、智能手機(jī)和智能手表等。

本發(fā)明提供的一種控制機(jī)器實(shí)施加工的方法，包括

步驟1：輸入加工參數(shù)；

步驟2：根據(jù)所輸入的加工參數(shù)，相應(yīng)地產(chǎn)生工藝數(shù)值；

步驟3：獲取機(jī)械參數(shù)和反饋參數(shù)之至少一種，以及工具參數(shù)，而對(duì)產(chǎn)生的工藝數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算方式的識(shí)別，識(shí)別出工藝數(shù)值所屬的加工要素種類；

步驟4：對(duì)工藝數(shù)值是否符合所識(shí)別的加工要素的運(yùn)算方式進(jìn)行判斷：

當(dāng)工藝數(shù)值不符合該種加工參數(shù)的運(yùn)算方式時(shí)，則返回步驟1，要求重新輸入加工參數(shù)，

當(dāng)工藝數(shù)值符合該種加工參數(shù)的運(yùn)算方式時(shí)，則進(jìn)行

步驟5：根據(jù)工藝數(shù)值所對(duì)應(yīng)的運(yùn)算方式對(duì)工藝數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算處理，得到加工數(shù)值；接著

步驟6，將加工數(shù)值相應(yīng)填入各個(gè)預(yù)置的加工模板文件，并產(chǎn)生CNC系統(tǒng)的可執(zhí)行文件；然后

步驟7：判斷機(jī)器狀態(tài)：

當(dāng)機(jī)器狀態(tài)為“待機(jī)”時(shí)，則執(zhí)行步驟8；

當(dāng)機(jī)器狀態(tài)為“停機(jī)”時(shí)，則生成返回代碼，提示“可執(zhí)行加工作業(yè)”，由操作者給出執(zhí)行加工作業(yè)的指令后，執(zhí)行步驟8；

步驟8：執(zhí)行加工作業(yè)，包括

步驟81：cNc加載可執(zhí)行文件，控制機(jī)器程序化的對(duì)工件進(jìn)行加工；

步驟82：根據(jù)可執(zhí)行文件的要求，提供加工后的反饋數(shù)據(jù)；

步驟9：判斷與輸入加工參數(shù)相關(guān)聯(lián)的全部工藝均完成：

當(dāng)與輸入加工參數(shù)相關(guān)聯(lián)的全部工藝均完成時(shí)，則停止機(jī)器，處于“停機(jī)狀態(tài)”，返回步驟1；

當(dāng)與輸入加工參數(shù)相關(guān)聯(lián)的全部工藝未完成時(shí)，則暫停機(jī)器，處于“待機(jī)狀態(tài)”，返回步驟4或步驟5。

本發(fā)明提供的各種方法，適用于在計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)加工設(shè)備(如：具有三軸以上功能的數(shù)控機(jī)床)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的快速加工。對(duì)于在一臺(tái)計(jì)算機(jī)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)的計(jì)算上應(yīng)用本發(fā)明提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)加工工件的程序和方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助制造，如：模擬具有三軸以上功能的數(shù)控機(jī)床(如：但不僅限于三軸、四軸、五軸、六軸和七軸等)加工工件的方案進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助制造，生成 預(yù)設(shè)的可執(zhí)行文件。

為實(shí)施本發(fā)明的各種控制機(jī)器實(shí)施加工的方法，本發(fā)明還提供的一種裝置，包括

控制器，其用于對(duì)工件的制造進(jìn)行控制；還包括記錄器，其用于記錄CNC文件執(zhí)行后存儲(chǔ)在CNC內(nèi)部存儲(chǔ)單元中的反饋數(shù)據(jù)；

指令輸入器，與控制器連接，接收加工參數(shù)，并向控制器輸出；

指令運(yùn)算器，與控制器連接，根據(jù)所接收的工藝數(shù)值對(duì)應(yīng)的算法進(jìn)行運(yùn)算，獲得可實(shí)施的加工坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值，并生成CNC可執(zhí)行化文件，還可根據(jù)加工的要求對(duì)可執(zhí)行化文件的次序進(jìn)行調(diào)整；

