阅读说明：本技术 数控机床自动编程方法 (Automatic programming method for numerical control machine tool ) 是由 李开玉 赵环宇 赵晓蕊 王跃 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及数控加工领域,特别是一种数控机床自动编程方法,包括：更新加工数据步骤：记录叶片类型信息,并基于当前叶片类型的特征数据,生成对应的加工过程方案,并记录；其中,所述特征数据为叶片各项几何元素的具体数据；执行加工步骤：当待加工叶片为已知叶片类型时,更新特征数据,调取对应类型的加工过程方案,生成数控加工程序并执行。本发明针对汽轮机叶片数量多,形状大致相同,批量小的特点,利用已记录的叶片类型信息,及对应的标准加工数据,通过更新特征信息,便可自动生成相应的加工程序,减少工程师的重复性劳动,提高人员效率,减少了人工成本,并且减少人为错误造成的产品报废率,节约生产成本,提高在同行业的竞争优势。(The invention relates to the field of numerical control machining, in particular to an automatic programming method of a numerical control machine tool, which comprises the following steps: updating processing data: recording the blade type information, generating a corresponding processing process scheme based on the characteristic data of the current blade type, and recording; wherein the characteristic data is specific data of various geometric elements of the blade; executing a processing step: and when the blade to be machined is of a known blade type, updating the characteristic data, calling a machining process scheme of a corresponding type, generating a numerical control machining program and executing the numerical control machining program. Aiming at the characteristics of large quantity, approximately same shape and small batch of the blades of the steam turbine, the recorded blade type information and the corresponding standard processing data are utilized, and the corresponding processing program can be automatically generated by updating the characteristic information, so that the repetitive labor of engineers is reduced, the personnel efficiency is improved, the labor cost is reduced, the product rejection rate caused by human errors is reduced, the production cost is saved, and the competitive advantage in the same industry is improved.)

数控机床自动编程方法

技术领域

本发明涉及数控加工领域，特别是一种数控机床自动编程方法。

背景技术

汽轮机的动叶片，通常包括叶根、叶型和围带等，且具有复杂的造型和结构，目前广泛采用5轴数控机床，实现汽轮机动叶片的加工。原有的加工方式是，根据每个叶片图纸，依据特征参数，对叶根、叶型、围带进行三维造型、选择刀具、根据叶片尺寸设计刀具加工路径，最后生成加工程序由机床执行，整个过程会耗费CNC编程工程师几个小时的时间。

一台汽轮机每级叶片数不尽相同，包括每一级叶片的尺寸各不相同，叶根槽的形状不一样，叶根和围带的背平面、内平面，出汽侧面和进汽侧面互相不平行且都存在角度关系等等，对于动叶片而言，有几十到一百级叶片，一台汽轮机动叶片总数达到近一万片，上述叶片加工过程如果由工程师逐一编程完成，需要耗费大量时间，而由于汽轮机叶片数量多，形状大致相同，其中大多数时间都是重复性工作，而且也会产生人为错误，造成的产品报废。

而目前市场竞争激烈，生产周期短，生产成本不断压缩，现有的叶片加工方法，显然无法满足市场需求。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提供了一种有效提高效率和成品率的数控机床自动编程方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种数控机床自动编程方法，包括：

更新加工数据步骤：记录叶片类型信息，并基于当前叶片类型的特征数据，生成对应的加工过程方案，并记录；其中，所述特征数据为叶片各项几何元素的具体数据；

执行加工步骤：当待加工叶片为已知叶片类型时，更新特征数据，调取对应类型的加工过程方案，生成数控加工程序并执行。

进一步的，所述更新加工数据步骤中，生成加工过程方案的过程，可具体包括：

标识并记录叶片类型；

将若干位置/形状的特征数据，以特征参数进行标识，获得特征参数表；

基于所述特征参数表，构造三维模型；

制定加工过程方案，包括刀具选取、刀具切削参数和路径规划，并记录。

进一步的，所述加工过程方案中，刀具的选取可包括选取通用刀具和选取选用刀具；所述通用刀具为当前叶片类型下，加工任一叶片所通用的刀具型号或编号，所述选用刀具为基于参数表中指定的一个或几个特征参数，选定的刀具型号或编号。

进一步的，所述执行叶片加工步骤中，所述生成数控加工程序并执行之前，可进一步包括：

判断待加工叶片类型的步骤：当待加工叶片为未知叶片类型时，跳转执行所述更新加工数据步骤，否则

将待加工叶片的特征信息，对应地更新所述特征参数表；基于叶片类型，调用对应的加工过程方案。

进一步的，所述刀具切削参数还可包括刀具转速、进给速度和方向、切削深度、切削宽度以及走刀数量。

本发明针对汽轮机叶片数量多，形状大致相同，批量小的特点，利用已记录的叶片类型信息，及对应的标准加工数据，通过更新特征信息，便可自动生成相应的加工程序，减少工程师的重复性劳动，提高人员效率，减少了人工成本，并且减少人为错误造成的产品报废率，节约生产成本，提高在同行业的竞争优势。

附图说明

图1为汽轮机动叶片的结构示意图；

图2为本发明中优选实施例的流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种数控机床自动化编程方法，包括

