拉伸试样的加工方法及装置
阅读说明：本技术 拉伸试样的加工方法及装置 (Method and device for processing tensile sample ) 是由 黄成杰 任万里 李立新 原维东 刘彦东 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种拉伸试样的加工方法及装置,方法应用于数控系统,包括：响应于拉伸试样的规格参数的输入操作,获取拉伸试样的目标规格参数；通过至少一个处理器运行主程序和宏程序,以控制数控机床完成铣削过程,宏程序包括宏变量赋值子宏程序以及铣削轮廓子宏程序；其中,运行主程序以根据拉伸试样的目标规格参数对相应的第一宏变量赋值,主程序调用宏程序,以使宏变量赋值子宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值,运行铣削轮廓子宏程序以基于各个第一变量的赋值和各个第二宏变量的赋值完成拉伸试样的轮廓加工过程。该方式将宏程序作为一个切削模块固定不变,通过改变主程序中的参数,即可完成不同规格的拉伸试样的加工。(The invention discloses a processing method and a device of a tensile sample, wherein the method is applied to a numerical control system and comprises the following steps: responding to the input operation of the specification parameters of the tensile sample, and acquiring target specification parameters of the tensile sample; running a main program and a macro program through at least one processor to control the numerical control machine tool to complete a milling process, wherein the macro program comprises a macro variable assignment sub-macro program and a milling contour sub-macro program; and running the main program to assign corresponding first macro variables according to the target specification parameters of the tensile sample, calling the macro program by the main program to enable the macro variable assignment sub-macro program to assign each second macro variable according to the assignment of each first macro variable, and running the milling contour sub-macro program to finish the contour machining process of the tensile sample based on the assignment of each first variable and the assignment of each second macro variable. In the mode, the macro program is fixed as a cutting module, and the processing of tensile samples with different specifications can be finished by changing parameters in the main program.)
技术领域
本发明涉及数控加工技术领域，具体涉及一种拉伸试样的加工方法及装置。
背景技术
拉伸试验作为检测和评定金属材料机械性能使用最广泛的实验，可为工程设计、评定材料和优选工艺提供依据，具有重要的实际意义。然而，有很多因素都可以影响试验的结果，其中试样加工的质量与效率是首要影响因素，其中，拉伸试样的形状固定不变但规格众多。
现有的数控加工方案中，已经能够实现通过普通编程程序，按照标准GB/T2975-2018《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》要求，在抽样钢板规定位置切取样坯，经机加工制成类似于哑铃形的板状拉伸试样。
但是，发明人在实现本发明的过程中发现现有技术至少存在以下问题：第一，当试样形状不发生改变仅尺寸发生改变时只能重新编程，程序修改计算工作量大，程序数目及程序长度庞大且占用机床内存，严重影响数控系统响应速度，若调用程序错误时必然造成加工废品。第二，试样分层切削加工需经人工频繁输入动态变化的参数来控制过程加工精度，而人为因素的不可控，一旦输入错误，只能报废试样甚至损坏刀具，严重影响加工质量、效率与成本。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的拉伸试样的加工方法及装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种拉伸试样的加工方法，方法应用于数控系统，包括：