指令存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)CNC可執(zhí)行化文件；

運(yùn)算存儲(chǔ)器，用于儲(chǔ)存得到計(jì)算的加工坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值所需的數(shù)據(jù)文件和數(shù)值-代碼對(duì)應(yīng)文件；

執(zhí)行裝置，與控制器連接，執(zhí)行CNC可執(zhí)行化文件。

本發(fā)明提供的另一種裝置，包括

終端，用于對(duì)工件的制造進(jìn)行控制，將加工參數(shù)生成工藝數(shù)值，還包括記錄器，對(duì)可執(zhí)行文件產(chǎn)生的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；

顯示界面，與終端連接，接收加工參數(shù)，并向終端輸出；

運(yùn)算器，與終端連接，將由識(shí)別單元判斷對(duì)符合所識(shí)別的加工要素的工藝數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算，

當(dāng)運(yùn)算不需要反饋數(shù)據(jù)時(shí)，獲得可實(shí)施的加工數(shù)值，并生成CNC可執(zhí)行化文件；

當(dāng)運(yùn)算還需要獲取反饋數(shù)據(jù)時(shí)，則由監(jiān)測(cè)單元通過(guò)機(jī)加工通訊模塊，獲取在CNC數(shù)控系統(tǒng)的CNC存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的反饋數(shù)據(jù)后，再運(yùn)算得到可實(shí)施的加工坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值，并生成CNC可執(zhí)行化文件；

第一存儲(chǔ)器，與運(yùn)算器連接，用于存儲(chǔ)各種機(jī)械參數(shù)、工具參數(shù)、調(diào)取的反饋參數(shù)以及生成的各種CNC可執(zhí)行化文件；還與機(jī)加工通訊模塊連接，以使所儲(chǔ)存的各種CNC可執(zhí)行化文件通過(guò)機(jī)加工通訊模塊輸入CNC當(dāng)中，執(zhí)行對(duì)工件的加工。

本發(fā)明提供的裝置，其CNC包括CNC控制器和CNC通訊接口。

本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的有益效果：

本發(fā)明提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法，各個(gè)加工代碼片段從整體上呈現(xiàn)隊(duì)列式地，循環(huán)向機(jī)加工設(shè)備(如：CNC)下發(fā)加工代碼集并依次控制機(jī)器執(zhí)行該加工代碼集后，再下發(fā)下一加工代碼集，直至完成對(duì)工件的加工，降低了硬件性能要求，對(duì)人工介入的要求顯著降低，降低對(duì)數(shù)控系統(tǒng)硬件性能的需求。采用隊(duì)列式加工的方式，使得加工工藝的數(shù)量和順序?qū)崿F(xiàn)了按需自由組合，也利于根據(jù)具體的加工要求，及時(shí)對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)工件的制造過(guò)程做出工件參數(shù)的調(diào)整，提高了加工的靈活性和適應(yīng)性。

與一次性向CNC下發(fā)全部加工參數(shù)的機(jī)加工方式相比，本發(fā)明提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法有效減少了可執(zhí)行文件的代碼一次性載入量，顯著降低了CNC系統(tǒng)的 負(fù)荷，使得CNC反應(yīng)慢、死機(jī)和執(zhí)行效率低等問(wèn)題得以改善。

