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2.2 NC 程序中加工
进度信息的嵌入为了在加工过程中采集系统能够实时、准确地从机床接收工件加工进度信息,需要准确地识别及嵌入NC 程序的加工进度信息,这也是数控加工进度信息采集系统实现的关键。
NC 文件中加工进度信息的嵌入流程 所示,它说明了加工进度信息的判断及嵌入过程。
下面对该流程做出说明:
1)NC 文件。本地或从机床下载的NC 文件。
2)预处理。分行读入NC 文件,逐行存储。
3)通用指令语意分析。分析通用的数控指令语意。记录每条G 指令的起始、终止位置及插补方式;根据初始设置模块中设置的工艺参数和对加工进度有影响的GM 码及相关TFSXYZR 等信息初步判断其加工开始、加工停止、换刀动作、加工类型、粗精加工等。
4)轮廓判定。根据G 指令执行前后位置坐标及插补方式判定轮廓形状,如直线、逆时针圆弧、顺时针圆弧。
5)扩展指令语意分析。根据初始设置模块的参数动态调用对应数控系统的动态链接库,进一步分析NC 程序,确定其各语句功能及相应的加工进度信息。如Funac oi-Ma 系统中G74表示钻孔。可根据所用户使用的系统增加对应动态链接库,扩展采集系统所支持的数控系统类型。
6)加工进度信息分析。由几何信息、加工信息、辅助信息、机床信息、刀具信息及轮廓信息等,确定NC 程序执行时的工件加工进度信息。
7)嵌入加工进度信息指令。根据工件加工进度信息按2.4 所示格式在NC 代码中增添宏指令。
8)新NC 文件。形成新NC 文件,上传至机床。
2.3 数控程序工件进度
信息输出在 NC 代码中使用数控系统的外部输出指令DPRNT, POPEN, PCLOS。打开指令POPEN,在数据输出命令之前使用,以建立与外部设备输入/输出设备的链接。数据输出指令DPRNT 指定需要的输出数据。关闭指令PCLOS,在全部数据输出指令已经完成时使用,以解除与外部设备输入/输出的链接。
2.4 嵌入数据格式
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2.4.2 工件的加工状态信息
加工进度信息的组成方式:加工轮廓(加工类型)+刀具+开始(停止)..粗(半精、精)..子程序编号。其中粗加工( 半精、精) 、子程序编号可选,由设置的参数选择添加。如FLAT*T01*STR*O0010 表示加工平面开始,刀具号为01,使用子数控程序编号为0010。
2.5 工件加工进度
表示以工步为单位,构造一个链表,不同结点描述工件加工进度的不同状态信息。链表各结点的结构,应用实例及分析本文中,基于外部通信宏指令的数控加工进度状态信息采集系统在某FUNAC Oi-MA系统机床上进行验证。加工的工件为一壳体,其结构示意简图如图3 所示。
2)系统采集加工进度信息,进行验证。开始采集后,加工时采集系统自动采集工件的加工进度信息,本地终端实时显示工件加工的进度信息,并通过网络把2.5 结构体各结点参数上传至服务器的数据库,供企业生产部和车间调度室等需要部门动态查询及调用。本地终端用户界面图4 所示,其工件加工的进度信息如下:编号为N-530-01 的工件在编号为001机床上进行加工,已完成工序3 的工步1(铣平面),正在进行工步2(钻中心孔),已加工件数为0,并对加工时间等信息做出统计。经比较,此结果与车间现场机床的实际加工过程和工艺规划保持一致,验证了本方法的可行性。
4 结束语
针对具有外部通信宏指令的数控系统,提出了一种分析NC 代码获取工件加工进度信息的新方法,并建立了数控程序中嵌入加工进度信息的流程,据此,在加工过程中,实时、准确获取工件的加工进度状态。