[发明专利]自动化加工程序切削力优化系统及方法

说明书

本发明公开一种自动化加工程序切削力优化系统及方法，系统包含刀具路径撷取单元及加工程序优化单元；刀具路径撷取单元撷取控制器输出的由多数坐标信息所组成的坐标集合，并对该坐标集合的坐标值进行修改，以形成一刀具路径；加工程序优化单元根据该刀具路径的坐标值及刀具、工件与工具几特征等信息，分析切削力并修改加工进给率，以产生一优化的加工程序。

技术领域

本发明涉及一种自动化加工程序切削力优化系统及方法，尤其是涉及一种与工具机控制器连线并撷取控制器输出的坐标信息所形成的坐标集合，对该坐标集合进行坐标值扩增或压缩以组成刀具路径，并进行切削力学分析及优化，以提升制作工艺效率，同时解决因切削力过大所造成刀具毁损问题的自动化加工程序切削力优化系统及方法。

背景技术

加工时间以及加工成本是加工厂竞争力的关键因子，此二因子直接影响工厂接单能力以及产品毛利率，因此如何选用适合的切削条件以提高产能一直是此产业的重点议题。

传统上多以CNC(电脑数值控制，Computer Numerical Control)工具机进行加工，其NC(数值控制，Numerical Control)加工程序的设计方式是通过工程师使用加工辅助软件(CAD、CAM)规划刀具路径，但由于加工程序(G码，G code)包含不同控制器所定义的巨集指令，多无法精准地表示工件的几何构型，而上述加工辅助软件系统对现存加工程序解译为刀具路径(Tool path)的支援度也不足，故真实刀具路径取得困难，因此加工程序不易进行刀具路径的切削力诊断。工程师缺乏科学方法调整切削条件，只能凭经验调整，为了降低加工时间，多使用较为极端的切削条件而造成刀具断裂毁损、工件损耗与成本上升，或是为了保护工件、刀具等，使用保守的切削条件，造成加工效率不佳。换言之，在加工端的工程师无法改变原NC程序码，只能根据原NC程序码进行加工路径规划及调整。

请参阅图1所示，根据现有NC程序码切削一具有三个角91～93及三边94～96的三角形孔洞90为例，其中，实线代表传统方法所撷取的实际加工路径(角91～93应是呈现圆弧型)，虚线则代表本发明的一方法所撷取的实际加工路径，原点为一G码单节。

以其中一边96而言，例如一现有刀具路径档范例如下：

「FEDRAT/200

$$O0102N12

GOTO/-9.6,-5.372,-19.853

GOTO/-9.6,-5.372,-19.96

$$O0102N13

GOTO/-9.567,-5.43,-20

GOTO/-7.153,-9.61,-20

GOTO/-7.113,-9.679,-20」

其中，「GOTO/-9.6,-5.372,-19.96」代表点98的坐标。「GOTO/-9.567,-5.43,-20」代表点99的坐标。由于现有坐标集合撷取方法未能取得终点97的坐标，若以此集合组成的刀具路径，将导致转角路径错误，刀具会由点98歪斜至点99，而非至点97。

再以其中一角91而言，例如一现有刀具路径范例如下：

「FEDRAT/200

$$O0102N14

GOTO/-6.961,-9.622,-20

GOTO/-2.712,-7.169,-20

GOTO/-2.527,-7.062,-20

GOTO/6.341,-1.942,-20

$$O0102N15」