CN106933188A - 数控冲孔控制方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控冲孔控制方法。控制方法，包括：将待加工的图形数据转换为冲孔机能够识别的PLT格式文件；对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，并对获得的矢量图进行显示；根据所述矢量图规划冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径；根据所述冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。通过上述控制方法，完成了机床运行的整个过程的控制，减少了冲孔运行时间、节约了时间、使得其数控冲孔机床的运行效率有了大大的提升。

Description

数控冲孔控制方法和***

技术领域

本发明涉及轻工业技术领域，特别是涉及多功能数控冲孔控制方法和***。

背景技术

目前市场上普遍采用的皮革冲孔机的冲孔速度比较慢，不太满足客户日趋增长的需求，而采用激光开孔和雕花，此类设备由于激光能量过高，往往会发黑并产生刺激性气体，使得客户不得不增加后续的砂洗操作来去除烧焦部分。后续的砂洗会给客户带来的额外人工成本和生产成本。而采用传统的控制方法对皮革冲孔机进行控制时，其冲孔速度慢、效率低不能满足客户的需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提升皮革冲孔的效率的数控冲孔控制方法和***。

一种数控冲孔控制方法，包括：

将待加工的图形数据转换为冲孔机能够识别的PLT格式文件；

对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，并对获得的矢量图进行显示；

根据所述矢量图规划冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径；

根据所述冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。

上述数控冲孔控制方法，将待加工的图形数据转换为冲孔机床能够识别的PLT格式的文件，并对PLT格式的文件进行解析得到相应的矢量图。根据矢量图解析的结果获取冲孔点的分布数据，根据冲孔点的分布数据规划一条最优的冲孔路径，根据获取的冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理，完成机床运行的整个过程的控制，减少了冲孔运行时间、节约了时间、使得其数控冲孔机床的运行效率有了大大的提升。

在其中一个实施例中，所述对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，包括：

对所述PLT格式文件按字节进行分割；

经分割的字节信息根据ASCII码转换为字母或数字；

根据预设编码目录，对所述字母或数字转换为功能性描述的字符和数据；

根据所述字符的内容和位置信息进行分组，并提取用于形成图像的按顺序存储的角点信息；

根据所述角点信息计算所述矢量图。

在其中一个实施例中，还包括：利用所述矢量图的几何结构拓扑关系对所述矢量图的旋转角度进行自动识别。

在其中一个实施例中，还包括：对所述矢量图进行编辑。

在其中一个实施例中，所述对获得的矢量图进行显示，包括：显示读取的所述矢量图中的坐标和角度信息。

在其中一个实施例中，所述根据所述矢量图规划冲孔路径，包括：

获取矢量图中冲孔点数据的坐标信息；

根据所述坐标信息选择路径或角度的优先级；

根据所述优先级对所述冲孔点数据进行分组划分，得到分块数据；

选择所述分块数据的冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径。

在其中一个实施例中，还包括：

若所述角度的优先级高于所述路径的优先级，则按照角度的大小对所述冲孔点分布数据进行分组划分，得到分块数据；

并按照从小到大的角度顺序对每组所述分块数据进行路径规划。

在其中一个实施例中，还包括：

若所述路径的优先级高于所述角度的优先级，则判断是否对冲孔点分布数据进行分组划分，

若对所述冲孔点分布数据进行分组划分则选择行划分、列划分或智能划分；

若不对所述冲孔点分布数据进行分组划分则定义所述冲孔点分布数据为一个整体。

在其中一个实施例中，所述选择所述分块数据的冲孔路径，包括：

若选择的冲孔路径为智能路径，则判断是否存在最短路径；

若存在最短路径，则按最短路径对所述待加工工件进行冲孔；

若不存在最短路径，则对所述分块数据按照深度优先或广度优先来规划所述冲孔路径。

此外，还提供一种冲孔控制***，包括：

转换模块，用于将待加工的图形数据转换为冲孔机能够识别的PLT格式文件；

解析模块，用于对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，并对获得的矢量图进行显示；

路径规划模块，用于根据所述冲孔点分布数据规划冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径；

运动控制模块，用于根据所述冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。

附图说明

图1为一个实施例中数控冲孔控制方法的流程图；

图2为一个实施例中对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图的流程图；

图3-6为一个实施例中矢量图的旋转角度的识别示意图；

图7为一个实施例中根据所述矢量图规划冲孔路径的流程图；

图8为一个实施例中Z形路径的示意图；

图9为一个实施例中N形路径的示意图；

图10为一个实施例中智能路径的示意图；

图11为一个实施例中控制冲孔控制***的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一个实施例中，数控冲孔控制方法的流程图，在一个实施例中，数控冲孔控制方法，包括如下步骤：