更新加工数据步骤：记录叶片类型信息，并基于当前叶片类型的特征数据，生成对应的加工过程方案，并记录；

执行加工步骤：当待加工叶片为已知叶片类型时，更新特征数据，调取对应类型的加工过程方案，生成加工程序。

下面结合具体实施例，实现汽轮机动叶片的加工，对本发明方案加以详细描述。

汽轮机动叶片主要分为两大类：左手动叶片和右手动叶片。如图1中所示，为左手动叶片的结构示意图，叶片主要由叶根、叶型、围带三部分组成，叶型位于叶根和围带之间。叶根包括叶根背平面4、内平面1、出汽侧面2、进汽侧面3、叶根端面10和叶根槽5组成，叶根槽5分别位于出汽侧面和进汽侧面上；围带包括围带背平面8、内平面6、出汽侧面7、进汽侧面9、围带槽11组成。

如图2中所示，为本优选实施例的流程图。

步骤1：首先判断待加工叶片类型，当待加工叶片为未知叶片类型时，跳转进入更新加工数据步骤，当待加工叶片为已知叶片类型时，进入执行加工步骤。

所述更新加工数据的步骤，进一步包括步骤2～5：

步骤2：记录并标识叶片类型，其中，所述叶片类型以叶根或/和围带的形状，以及左手动叶片、右手动叶片等作为区分，使每种叶片类型各个位置/形状的结构特征一致，只具体的特征数据不同。其中，所述特征数据为叶片各项几何元素的具体数据，诸如各个点、线、面、圆弧等的尺寸、角度、半径等数据。

步骤3：将叶片的若干位置/形状的特征数据，以特征参数进行标识，获得特征参数表；

所述特征数据通过字母进行标识，如叶根背平面4的长度定义为特征参数BF，叶根槽5的宽度定义为特征参数BH，围带背平面8宽度定义为特征参数PD……，所有定义的特征参数以及特征数据，集合为参数表，即BF＝50mm，BH＝30mm，……

步骤4：基于所述特征参数表中，特征参数对应的特征数据，构造三维模型；

步骤5：制定标准的加工过程方案，包括刀具选取、刀具切削参数和路径规划，并记录。

其中，所述加工过程方案中，刀具的选取包括选取通用刀具和选取选用刀具。所述通用刀具为当前叶片类型下，加工任一叶片所通用的刀具型号或编号，所述选用刀具为基于参数表中指定的一个或几个特征参数，选定的刀具型号或编号，如宽H＝20，圆角R＝2，就选择相应槽刀T2-1，当槽宽H＝30，圆角R＝3，就选择相应槽刀T2-2，等等。

所述加工数据具体为：

5.1选取通用刀具T1为端面铣刀，粗加工各平面，包括围带内平面6、叶根内平面1、围带进汽侧面9、叶根进汽侧面3、围带背平面8、叶根内平面1、围带出汽侧面7、叶根出汽侧面2；各个平面留量0.1mm；并且根据叶根、围带的高度和刀具的切削宽度，计算刀具的切削深度、走刀数量等；

5.2选取选用刀具T2为槽刀，粗加工叶根大槽，先加工出汽侧的大槽，再加工进汽侧的大槽；当选择相应槽刀T2-1时，刀具的切削宽度，计算刀具的切削深度、走刀数量等，当选择相应槽刀T2-2，计算刀具的切削深度、走刀数量等，

以下同理：

5.3选取选用刀具T3为槽刀，粗加工叶根的小槽，先加工进汽侧的小槽，再加工出汽侧的小槽；

5.4选取通用刀具T4，粗加工叶根端面和端面倒角，先加工出汽侧的根端面和端面倒角，再加工进汽侧的根端面和端面倒角；径向方向和轴向方向各留0.1mm；并且根据叶根倒角和端面的深度和刀具的切削深度，计算刀具的走刀数量；

5.5选取通用刀具T5，精加工各平面，包括围带内平面6、叶根内平面1、围带进汽侧面9、叶根进汽侧面3、围带背平面8、围带内平面6、围带出汽侧面7、叶根出汽侧面2；并且根据叶根、围带的高度和刀具的切削宽度，计算刀具的走刀数量；

5.6根据倒角大小，选取的选用刀具T6为倒角铣刀，精加工叶根两处倒角；

5.7选取选用刀具T7为槽刀，精加工叶根的大槽；

5.8选取选用刀具T8为槽刀，精加工叶根的小槽；

5.9选取选用刀具T9为槽刀，精加工叶根的特殊小槽；

5.10选取通用刀具T10为铣刀，精加工叶根端面；以此类推。

将包括上述刀具选取的型号或编号、刀具切削参数和路径规划的加工数据，与所述叶片类型对应并记录。其中，所述刀具切削参数还进一步包括刀具转速、进给速度和方向、切削深度、切削宽度、走刀数量等。

步骤7：基于步骤4、5中的所述特征参数表，以及制定并记录的加工过程方案，生成数控加工程序，并由数控机床执行具体加工过程。

所述执行加工步骤，还包括：

步骤6：将待加工叶片的特征信息，对应地更新所述特征参数表，基于叶片类型，调用对应的加工过程方案。

步骤7：利用步骤6中所述特征参数表和加工过程方案，生成数控加工程序，并由数控机床执行具体加工过程。

通过上述描述可知，本发明通过叶片类型信息调用对应的加工过程方案，通过更新特征信息，自动生成相应的加工程序，不但大大提高了工程师的工作效率，将以前几小时的工作量缩短到不到半小时；而且避免人为失误造成的叶片报废；还为叶片车间的标准流水化的生产打下了坚实的基础。

以上对本发明所提供的数控机床自动化编程方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，需要说明的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，示例性的阐述了利用数控机床加工汽轮机动叶片的方法，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，实现其他各类型工件的加工，以及在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。