與采用向CNC下發(fā)指令并獲得全部反饋數(shù)據(jù)，然后根據(jù)全部反饋數(shù)據(jù)再計(jì)算并下發(fā)全部加工參數(shù)的方式(如：MTS軟件)相比，本發(fā)明提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法的靈活性更高，對(duì)于向CNC下發(fā)加工參數(shù)也無(wú)需獲得所有反饋數(shù)據(jù)，無(wú)需先執(zhí)行全部測(cè)量并獲取參數(shù)后再生成加工文件，因此可以實(shí)現(xiàn)加工后自動(dòng)測(cè)量并自動(dòng)再加工，可以實(shí)現(xiàn)加工-測(cè)量-加工-測(cè)量間無(wú)先后順序的任意工序組合和自動(dòng)執(zhí)行，人工介入的情況更少，大大提高了加工程序的自動(dòng)化及自適應(yīng)程度。

本發(fā)明提供的裝置，可應(yīng)用于采用分布式架構(gòu)的設(shè)備中，借助有限或無(wú)線通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的互聯(lián)，并將加工任務(wù)分派到各指定設(shè)備端上，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)工件的快速按需加工制造及分布式的自適應(yīng)定制化制造。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明機(jī)控制機(jī)器實(shí)施加工的方法一實(shí)施例的流程圖；

圖2為本發(fā)明機(jī)控制機(jī)器實(shí)施加工的方法另一實(shí)施例的流程圖；

圖3為實(shí)施本發(fā)明控制機(jī)器實(shí)施加工的方法的裝置一實(shí)施例示意圖；

圖4為實(shí)施本發(fā)明控制機(jī)器實(shí)施加工的方法的裝置另一實(shí)施例示意圖；

圖5為圖4所示裝置中CNC與終端連接的一實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。

具有五軸功能的數(shù)控機(jī)床可以以多種姿態(tài)實(shí)現(xiàn)工件與刀具間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，一方面可以保持刀具更好的加工姿態(tài)，避免刀具中心極低的切削速度，也可以避免刀具和工件、卡具間的干涉，實(shí)現(xiàn)有限行程內(nèi)更大加工范圍。五軸功能也是衡量數(shù)控系統(tǒng)能力的重要指標(biāo)。

具有五軸功能的數(shù)控設(shè)備的工作流程大體包括：

1、輸入：零件程序及控制參數(shù)、補(bǔ)償量等數(shù)據(jù)的輸入，可采用光電閱讀機(jī)、鍵盤、磁盤、連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC接口、網(wǎng)絡(luò)等多種形式。CNC裝置在輸入過(guò)程中通常還要完成無(wú)效碼刪除、代碼校驗(yàn)和代碼轉(zhuǎn)換等工作；

2、譯碼：不論系統(tǒng)工作在MDI方式還是存儲(chǔ)器方式，都是將零件程序以一個(gè)程序段為單位進(jìn)行處理，把其中的各種零件輪廓信息(如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線或圓弧等)、加工速度信息(F代碼)和其他輔助信息(M、S、T代碼等)按照一定的語(yǔ)法規(guī)則解釋成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，并以一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用單元。 在譯碼過(guò)程中，還要完成對(duì)程序段的語(yǔ)法檢查，若發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤便立即報(bào)警；

3、刀具補(bǔ)償：刀具補(bǔ)償包括刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀具半徑補(bǔ)償。通常CNC裝置的零件程序以零件輪廓軌跡編程，刀具補(bǔ)償作用是把零件輪廓軌跡轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。在比較好的CNC裝置中，刀具補(bǔ)償?shù)墓ぜ€包括程序段之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)接和過(guò)切削判別，這就是所謂的C刀具補(bǔ)償；

4、進(jìn)給速度處理：編程所給的刀具移動(dòng)速度，是在各坐標(biāo)的合成方向上的速度。速度處理首先要做的工作是根據(jù)合成速度來(lái)計(jì)算各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的分速度。在有些CNC裝置中，對(duì)于機(jī)床允許的最低速度和最高速度的限制、軟件的自動(dòng)加減速等也在這里處理：

