CN113836770B - 刀具断点恢复加工的方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

刀具断点恢复加工的方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供了一种刀具断点恢复加工的方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质，涉及雕刻技术领域。方法包括将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B；将刀具在XY平面的轨迹映射到矩阵A和矩阵B；在出现断刀的情况下，将刀具移至断点的指定位置上，获取矩阵A中对应的第一元素项La以及矩阵B中对应的第二元素项Lb；在【La，Lb】对应的区域内逐行计算轨迹与指定位置的距离，选出距离最小的行，能够快速定位与断点距离最小的行，并从行恢复加工，提高了加工效率。

Description

刀具断点恢复加工的方法、装置、计算机设备和计算机可读存 储介质
技术领域
本发明涉及雕刻技术领域，具体而言，涉及一种刀具断点恢复加工的方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。
背景技术
在雕刻领域中，刀具的刀路文件一般较大，在加工过程中若出现断刀等异常情况，需要在断点处附近恢复加工。但由于断刀后加工仍在继续，所以操作人员往往并不知道断刀时加工文件所处的行号，此时通常会采取以下两种措施恢复加工：
1.使用指定行定位功能，即加工文件从指定的行号位置开始加工，采用这种方法可能需要多次尝试才能定位到断点位置附近，效率不高；
2.使用指定位置的最近点加工定位功能，即将刀具移动到断点附近位置，通过搜索加工文件中离此位置最近的行号以恢复加工，搜索算法通常采用逐行计算刀轨与指定位置的距离，并选出距离最小的行，对于超大的刀路文件，行数一般超过几百万行，甚至上千万行，此时这种搜索算法就比较耗时，效率不高。
发明内容
本发明的目的包括提供一种刀具断点恢复加工的方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质，其能够将XY平面的有效区域栅格化后，快速获取断点的指定位置最近的行，并从该行恢复加工。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种刀具断点恢复加工的方法，方法包括：
将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B；
将刀具在XY平面的轨迹映射到矩阵A和矩阵B；
在出现断刀的情况下，将刀具移至断点的指定位置上，获取矩阵A中对应的第一元素项La以及矩阵B中对应的第二元素项Lb；
在【La，Lb】对应的区域内逐行计算轨迹与指定位置的距离，选出距离最小的行，并从行恢复加工。
在可选的实施方式中，将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B的步骤包括：
根据雕刻设备的XY平面的有效区域的长w、宽d以及栅格精度e，将有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A【w/e，d/e】和矩阵B【w/e，d/e】。
在可选的实施方式中，将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B的步骤之后，方法还包括：
确定工件坐标系的原点在矩阵A和矩阵B中的位置。
在可选的实施方式中，确定工件坐标系的原点在矩阵A和矩阵B中的位置的步骤包括：
工件坐标系的原点为O(x0，y0)，映射到矩阵A和矩阵B中的位置为(Ox，Oy)，其中，Ox＝x0/e，Oy＝y0/e。
在可选的实施方式中，将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B的步骤之后，方法还包括：
初始化矩阵A和矩阵B的所有元素为指定负数；
将刀具在XY平面的轨迹映射到矩阵A和矩阵B的步骤之后，方法还包括：
获取轨迹经过矩阵A和矩阵B的矩阵元素项；
对于矩阵A，在矩阵元素项等于指定负数的情况下进行赋值，对于矩阵B，则直接进行赋值。
在可选的实施方式中，在出现断刀的情况下，将刀具移至断点的指定位置上，获取矩阵A中对应的第一元素项La以及矩阵B中对应的第二元素项Lb的步骤包括：
将刀具移至断点的指定位置上，利用当前工件坐标获取矩阵A中对应的第一元素项La以及矩阵B中对应的第二元素项Lb。
在可选的实施方式中，方法还包括：
在La等于指定负数的情况下，则以La原始对应的点为中心扩大搜索范围，取周边有值行号中最小者元素项为La；
在Lb等于指定负数的情况下，则以Lb原始对应的点为中心扩大搜索范围，取周边有值行号中最小者元素项为Lb。
第二方面，本发明提供一种刀具断点恢复加工的装置，装置包括：