响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，获取拉伸试样的目标规格参数；
通过至少一个处理器运行主程序和宏程序，以控制数控机床完成铣削过程，宏程序包括宏变量赋值子宏程序以及铣削轮廓子宏程序；
其中，运行主程序以根据拉伸试样的目标规格参数对相应的第一宏变量赋值，主程序调用宏程序，以使宏变量赋值子宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值，运行铣削轮廓子宏程序以基于各个第一变量的赋值和各个第二宏变量的赋值完成拉伸试样的轮廓加工过程。
可选地，拉伸试样的目标规格参数包括：平行部长度信息、毛坯宽度信息、平行部宽度信息、刀具半径信息、每次进刀量信息以及过度圆弧半径信息；
则第一宏变量包括：平行段长度变量、头部宽度变量、平行段宽度变量、刀具半径变量、每次进刀量变量、过度圆弧半径变量；
第二宏变量包括：单侧加工余量变量、走刀次数上取整值变量、实际进刀步距值变量、刀偏值变量。
可选地，铣削轮廓子宏程序包括：提刀取消刀偏子宏程序和下刀建立刀偏子宏程序；
通过至少一个处理器运行主程序和宏程序，以控制数控机床完成铣削过程具体包括：
运行取消刀偏子宏程序以使数控机床在提起刀具时取消刀偏，运行下刀建立刀偏子宏程序以使数控机床在下刀时建立刀偏。
可选地，宏程序还包括：第一逻辑子宏程序以及运行停止子宏程序；
通过至少一个处理器运行主程序和宏程序，以控制数控机床完成铣削过程具体包括：
步骤S1，基于各个第一宏变量的赋值和各个第二宏变量的赋值，运行铣削轮廓子宏程序，以控制数控机床完成拉伸试样轮廓加工过程；
步骤S2，运行第一逻辑子宏程序，以判断刀偏值变量的赋值是否满足第一预定条件，若是，则执行步骤S3，若否，运行停止子宏程序，以控制数控机床停止加工；
步骤S3，按照第一规则对刀偏值变量重新进行赋值，跳转至步骤S1。
可选地，宏程序还包括第二逻辑子宏程序，若判断出刀偏值变量的赋值不满足第一预定条件，执行步骤S4；
步骤S4，运行宏变量赋值子宏程序以按照第二规则对刀偏值变量重新进行赋值；
步骤S5，运行第二逻辑子宏程序，以判断按照第二规则重新赋值的刀偏值变量的赋值是否满足第二预定条件，若是，则跳转执行步骤S1，若否，运行停止子宏程序，以控制数控机床停止加工。
可选地，刀偏值变量的初始赋值根据刀具半径变量的赋值、单侧加工余量变量的赋值以及精加工余量的赋值而确定；
按照第一规则对刀偏值变量重新进行赋值具体包括：根据当前刀偏值变量的赋值和实际进刀步距值变量的赋值对刀偏值变量重新进行赋值；
按照第二规则对刀偏值变量重新进行赋值具体包括：根据当前刀偏值变量的赋值和精加工余量的赋值对刀偏值变量重新进行赋值。
可选地，宏程序还包括程序暂停子宏程序，则运行宏变量赋值子宏程序以按照第二规则对刀偏值变量重新进行赋值进一步包括：
运行程序暂停子宏程序，响应于拉伸试样的加工余量参数的输入操作，获取手动加工余量参数；
运行宏变量赋值子宏程序以根据手动工余量参数对刀偏值变量重新进行赋值。
根据本发明的另一方面，提供了一种拉伸试样的加工装置，装置应用于数控系统，包括：
获取模块，适于响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，获取拉伸试样的目标规格参数；
加工模块，适于通过至少一个处理器运行主程序和宏程序，以控制数控机床完成铣削过程，宏程序包括宏变量赋值子宏程序以及铣削轮廓子宏程序；
其中，运行主程序以根据拉伸试样的目标规格参数对相应的第一宏变量赋值，主程序调用宏程序，以使宏变量赋值子宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值，运行铣削轮廓子宏程序以基于各个第一变量的赋值和各个第二宏变量的赋值完成拉伸试样的轮廓加工过程。
根据本发明的又一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述拉伸试样的加工方法对应的操作。
根据本发明的再一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如上述拉伸试样的加工方法对应的操作。
根据本发明实施例提供的拉伸试样的加工方法及装置，方法应用于数控系统，方法包括：响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，获取拉伸试样的目标规格参数；通过至少一个处理器运行主程序和宏程序，以控制数控机床完成铣削过程，宏程序包括宏变量赋值子宏程序以及铣削轮廓子宏程序；其中，运行主程序以根据拉伸试样的目标规格参数对相应的第一宏变量赋值，主程序调用宏程序，以使宏变量赋值子宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值，运行铣削轮廓子宏程序以基于各个第一变量的赋值和各个第二宏变量的赋值完成拉伸试样的轮廓加工过程。该方式将宏程序作为一个切削模块固定不变，通过改变主程序中的参数，即可完成不同规格的拉伸试样的数控加工，也即允许用户自行输入拉伸试样的目标规格参数，对于不同规格的拉伸试样的加工，只需输入相应的规格即可，解决了现有技术中不同规格拉伸试样需要编制不同的加工程序的问题。并且由于采用的是宏程序，也节省了机床内存，提升了数控系统的响应速度。还能够根据加工过程中固定不变的规格参数自动化对动态变化的参数进行赋值，避免人工频繁输入动态变化的参数，从而避免人为因素的不可控，保证拉伸试样加工的效率和质量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的