5、插補(bǔ)：插補(bǔ)的任務(wù)是在一條給定起點(diǎn)和終點(diǎn)的曲線上進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。插補(bǔ)程序在每個(gè)插補(bǔ)周期運(yùn)行一次，在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)，根據(jù)指令進(jìn)給速度計(jì)算出一個(gè)微小的直線數(shù)據(jù)段。通常，經(jīng)過(guò)若干次插補(bǔ)周期后，插補(bǔ)加工完一個(gè)程序段軌跡，即完成從程序段起點(diǎn)到終點(diǎn)的“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”工作；

6、位置控制：位置控制處在伺服回路的位置環(huán)上，這部分工作可以由軟件實(shí)現(xiàn)，也可以由硬件完成。它的主要任務(wù)是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將理論位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電動(dòng)機(jī)。在位置控制中通常還要完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高機(jī)床的定位精度；

7、I/0處理：I/O處理主要處理CNC裝置面板開關(guān)信號(hào)，機(jī)床電氣信號(hào)的輸入、輸出和控制(如換刀、換擋、冷卻等)；

8、顯示：CNC裝置的顯示主要為操作者提供方便，通常用于零件程序的顯示、參數(shù)顯示、刀具位置顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警顯示等，有些CNC裝置中還有刀具加工軌跡的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖形顯示；

9、診斷：對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的不正常情況進(jìn)行檢查、定位，包括聯(lián)機(jī)診斷和脫機(jī)診斷。

圖1為本發(fā)明控制機(jī)器實(shí)施加工的方法一實(shí)施例的流程圖，圖2為本發(fā)明控制機(jī)器實(shí)施加工的方法另一實(shí)施例的流程圖，如圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法，包括如下步驟：

步驟100：輸入加工參數(shù)，如：但不僅限于在人機(jī)界面給出的輸入框中輸入目標(biāo)工件的加工參數(shù)，或者通過(guò)存儲(chǔ)設(shè)備(如：硬盤和閃存盤)輸入目標(biāo)工件的加工參數(shù)，或者含有加工參數(shù)的文件，或者借助有線或無(wú)線的通訊方式實(shí)現(xiàn)加工參數(shù)或者含有加工參數(shù)的文件的輸入。

步驟200：根據(jù)所輸入的加工參數(shù)，相應(yīng)地產(chǎn)生工藝數(shù)值，便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。

步驟300：獲取機(jī)械參數(shù)和反饋參數(shù)之至少一種，以及工具參數(shù)，而對(duì)產(chǎn)生的工藝數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算方式的識(shí)別，識(shí)別出工藝數(shù)值所屬的那一種加工要素，如：但不僅限于開槽、開底刃和開橫刃等。

步驟400：對(duì)工藝數(shù)值是否符合所識(shí)別的加工要素的運(yùn)算方式進(jìn)行判斷：

當(dāng)工藝數(shù)值不符合該種加工參數(shù)的運(yùn)算方式時(shí)，則返回步驟100，要求重新輸入加工參數(shù)，

當(dāng)工藝數(shù)值符合該種加工參數(shù)的運(yùn)算方式時(shí)，則進(jìn)行

步驟500：根據(jù)工藝數(shù)值所對(duì)應(yīng)的運(yùn)算方式對(duì)工藝數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算處理，得到加工數(shù)值；

在此步驟中，還可以得到對(duì)該種工件進(jìn)行加工所需的工藝情況，如：但不僅限于步驟及其數(shù)量。

接著，步驟600，將加工數(shù)值相應(yīng)填入各個(gè)預(yù)置的加工模板文件，并產(chǎn)生CNC系統(tǒng)的可執(zhí)行文件(如：但不僅限于程序或代碼集等)，即產(chǎn)生能使CNC系統(tǒng)執(zhí)行加工指令的文件(如：但不僅限于將各個(gè)NC代碼行匯集生成CNC系統(tǒng)可執(zhí)行的NC文件等)，以及還參照如：但不僅限于反饋數(shù)據(jù)的數(shù)值，獲得加工數(shù)值而填入加工模板文件，進(jìn)而產(chǎn)生CNC系統(tǒng)的可執(zhí)行文件；然后

