带有导套的镗孔自动编程的方法、装置、存储介质与设备与流程

专利2025-05-06  18


本技术涉及带有导套的镗孔自动编程,具体而言,涉及一种带有导套的镗孔自动编程的方法、装置、计算机可读存储介质与电子设备。


背景技术:

1、主轴孔、凸轮轴孔、惰轮轴孔等孔系的精加工是发动机的关键工序,为保证各孔的同轴度及加工效率等要求,一般应通过镗杆一次加工完毕,而因为镗杆一般较为细长,需要在主轴孔等裆部增加导套支撑,这样使得镗杆无法通过一次进刀完成加工。镗杆加工主轴孔的步骤如下:主轴定位至镗杆放置处-主轴定向-抓取镗杆-移动至安全平面-主轴定向-让刀-g0进刀-刀具回正-g1进给至镗杆与导套配合并移动至加工开始平面-主轴正转-g1切削至加工完成-主轴停转-主轴定向-g1退刀-主轴定向-让刀-g0回退至安全平面-主轴定位至镗杆放置处-放置镗杆-结束。

2、针对上述步骤,现有cam编程软件(如nxcam、mastercam、cimatron、powermill等)尚无针对此类场景的编程方法,目前行业内基本以手动编程为主。

3、进行手工编程时,由于无法直观判断程序是否存在碰撞,往往需要通过反复调整模型图确定刀具坐标,易出错且工作量大。此外,因为夹具与刀具设计往往并非同一人,存在因预留间隙不足而导致刀具无法完成加工的情况。因此,需要一种能够自动生成及自动检验镗孔程序的编程方法来解决这些问题。


技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种带有导套的镗孔自动编程的方法、装置、计算机可读存储介质与电子设备,以至少解决现有技术中缺少一种带有导套的镗孔自动编程方案的问题。

2、为了实现上述目的,根据本技术的一个方面,提供了一种带有导套的镗孔自动编程的方法,包括:构建步骤:构建镗孔加工环境,其中,形成所述镗孔加工环境的镗模模型为带有导套的镗模模型;刀具参数设置步骤:采用镗杆参数设置控件进行刀具参数的设置,所述刀具参数包括尺寸参数;编程参数设置步骤:采用加工参数设置控件选取发动机及镗模三维模型的面特征、点特征,并设置加工参数;刀具轨迹处理步骤:基于所述加工参数设置控件传递的参数以及采用所述镗杆参数设置控件设置的所述刀具的尺寸参数计算得到刀具轨迹,并对所述刀具轨迹进行分段处理,以及获取与各段所述刀具轨迹对应的非最终版nc程序;仿真验证步骤:启动仿真软件,并在所述仿真软件运行各所述非最终版nc程序得到仿真结果,所述仿真结果包括碰撞计数,在所述碰撞计数大于0且循环累计次数小于或者等于次数上限值的情况下返回至所述编程参数设置步骤;重复步骤:依次重复所述编程参数设置步骤、所述刀具轨迹处理步骤和仿真验证步骤至少一次,直到所述碰撞计数等于0得到最终版nc程序,所述最终版nc程序用于真实的带有导套的镗孔加工工艺中。

3、可选地,所述构建步骤包括:响应于模型导入操作将发动机模型和所述镗模模型导入至nx软件并进入加工环境;响应于第一坐标系设置操作在机床视图下设置主坐标系,其中,所述主坐标系设置在镗模安装于机床工作台时的工作台旋转中心,且方向与机床坐标系同向;响应于第二坐标系设置操作在所述主坐标系下设置子坐标系,其中,所述子坐标系的z轴方向与待加工孔同轴;响应于创建操作在所述子坐标系下创建工件几何体;响应于刀具设置操作将镗杆模型设为实体刀具,所述实体刀具在所述加工环境下被调用。