具体实施方式
。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明拉伸试样的加工方法实施例一的流程图；
图2示出了本发明拉伸试样的加工方法实施例二的流程图；
图3示出了本发明实施例中拉伸试样的示意图；
图4示出了本发明实施例中加工拉伸试样轮廓的走刀轨迹的示意图；
图5示出了本发明拉伸试样的加工方法实施例三的流程图；
图6示出了本发明实施例中拉伸试样宏程序算法的流程示意图；
图7示出了本发明拉伸试样的加工装置实施例的功能模块图；
图8示出了本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
随着数控加工技术应用，编程是最重要的内容之一。但人们更多的依赖软件编程，而忽略了手工编程，特别是宏程序的应用，有自动编程无法取代的优势。“宏”是计算机领域里的一种抽象概念，其用途在于自动化频繁使用的指令序列，宏程序作为一种高级语言的指令形式，是数控系统软件开发商提供给用户在系统平台上进行有条件的二次开发工具，使数控系统功能在一定程度上得到相应的扩展。其特征是在程序中设置了变量(用“#”和跟随其后的变量序号“i＝1、2、3…”来表示)，具有顺序、分支选择、循环流程结构，使程序更具有通用性，在程序编制过程中，通过对变量进行数学运算或逻辑运算赋值处理，能控制程序段流向，以充分发挥变量功能，所以宏程序也称为变量化的程序。
开发数控系统宏程序功能，其最大特点就是将有规律的形状或尺寸用最短的程序表示出来，经过优化的宏程序一般都少于60行，至多不过2KB的容量，编写出来的程序非常简洁，逻辑严密，通用性极强，具有极好的易读性和易修改性，宏程序只要工件的形状不发生改变、尺寸改变的条件下，对应改动变量与公式即可，较执行软件生成的程序更加的快捷，效率更高，给生产带来了极大的便利。
使用软件自动编程可应用于形状特别复杂零件的加工，能产生复杂的刀具路径，是用“直线去逼近曲线曲面”，刀具路径大量重复、程序量庞大、加工参数不易修改，当零件的几何参数改变时，都要重新建模，重新设置加工参数，重新生成数控程序。程序长度可能是宏程序的几十倍，几百倍甚至更加悬殊，加工时间大大增加。如使用最广泛的FANUC0i系统标准配置一般为128K或256K，而上千行或是更多的程序容量不止128K或256K，这时就需要DNC在线加工方式，影响加工效率的主要因素就是电脑与机床之间的数据传输速度，由R232串口通信实现在线加工。即使在最大传输速度下，当计算精度较高，速度较快时，程序的传输速度就会跟不上，出现刀具运动断续现象。而使用宏程序加工，由于计算速度较快，不会出现断续的现象。
普通程序即人工常量编程，利用相对简单的指令代码功能按照预定路线轨迹顺序编程，只适用于限定规格即标准几何体工件的加工，它不允许使用变量、数学运算、函数、逻辑、循环这一类事物。
上述方法都有各自的应用领域，并为特定的目的服务。自动编程和普通程序一个程序只能描述一个几何形状。与宏程序相比，明显缺乏灵活性和适用性。可见，宏程序对数控机床很重要。
宏程序溶入了编程人员的智慧，根据零件的几何信息建立相应的数学模型，采用模块化的程序设计思想编程，除了便于调用外，还使编程人员从繁琐的、大量的重复性工作中解脱出来，这是任何自动编程软件都不能达到的效果；宏编程提供了增加效率的多种工具，这一点其他方法都望尘莫及。当前工业制造的重点不只是实现自动化，提高效率，还有实现柔性自动化，能够让编程设计以设定好的逻辑灵活地适应不同的加工需求。
基于此，像钢板拉伸试样这种形状相同、规格不同的“零件族”就非常适合宏编程，通过开发“零件族”的参数化程序来编写“智能”程序。
图1示出了本发明拉伸试样的加工方法实施例一的流程图，该方法应用于数控加工系统中。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S11，响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，获取拉伸试样的目标规格参数。
本发明实施例中，数控加工系统提供有可操作的控制面板，用户通过可操作的控制面板输入拉伸试样，系统响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，确定拉伸试样的目标规格参数，以便按照目标规格参数加工拉伸试样。
步骤S12，通过至少一个处理器运行主程序和宏程序，以控制数控机床完成铣削过程，宏程序包括宏变量赋值子宏程序以及铣削轮廓子宏程序，其中，运行主程序以根据拉伸试样的目标规格参数对相应的第一宏变量赋值，主程序调用宏程序，以使宏变量赋值子宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值，运行铣削轮廓子宏程序以基于各个第一变量的赋值和各个第二宏变量的赋值完成拉伸试样的轮廓加工过程。