栅格化模块，用于将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B；
映射模块，用于将刀具在XY平面的轨迹映射到矩阵A和矩阵B；
获取元素项模块，用于在出现断刀的情况下，将刀具移至断点的指定位置上，获取矩阵A中对应的第一元素项La以及矩阵B中对应的第二元素项Lb；
定位加工模块，用于在【La，Lb】对应的区域内逐行计算轨迹与指定位置的距离，选出距离最小的行，并从行恢复加工。
第三方面，本发明提供一种计算机设备，计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现如前述实施方式任一项的刀具断点恢复加工的方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机可读存储介质被处理器执行时实现如前述实施方式任一项的刀具断点恢复加工的方法。
本发明实施例提供的刀具断点恢复加工的方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质的有益效果包括：
将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化成相同行列的矩阵A和矩阵B之后，将刀具移至断点的指定位置上，获取矩阵A中对应的第一元素项La以及矩阵B中对应的第二元素项Lb，在【La，Lb】对应的区域内逐行计算出与指定位置距离最小的行，能够快速定位与断点距离最小的行，再从该行开始恢复加工，提高了加工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的刀具断点恢复加工的方法的应用场景示意图；
图2为本发明实施例提供的计算机设备的方框示意图；
图3为本发明实施例提供的刀具断点恢复加工的方法的流程示意图；
图4为在矩阵A中定位刀具所在栅格的示意图；
图5为在矩阵B中定位刀具所在栅格的示意图；
图6为本发明实施例提供的刀具断点恢复加工的装置的方框示意图。
图标：1-计算机设备；2-加工台；3-驱动机构；4-刀具；5-待加工件；6-处理器；7-存储器；8-总线；9-刀具断点恢复加工的装置；10-栅格化模块；11-初始化模块；12-原点确定模块；13-获取轨迹元素项模块；14-赋值模块；15-获取元素项模块；16-定位加工模块；17-映射模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1，图1为本实施例提供的刀具断点恢复加工的方法的应用场景示意图，包括计算机设备1、加工台2、驱动机构3、刀具4及待加工件5，待加工件5安装在加工台2上，刀具4连接在驱动机构3上，驱动机构3可以是机械臂，计算机设备1与驱动机构3通信连接。
计算机设备1用于对驱动机构3进行控制，其预先安装有控制软件及数据库。控制软件具有与操作人员进行人机交互的软件界面，例如，操作人员可以通过该软件界面进行驱动机构3的控制，同时，计算机设备1可以通过软件界面对被待加工件5的加工进程进行显示。
控制软件包括各种控制程序及定位算法，可以通过运行各种控制程序及定位算法，来控制驱动机构3及刀具4的工作状态、以及实现下述实施例介绍的刀具4断点恢复加工。数据库中存储有刀具4的加工进程的数据以及待加工件5的类型等数据。
可选地，计算机设备1可以是平板电脑、便携式笔记本电脑、台式电脑、工控机、服务器等中的任意一种，上述设备都可以用于实现下述实施例介绍的刀具断点恢复加工的方法。
请参照图2，图2为本实施例提供的计算机设备1的方框示意图，计算机设备1包括处理器6、存储器7及总线8，处理器6及存储器7通过总线8连接。
存储器7用于存储程序，例如图6所示的刀具断点恢复加工的装置9。刀具断点恢复加工的装置9包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器7中或固化在计算机设备1的操作***(operating system，OS)中的软件功能模块。处理器6在接收到执行指令后，执行程序以实现下述实施例揭示的刀具断点恢复加工的方法。
处理器6可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，刀具断点恢复加工的方法的各步骤可以通过处理器6中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
上述的处理器6可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在图2所示的计算机设备1的基础上，下面给出一种刀具断点恢复加工的方法的可能的实现方式，图3为本发明提供的刀具断点恢复加工的方法的一种流程示意图，请参照图3，刀具断点恢复加工的方法可以包括步骤：
S1：将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B。