步驟700：判斷機(jī)器的狀態(tài)：

當(dāng)機(jī)器狀態(tài)為“待機(jī)”時(shí)，則執(zhí)行步驟800；

當(dāng)機(jī)器狀態(tài)為“停機(jī)”時(shí)，則生成返回代碼，提示“可執(zhí)行加工作業(yè)”，由操作者給出執(zhí)行加工作業(yè)的指令后，執(zhí)行步驟800；

步驟800：執(zhí)行加工作業(yè)，包括

步驟810：CNC加載可執(zhí)行文件，控制機(jī)器程序化的對(duì)工件進(jìn)行加工；

步驟820：根據(jù)可執(zhí)行文件的要求，提供加工后的反饋數(shù)據(jù)。

步驟900：判斷與輸入加工參數(shù)相關(guān)聯(lián)的全部工藝是否均完成：

當(dāng)與輸入加工參數(shù)相關(guān)聯(lián)的全部工藝均完成時(shí)，則停止機(jī)器，處于“停機(jī)狀態(tài)”，返回步驟1；

當(dāng)與輸入加工參數(shù)相關(guān)聯(lián)的全部工藝未完成時(shí)，則暫停機(jī)器，處于“待機(jī)狀態(tài)”，返回步驟4或步驟5。

工藝數(shù)值是否符合所識(shí)別的加工要素的運(yùn)算方式進(jìn)行判斷可以采用一次性全部判斷，比如：在步驟4，根據(jù)工藝數(shù)值所屬的加工要素種類依次對(duì)工藝數(shù)值是否符合所識(shí)別的加工要素的運(yùn)算方式進(jìn)行判斷，這樣在完成后續(xù)工藝的加工時(shí)則僅返回到步驟5進(jìn)行(參見圖2)；當(dāng)需要對(duì)輸入的加工參數(shù)進(jìn)行修改，或者先行僅就1種工藝的參數(shù)進(jìn)行判斷，在完成后續(xù)工藝的加工時(shí)則返回步驟4進(jìn)行。

本實(shí)施例的方法中，加工模板文件是為了反復(fù)實(shí)施產(chǎn)品加工預(yù)先格式化設(shè)置的加工工藝文件。其中，缺省的加工數(shù)值，將根據(jù)不同的加工要求而輸入的加工參數(shù)，再經(jīng)運(yùn)算后填入。

本實(shí)施例的方法中，其所進(jìn)行的算法至少包括機(jī)械參數(shù)、工具參數(shù)和工件參數(shù)，還包括反饋數(shù)據(jù)。

以開槽工序和平面后角加工為例，相關(guān)的工件參數(shù)包括槽的長(zhǎng)度、芯厚、軸向前 角、徑向前角、螺旋角度、先端角度、第一后角角度、第二后角角度、第一后角寬度和兩刃間距等。

反饋數(shù)據(jù)應(yīng)理解為基于完成加工指令(如：執(zhí)行CNC文件)而產(chǎn)生的數(shù)值，大體分為兩種：表示當(dāng)前工序狀態(tài)，完成或正在加工中或加工失敗的數(shù)據(jù)，以及標(biāo)示測(cè)量工序結(jié)果的數(shù)據(jù)，包括但不僅限于工具懸伸長(zhǎng)度、外徑、A軸位相和螺旋角度等。加工工序的運(yùn)算根據(jù)操作人員的設(shè)定調(diào)用反饋數(shù)據(jù)。