其中，主程序中的第一宏变量对应于固定不变的参数，例如加工的拉伸试样的目标规格参数。而宏程序中的各个第二宏变量对应于铣削过程中动态变化的参数，例如刀偏等等。运行时，主程序根据获取到的目标规格参数对各个第一宏变量进行赋值，然后调用宏程序，宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值，然后，基于各个第一宏变量的赋值以及各个第二宏变量的赋值，运行铣削轮廓子宏程序，以控制数控机床完成拉伸试样的轮廓加工处理。该方式中，将参数变化的设定完成于编程中替代人工输入，能够避免人工手动输入的不确定性问题。
由此可见，根据本发明实施例提供一种通用的拉伸试样的加工方法，该方式将宏程序作为一个切削模块固定不变，通过改变主程序中的参数，即可完成不同规格的拉伸试样的数控加工，也即允许用户自行输入拉伸试样的目标规格参数，对于不同规格的拉伸试样的加工，只需输入相应的规格即可，解决了现有技术中不同规格拉伸试样需要编制不同的加工程序的问题。并且由于采用的是宏程序，也节省了机床内存，提升了数控系统的响应速度。还能够根据加工过程中固定不变的规格参数自动化对动态变化的参数进行赋值，避免人工频繁输入动态变化的参数，从而避免人为因素的不可控，保证拉伸试样加工的效率和质量。
图2示出了本发明拉伸试样的加工方法实施例二的流程图，该方法应用于数控加工系统中。如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S20，响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，获取拉伸试样的目标规格参数。
本发明实施例中，数控加工系统提供有可操作的控制面板，用户通过可操作的控制面板输入拉伸试样的上述规格参数，系统响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，确定拉伸试样的目标规格参数，以便按照目标规格参数加工拉伸试样。
步骤S21，通过至少一个处理器，运行主程序以根据拉伸试样的目标规格参数对相应的第一宏变量赋值，主程序调用宏程序，以使宏程序中的宏变量赋值子宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值。
在本发明实施例中，主程序中主要包括3个子程序：用于建立工件坐标系、程序初始化的子程序；用于调用宏程序的子程序，以及对各个第一宏变量进行赋值的子程序；用于停止运行和系统复位的子程序。在正式开始加工前，主程序写入所加工拉伸式样的工件坐标系，并修改拉伸试样规格参数对应的各个第一宏变量的赋值。
然后，主程序调用宏程序，宏程序中包括宏变量赋值子宏程序，运行宏变量赋值子宏程序，以根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值，其中，第一宏变量对应于拉伸试样的目标规格参数，第二宏变量是能够根据第一宏变量的赋值进行计算得到的动态变化的变量。
图3示出了本发明实施例中拉伸试样的示意图，示意图中a为钢板厚度，Lc为试样平行段长度，b为试样用于检测的平行段宽度，B为试样头部宽度，r为过度圆弧半径，平行段与过度圆弧必须平滑对接。
由于钢板拉伸试样的规格是根据“GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法”和“GB/T 228.2-2015金属材料拉伸试验第2部分：高温试验方法”规定的形状相同、规格不同的“零件族”，因此将引起试样几何形状变化的“平行段长度、头部宽度、平行段宽度、过度圆弧半径”，以及加工参数“每次进刀量和使用的刀具半径”共6个参数，作为在主程序中可以具体赋值的变量，其它变量由已知变量经系统运算可得。基于此，拉伸试样的目标规格参数包括：平行部长度信息、毛坯宽度信息、平行部宽度信息、刀具半径信息、每次进刀量信息以及过渡圆弧半径信息。相应地，第一宏变量包括：平行段长度变量、头部宽度变量、平行段宽度变量、刀具半径变量、每次进刀量变量、过度圆弧半径变量。
本发明实施例中，第二宏变量包括：单侧加工余量变量、走刀次数上取整值变量、实际进刀步距值变量、刀偏值变量。表一示出了本发明实施例中拉伸试样宏变量的赋值列表。运行程序加工时，主程序中的地址代码A、B…+具体变量赋值将传递给宏程序切削模块中对应的变量#i(i＝1、2、3…)所代表的参数进行形状相似、规格不同试样的加工。如表一所述，刀偏值变量的初始赋值为刀具半径变量的赋值、单侧加工余量变量的赋值以及精加工余量的赋值之和，动态变化的刀偏值变量的赋值为当前刀偏值变量的赋值与实际进刀步距的赋值之差。
表一
步骤S22，基于各个第一宏变量的赋值和各个第二宏变量的赋值，运行铣削轮廓子宏程序，以控制数控机床完成拉伸试样轮廓加工过程。
其中，铣削轮廓子宏程序根据加工拉伸试样轮廓的走刀轨迹确定，例如，根据走刀轨迹对FANUC 0i系统中的指令进行编排，得到铣削轮廓子宏程序。图4示出了本发明实施例中加工拉伸试样轮廓的走刀轨迹的示意图，如图4所示，走刀轨迹为：A(起刀点)-B-C-D-E-F(提刀)-F1(下刀)-E1-D1-C1-B1-A1(提刀)。
步骤S23，运行第一逻辑子宏程序，以判断刀偏值变量的赋值是否满足第一预定条件，若是，则执行步骤S24，若否，则执行步骤S25。