4、可选地,采用所述镗杆参数设置控件设置的参数包括:刀具号、第一刀沿、第二刀沿、第三刀沿和第一阶刀杆长度,其中,所述第一刀沿为刀具装夹平面至刀具最前端的距离,所述第二刀沿为所述刀具装夹平面至所述刀具最前端起的第一个粗镗刃对刀点的距离,所述第三刀沿为所述刀具装夹平面至所述刀具最前端起的第一个精镗刃对刀点的距离,所述第一阶刀杆长度为刀具最前端至下一刀杆直径变化点的长度,还包括:若镗杆为三阶镗杆,所述镗杆参数设置控件设置的参数还包括第二阶刀杆长度;和/或,所述加工参数设置控件中设置的参数包括:孔系起点、刀具抓取点、让刀结束平面、进刀开始平面、进刀结束平面、安全平面;所述加工参数设置控件中还包括生成刀轨及本地文件控件、调用仿真软件控件和更新参数控件。

5、可选地,所述刀具轨迹处理步骤包括:设置工作坐标系;确定所述安全平面、所述让刀结束平面、所述进刀开始平面以及所述进刀结束平面的法线方向是否与所述工作坐标系z轴同向;在所述法线方向与所述工作坐标系z轴同向的情况下,获取机内抓刀第四轴旋转角;计算刀轨关键参数,所述刀轨关键参数包括待加工孔坐标、让刀值、让刀结束z值、进刀开始z值、进刀结束z值、安全z值、主轴定向角、刀具抓取点偏移值和抓取刀具时主轴定向角,其中,所述刀具抓取点偏移值为所述刀具抓取点的原点坐标绕主坐标系y轴旋转所述机内抓刀第四轴旋转角后的偏移值;基于所述刀轨关键参数分段生成刀具轨迹文本,相邻两段所述刀具轨迹文本之间采用特定文本间隔;调用镗杆专用后处理将各段所述刀具轨迹文本转换为对应的所述非最终版nc程序。

6、可选地,所述仿真验证步骤,包括:响应于作用在所述调用仿真软件控件上的预设操作,运行仿真插件;确定当前目录是否已存在仿真项目;在所述当前目录不存在所述仿真项目的情况下,复制特定目录下的仿真项目模板文件至所述当前目录;将工件几何体中的实体导出为第一预定格式模型;将刀具关联的镗杆模型的坐标系绕y轴旋转预设角度,并导出为包含装配关系的第二预定格式模型;将工作坐标系以所述仿真软件的坐标系储存形式添加至仿真项目文件的固定文本处;启动所述仿真软件以打开所述仿真项目文件,模型文件自动调用所述第一预定格式模型和所述非最终版nc程序,以及在所述仿真软件的刀具管理器中定义所述第二预定格式模型的切削刃及刀杆后,启动仿真以得到所述仿真结果。

7、可选地,所述仿真验证步骤还包括:通过预设类型文件接口添加碰撞计数宏;将分段的刀具轨迹文本进行字格式和字地址定义,使得运行所述刀具轨迹文本时调用所述碰撞计数宏,以将所述仿真结果保存至数组中,其中,一段所述刀具轨迹文本对应于一段所述刀具轨迹。

8、可选地,所述仿真验证步骤还包括:根据所述仿真结果确定发生碰撞的所述刀具轨迹对应的段编号,且生成提示信息,所述提示信息用于提示所述编程参数设置步骤中需要修改的参数。