比如：對(duì)螺旋角度進(jìn)行測(cè)量后，儲(chǔ)存所得測(cè)量值(如：儲(chǔ)存于數(shù)控系統(tǒng))，即為反饋數(shù)據(jù)，當(dāng)根據(jù)開槽的工藝數(shù)值所對(duì)應(yīng)的運(yùn)算方式進(jìn)行運(yùn)算處理時(shí)，調(diào)取反饋參數(shù)(如：螺旋角度的測(cè)量值)，以完成運(yùn)算；再如：當(dāng)機(jī)器完成對(duì)工件2條槽體的加工后，需要向數(shù)控系統(tǒng)給出表示“2條槽體”的數(shù)值，即為反饋數(shù)據(jù)，從而將該反饋數(shù)據(jù)的數(shù)值納入有關(guān)開刃的算法中，產(chǎn)生開刃加工坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值；

本實(shí)施例中，輸入的加工參數(shù)包括工件參數(shù)、工具參數(shù)、機(jī)械參數(shù)和反饋數(shù)據(jù)，這些信息或設(shè)定(如：機(jī)械參數(shù))，或基于完成加工指令而產(chǎn)生(如：反饋數(shù)據(jù))，或根據(jù)加工要求人為輸入(如：工件參數(shù))或預(yù)先輸入并存儲(chǔ)而供調(diào)用(如：工具參數(shù))。工件參數(shù)即為待加工工件相關(guān)的參數(shù)，包括工序清單，即工序的名稱和對(duì)應(yīng)的參數(shù)。以對(duì)工件執(zhí)行開槽和開先端刃的工序?yàn)槔?，工序清單包括：開槽和開平面后角；開槽工序?qū)?yīng)的參數(shù)包括：槽的長(zhǎng)度、芯厚、軸向前角、徑向前角、螺旋角度，開槽所選用的砂輪等。平面后角工序?qū)?yīng)的參數(shù)包括：先端角度、第一后角角度、第二后角角度、第一后角寬度、兩刃間距，以及開平面后角所選用的砂輪等。工具參數(shù)如：但不僅限于砂輪類型、砂輪角度、砂輪安裝面距離、砂輪厚度、砂輪直徑和砂輪安裝方向等。“數(shù)值”或“工藝數(shù)值”和“加工坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值”等表述中，“數(shù)值”應(yīng)當(dāng)理解為單一的數(shù)字，由若干數(shù)字組成表示1個(gè)或多個(gè)工藝的數(shù)值串，或者由若干數(shù)值串組成的串組。

機(jī)械參數(shù)，也稱設(shè)備機(jī)械坐標(biāo)參數(shù)，以機(jī)床為例，其參數(shù)包括：原點(diǎn)至A軸的X距離、原點(diǎn)至A軸的Y距離、原點(diǎn)至A軸的Z距離、電主軸與回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)偏置值、電主軸高度差、砂輪軸懸伸長(zhǎng)度1、砂輪軸懸伸長(zhǎng)度2、基準(zhǔn)塊前端面到A軸主軸端面X距離、原點(diǎn)到標(biāo)準(zhǔn)塊左端面Y距離、原點(diǎn)到標(biāo)準(zhǔn)塊右端面Y距離、原點(diǎn)到標(biāo)準(zhǔn)塊上端面Z距離、原點(diǎn)到標(biāo)準(zhǔn)塊下端面Z距離、A軸主軸端面到夾頭距離和夾頭直徑等。

由此，當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)后，在CNC控制下對(duì)工件實(shí)現(xiàn)了一種工藝的加工參數(shù)后，處于待機(jī)狀態(tài)，接著根據(jù)再輸入的或已輸入的另一種工藝的加工參數(shù)，再次重復(fù)上述步驟400至步驟900或者步驟500至步驟900，對(duì)工件實(shí)現(xiàn)該另一種工藝的加工。當(dāng)加工工藝為三種以上時(shí)，則按上述步驟400至步驟900或者步驟500至步驟900進(jìn)行第二次或更多次的重復(fù)。因此，就本實(shí)施例提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法，各個(gè)加工參數(shù)從整體上呈現(xiàn)隊(duì)列式依次完成。