完成拉伸试样轮廓加工之后，运行第一逻辑子宏程序，以判断当前刀偏值变量的赋值是否满足第一预定条件，具体地，第一预定条件为：当前刀偏值变量的赋值是否大于刀具半径变量的赋值和精加工余量的赋值之和。
步骤S24，按照第一规则对刀偏值变量重新进行赋值，跳转至步骤S22。
如果当前刀偏值变量的赋值大于刀具半径变量的赋值与精加工余量的赋值之和，则按照第一规则对刀偏值变量重新进行赋值，具体地，第一规则为：将当前刀偏值变量减去实际进刀布距的差赋值给刀偏值变量，跳转执行步骤S22，基于各个第一宏变量的赋值和各个第二宏变量的赋值，执行铣削轮廓子宏程序，完成拉伸试样的轮廓加工。随着不断的循环加工，各个宏变量的赋值会逐渐变化，刀偏值变量的赋值会由最初的刀具半径变量的赋值、单侧加工余量变量的赋值和精加工余量的赋值三者之和，最终变化为刀具半径变量的赋值和精加工余量的赋值两者之和。
由此可见，通过第一逻辑子宏程序的判断，会形成拉伸试样的轮廓加工的循环，称之为粗加工过程，通过不断的循环加工，完成拉伸试样的加工。
步骤S25，运行停止子宏程序，以控制数控机床停止加工。
如果刀偏值变量的赋值不大于刀具半径变量的赋值与精加工余量的赋值之和，则停止运行，至此，完成拉伸试样的加工。
综上所述，根据本发明实施例提供一种通用的拉伸试样的加工方法，该方式将宏程序作为一个切削模块固定不变，通过改变主程序中的参数，即可完成不同规格的拉伸试样的数控加工，也即允许用户自行输入拉伸试样的目标规格参数，对于不同规格的拉伸试样的加工，只需输入相应的规格即可，解决了现有技术中不同规格拉伸试样需要编制不同的加工程序的问题。并且由于采用的是宏程序，也节省了机床内存，提升了数控系统的响应速度。还通过程序逻辑自动对动态变化的参数进行赋值，避免人工频繁输入动态变化的参数，从而避免人为因素的不可控，保证拉伸试样加工的效率和质量。
图5示出了本发明拉伸试样的加工方法实施例三的流程图，该方法应用于数控加工系统中。如图5所示，该方法包括以下步骤：
步骤S50，响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，获取拉伸试样的目标规格参数。
步骤S51，通过至少一个处理器，运行主程序以根据拉伸试样的目标规格参数对相应的第一宏变量赋值，主程序调用宏程序，以使宏程序中的宏变量赋值子宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值。
步骤S52，基于各个第一宏变量的赋值和各个第二宏变量的赋值，运行铣削轮廓子宏程序，以控制数控机床完成拉伸试样轮廓加工过程。
步骤S53，运行第一逻辑子宏程序，以判断刀偏值变量的赋值是否满足第一预定条件，若是，则执行步骤S54，若否，执行步骤S55。
判断当前刀偏值变量的赋值是否大于刀具半径变量的赋值和精加工余量的赋值之和。
步骤S54，按照第一规则对刀偏值变量重新进行赋值，跳转至步骤S52。
若当前刀偏值变量的赋值大于刀具半径变量的赋值与精加工余量的赋值之和，则将当前刀偏值变量减去实际进刀布距的差赋值给刀偏值变量，跳转执行步骤S52，基于各个第一宏变量的赋值和各个第二宏变量的赋值，执行铣削轮廓子宏程序，完成拉伸试样的轮廓加工。
由此可见，通过第一逻辑子宏程序的判断，会形成拉伸试样的轮廓加工的循环，称之为粗加工过程，随着不断的循环加工，各个宏变量的赋值会逐渐变化，刀偏值变量的赋值会由最初的刀具半径变量的赋值、单侧加工余量变量的赋值和精加工余量的赋值三者之和，最终变化为刀具半径变量的赋值和精加工余量的赋值两者之和。
步骤S55，运行宏变量赋值子宏程序以按照第二规则对刀偏值变量重新进行赋值。
如果刀偏值变量的赋值不大于刀具半径变量的赋值和精加工余量的赋值之和，对刀偏值变量重新进行赋值，具体地，将当前刀偏值变量的赋值减去精加工余量的赋值的差值赋值给刀偏值变量。
步骤S56，运行第二逻辑子宏程序，以判断按照第二规则重新赋值的刀偏值变量是否满足第二预定条件，若是，则跳转执行步骤S52，若否，则执行步骤S57。
运行第二逻辑子宏程序，以判断按照第二规则重新赋值的刀偏值变量是否满足第二预定条件，具体地，第二预定条件为：按照第二规则重新赋值的刀偏值变量是否大于刀具半径变量的赋值。
若按照第二规则重新赋值的刀偏值变量的赋值大于刀具半径变量的赋值，则跳转执行S52，基于各个第一宏变量的赋值和各个第二宏变量的赋值，运行铣削轮廓子宏程序，以控制数控机床完成拉伸试样的轮廓加工。
由此可见，通过第二逻辑子宏程序的判断，也会形成拉伸试样的轮廓循环加工过程，这个称之为精加工过程。本发明实施例中，为了控制工件的加工精度，在普通程序粗精加工之间中实施了精度补偿，但现有技术中需要重新编写相同走刀轨迹的精加工程序段，增加了程序长度。本实施例的方法中，在粗加工过程中，将粗加工过程中刀偏变量赋值为刀具半径变量的赋值和精加工余量之和，为精加工处理过程预留加工余量，运用逻辑语句控制流向功能，精加工过程同用一个走刀轮廓加工，大幅度简化编程，从而节省内存。
可选地，铣削轮廓子宏程序包括：提刀取消刀偏子宏程序和下刀建立刀偏子宏程序。运行取消刀偏子宏程序以使数控机床在提起刀具时取消刀偏，运行下刀建立刀偏子宏程序以使数控机床在下刀时建立刀偏。钢板拉伸试样的加工过程是先铣削一侧再提刀铣削另一侧的加工循环，引入刀偏后，频繁发生系统软超程报警停机。为了解决上述问题，本实施例的方法中，设计宏程序以使在提刀取消刀偏，下刀时加上刀偏，使得宏程序加刀偏是一个封闭的切削循环，能够解决由于加入刀偏和取消刀偏的时机不合适所导致的系统频繁报警的问题。