步骤S110：将待加工的图形数据转换为冲孔机能够识别的PLT格式文件。

数控冲孔机在对皮革进行冲孔时，其冲孔的图形存储到数控***中，由***来控制。待加工冲孔的图形的存储格式有很多中，例如.dwg，.plt，.dxf，.GIF等等。在数控机床中，只能识别PLT格式的文件。需要将待加工的图形数据(常见的图形的存储格式)转换为冲孔机能够识别的PLT格式的文件，PLT格式的文件更加简洁、体量小、便于传输。PLT格式的文件主要分为功能描述字符和数据，其中，功能描述字符为大写字母，数据为数字，由不同的功能描述字符表示笔刷、线型、单位等数据项。

步骤S120：对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，并对获得的矢量图进行显示。

将转换获得的PLT格式的文件根据响应的编码规范，生成矢量图数据。然后读取获取的矢量图数据中的顺利点数据、检测矢量图中的角度数据，以及根据顺利点数据计算相邻点数据之间的边数据。将PLT根式文件包含的内容解析出来，形成后续图形编辑、路径规划以及进行冲孔等相关步骤可用的数据。并将矢量图通过相关软件(如MFC、OpenCV、Halcon、VB和C#等)显示在操作界面上。

步骤S130：根据所述冲孔点分布数据规划冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径。

根据冲孔点分布数据通过二范数、F范数、绝对值和P范数等对冲孔的路径进行规划。其中，规划的冲孔路径包括Z型、N型和智能路径。Z型冲孔路径是按行顺利进行冲孔，N型是按列顺利进行冲孔，智能路径是按照行或列中最短路径来进行冲孔。并可以根据机械直线运动、旋转运动特点提供角度/距离优先选项；也可以分组分块规划路径的行、列/自动识别行列。根据冲孔点分布数据来规划最优的冲孔路径，可以减少运行路径，节约时间成本，提高冲孔运行效率。

步骤S140：根据所述冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。

根据规划的冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。通过插补、PID控制(比例/微分/积分控制)、非线性的加减速、多线程控制、时序配合、路径优化等来统筹运动控制操作之间的配合。同时，利用并行、分时复用的的思想把不同效率的动作进行统筹，完成机床运行的整个过程的控制，减少了冲孔运行时间、节约了时间、使得其数控冲孔机床的运行效率有了大大的提升。

通过上述数控机床冲孔控制方法，将待加工的图形数据转换为冲孔机床能够识别的PLT格式的文件，并对PLT格式的文件进行解析得到相应的矢量图。根据矢量图解析的结果获取冲孔点的分布数据，根据冲孔点的分布数据规划一条最优的冲孔路径，根据获取的冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。通过插补、PID控制(比例/微分/积分控制)、非线性的加减速、多线程控制、时序配合、路径优化等来统筹运动控制操作之间的配合。完成机床运行的整个过程的控制，减少了冲孔运行时间、节约了时间、使得其数控冲孔机床的运行效率有了大大的提升。

在一个实施例中，所述对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，并形成后续图形编辑、冲孔路径规划步骤可用的数据。对所述PLT格式文件进行解析的具体步骤包括：

步骤S201：对所述PLT格式文件按字节进行分割。

可以将PLT格式文件当作为二进制格式文件，将PLT格式的二进制文件按字节(计算机存储方式)进行分割。

步骤S202：经分割的字节信息根据ASCII码转换为字母或数字。

将分割的字节信息根据ASCII码(计算机通用编码规则)转化成字母或数字。

步骤S203：根据预设编码目录，对所述字母或数字转换为功能性描述的字符和数据。

根据PLT编码手册的预设内容对上一步骤中分割得到的字母进行解释，解释为不同的功能描述字符。其中，功能描述字符为大写字母，数据为数字，由不同的功能描述字符表示笔刷、线型、单位等数据项。

步骤S204：根据所述字符的内容和位置信息进行分组，并提取用于形成图像的按顺序存储的角点信息。

根据功能描述字符的内容和位置来判断读取的数据内容，并对读取的数据内容进行分组。分组后，单独提取出每组的数据内容，并根据提取的数据内容形成图形，形成的图形中包括顺序存储的角点信息。

步骤S205：根据所述角点信息计算所述矢量图。

根据顺序存储的角点信息计算并获得相应的矢量图，并将获得的矢量图中的角点信息进行存储。为后续的图形编辑和路径规划提供数据支持。

在一个实施例中，所述对获得的矢量图进行显示，包括：显示读取的所述矢量图的坐标和角度信息。其中，显示读取的矢量图的坐标和角度信息的表征方式可以是double、char、string、Cstring等数据类型。在对矢量图进行显示时，还可以选择隐藏部分不需要的矢量图信息，或者用其他包含类似信息的事物进行替代。