與一次性向CNC下發(fā)全部加工參數(shù)的機(jī)加工方式相比，本實(shí)施例提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法大大減少了一次性下發(fā)的可執(zhí)行文件的代碼長(zhǎng)度，顯著降低了CNC 系統(tǒng)的負(fù)荷，使得CNC反應(yīng)慢、死機(jī)和執(zhí)行效率低等問(wèn)題得以解決。與采用向CNC下發(fā)指令并獲得全部反饋數(shù)據(jù)，然后根據(jù)全部反饋數(shù)據(jù)再計(jì)算并下發(fā)全部加工參數(shù)的方式(如：MTS軟件)相比，本實(shí)施例提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法的靈活性更高，對(duì)于向CNC下發(fā)加工參數(shù)也無(wú)需獲得所有反饋數(shù)據(jù)，無(wú)需先執(zhí)行全部測(cè)量并獲取參數(shù)后再生成加工文件，因此可以實(shí)現(xiàn)加工后自動(dòng)測(cè)量并自動(dòng)再加工，可以實(shí)現(xiàn)加工-測(cè)量-加工-測(cè)量間無(wú)先后順序的任意工序組合和自動(dòng)執(zhí)行，人工介入的情況更少，大大提高了加工程序的自動(dòng)化及自適應(yīng)程度。

本實(shí)施例的提供的控制機(jī)器實(shí)施加工的方法可應(yīng)用于非標(biāo)準(zhǔn)工件的加工機(jī)器設(shè)備中，尤其是采用分布式架構(gòu)的機(jī)器中，借助有限或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)這些機(jī)器的互聯(lián)，并將加工任務(wù)分派到各臺(tái)機(jī)器上，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)工件的快速按需加工和制造。

圖3為本發(fā)明裝置一實(shí)施例的示意圖，用于實(shí)施本發(fā)明控制機(jī)器實(shí)施加工的方法。如圖3所示，本實(shí)施例裝置包括

控制器10，用于對(duì)工件的制造進(jìn)行控制，如：但不僅限于將加工參數(shù)生成工藝數(shù)值，以及調(diào)整機(jī)器的“待機(jī)”和“停機(jī)”狀態(tài)等，還包括記錄器，對(duì)可執(zhí)行文件產(chǎn)生的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；

指令輸入器20，與控制器連接，接收加工參數(shù)，并向控制器輸出；

指令運(yùn)算器30，與控制器10連接，根據(jù)所接收的工藝數(shù)值對(duì)應(yīng)的算法進(jìn)行運(yùn)算，獲得可實(shí)施的加工坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值，并生成CNC可執(zhí)行化文件，還可根據(jù)加工的要求對(duì)可執(zhí)行化文件的次序進(jìn)行調(diào)整；

指令存儲(chǔ)器40，用于存儲(chǔ)CNC可執(zhí)行化文件：

運(yùn)算存儲(chǔ)器50，用于儲(chǔ)存得到計(jì)算的加工坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值所需的數(shù)據(jù)文件(至少包括機(jī)床機(jī)械參數(shù)，還包括工具參數(shù)和反饋數(shù)據(jù))和數(shù)值-代碼對(duì)應(yīng)文件(與各種執(zhí)行裝置坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值所對(duì)應(yīng)的代碼類別，以實(shí)現(xiàn)可執(zhí)行文件的代碼化，如：與轉(zhuǎn)化為NC代碼行所對(duì)應(yīng)數(shù)值的文件)；

執(zhí)行裝置60，與控制器10連接，執(zhí)行CNC可執(zhí)行化文件。

本實(shí)施例中，控制器10還包括遠(yuǎn)端控制器11和近端控制器12，近端控制器12控制執(zhí)行裝置(如：機(jī)床)對(duì)工件進(jìn)行加工，遠(yuǎn)端控制器11在接收加工參數(shù)后，通過(guò)指令運(yùn)算器30、指令存儲(chǔ)器40和參數(shù)存儲(chǔ)器50獲得CNC可執(zhí)行化文件。遠(yuǎn)端控制器11可以置于遠(yuǎn)程，通過(guò)通訊信號(hào)的方式與近端控制器12連接，或電連接方式在本地連接，或者兩者合為一體出現(xiàn)與一個(gè)控制器中，也無(wú)法從物理上進(jìn)行區(qū)分。

