CN106862859B - 一种板材横向剪切加工工艺的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种板材横向剪切加工工艺的设计方法，步骤包括：对片形进行二维图形可视化设计；对二维图形可视化设计后的片形进行工艺特征提取，并定义横剪线设备的结构模型；从片型的工艺特征与横剪线设备的冲剪动作一一对应，得到加工工步序列；对加工工步序列进行组合、排序优化，得到最优组合目标；将最优组合目标自动编制成运动控制程序，并在线控制横剪线设备完成板材加工作业。本发明适用于多种形状尺寸板材片型的自动加工编程，免去了单一片型的程序编写，可用于解决现有板材数控横剪线控制系统，特别是多剪多冲横剪线控制系统，开放程度低、编程困难、扩展性差、劳动强度高、效率低等问题，提高设备的柔性和智能化程度。
Description
技术领域
本发明涉及板材横剪线加工技术领域，尤其涉及一种板材横向剪切加工工艺的设计方法。
背景技术
板材数控横剪线的出现，解决了手工作业劳动强度大、精度低、浪费材料等问题。而目前多采用专用CNC或PLC进行片型计算与控制，前者将各个片型程序固化在存储器上，生产数据通过键盘输入系统；后者则是通过上位机传输设定好的程序及参数。这两种方式都需要人工额外编写大量程序、修改困难、系统柔性差、效率低等问题。如何提供一种适用多种片型与不同结构横剪线的自动编程系统是迫待解决的关键技术之一。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种板材横向剪切加工工艺的设计方法，使得横剪线系统无需额外编制每个板材片型的加工程序，而且易于修改、增加新片型，对于多剪多冲横剪线的加工工艺流程进行优化，很好地解决了现有数控横剪线编程困难、柔性差等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种板材横向剪切加工工艺的设计方法，包括如下步骤：
S1、对片形进行二维图形可视化设计；
S2、对二维图形可视化设计后的片形进行工艺特征提取，并定义横剪线设备的结构模型；从片型的工艺特征与横剪线设备的冲剪动作一一对应，得到加工工步序列；
S3、对加工工步序列进行组合、排序优化，得到最优组合目标；
S4、将最优组合目标自动编制成运动控制程序，并在线控制横剪线设备完成板材加工作业。
进一步地，所述步骤S1中片形包括边片、轭片、多V轭片、中柱片、横向步进片型和纵向步进片型。
进一步地，所述步骤S1中对片形进行二维图形可视化设计包括对片型的特征、参数和组合进行设计。
进一步地，所述步骤S2中工艺特征包括高度、长度和角度，提取工艺特征分为剪和冲方式。
进一步地，所述步骤S3中对加工工步序列进行组合、排序优化，采用多目标优化方法，得到以组合加工工步数量最少、移动轴运动距离最少和退料最少的最优组合目标。
采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：本发明适用于多种片型与多种板材横剪设备，无需对每种片型进行单独编程，可用于解决现有板材数控横剪线控制系统，特别是多剪多冲横剪线控制系统，开放程度低、编程困难、扩展性差、劳动强度高、效率低等问题，提高设备的柔性和智能化程度。
附图说明
图1是本发明一种板材横向剪切加工工艺的设计方法的步骤流程图；
图2是本发明一种板材横向剪切加工工艺的设计方法所用系统的操作界面示意图；
图3是本发明一种板材横向剪切加工工艺的设计方法所用系统的片型xml文件结构图；
图4是本发明一种板材横向剪切加工工艺的设计方法所用系统的两剪三冲横剪线坐标模型图；
图5是本发明一种板材横向剪切加工工艺的设计方法的实施例中工艺优化流程图；
图6是本发明一种板材横向剪切加工工艺的设计方法所用系统的运动测试界面。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供一种板材横向剪切加工工艺的设计方法，主要步骤为：
S1、对片形进行二维图形可视化设计；
