CN101846991A - 应用于数控切割机的非寻迹快速回退加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种应用于数控切割机的非寻迹快速回退加工方法，包括以下步骤：(a)当割枪按加工程序预定加工轨迹MN加工至A点时，发现加工轨迹MN上位于A点前端的DE段未被穿透，选择回退加工将割枪直接回退到沿割枪运行方向看未被穿透段DE段前端的任意点B点，所述B点靠近加工轨迹MN；(b)采用轨迹扫描法确定位于加工轨迹MN上、并与B点距离最短的C点，再次起动加工后，***自动将割枪移动到C点，点火继续加工；(c)割枪将未被穿透段DE段加工完成后运行至位于DE段后的任意点F点，完成回退加工过程。本发明不仅操作方便，而且省时省力，工作效率高。

Description

应用于数控切割机的非寻迹快速回退加工方法
技术领域
本发明涉及数控切割机回退加工工艺，具体是指一种应用于数控切割机的非寻迹快速回退加工方法。
背景技术
数控切割机是金属板材加工的主要设备，用户可以通过编制数控加工程序实现自动加工，它实际是一种数控机床，与普通的数控金属切削机床相比较，其加工方式有火焰、等离子、激光、水刀等，而不是切削刀具。
在加工过程中经常会因为被加工板材的不均匀性、切割用气体压力和加工参数等因素导致在不确定的段出现不符合加工要求的情况。当出现这种情况时要求操作人员中断加工，采用回退加工的方法把割枪沿加工路径原路径回退到不符合加工要求段的前方，然后再次启动加工，在加工完不符合加工要求段后，只能沿原加工轨迹运行到中断点。由于加工程序中有可能存在程序跳转、循环、子程序调用等指令以及割炬半径补偿等问题，要根据程序实现回退加工是非常困难的，现有的数控切割机数控***一般采用轨迹存储的方法实现回退加工，即：在***内部开辟一定的存储空间记录下已经执行加工轨迹数据，在执行回退加工时使用通过记录的轨迹实现原路返回，但是这种方法存在以下问题：
第一，由于控制***存储空间的限制，***能记录的轨迹长短是很有限的，现有主流切割机数控***一般只能记忆30-50段已执行的加工轨迹，如果操作人员在超出此范围后才发现问题则不能实现回退加工。
第二，这种方式只能实现按原加工路径返回，而不能直接返回到需要重新加工的点上，并且在把不符合加工要求段加工完以后只能沿已经加工过的轨迹前进到中断点，因此要占用较多时间，效率很低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于数控切割机的非寻迹快速回退加工方法，它可以直接回退到不符合要求的加工段进行重新加工，不仅操作方便，而且省时省力，工作效率高。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：应用于数控切割机的非寻迹快速回退加工方法，包括以下步骤：
(a)当割枪按加工程序预定加工轨迹MN加工至A点时，发现加工轨迹MN上位于A点前端的DE段未被穿透，此时选择回退加工将割枪直接回退到沿割枪运行方向看未被穿透段DE段前端的任意点B点，所述B点靠近加工轨迹MN；(b)采用轨迹扫描法确定位于加工轨迹MN上、并与B点距离最短的C点，再次起动加工后，***自动将割枪移动到C点，点火继续加工；(c)割枪将未被穿透段DE段加工完成后运行至F点，即完成回退加工过程，所述F点为未穿透段DE段之后的任意点。
所述步骤(b)中采用轨迹扫描法确定位于加工轨迹MN上并与B点距离最短的C点，将割枪移至C点并点火继续加工过程包括如下步骤：(b.1)将加工程序扫描并读入内存，创建成一个链表；(b.2)定义两个指向该链表的指针P1和P2，P1用于自动加工和轨迹扫描，P2用于保存扫描结果；(b.3)在进行回退加工时，将P1重新指向链表头，逐次指向链表的每个节点，读取其中涉及运动轨迹控制的加工指令，获取该段轨迹坐标数据，建立加工轨迹数学模型，计算B点与每段加工轨迹的距离，直到程序结束；其中与B点距离最近的点就是C点，确定C点后将指向C点所在节点的指针保存于P2，在此过程中切割机不产生运动；(b.4)当数控切割机从B点移动到C点后，将C点坐标作为当前坐标，同时将P2赋给P1，使P1指向即将加工的段所对应的加工指令，即可重新起动自动加工。
所述步骤(c)中完成回退加工过程后，根据具体情况可选择下列任一方案：(c.1)当加工轨迹MN上还有其它未穿透段，则重复步骤(a、b、c)继续选择回退加工；(c.2)当加工轨迹MN上没有其它未穿透段，若割枪与A点距离较近，则选择继续加工，若割枪与A点距离较远，则以A点为目标再次选择回退加工，待割枪到达A点后继续加工。
综上，本发明的有益效果是：
(1)可以回退到已加工部分的任意点，回退的距离和轨迹段数没有限制且不依赖于控制***的存储空间；
(2)回退过程可以直接回退到需要重新加工的点，而不需要原路返回，可以提高工作效率；
(3)回退时不需要操作人员精确地对准原有轨迹，再次启动加工时***可以按最近原则直接移动到原加工轨迹上；
(4)在回退加工过程中可以随时中止加工，也可以在此方式下直接前进到任意点继续加工。
附图说明
图1为本发明的任意路径回退加工示意图。
图2为本发明确定C点的轨迹扫描流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
