本发明主要涉及到机械制造加工领域,特指一种适用于多规格产品生产的智能加工方法。
随着工业4.0、人工智能等领域的发展,基于大数据平台计算机运算的各类方法应运而生。尤其在机械制造行业领域,通过高效利用软件对产品设计、工艺及编程加工过程进行实时控制成为趋势,由此带来的提高生产质量、降低劳动成本并缩短过程周期逐渐成为企业核心竞争力,也是未来企业发展的必然趋势。
随着市场的继续扩大以及科技的不断发展,对产品适用的范围以及要求也就更广。根据使用对象和需求不同,同类型不同规格的产品也逐渐增多,从而使得多规格类产品的设计建模、编程加工工作基于一个成熟的工艺系统下就变得冗余且繁杂。因此,能够简化多规格产品建模编程过程,提高工作效率、降低劳动成本,且提高设计、加工产品的准确性将变得尤为重要。
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本发明提供一种原理简单、智能化程度高、适应范围广、可提高加工效率和精度的适用于多规格产品生产的智能加工方法。
步骤s1:针对不同规格的同一产品,建立在产品规格变动时相关变动的尺寸与影响因子的关联表达式;
步骤s3:依据步骤s2中建立的模型进行程序编制,编程以模型作为程序驱动,生成数控加工设备能够识别的加工指令,并将该加工指令导入数控加工设备,数控加工设备根据加工指令运动进而加工产品成型。
作为本发明的进一步改进:包括步骤s4:每次在加工产品之前,ob体育根据所需的产品规格修改关联表达式中的变量,并生成与该产品规格对应的模型,进而生成与该模型对应的加工指令,用以驱动数控加工设备加工产品成型。
作为本发明的进一步改进:在所述步骤s1中,找出同一产品中不同规格与某个或某几个影响因子之间的关系,建立在产品规格变动时相关变动的尺寸与影响因子的关联表达式;在所述关联表达式中,以影响因子作为变量,所述关联表达式用以对产品的规格尺寸进行描述。
作为本发明的进一步改进:将加工参数与变量也建立关系式,并以变量描述的关联表达式输入加工参数。
作为本发明的进一步改进:所述关联表达式包含数学表达式、条件表达式、函数表达式以及几何表达式中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进:在所述步骤s2中,在绘图软件进行建模时,采用平面图设计和/或立体图设计的方式。
作为本发明的进一步改进:在所述步骤s2中,将平面草图或实体参数约束为相应常量、变量及关系式。
作为本发明的进一步改进:在所述步骤s3中,所述加工指令为加工g指令,数控加工设备根据加工g指令运动进而加工产品成型。
本发明的适用于多规格产品生产的智能加工方法,原理简单、智能化程度高、适应范围广,在多规格产品加工中,利用关联表达式即可实现变量参数直接控制参数化实体以及直接或间接控制加工程序,从而达到简化绘图建模过程,减少冗余工作,提高编程效率,降低绘图及编程出错导致的产品报废率等效果。
图2是本发明在具体应用实例中将常量、变量及关系式输入参数化软件中工具-表达式的示意图。
图7是本发明在具体应用实例中重新生成新规格程序后处理生成数控机床运动指令的示意图。
如图1所示,本发明的一种适用于多规格产品生产的智能加工方法,包括以下步骤:
步骤s1:针对不同规格的同一产品,建立在产品规格变动时相关变动的尺寸与影响因子的关联表达式;
步骤s3:依据步骤s2中建立的模型进行程序编制,编程以模型作为程序驱动,生成数控加工设备能够识别的加工指令,并将该加工指令导入数控加工设备,数控加工设备根据加工指令运动进而加工产品成型。
在具体应用实例中,进一步包括步骤s4:每次在加工产品之前,根据所需的产品规格修改关联表达式中的变量,并生成与该产品规格对应的模型,进而生成与该模型对应的加工指令,用以驱动数控加工设备加工产品成型。