9、可选地,所述方法还包括:若执行所述重复步骤的循环次数大于所述次数上限值,发出告警信息,所述告警信息用于提示检查刀具或者镗模设计是否正确。

10、根据本技术的另一方面,提供了一种带有导套的镗孔自动编程的装置,包括:构建单元,用于执行构建步骤:构建镗孔加工环境,其中,形成所述镗孔加工环境的镗模模型为带有导套的镗模模型;第一设置单元,用于执行刀具参数设置步骤:采用镗杆参数设置控件进行刀具参数的设置,所述刀具参数包括尺寸参数;第二设置单元,用于执行编程参数设置步骤:采用加工参数设置控件选取发动机及镗模三维模型的面特征、点特征,并设置加工参数;处理单元,用于执行刀具轨迹处理步骤:基于所述加工参数设置控件传递的参数以及采用所述镗杆参数设置控件设置的所述刀具的尺寸参数计算得到刀具轨迹,并对所述刀具轨迹进行分段处理,以及获取与各段所述刀具轨迹对应的非最终版nc程序;仿真验证单元,用于执行仿真验证步骤:启动仿真软件,并在所述仿真软件运行各所述非最终版nc程序得到仿真结果,所述仿真结果包括碰撞计数,在所述碰撞计数大于0且循环累计次数小于或者等于次数上限值的情况下返回至所述编程参数设置步骤;重复单元,用于执行重复步骤:依次重复所述编程参数设置步骤、所述刀具轨迹处理步骤和仿真验证步骤至少一次,直到所述碰撞计数等于0得到最终版nc程序,所述最终版nc程序用于真实的带有导套的镗孔加工工艺中。

11、根据本技术的再一方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的带有导套的镗孔自动编程的方法。

12、根据本技术的又一方面,提供了一种电子设备,包括:一个或多个处理器,存储器,以及一个或多个程序,其中,所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的带有导套的镗孔自动编程的方法。

13、应用本技术的技术方案,通过构建步骤:构建镗孔加工环境,其中,形成镗孔加工环境的镗模模型为带有导套的镗模模型;刀具参数设置步骤:采用镗杆参数设置控件进行刀具参数的设置,刀具参数包括尺寸参数;编程参数设置步骤:采用加工参数设置控件选取发动机及镗模三维模型的面特征、点特征,并设置加工参数;刀具轨迹处理步骤:基于加工参数设置控件传递的参数以及采用镗杆参数设置控件设置的刀具的尺寸参数计算得到刀具轨迹,并对刀具轨迹进行分段处理,以及获取与各段刀具轨迹对应的非最终版nc程序;仿真验证步骤:启动仿真软件,并在仿真软件运行各非最终版nc程序得到仿真结果,仿真结果包括碰撞计数,在碰撞计数大于0且循环累计次数小于或者等于次数上限值的情况下返回至编程参数设置步骤;重复步骤:依次重复编程参数设置步骤、刀具轨迹处理步骤和仿真验证步骤至少一次,直到碰撞计数等于0得到最终版nc程序,最终版nc程序用于真实的带有导套的镗孔加工工艺中。通过设置参数的步骤、刀具轨迹生成的步骤、分段处理的步骤、仿真的步骤、以及碰撞计数处理的步骤实现对带有导套的镗孔自动编程,解决了现有技术中缺少一种带有导套的镗孔自动编程方案的问题。


技术特征:

1.一种带有导套的镗孔自动编程的方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构建步骤包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述刀具轨迹处理步骤包括:

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述仿真验证步骤,包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述仿真验证步骤还包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述仿真验证步骤还包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

9.一种带有导套的镗孔自动编程的装置,其特征在于,包括:

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的带有导套的镗孔自动编程的方法。

11.一种电子设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器,存储器,以及一个或多个程序,其中,所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至8中任意一项所述的带有导套的镗孔自动编程的方法。


技术总结
本申请提供了一种带有导套的镗孔自动编程的方法、装置、存储介质与设备。包括:构建镗孔加工环境、设置刀具参数、设置编程参数、进行刀具轨迹处理以及仿真验证步骤,以及基于仿真结果进行编程参数设置步骤、刀具轨迹处理步骤和仿真验证步骤的重复最终实现对带有导套的镗孔的自动编程。解决现有技术缺少带有导套的镗孔自动编程方案的问题。

技术研发人员:郭烨,孙玉成,梁春辉,张同乐,庄鹏
受保护的技术使用者:潍柴动力股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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