[发明专利]基于实时数据和STEP-NC数据推测数控加工状态的方法和装置

说明书

本公开提供了一种基于实时数据和STEP‑NC数据推测数控加工状态的方法，从CAD/CAM系统中，如CATIA提取工件的工艺信息导出STEP‑NC文件；在监控系统中输入STEP‑NC文件，并提取工艺信息；采集机床的实时数据；通过轴位置数据定位当前正在加工的工步，并获取该工步对应的工艺信息；以实时数据和当前工步的工艺信息为输入，采用智能推理算法实时计算刀具磨损量、剩余加工时间、加工成本以完成加工状态信息推理操作。该方法利用STEP‑NC标准填补了基于G代码的机床的工艺信息缺失，结合实时数据可完成对加工状态的推测，帮助人员了解数控加工状态。本公开还提供了一种基于实时数据和STEP‑NC数据推测数控加工状态的装置。

技术领域

本公开涉及数控监控技术领域，具体而言，涉及一种基于实时数据和STEP-NC数据推测数控加工状态的方法和装置。

背景技术

数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，是现代制造业的主要生产装备之一。

数控机床监控可以帮助工人、机床维护工、车间管理人员、工艺员等各类人员了解数控机床的使用效率、运行状态等情况。

当前制造业内主流的数控机床使用的都是基于G代码的数控系统，系统本身只是一个末端执行器，按照G代码中的指令驱动伺服轴、主轴等执行器。机床本身能够提供的数据也只有伺服轴位置、实时进给率、电流等实时状态数据。

由于基于G代码的数控机床信息的匮乏，现有的机床监控一般利用所述的实时状态数据进行分析只能得到机床开机率、开机时间、生产产量等简单的信息。这些信息远远不能满足工人、机床维护工、车间管理人员、工艺员等各类人员对机床监控的需求。

STEP-NC(ISO-14649)标准是STEP标准在数控加工领域的扩展，它对加工对象、加工资源、加工任务进行了描述，告诉机床“加工什么”，而不仅仅是“怎么加工”。STEP-NC的加工流程是以工作步骤(workingstep)作为基本单位，每个工作步骤对应一种操作，每种操作描述了这一步是“加工什么”(粗铣平面、钻孔等)，以及“怎么做”(使用的刀具参数以及工艺参数、加工策略等)。可见STEP-NC文件包含了设计端丰富的数据，利用设计数据与机床的实时状态数据进行推理分析可以获得更多的推理信息，进一步满足车间各类人员对机床的监控需求。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本公开实施例提供了一种基于实时数据和STEP-NC数据推测数控加工状态的方法和装置，该方法采用STEP-NC(ISO-14649)标准表达工艺信息，与机床的实时状态数据一起作为输入，采用一系列算法实时预测基于G代码的机床加工过程中的刀具剩余寿命、剩余加工时间、成本等信息，以实现数控加工状态的预测，具有推测的灵活性与易用性。

第一方面，本公开实施例提供了一种基于实时数据和STEP-NC数据推测数控加工状态的方法，包括以下步骤：提取工艺文件信息，导出STEP-NC文件；连接数控机床，采集所述数控机床实时状态数据；定位当前加工的工步，并获取所述工步对应的工艺参数和刀具参数；通过所述数控机床实时状态数据与当前工步的工艺参数为输入，采用预设算法实时计算刀具磨损量、剩余加工时间、加工成本以完成加工状态信息推理操作。

在其中一个实施例中，所述提取工艺文件信息，导出STEP-NC文件包括：在CATIA中对待加工工件进行工艺设计，获取CATProcess文件；利用CATIA的二次开发包CAA提取CATProcess文件中的工艺信息；将提取的工艺信息与STEP-NC标准定义的实体映射，以完成导出STEP-NC文件操作。

在其中一个实施例中，提取CATProcess文件中的所述工艺信息包括：工步、主轴转速、进给率、切深、切宽、刀轨、进退刀策略、加工策略、装夹平面、装夹位置、刀具类型及参数。