采用本发明的上述方法,当加工该产品的其他规格时,只需改变关联表达式中的影响因子的量,进而直接生成符合要求的新的产品模型,无须再进行重复的绘图建模、编程拾取工作。也就是说,本发明是按设计尺寸要求以常量和规格变量的表达式驱动模型和程序,进而生成数控设备加工指令的一种方法。在首个规格模型及程序完成验证后,只需改变规格变量参数即可获得相应规格产品的模型及加工程序。较传统建模编程,本发明对首个规格建模及编程作出一定要求。传统建模编程是以常量为参数,相对简单。而本发明首个规格参数是以常量及变量为参数,较为复杂。且特殊产品,如条件类规格产品,需引入条件表达式,过程复杂。设计建模编程加工思路需尽量保持一致。尽管如此,针对多规格、多变量的规格件运用本发明方法能做到真正的一劳永逸。而且,采用本发明的方法之后,能够减少多个规格之间设计建模及编程加工重复多余的工作,提高规格产品的准确性。
在具体应用实例中,于所述步骤s1中,可以根据实际需求找出同一产品中不同规格与某个或某几个影响因子之间的关系,建立在产品规格变动时相关变动的尺寸与影响因子的关联表达式。在关联表达式中,以影响因子作为变量,关联表达式用以对产品的规格尺寸进行描述。
在具体应用实例中,于所述步骤s1中,进一步还可以将加工参数与变量也建立关系式,并以变量描述的关联表达式输入加工参数。即,充分考虑到不同加工设备、不同加工工艺需求以及不同加工的产品特性,不但将规格与影响因子之间的关系放入表达关联式,还将不同规格与加工参数之间的关联作为变量也添加入关联表达式,最终更进一步简化了加工的智能化程度、加工作业的适应性以及提高了加工精度。
进一步可以理解,对于生成加工指令而言,编程参数(如刀具直径,步距,分层等参数)也可引入关联表达式中。
在具体应用实例中,于所述步骤s1中,关联表达式可以包含数学(函数)表达式、条件表达式以及几何表达式中的一种或多种,根据实际产品加工的需求来选择即可。
在具体应用实例中,于所述步骤s2中,本发明进一步将建模参数(常量、变量及关系式)输入关联表达式中(工具-表达式)中。
在具体应用实例中,于所述步骤s2中,在绘图软件进行建模时,可以根据实际需要采用平面图设计和/或立体图设计的方式,只要满足实际产品的设计需求即可。
在具体应用实例中,于所述步骤s2中,本发明进一步将平面草图或实体参数约束为相应常量、变量及关系式。
在具体应用实例中,于所述步骤s3中,所述加工指令为加工g指令,数控加工设备根据加工g指令运动进而加工产品成型。
以下将结合一个具体应用实例,即以加工一个以简单的圆弧状栏栅为例,来阐述本发明的具体操作步骤。
s1011、根据设计尺寸及要求建立变量关系式,以简单的圆弧状栏栅为例,其圆弧的半径r与走瓶瓶体的直径d相关,建立关系式:r=a+bd。栏栅高度h与走瓶瓶体的高度h0相关:h=h0-c。栏栅宽度与圆弧半径相关……等等建立一系列变量关系式,其中a、b、c等均为已知常数,走瓶瓶体尺寸d、h0等均为变量,依设计需求而变化。
s1012、将常量、变量及关系式(名称)输入参数化软件(以ug为例)中工具-表达式中,参见图2。
s1013、绘制草图。约束尺寸,约束参数值为相应常量、变量及关系式(名称),参见图3。
s1014、根据设计尺寸及步骤s1013的参数化的平面草图建立参数化实体模型。
s1015、编程以步骤s1013的平面草图或步骤s1014的实体模型驱动程序(参见图4)并设置加工参数;此处可依条件将加工参数与变量也建立关系式,并以变量描述的表达式输入加工参数。
步骤s102、首个规格件建模及编程加工步骤:完成首个规格件加工后,多规格建模编程加工步骤(实例规格d35):
s1021、打开工具-表达式修改相应规格变量,模型同步刷新为新规格模型,参见图6。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。
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