步骤S57，运行停止子宏程序，以控制数控机床停止加工。
若按照第二规则重新赋值的刀偏值变量的赋值不大于刀具半径变量的赋值，则运行停止子宏程序，以控制数控机床停止加工，至此，拉伸试样的加工完成。
上述实施方式中，基于循环逻辑，粗加工过程和精加工过程自动执行，除此之外，在本发明实施例的一种可选的实施方式中，精加工过程可以由用户手动启动。具体地，步骤S55的一种实施方式为：运行程序暂停子宏程序，响应于拉伸试样的加工余量参数的输入操作，获取手动加工余量参数；运行宏变量赋值子宏程序以根据手动加工余量参数对刀偏值变量重新进行赋值。
也就是说，在判断出刀偏值变量的赋值不满足第二预定条件，则自动暂停程序进行测量，用户手动输入加工余量参数，系统响应于用户的输入操作，获取到手动加工余量参数，运行宏变量赋值子宏程序以根据手动加工余量参数对刀偏值变量重新进行赋值。例如，用户根据当前加工得到的拉伸试样的规格参数和预先设定的拉伸试样的目标规格参数，确定手动加工余量参数，然后，通过操作面板输入手动加工余量参数，系统获取手动加工余量参数，运行宏变量赋值子宏程序以根据手动加工余量参数和精加工余量的赋值重新对刀偏值变量进行赋值。通过这种方式，能够进一步提升加工的精度。
由此可见，根据本发明实施的方法，将宏程序作为一个切削模块固定不变，通过改变主程序几个参数，主程序去调用宏程序，即可完成所有规格钢板拉伸试样的数控加工，解决了不同规格拉伸试样需编制不同加工程序的问题；另一方面通过宏程序逻辑语句实现了刀偏参数的动态变化，将参数变化的设定完成于编程阶段，解决了加工过程需要人工频繁输入刀偏参数的问题；另一方面，通过设计提刀取消刀偏子宏程序和下刀建立刀偏子宏程序，解决了在何种情况下引入和取消刀偏的问题，避免因引入和取消刀偏时机不当所引起的系统报警问题；再一方面，为了控制工件的加工精度，在粗加工过程中预留精加工余量，以便进行精度补偿的精加工处理过程，并且运用逻辑语句控制流向功能，控制粗加工处理和精加工处理使用宏程序的同一个走刀轮廓加工，大幅度简化编程，提升了拉伸样本的加工效率，同时，通过在粗精加工中加入了精度补偿，使得加工尺寸精度得到有效控制，提升了加工的质量和效率。
图6示出了本发明实施例中拉伸试样宏程序算法的流程示意图，如图6所示，算法流程包括：
步骤S60，设置变量；
步骤S61，程序初始化、建立工件坐标系、主轴转速、快速定位接近工件。
步骤S62，判断#17是否大于#7+0.5，若是，则执行步骤S63，若否，则执行步骤S66。其中，#17为刀偏值变量，#7为刀具半径变量，0.5为精加工余量。
步骤S63，建立逻辑语句粗加工：IF[#17GT[#5+0.5]]GOTO<铣削轮廓语句>；调用特殊功能(可编程参数输入生效)：G10 L12 P<刀具偏置几何补偿号>R#17。
步骤S64，赋值刀具偏置变量、下刀；
步骤S65，刀具偏置建立，铣削轮廓语句，刀具偏置取消提刀，跳转执行步骤S62；
步骤S66，M00暂停测量；
步骤S67，判断#17是否大于#7，若是，则执行步骤S68，若否，流程结束。
步骤S68，建立逻辑语句精加工：IF[#17GT#7]GOTO<铣削轮廓语句>，条跳转执行步骤S64。
表二为本发明实施例中以FANUC 0i系统数控立式铣床加工钢板拉伸试样为例编制宏程序，其中O1000为主程序，O8000为宏程序作为一个切削模块固定不变。
如表二所示，主程序中只包含3条程序，包括：建立坐标系，程序初始化；调用宏程序，宏变量赋值；运行结束，系统复位。其中，拉伸试样的可变规格参数一目了然，大大减少了使用普通程序加工时调错程序的可能。
由表二可知，宏程序G41 D11 G01 X-[#18+#1/2]Y[#18+#3/2]F150，宏程序名：刀偏建立且生效(节点B)，到子宏程序“G00 X－70.Y100.；，宏程序名：返回起刀点”之间的各个子宏程序，构成铣削轮廓子宏程序，铣削轮廓子宏程序是粗加工过程和精加工过程复用的，运行铣削轮廓子宏程序，能够控制数控机床完成工件轮廓加工处理。该宏程序中，参照图4所示出的走刀轨迹的示意图，下刀时，刀偏建立且生效(节点B)；刀具至节点F时提刀，并且提刀时取消刀偏，至此完成拉伸试样一侧的铣削；再进行另一侧的铣削，其中，下刀时，刀偏建立且生效(节点E1)；刀具至节点A1时提刀，并且提刀时取消刀偏。
表二
本发明实施例的宏程序中，一方面，对刀偏变量赋初值即刀具半径值、试样单侧加工余量与精加工余量之和，然后用该变量减去实际进刀步距再赋值给该变量，通过宏程序逻辑语句实现刀偏参数的动态变化；另一方面，可编程数据输入G10指令用来向控制系统里写入数据，是个可选功能，但在实际应用中没有得到充分重视，如能应用得当，将大大方便编程，将参数变化的设定完成于编程阶段替代人工输入，FANUC系统G10指令与系统宏程序指令在数控编程中配合使用，编制相同切削轨迹部分的通用程序，可解决钢板拉伸试样的高效加工；再一方面，通过提刀取消刀偏，下刀加上刀偏，即宏程序加刀偏是一个封闭的切削循环，避免频繁发生系统软超程报警停机；再一方面，为控制工件的加工精度，在普通程序粗精加工之间中使用M00程序暂停指令实施精度补偿较为常见，但需重新编写相同走刀轨迹的精加工程序段，增加了程序长度，在宏程序中可对刀偏变量再次赋值，运用逻辑语句控制流向功能，使用宏程序中的同一个走刀轮廓加工，大幅度简化编程。