任意路径回退的操作方法：如图1所示，曲线MN是加工程序所确定的加工轨迹，M是起点，N是终点，在执行自动加工时，割枪运行到A点后操作人员发现图中所示的DE段未被穿透，则需重新切割该段。此时操作人员需暂停加工，选择回退加工，然后将割枪从A点直接移到B点，B点必须从运行方向上看是在未割穿线段DE的前面，且靠近加工轨迹。在B点处重新起动自动加工，则***自动将割枪移动到加工轨迹上的C点，该功能由集成于数控切割机内的软件程序控制，然后在C点处点火，开始自动切割加工，达到F点后就完成了回退加工。
当完成未穿透段的重新加工后可以再次选择回退加工，也可以继续自动加工，如果需要直接回到A点或回退到其他未穿透段则再次选择回退加工，过程与上述方法相同；如果F点距A点较近，可以选择继续加工，切割机将沿原加工轨迹运行到A点并继续执行加工程序，此时不需要任何额外操作。图中的A、B、F点由操作人员确定，C点由***根据最近原则自动确定，B点必须确定在未穿透段的前面。
实施例2
软件实现方法：如图2所示，要实现以上所述的任意路径回退加工的方法关键在于正确地找到加工轨迹上的C点并从该点重新执行加工程序，采用加工轨迹扫描的方法可以准确地找到该点。
数控火焰切割机通过解释数控加工程序，获得切割机运动轨迹的数据和控制信息，控制伺服***和其他执行机构实现自动切割加工。加工轨迹扫描是完全按照加工过程对加工程序进行解释，获取其中运动轨迹数据但不执行具体的加工操作，然后对加工轨迹中的各运动线段(直线、圆弧等)进行分析，按照与B点距离最近的原则确定C点的位置，其中的关键点在于轨迹扫描必须完全与加工过程相同，包括火焰半径补偿、程序跳转等。
加工程序以文件的形式存储在硬盘上，先将加工文件读入内存，将其创建成一个链表，定义两个指向该链表的指针P1和P2，P1用于自动加工，P2用于轨迹扫描。在正常加工模式下，P1逐次指向链表的每个节点，获取加工数据，然后控制切割机执行相应的操作，直到程序结束。在进行回退加工时，将P1重新指向链表头，逐次指向链表的每个节点，读取其中的G00、G01、G02等涉及运动轨迹控制的加工指令，获取该段轨迹坐标数据，建立其数学模型，计算B点与每段加工轨迹的距离，直到程序结束。其中与B点距离最近的点就是C点，C点不能定位于G00指令所对应的线段上，确定C点后将指向C点所在节点的指针保存于P2。在扫描过程中直接跳过M、F、延时等指令，而对于G98(子程序调用)、G99(子程序返回)、G80(循环)、G97(跳转)等指令则按其功能修改P1指针，使其指向正确的目标节点。当数控切割机从B点移动到C点后，将C点坐标作为当前坐标，同时将P2赋给P1，使P1指向即将加工的段所对应的加工指令，即可重新起动自动加工。由于轨迹扫描是从链表的头开始的对加工程序的完整扫描，因此可以保证数据的准确性以及从C点开始加工后与后续加工程序的无缝连接。
轨迹扫描程序流程如图2所示，由于轨迹扫描只是获取加工轨迹数据进行相关计算，而不执行加工操作，因此占用时间非常短暂，不会对加工操作造成影响，同时轨迹扫描的目的是找到C点，只须逐段分析加工轨迹与B点的关系，而不需要同时获取所有加工轨迹数据，因此数控***不需要额外保存加工轨迹数据，可以节约大量存储空间。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.应用于数控切割机的非寻迹快速回退加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)当割枪按加工程序预定加工轨迹MN加工至A点时，发现加工轨迹MN上位于A点前端的DE段未被穿透，选择回退加工将割枪直接回退到沿割枪运行方向看未被穿透段DE段前端的任意点B点，所述B点靠近加工轨迹MN；
(b)采用轨迹扫描法确定位于加工轨迹MN上、并与B点距离最短的C点，再次起动加工后，***自动将割枪移动到C点，点火继续加工；
(c)割枪将未被穿透段DE段加工完成后运行至位于DE段后的任意点F点，完成回退加工过程。
2.根据权利要求1所述的应用于数控切割机的非寻迹快速回退加工方法，其特征在于：所述步骤(b)中采用轨迹扫描法确定位于加工轨迹MN上并与B点距离最短的C点，将割枪移至C点并点火继续加工过程包括如下步骤：
(b.1)将加工程序扫描并读入内存，创建成一个链表；
(b.2)定义两个指向该链表的指针P1和P2，P1用于自动加工和轨迹扫描，P2用于保存扫描结果；
(b.3)在进行回退加工时，将P1重新指向链表头，逐次指向链表的每个节点，读取其中涉及运动轨迹控制的加工指令，获取该段轨迹坐标数据，建立加工轨迹数学模型，计算B点与每段加工轨迹的距离，直到程序结束；其中与B点距离最近的点就是C点，确定C点后将指向C点所在节点的指针保存于P2，在此过程中切割机不产生运动；
(b.4)当数控切割机从B点移动到C点后，将C点坐标作为当前坐标，同时将P2赋给P1，使P1指向即将加工的段所对应的加工指令，即可重新起动自动加工。
3.根据权利要求1所述的应用于数控切割机的非寻迹快速回退加工方法，其特征在于：所述步骤(c)中完成回退加工过程后：
(c.1)当加工轨迹MN上还有其它未穿透段时，重复步骤(a、b、c)继续选择回退加工；
(c.2)当加工轨迹MN上没有其它未穿透段时，若割枪与A点距离较近，则选择继续加工，若割枪与A点距离较远，则以A点为目标再次选择回退加工，待割枪到达A点后继续加工。
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