模具数控编程方法、系统及装置

1.本发明涉及数控编程领域，尤其是涉及一种模具数控编程方法、系统及装置。


背景技术：

2.制造工业是国民经济的重要基础，对国民经济的发展有决定性的影响，其先进程度是一个国家经济发展的重要标志。据统计，在汽车、家电、塑料制品等行业中，超过60％的零件都是由模具制造而成，模具已然成为国民经济技术发展的重要支柱。随着现代工业和产品的创新设计日新月异，模具形状复杂多变，多品种、小批量的产品需求不断增加，这要求企业能够快速响应市场需求，快速产品开发和降低成本是企业面临的关键问题。
3.通过对模具企业调研和分析后，现阶段模具企业数控加工编程普遍存在以下问题：
4.(1)数控编程重复工作量大
5.目前在模具企业中，普遍采用cam(计算机辅助制造，computer aided manufacturing)进行数控加工编程，编程人员需要人为辨识并拾取每个加工特征，并设置该特征的机床、刀具、夹具等加工要素，但事实上当加工特征类型相似时，加工要素的设置也高度相似，因此编在实际编程过程中存在大量的重复性劳动。
6.(2)数控编程质量稳定性差
7.模具产品形状结构复杂多变，特征类型繁多，人为拾取极易发生漏选、错选的问题，从而导致数控程序错误。另外，模具加工技术知识经过发展多年在企业中相对固定，但这些技术知识大多是纸质的，或存在于有着多年编程加工经验的工程师脑海里，所以加工编程质量受编程人员自身的水平影响较大，进而影响编程质量的稳定性。
8.(3)加工工艺设计不合理
9.数控编程需要涉及到很多的基础知识，在数控编程过程中，对机床刀具的选取、加工参数的设定要求非常准确，避免资源的不合理使用。例如切削参数的设置，经验不够丰富的编程人员对参数设置不够准确，极大可能使零件加工质量达不到精度要求，需要重新返工，影响产品的生产质量和效率。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于提供一种模具数控编程方法、系统及装置，旨在解决模具数控编程。
11.本发明提供一种模具数控编程方法，包括，
12.s1、将模具加工特征进行分解得到多个加工工艺特征；
13.s2、将多个加工工艺特征与参考模型库中的标准特征进行匹配并识别出各类加工工艺特征类型；
14.s3、将识别出的各类加工工艺特征与工艺模板进行映射得到匹配的工艺模板；
15.s4、根据匹配的工艺模板生成工艺路线；
16.s5、将工艺路线输入cam系统生成nc文件。
17.本发明还提供一种模具数控编程系统，包括，
18.分解模块：用于将模具加工特征进行分解得到多个加工工艺特征；
19.匹配模块：用于将多个加工工艺特征与参考模型库中的标准特征进行匹配并识别出各类加工工艺特征类型；
20.映射模块：用于将识别出的各类加工工艺特征与工艺模板进行映射得到匹配的工艺模板；
21.生成模块：用于根据匹配的工艺模板生成工艺路线；
22.nc文件模块：用于将工艺路线输入cam系统生成nc文件。
23.本发明实施例还提供一种模具数控编程装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述方法的步骤。
24.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
25.采用本发明实施例，能够节省加工时间，极大地提高加工效率。
26.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明实施例的模具数控编程方法的流程图；
29.图2是本发明实施例的模具数控编程方法的制造资源库机床设备示意图；
30.图3是本发明实施例的模具数控编程方法的特征工艺库示意图；
31.图4是本发明实施例的模具数控编程方法的自动编程路线示意图；
32.图5是本发明实施例的模具数控编程系统的示意图；
33.图6是本发明实施例的模具数控编程装置的示意图。
34.附图标记说明：
35.510：分解模块；520：匹配模块；530：映射模块；540：生成模块；550：nc文件模块。
具体实施方式
36.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.方法实施例
38.根据本发明实施例，提供了一种模具数控编程方法，图1是本发明实施例的模具数控编程方法的流程图，如图1所示，具体包括：
39.s1、将模具加工特征进行分解得到多个加工工艺特征；
40.s1具体包括：将模具加工特征进行分解得到多个加工工艺特征，在分解的同时将多个加工工艺特征划分加工的先后顺序。
41.s2、将多个加工工艺特征与参考模型库中的标准特征进行匹配并识别出各类加工工艺特征类型；
42.s3、将识别出的各类加工工艺特征与工艺模板进行映射得到匹配的工艺模板；
43.s4、根据匹配的工艺模板生成工艺路线；
44.s4进一步包括：以加工时间和成本为优化目标进行加工工艺路线优化。
45.s5、将工艺路线输入cam系统生成nc文件。
46.s5具体包括：将工艺路线输入cam系统计算对应刀路并生成对应的刀路nc文件。
47.针对模具特征数量多、人工数控编程工作量大、编程质量稳定性差、加工工艺路线不合理问题，提出一种模具数控自动编程方法。主要内容包括：
48.建立制造资源库
49.图2是本发明实施例的模具数控编程方法的制造资源库机床设备示意图；如图2所示：
50.针对模具企业的制造资源，建立制造资源库，制造资源库存储了机床、刀具、夹具等各种硬件设备的信息，代表了企业的产品加工能力。制造资源库中的设备信息由设备的基本信息和加工范围信息两部分组成，设备基本信息是设备的基本属性，如设备的名称、类型、编号等；加工范围信息是其在加工过程的加工能力及加工范围，即设备的加工适用范围；设备的技术参数。以机床设备为例，阐述制造资源库的信息数据内容及数据表达。