同时，本发明实施例中，将宏程序作为一个切削模块固定不变，通过改变主程序几个参数，即可完成所有规格钢板拉伸试样的数控加工，解决了不同规格拉伸试样需编制不同加工程序的问题。采用程序写入刀偏值变量在宏程序中的应用，解决了加工过程人工频繁输入刀偏参数的问题。在宏程序中设置“程序暂停指令”，检测过程加工尺寸精度，实施精度补偿，使加工尺寸精度得到有效控制。刀偏功能加圆弧插补指令在宏程序中的应用，较好地解决了普通程序加工中拉伸试样过度圆弧处出现的接刀痕迹。较好地解决了不同规格拉伸试样需编制不同加工程序和人工频繁输入刀偏参数的问题，不会因人工的疲劳度、疏忽、熟练度等因素对加工质量有所影响。对提高试样加工质量，改善劳动条件，缩短加工周期，保证投入与产出的均衡性有一定的实际意义。
在具体实施时，采用如下的工艺路线进行拉伸试样的加工。
第一步：调用主程序，为变量赋值，按下启动按钮。该步骤由人工操作。
第二步：自动分层铣削加工轮廓。主程序自动调用宏程序，每个切削循环自动写入动态变化的刀偏参数控制加工过程；预留一个走刀循环的精加工余量，为后续精加工保证几何精度和表面粗糙度创造条件。
第三步：程序暂停测量过程加工精度。人工测量尺寸，根据精度误差实施补偿。需注意的是：当首批加工测量合格后，考虑刀具磨损周期，如每加工5批测量一次，中间加工批次可不执行测量，再次按下启动按钮完成精加工，提高效率。
第四步：再次按下启动按钮，自动完成精加工。
第五步：最终测量交付检验，该步骤由人工操作。
下面以具体的数据来说明本发明实施例的拉伸试样加工方法的有益效果。
表三是钢板拉伸试样常用加工图号。表四是板拉伸试样测量情况，表五是普通程序加工高温拉伸试样的测量数据，表六是宏程序加工高温拉伸试样的测量数据。
表三
表四
表五
表六
根据上述试验数据可知，采用宏程序进行不同规格钢板拉伸试样的实际切削加工，与普通程序相比，宏程序加工效率至少可提高20％以上(见表四、表五、表六)，测量数据精度及集中度明显提高。
图7示出了本发明拉伸试样的加工装置实施例的结构示意图。如图7所示，该装置包括：获取模块71，加工模块72。
获取模块71，适于响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，获取拉伸试样的目标规格参数；
加工模块72，适于通过至少一个处理器运行主程序和宏程序，以控制数控机床完成铣削过程，宏程序包括宏变量赋值子宏程序以及铣削轮廓子宏程序；
其中，运行主程序以根据拉伸试样的目标规格参数对相应的第一宏变量赋值，主程序调用宏程序，以使宏变量赋值子宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值，运行铣削轮廓子宏程序以基于各个第一变量的赋值和各个第二宏变量的赋值完成拉伸试样的轮廓加工过程。
在一种可选的方式中，拉伸试样的目标规格参数包括：平行部长度信息、毛坯宽度信息、平行部宽度信息、刀具半径信息、每次进刀量信息以及过渡圆弧半径信息；
则第一宏变量包括：平行段长度变量、头部宽度变量、平行段宽度变量、刀具半径变量、每次进刀量变量、过度圆弧半径变量；
第二宏变量包括：单侧加工余量变量、走刀次数上取整值变量、实际进刀步距值变量、刀偏值变量。
在一种可选的方式中，铣削轮廓子宏程序包括：提刀取消刀偏子宏程序和下刀建立刀偏子宏程序；
加工模块72进一步适于：通过至少一个处理器运行主程序和宏程序，以控制数控机床完成铣削过程具体包括：
运行取消刀偏子宏程序以使数控机床在提起刀具时取消刀偏，运行下刀建立刀偏子宏程序以使数控机床在下刀时建立刀偏。
在一种可选的方式中，宏程序还包括：第一逻辑子宏程序以及运行停止子宏程序；
加工模块72进一步适于执行以下步骤：
步骤S1，基于各个第一宏变量的赋值和各个第二宏变量的赋值，运行铣削轮廓子宏程序，以控制数控机床完成拉伸试样轮廓加工过程；
步骤S2，运行第一逻辑子宏程序，以判断刀偏值变量的赋值是否满足第一预定条件，若是，则执行步骤S3，若否，运行停止子宏程序，以控制数控机床停止加工；
步骤S3，按照第一规则对刀偏值变量重新进行赋值，跳转至步骤S1。
在一种可选的方式中，宏程序还包括第二逻辑子宏程序，则加工模块72进一步适于执行以下步骤：
若判断出刀偏值变量的赋值不满足第一预定条件，执行步骤S4；
步骤S4，运行宏变量赋值子宏程序以按照第二规则对刀偏值变量重新进行赋值；
步骤S5，运行第二逻辑子宏程序，以判断按照第二规则重新赋值的刀偏值变量的赋值是否满足第二预定条件，若是，则跳转执行步骤S1，若否，运行停止子宏程序，以控制数控机床停止加工。
在一种可选的方式中，刀偏值变量的初始赋值根据刀具半径变量的赋值、单侧加工余量变量的赋值以及精加工余量的赋值而确定；
加工模块72进一步适于：根据当前刀偏值变量的赋值和实际进刀步距值变量的赋值对刀偏值变量重新进行赋值；
根据当前刀偏值变量的赋值和精加工余量的赋值对刀偏值变量重新进行赋值。
在一种可选的方式中，宏程序还包括程序暂停子宏程序，则加工模块72进一步适于：运行程序暂停子宏程序，响应于拉伸试样的加工余量参数的输入操作，获取手动加工余量参数；运行宏变量赋值子宏程序以根据手动工余量参数对刀偏值变量重新进行赋值。