在一个实施例中，还包括利用所述矢量图的几何结构拓扑关系对所述矢量图的旋转角度进行自动识别的步骤。该控制方法可以用于控制冲孔机中刀头的旋转，也即，可以自动智能识别矢量图的旋转角度。

参考图3-图6，以以左上角基准正五边图形为标准，旋转角度为矢量图的实际旋转的角度，检测角度为发送给刀头的角度(刀头需要旋转的角度)，顶点编号为各顶点数据实际存储的顺序。

其中，旋转图形1中的顶点编号与基准正五边图形的顶点编号相同，旋转图形1相对基准正五边图形顺时针旋转15°，也即，检测角度为15°(刀头需要旋转15°)。旋转图形2中的顶点编号与基准正五边图形的顶点编号相同，相对基准正五边图形顺时针旋转87°，也即，检测角度为15°(刀头需要旋转15°)。可以自动补偿中心对称图形重复的角度，自动得到最小值传给冲孔机床的刀具控制中心，控制刀头的旋转，提升效率。旋转图形3中的顶点编号与基准正五边图形的顶点编号不相同。相对基准正五边图形顺时针旋转15°，也即，检测角度为15°(刀头需要旋转15°)，能够自动识别图形顶点编号顺序变化，自动识别出检测角度的最小角度。

利用矢量图的几何结构拓扑关系来对矢量图的旋转角度进行自动识别，相比较传统的模板匹配，大大缩减了计算量、识别速度快，根据顶点编号来识别矢量图的角度的识别方法更加智能灵活，且输出给刀头旋转角度更小，提高了效率。

在一个实施例中，还包括对所述矢量图进行编辑的步骤。有时客户可能会因一些简单的小错误或功能上的需要，要求对已有图形进行增减及选择性冲压等操作，却不得不重新去编写新的图形，这往往会浪费客户大量的时间。本发明实施例中，可以对矢量图进行编辑。读入的矢量图(图形数据)可以直观显示在屏幕上，可以对矢量图的颜色和图层进行编辑，通过不同颜色图层来标记不同刀头，清晰直观，并方便不同花型间的套用。同时，还可以对矢量图进行平移、缩放、旋转、镜像、阵列、复制、粘贴、坐标变换等常用图形编辑操作。通过设置对矢量图进行编辑的步骤，可以方便客户灵活自主地进行修改，节省将设计图注返回给设计部门修改的过程，节省成本，提升效率。

在一个实施例中，所述根据所述矢量图规划冲孔路径具体包括如下步骤：

步骤S701：获取矢量图中冲孔点数据的坐标信息。

根据前述步骤中通过解析PLT格式文件，获取了矢量图中的角点信息数据，其中包括矢量图的顺序点数据中的坐标信息、角度数据以及边长数据。

步骤S702：根据所述坐标信息选择路径或角度的优先级。

根据矢量图的角度信息的分布情况确定路径优先或角度的优先级。一般，矢量图的角度分布比较集中，则定义角度的优先级高于路径的优先级。

步骤S703：根据所述优先级对所述冲孔点数据进行分组划分，得到分块数据。

在一个实施例中，角度优先级高于所述路径的优先级，则按照角度的大小对所述冲孔点分布数据进行分组划分，得到分块数据。并按照从小到大的角度顺序对每组所述分块数据进行路径规划。

在一个实施例中，路径的优先级高于所述角度的优先级，则判断是否对冲孔点数据进行分组划分。若对所述冲孔点分布数据进行分组划分则选择行划分、列划分或智能划分。若不对所述冲孔点分布数据进行分组划分则定义所述冲孔点分布数据为一个整体。

步骤S704：选择所述分块数据的冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径，参考图8-图10。

选择冲孔路径为Z型，则需要填写相应需要冲孔的行数值量，选择冲孔路径为N型，则需要填写相应需要冲孔的列数值量。并按照相应的行数值量、列数值量对冲孔点数据进行分组划分。若冲孔点数据呈阵列分布，则判断该阵列中的竖直方向和水平方向的间距，若，竖直方向上的间距大于水平方向上的间距，就适用于Z型的冲孔路径；若，竖直方向上的间距小于水平方向上的间距，就适用于N型的冲孔路径；若，竖直方向上的间距等于水平方向上的间距，就适用于Z型或N型的冲孔路径。选择智能路径进行冲孔，则通过概率分布得到合适的行列后再对冲孔点数据进行分组划分。若选择的为智能路径，但是无法得到合适的行列数值，则不进行分组划分。

按照N型的顺序对分组划分得到的各个数据块进行处理；同时，分组划分得到的数据块按照Z形路径或N形路径进行规划，则如下图所示。

若选择的冲孔路径为智能路径，则首先根据最大连通图判断是否存在最短路径，若存在，则定义最短路径为智能路径。若不存在最短路径，则按照深度优先或广度优先的顺序先来规划所述冲孔路径。