51.建立特征工艺库
52.图3是本发明实施例的模具数控编程方法的特征工艺库示意图；如图3所示：
53.特征工艺模板是指基于企业既有制造资源，以加工特征为对象制定的标准化编程工艺规范。在长期的生产实践活动中，不少加工特征的编程工艺常年不变，或者变化很少。通过对不同加工模型中同类特征的编程工艺进行总结和归类，为每种加工特征的制定标准编程工艺规范，以工艺模板的方式进行储存和复用。特征工艺模板应具备以下几个特点：
①
工艺模板相对稳定。模板所包含的编程工艺需要经过长期制造考验，满足企业生产需要和产品质量标准，在模板使用过程中绝大部分内容无需改变，从而保证编程质量的稳定性；
②
每种加工特征对应的工艺模板基本满足不同模型的加工需求。在不同加工对象中，特征的尺寸、圆角倒角，侧壁倾斜度等都可能有所不同，制定加工特征的工艺模板需要依据最具代表性的编程工艺，保证同类加工特征在工艺模板库中能找到满足其加工需求的工艺模板。
54.加工工艺路线优化
55.工艺路线规划是np哈密顿路径问题，并且在工程实践中，受到许多工艺规则的限制。在实际生产中，企业的生产环境可能发生了变化，现有的工艺路线规划决策方法缺乏考虑工艺规划经验以及获得的加工工艺路线对生产线的影响，这可能会导致最终工艺路线的适用性和有效性的降低；针对计算机辅助工艺规划中的工艺路线的决策问题，根据企业实际情况，以时间和成本约束进行加工工艺路线优化。
56.图4是本发明实施例的模具数控编程方法的自动编程路线示意图；如图4所示：
57.自动编程过程分别为模型分解、特征识别、特征与工艺映射、加工工艺路线优化、nc文件生成五个环节。
58.(1)模型分解
59.由于加工对象种类复杂多样，计算机难以直接将加工模型与以往的加工工艺知识进行匹配。模型分解是指按一定的逻辑规则，将各式各样的输入模型逐步分解成多个特征，作为工艺规划的基础分析对象。同时，根据加工工艺规则，在分解的同时为特征划分加工的先后顺序，将模型的特征关系信息转变为制造的工艺顺序信息，为系统从局部到整体进行自动编程提供数据基础。
60.(2)特征识别
61.特征识别是系统了解加工对象所属类别，精准提取特征信息的关键。通过特征识别功能，将加工对象特征与参考模型库中的标准特征进行匹配。
62.(3)特征与工艺模板映射
63.特征与工艺映射是自动编程的核心，决定自动编程的质量。采集历史编程项目中的特征信息和对应的工艺信息，建立针对特征的工艺模板，为不同特征匹配工艺模板。由于匹配工艺无需人为参与，保证编程质量的稳定。
64.(4)加工工艺路线优化
65.工艺路线优化是自动编程的最终目标。根据上述环节匹配得到各个特征的加工工艺，生成加工工艺路线。但对于企业实际加工情况需要优化加工工艺路线，所以针对企业数控加工设备特点，利用智能算法，以加工时间和成本为优化目标进行加工工艺路线优化。
66.(5)输出nc文件
67.自动输入cam系统中计算对应刀路并生成nc文件，完成自动编程任务，并调用cam中的刀路检查功能对编程结果进行校验。
68.具体的：输入加工对象模型，将输入模型逐步分解成多个加工特征，通过特征识别功能，将加工特征与特征模型库中的特征进行匹配，并将识别得到的特征与特征工艺模板相映射，利用智能算法优化加工工艺路线，自动输入cam系统中计算对应刀路并生成nc文件，完成自动编程任务，并调用cam中的刀路检查功能对编程结果进行校验。
69.采用本发明实施例不仅能减少加工时空刀数量，节省刀具与机床能耗，更能够节省加工时间，极大地提高加工效率，为企业在激烈的竞争中赢得市场。
70.系统实施例
71.根据本发明实施例，提供了一种模具数控编程系统，图5是本发明实施例的模具数控编程系统的示意图，如图5所示，具体包括：
72.分解模块：用于将模具加工特征进行分解得到多个加工工艺特征；
73.分解模块具体用于：将模具加工特征进行分解得到多个加工工艺特征，在分解的同时将多个加工工艺特征划分加工的先后顺序。
74.匹配模块：用于将多个加工工艺特征与参考模型库中的标准特征进行匹配并识别出各类加工工艺特征类型；
75.映射模块：用于将识别出的各类加工工艺特征与工艺模板进行映射得到匹配的工艺模板；
76.生成模块：用于根据匹配的工艺模板生成工艺路线；
77.生成模块进一步用于：以加工时间和成本为优化目标进行加工工艺路线优化。
78.nc文件模块：用于将工艺路线输入cam系统生成nc文件。
79.nc文件模块具体用于：将工艺路线输入cam系统计算对应刀路并生成对应的刀路nc文件。
80.本发明实施例是与上述方法实施例对应的系统实施例，各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。
81.装置实施例一
82.本发明实施例提供一种模具数控编程装置，如图6所示，包括：存储器60、处理器62及存储在存储器60上并可在处理器62上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤。
83.装置实施例二
84.本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有信息传输的实现程序，程序被处理器62执行时实现上述方法实施例中的步骤。
85.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换本发明各实施例技术方案，并不使相应技术方案的本质脱离本方案的范围。