由此可见，该方式将宏程序作为一个切削模块固定不变，通过改变主程序几个参数，主程序去调用宏程序，即可完成所有规格钢板拉伸试样的数控加工，解决了不同规格拉伸试样需编制不同加工程序的问题；另一方面通过宏程序逻辑语句实现了刀偏参数的动态变化，将参数变化的设定完成于编程阶段，解决了加工过程需要人工频繁输入刀偏参数的问题；另一方面，通过设计提刀取消刀偏子宏程序和下刀建立刀偏子宏程序，解决了在何种情况下引入和取消刀偏的问题，避免因引入和取消刀偏时机不当所引起的系统报警问题；再一方面，为了控制工件的加工精度，在粗加工过程中预留精加工余量，以便进行精度补偿的精加工处理过程，并且运用逻辑语句控制流向功能，控制粗加工处理和精加工处理使用宏程序的同一个走刀轮廓加工，大幅度简化编程，提升了拉伸样本的加工效率，同时，通过在粗精加工中加入了精度补偿，使得加工尺寸精度得到有效控制。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的拉伸试样的加工方法。
图8示出了本发明电子设备实施例的结构示意图，本发明具体实施例并不对电子设备的具体实现做限定。
如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)802、通信接口(Communications Interface)804、存储器(memory)806、以及通信总线808。
其中：处理器802、通信接口804、以及存储器806通过通信总线808完成相互间的通信。通信接口804，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器802，用于执行程序810，具体可以执行上述用于电子设备的拉伸试样的加工方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序810可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器802可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。电子设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器806，用于存放程序810。存储器806可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序810具体可以用于使得处理器802执行以下操作：
响应于拉伸试样的规格参数的输入操作，获取拉伸试样的目标规格参数；
通过至少一个处理器运行主程序和宏程序，以控制数控机床完成铣削过程，所述宏程序包括宏变量赋值子宏程序以及铣削轮廓子宏程序；
其中，运行主程序以根据所述拉伸试样的目标规格参数对相应的第一宏变量赋值，主程序调用宏程序，以使宏变量赋值子宏程序根据各个第一宏变量的赋值对各个第二宏变量进行赋值，运行铣削轮廓子宏程序以基于各个第一变量的赋值和各个第二宏变量的赋值完成拉伸试样的轮廓加工过程。
在一种可选的方式中，拉伸试样的目标规格参数包括：平行部长度信息、毛坯宽度信息、平行部宽度信息、刀具半径信息、每次进刀量信息以及过度圆弧半径信息；
则第一宏变量包括：平行段长度变量、头部宽度变量、平行段宽度变量、刀具半径变量、每次进刀量变量、过度圆弧半径变量；
第二宏变量包括：单侧加工余量变量、走刀次数上取整值变量、实际进刀步距值变量、刀偏值变量。
在一种可选的方式中，铣削轮廓子宏程序包括：提刀取消刀偏子宏程序和下刀建立刀偏子宏程序；所述程序810使所述处理器802执行以下操作：
运行取消刀偏子宏程序以使数控机床在提起刀具时取消刀偏，运行下刀建立刀偏子宏程序以使数控机床在下刀时建立刀偏。
在一种可选的方式中，宏程序还包括：第一逻辑子宏程序以及运行停止子宏程序，所述程序810使所述处理器802执行以下操作：
步骤S1，基于各个第一宏变量的赋值和各个第二宏变量的赋值，运行铣削轮廓子宏程序，以控制数控机床完成拉伸试样轮廓加工过程；
步骤S2，运行第一逻辑子宏程序，以判断刀偏值变量的赋值是否满足第一预定条件，若是，则执行步骤S3，若否，运行停止子宏程序，以控制数控机床停止加工；
步骤S3，按照第一规则对刀偏值变量重新进行赋值，跳转至步骤S1。
在一种可选的方式中，宏程序还包括第二逻辑子宏程序，所述程序810使所述处理器802执行以下操作：若判断出刀偏值变量的赋值不满足第一预定条件，执行步骤S4；
步骤S4，运行宏变量赋值子宏程序以按照第二规则对刀偏值变量重新进行赋值；
步骤S5，运行第二逻辑子宏程序，以判断按照第二规则重新赋值的刀偏值变量的赋值是否满足第二预定条件，若是，则跳转执行步骤S1，若否，运行停止子宏程序，以控制数控机床停止加工。
在一种可选的方式中，刀偏值变量的初始赋值根据刀具半径变量的赋值、单侧加工余量变量的赋值以及精加工余量的赋值而确定；所述程序810使所述处理器802执行以下操作：
根据当前刀偏值变量的赋值和实际进刀步距值变量的赋值对刀偏值变量重新进行赋值；
根据当前刀偏值变量的赋值和精加工余量的赋值对刀偏值变量重新进行赋值。
在一种可选的方式中，所述宏程序还包括程序暂停子宏程序，所述程序810使所述处理器802执行以下操作：
运行程序暂停子宏程序，响应于拉伸试样的加工余量参数的输入操作，获取手动加工余量参数；
运行宏变量赋值子宏程序以根据手动工余量参数对刀偏值变量重新进行赋值。
在此提供的算法或显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明实施例也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。