S2、对二维图形可视化设计后的片形进行工艺特征提取，并定义横剪线设备的结构模型；从片型的工艺特征与横剪线设备的冲剪动作一一对应，得到加工工步序列；
S3、对加工工步序列进行组合、排序优化，得到最优组合目标；
S4、将最优组合目标自动编制成运动控制程序，并在线控制横剪线设备完成板材加工作业。
实施例
本发明的实施例具体流程：片型设计—文件保存—工艺特征提取—工步优化—在线编程—剪切控制。
如图2所示，本发明提供的板材片型设计功能，包括文件操作、普通片型设计、步进片型设计、自定义片型设计等。文件操作包括新建、打开、保存、关闭等片型文件操作；普通片型包括边片四边形、轭片、多V轭片、等边中柱片、不等边中柱片、断轭片以及自定义片型；步进片型包括横向轭片步进、横向中柱步进、纵向轭片步进、纵向中柱步进以及自定义步进片型。待加工的片型特征包括“\”形、“|”形、“/”形、“<”形、“>”形、圆形、椭圆形、V形等。片型各项特征及参数以树状展示，并在二维图形中显示。片型各项特征及参数支持鼠标拾取，双击可进入修改页面。
板材片型设计结果保存成文件，本发明提供一种xml格式文件对片型信息进行保存，如图3所示。
该实施例应用在一种两剪三冲横剪线设备上，该设备包含两个角度不同的剪刀、两个冲孔、一个V刀、两个送料轴，如图4所示，建立各运动轴坐标系，将片型各个特征与剪切动作一一对应，建立剪切工步序列。
如图5所示，本发明根据横剪线结构及性能参数，以及片型特征，对剪切工步进行工艺参数优化，采用以组合加工工步数量最少、移动轴运动距离最少、退料最少为目标的多目标优化方法，对加工工步序列之间的前后次序、排列组合进行优化；最后将工步序列的优化结构自动转化成运动程序；优化后工步序列可保存成ASC-II文件。
如图6所示，程序运行控制，提供连续、单步两种模式，提供暂停、停止、急停操作，其中停止操作被定义为加工完当前片型后停止。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
Claims (5)
1.一种板材横向剪切加工工艺的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、对片形进行二维图形可视化设计；
S2、对二维图形可视化设计后的片形进行工艺特征提取，并定义横剪线设备的结构模型；从片型的工艺特征与横剪线设备的冲剪动作一一对应，得到加工工步序列；
S3、对加工工步序列进行组合、排序优化，得到最优组合目标；
S4、将最优组合目标自动编制成运动控制程序，并在线控制横剪线设备完成板材加工作业；
该方法应用于两剪三冲横剪线设备上，该设备包含两个角度不同的剪刀、两个冲孔、一个V刀、两个送料轴；
所述步骤S2中，从片型的工艺特征与横剪线设备的冲剪动作一一对应，得到加工工步序列，具体为：建立各运动轴坐标系，将片型各个特征与剪切动作一一对应，建立加工工步序列；
所述步骤S3中，对加工工步序列进行组合、排序优化，得到最优组合目标，具体为：根据横剪线结构及性能参数，以及片型特征，对剪切工步进行工艺参数优化，采用以组合加工工步数量最少、移动轴运动距离最少、退料最少为目标的多目标优化方法，对加工工步序列之间的前后次序、排列组合进行优化。
2.根据权利要求1所述的一种板材横向剪切加工工艺的设计方法，其特征在于，所述步骤S1中片形包括边片、轭片、多V轭片、中柱片、横向步进片型和纵向步进片型。
3.根据权利要求1所述的一种板材横向剪切加工工艺的设计方法，其特征在于，所述步骤S1中对片形进行二维图形可视化设计包括对片型的特征、参数和组合进行设计。
4.根据权利要求1所述的一种板材横向剪切加工工艺的设计方法，其特征在于，所述步骤S2中工艺特征包括高度、长度和角度，提取工艺特征分为剪和冲方式。
5.根据权利要求1所述的一种板材横向剪切加工工艺的设计方法，其特征在于，所述步骤S3中对加工工步序列进行组合、排序优化，采用多目标优化方法，得到以组合加工工步数量最少、移动轴运动距离最少和退料最少的最优组合目标。
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