具体的，根据雕刻设备的XY平面的有效区域的长w、宽d以及栅格精度e，将有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A【w/e，d/e】和矩阵B【w/e，d/e】。
S2：初始化矩阵A和矩阵B的所有元素为指定负数。
具体的，指定负数可以为任意负数，例如-1，下文也以指定负数为-1举例说明。这里，初始化矩阵A和矩阵B的所有元素为负数的目的是为了与行号区分，行号是大于或等于0的整数。
S3：确定工件坐标系的原点在矩阵A和矩阵B中的位置。
具体的，工件坐标系的原点为O(x0，y0)，映射到矩阵A和矩阵B中的位置为(Ox，Oy)，其中，Ox＝x0/e，Oy＝y0/e。
S4：将刀具在XY平面的轨迹映射到矩阵A和矩阵B。
具体的，在加工过程中，根据加工文件中刀具的轨迹，将刀具在XY平面的轨迹映射到矩阵A和矩阵B。
S5：获取轨迹经过矩阵A和矩阵B的矩阵元素项。
S6：对于矩阵A，在矩阵元素项等于指定负数的情况下进行赋值，对于矩阵B，则直接进行赋值。
具体的，以刀具的轨迹为直线段为例，从工件坐标系点P1(x1，y1)，移动到点P2(x2，y2)，此刀具的轨迹对应的行号为n，首先将点P1和点P2映射到矩阵矩阵A和矩阵B，对应元素的行列位置为(Ox+x1/e，Oy+y1/e)和(Ox+x2/e，Oy+y2/e)，通过线形细化获取直线段经过的矩阵元素项，对于矩阵A，若这些元素值为-1，则对其赋值行号n，否则维持之前值；对于矩阵B，将行号n赋于这些元素项。
S7：在出现断刀的情况下，将刀具移至断点的指定位置上，获取矩阵A中对应的第一元素项La以及矩阵B中对应的第二元素项Lb。
具体的，当加工过程中出现断刀等异常情况，采用指定位置的最近点加工定位，首先将刀具移至断点的指定位置上，利用当前工件坐标(x，y)获取矩阵A和矩阵B中对应的元素项(Ox+x/e，Oy+y/e)的值La、Lb，即加工文件中刀具的轨迹与指定位置的间距小于栅格精度e的行必定在La与Lb范围内。
S8：在【La，Lb】对应的区域内逐行计算轨迹与指定位置的距离，选出距离最小的行，并从行恢复加工。
具体的，在La等于指定负数的情况下，则以La原始对应的点为中心扩大搜索范围，取周边有值行号中最小者元素项为La，再执行计算轨迹与指定位置的距离；在Lb等于指定负数的情况下，则以Lb原始对应的点为中心扩大搜索范围，取周边有值行号中最小者元素项为Lb，再执行计算轨迹与指定位置的距离。
请参阅图4和图5，以下为本实施例提供的刀具断点恢复加工的方法的一个具体应用示例过程：
刀具的轨迹D1是从点(x1，y1)移动到点(x2，y2)，对应行号100，刀具的轨迹D2是从点(x3，y3)移动到点(x4，y4)，对应行号300，则矩阵A中相应的元素值如图4所示，矩阵B中相应的元素值如图5所示，假设在△处加工中断了，需要从这里继续加工，则将刀具移动到指定位置○附近，可得到刀具所在的栅格，调出矩阵A和矩阵B中的元素项分别为100、300，再对100行与300行之间逐行计算轨迹与指定位置的距离，选出距离最小的行，并从行恢复加工。
为了执行上述实施例及各个可能的实施方式中的相应步骤，下面给出一种刀具断点恢复加工的装置9的实现方式。请参照图6，为本发明所提供的刀具断点恢复加工的装置9的功能模块示意图。需要说明的是，本实施例的刀具断点恢复加工的装置9，其基本原理及产生的技术效果与前述方法实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考前述方法实施例的相应内容。刀具断点恢复加工的装置9应用于计算机设备1，下面结合图6对刀具断点恢复加工的装置9进行介绍刀具断点恢复加工的装置9包括：
栅格化模块10，用于执行S1：将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B。
初始化模块11，用于执行S2：初始化矩阵A和矩阵B的所有元素为指定负数。
原点确定模块12，用于执行S3：确定工件坐标系的原点在矩阵A和矩阵B中的位置。
映射模块17，用于执行S4：将刀具在XY平面的轨迹映射到矩阵A和矩阵B。
获取轨迹元素项模块13，用于执行S5：获取轨迹经过矩阵A和矩阵B的矩阵元素项。
赋值模块14，用于执行S6：对于矩阵A，在矩阵元素项等于指定负数的情况下进行赋值，对于矩阵B，则直接进行赋值。
获取元素项模块15，用于执行S7：在出现断刀的情况下，将刀具移至断点的指定位置上，获取矩阵A中对应的第一元素项La以及矩阵B中对应的第二元素项Lb。
定位加工模块16，用于执行S8：在【La，Lb】对应的区域内逐行计算轨迹与指定位置的距离，选出距离最小的行，并从行恢复加工。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机可读存储介质被处理器6执行时实现刀具断点恢复加工的方法。
相比现有技术，本发明实施例提供的刀具断点恢复加工的方法、装置、计算机设备1和计算机可读存储介质的有益效果包括：