此外，需要说明的是，每组/块间连接时，均由上一组/块结束点搜索下一组/块最近的点进行路径规划。

在一个实施例中，还包括对获取的冲孔路径进行保存。根据获取的矢量图来规划冲孔路径，并将获得的不同类型的冲孔路径进行保存，以便后期遇到一样的加工图形时，可以直接调用存储的冲孔路径，减少运算的时间，提高了冲孔的效率。

此外，本发明实施例还提供一种控制冲孔控制***，参考图11，控制冲孔控制***包括转换模块1101、解析模块1102、路径规划模块1103和运动控制模块1104。其中，

转换模块1101，用于将待加工的图形数据转换为冲孔机能够识别的PLT格式文件。

解析模块1102，用于对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，并对获得的矢量图进行显示。

路径规划模块1103，用于根据所述冲孔点分布数据规划冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径。

运动控制模块1104，用于根据所述冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。在一个实例中，运动控制模块1104包括可支持6轴联动的运动控制卡，可指出持续高速运转的伺服电机和步进电机、工控机、冲压刀具、冲头、运动传感器和导轨等硬件设备。

通过上述数控冲孔控制***，可以将待加工的图形数据转换为冲孔机床能够识别的PLT格式的文件，并对PLT格式的文件进行解析得到相应的矢量图。根据矢量图解析的结果获取冲孔点的分布数据，根据冲孔点的分布数据规划一条最优的冲孔路径，根据获取的冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。通过插补、PID控制(比例/微分/积分控制)、非线性的加减速、多线程控制、时序配合、路径优化等来统筹运动控制操作之间的配合。完成机床运行的整个过程的控制，减少了冲孔运行时间、节约了时间、使得其数控冲孔机床的运行效率有了大大的提升。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数控冲孔控制方法，其特征在于，包括：

将待加工的图形数据转换为冲孔机能够识别的PLT格式文件；

对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，并对获得的矢量图进行显示；

根据所述矢量图规划冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径；

根据所述冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。

2.根据权利要求1所述的数控冲孔控制方法，其特征在于，所述对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，包括：

对所述PLT格式文件按字节进行分割；

经分割的字节信息根据ASCII码转换为字母或数字；

根据预设编码目录，对所述字母或数字转换为功能性描述的字符和数据；

根据所述字符的内容和位置信息进行分组，并提取用于形成图像的按顺序存储的角点信息；

根据所述角点信息计算所述矢量图。

3.根据权利要求2所述的数控冲孔控制方法，其特征在于，还包括：利用所述矢量图的几何结构拓扑关系对所述矢量图的旋转角度进行自动识别。

4.根据权利要求1所述的数控冲孔控制方法，其特征在于，还包括：对所述矢量图进行编辑。

5.根据权利要求1所述的数控冲孔控制方法，其特征在于，所述对获得的矢量图进行显示，包括：显示读取的所述矢量图中的坐标和角度信息。

6.根据权利要求1所述的数控冲孔控制方法，其特征在于，所述根据所述矢量图规划冲孔路径，包括：

获取矢量图中冲孔点数据的坐标信息；

根据所述坐标信息选择路径或角度的优先级；

根据所述优先级对所述冲孔点数据进行分组划分，得到分块数据；

选择所述分块数据的冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径。

7.根据权利要求6所述的数控冲孔控制方法，其特征在于，还包括：

若所述角度的优先级高于所述路径的优先级，则按照角度的大小对所述冲孔点分布数据进行分组划分，得到分块数据；

并按照从小到大的角度顺序对每组所述分块数据进行路径规划。

8.根据权利要求6所述的数控冲孔控制方法，其特征在于，还包括：

若所述路径的优先级高于所述角度的优先级，则判断是否对冲孔点分布数据进行分组划分，

若对所述冲孔点分布数据进行分组划分则选择行划分、列划分或智能划分；

若不对所述冲孔点分布数据进行分组划分则定义所述冲孔点分布数据为一个整体。

9.根据权利要求6所述的数控冲孔控制方法，其特征在于，所述选择所述分块数据的冲孔路径，包括：

若选择的冲孔路径为智能路径，则判断是否存在最短路径；

若存在最短路径，则按最短路径对所述待加工工件进行冲孔；

若不存在最短路径，则对所述分块数据按照深度优先或广度优先来规划所述冲孔路径。

10.一种冲孔控制***，其特征在于，包括：

转换模块，用于将待加工的图形数据转换为冲孔机能够识别的PLT格式文件；

解析模块，用于对所述PLT格式文件进行解析获得矢量图，并对获得的矢量图进行显示；

路径规划模块，用于根据所述冲孔点分布数据规划冲孔路径，所述冲孔路径包括Z型、N型和智能路径；

运动控制模块，用于根据所述冲孔路径对待加工工件进行冲孔处理。