圖4為本發(fā)明裝置另一實(shí)施例的示意圖，用于實(shí)施本發(fā)明控制機(jī)器實(shí)施加工的方法。如圖4所示，本實(shí)施例裝置包括

終端13，用于對(duì)工件的制造進(jìn)行控制，將加工參數(shù)生成工藝數(shù)值，還包括記錄器，對(duì)可執(zhí)行文件產(chǎn)生的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；

顯示界面21，本實(shí)施例為觸摸式屏幕，與終端13連接，接收加工參數(shù)，并向終端13輸出：

運(yùn)算器31，與終端13連接，將由識(shí)別單元82判斷對(duì)符合所識(shí)別的加工要素的工藝數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算，

當(dāng)運(yùn)算不需要反饋數(shù)據(jù)時(shí)，得到可實(shí)施的加工坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值，并生成各個(gè)CNC可執(zhí)行化文件；

當(dāng)運(yùn)算還需要獲取反饋數(shù)據(jù)時(shí)，則由監(jiān)測(cè)單元81通過(guò)機(jī)加工通訊模塊14，獲取置于CNC數(shù)控系統(tǒng)91的CNC存儲(chǔ)器92中所存儲(chǔ)的反饋數(shù)據(jù)后，再運(yùn)算得到可實(shí)施的加工坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)值，并生成CNC可執(zhí)行化文件；

監(jiān)測(cè)單元81和識(shí)別單元82單獨(dú)或組成一個(gè)監(jiān)視和識(shí)別單元80；

第一存儲(chǔ)器41，與運(yùn)算器31連接，用于存儲(chǔ)各機(jī)械參數(shù)、工具參數(shù)、調(diào)取的反饋參數(shù)以及生成的各種CNC可執(zhí)行化文件，如：NC文件；還與機(jī)加工通訊模塊14連接，以使所儲(chǔ)存的各種CNC可執(zhí)行化文件通過(guò)機(jī)加工通訊模塊14輸入CNC當(dāng)中，以控制執(zhí)行裝置(未示出)按程序?qū)ぜ?zhí)行加工。

圖5為本實(shí)施例裝置的CNC與終端連接的一實(shí)施例的示意圖。如圖5所示，機(jī)加工通訊模塊14與CNC通訊接口912通過(guò)通訊協(xié)議連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)CNC控制器911的訪問(wèn)，并獲得數(shù)據(jù)。機(jī)加工通訊模塊14集成多種接口(如：但不僅限于電氣參數(shù)的獲取、坐標(biāo)的獲取、負(fù)載速度等加工數(shù)據(jù)的獲取、當(dāng)前工序狀態(tài)與機(jī)床工作狀態(tài)的獲取以及執(zhí)行探測(cè)后保存在CNC數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)測(cè)量值的獲取等)，還含有機(jī)械參數(shù)、工具參數(shù)和工件參數(shù)。

本發(fā)明提供的裝置，可應(yīng)用于采用分布式架構(gòu)的機(jī)器中，借助有限或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)這些機(jī)器的互聯(lián)，并將加工任務(wù)分派到各臺(tái)機(jī)器上，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)工件的快速按需加工和制造。

比如：第一存儲(chǔ)器41與外部接口(如：USB)連接，直接將外部的各種CNC可執(zhí)行化文件儲(chǔ)存于其中，或通過(guò)通訊協(xié)議連接的方式將各種CNC可執(zhí)行化文件儲(chǔ)存于其中。

再如：將終端13與顯示界面21以通訊信號(hào)的方式連接，實(shí)現(xiàn)終端13或顯示界面21遠(yuǎn)程控制一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器。