将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化成相同行列的矩阵A和矩阵B之后，将刀具移至断点的指定位置上，获取矩阵A中对应的第一元素项La以及矩阵B中对应的第二元素项Lb，在【La，Lb】对应的区域内逐行计算出与指定位置距离最小的行，能够快速定位与断点距离最小的行，再从该行开始恢复加工，提高了加工效率。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种刀具断点恢复加工的方法，其特征在于，所述方法包括：
将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B；
初始化所述矩阵A和所述矩阵B的所有元素为指定负数；
将刀具在所述XY平面的轨迹映射到所述矩阵A和所述矩阵B；
获取所述轨迹经过所述矩阵A和所述矩阵B的矩阵元素项；
对于所述矩阵A，在所述矩阵元素项等于所述指定负数的情况下进行赋值，对于所述矩阵B，则直接进行赋值；
在出现断刀的情况下，将刀具移至断点的指定位置上，获取所述矩阵A中对应的第一元素项La以及所述矩阵B中对应的第二元素项Lb；
在【La，Lb】对应的区域内逐行计算所述轨迹与所述指定位置的距离，选出所述距离最小的行，并从所述行恢复加工，包括：在La等于所述指定负数的情况下，则以La原始对应的点为中心扩大搜索范围，取周边有值行号中最小者元素项为La；在Lb等于所述指定负数的情况下，则以Lb原始对应的点为中心扩大搜索范围，取周边有值行号中最小者元素项为Lb。
2.根据权利要求1所述的刀具断点恢复加工的方法，其特征在于，所述将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B的步骤包括：
根据所述雕刻设备的所述XY平面的所述有效区域的长w、宽d以及栅格精度e，将所述有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A【w/e，d/e】和矩阵B【w/e，d/e】。
3.根据权利要求1所述的刀具断点恢复加工的方法，其特征在于，所述将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B的步骤之后，所述方法还包括：
确定工件坐标系的原点在所述矩阵A和所述矩阵B中的位置。
4.根据权利要求3所述的刀具断点恢复加工的方法，其特征在于，所述确定工件坐标系的原点在所述矩阵A和所述矩阵B中的位置的步骤包括：
所述工件坐标系的所述原点为O(x0，y0)，映射到所述矩阵A和所述矩阵B中的位置为(Ox，Oy)，其中，Ox＝x0/e，Oy＝y0/e。
5.根据权利要求1所述的刀具断点恢复加工的方法，其特征在于，所述在出现断刀的情况下，将刀具移至断点的指定位置上，获取所述矩阵A中对应的第一元素项La以及所述矩阵B中对应的第二元素项Lb的步骤包括：
将刀具移至断点的指定位置上，利用当前工件坐标获取所述矩阵A中对应的所述第一元素项La以及所述矩阵B中对应的所述第二元素项Lb。
6.一种刀具断点恢复加工的装置，其特征在于，所述装置包括：
栅格化模块(10)，用于将雕刻设备的XY平面的有效区域栅格化为两个相同行列的矩阵A和矩阵B；
初始化模块(11)，用于初始化矩阵A和矩阵B的所有元素为指定负数；
映射模块(17)，用于将刀具在所述XY平面的轨迹映射到所述矩阵A和所述矩阵B；
获取轨迹元素项模块(13)，用于获取轨迹经过矩阵A和矩阵B的矩阵元素项；
赋值模块(14)，用于对于矩阵A，在矩阵元素项等于指定负数的情况下进行赋值，对于矩阵B，则直接进行赋值；
获取元素项模块(15)，用于在出现断刀的情况下，将刀具移至断点的指定位置上，获取所述矩阵A中对应的第一元素项La以及所述矩阵B中对应的第二元素项Lb；
定位加工模块(16)，用于在【La，Lb】对应的区域内逐行计算所述轨迹与所述指定位置的距离，选出所述距离最小的行，并从所述行恢复加工，包括：在La等于所述指定负数的情况下，则以La原始对应的点为中心扩大搜索范围，取周边有值行号中最小者元素项为La；在Lb等于所述指定负数的情况下，则以Lb原始对应的点为中心扩大搜索范围，取周边有值行号中最小者元素项为Lb。
7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器(6)；
存储器(7)，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器(6)执行时，使得所述一个或多个处理器(6)实现如权利要求1～5任一项所述的刀具断点恢复加工的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机可读存储介质被处理器(6)执行时实现如权利要求1～5任一项所述的刀具断点恢复加工的方法。
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