数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410384890.0	申请日：	2014.08.07
公开号：	CN104122837A	公开日：	2014.10.29
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):G05B 19/18申请日:20140807\|\|\|公开
IPC分类号：	G05B19/18	主分类号：	G05B19/18
申请人：	上海维宏电子科技股份有限公司
发明人：	张思程; 汤同奎; 郑之开
地址：	201108 上海市闵行区都会路2338弄总部一号企业园区29号
优先权：
专利代理机构：	上海智信专利代理有限公司 31002	代理人：	王洁;郑暄
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内容摘要

本发明涉及一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其中包括扫描模块、记录模块和生成模块，本发明还涉及一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，扫描模块用以通过分析处理源加工文件获得扫描文件；记录模块用以获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息；生成模块用以根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。采用本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法，通过扫描前道工序加工完后的工件变形的情况，获得根据工件形变产生的新的仿形加工文件，再进行后序地加工，确保了工件扫描的精确度，提高了工件加工的质量和效率，具有更广泛的应用范围。

权利要求书

权利要求书
1.  一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其特征在于，所述的系统包括：
扫描模块，用以通过分析处理源加工文件获得扫描文件；
记录模块，用以获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息；
生成模块，用以根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。

2.  根据权利要求1所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其特征在于，所述的源加工文件为DXF格式的源加工文件，所述的仿形加工文件为NC格式的仿形加工文件。

3.  根据权利要求1所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其特征在于，所述的扫描信息包括所述的各个扫描点的点位置信息和点形状信息。

4.  一种基于权利要求1至3中任一项所述的系统在数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件；
(2)所述的记录模块获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息；
(3)所述的生成模块根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。

5.  根据权利要求4所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件，包括以下步骤：
(1.1)所述的扫描模块分析所述的源加工文件的信息，并获取所述的源加工文件中的直线信息和圆弧信息；
(1.2)所述的扫描模块通过扫描参数和所述的源加工文件信息得到所述的各个扫描点的理想位置；
(1.3)所述的扫描模块根据所述的扫描点将所述的源加工文件的线段或者圆弧分割成数段，并在所述的扫描点的理想位置上增加扫描操作；
(1.4)所述的扫描模块生成所述的扫描文件。

6.  根据权利要求5所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的扫描参数包括线段间距参数、圆弧角度间隔参数、回退长度参数和内缩长度参数。

7.  根据权利要求6所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的步骤(1.4)之后，还包括以下步骤：
(1.5)所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作进行运动。

8.  根据权利要求7所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作运作，包括以下步骤：
(1.5.1)数控机床加工到所述的扫描点的理想位置时，所述的数控机床根据所述的回退长度参数沿加工方向的法线方向回退；
(1.5.2)所述的数控机床沿所述的法线方向靠近原加工路径；
(1.5.3)当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动。

9.  根据权利要求8所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动，包括以下步骤：
(1.5.3.1)所述的数控机床判断沿加工方向的法线方向缩进原加工路径的距离是否大于所述的内缩长度参数，如果是，则继续步骤(1.5.3.2)，否则继续步骤(1.5.3.4)；
(1.5.3.2)所述的数控机床判断所述的外部传感器是否发送所述的触碰信号，如果是，则继续步骤(1.5.3.3)，否则返回上述步骤(1.5.3.1)；
(1.5.3.3)所述的数控机床停止运动；
(1.5.3.4)所述的数控机床报错。

10.  根据权利要求9所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤：
(2.1)所述的数控机床判断所述的记录模块是否获取当前扫描点的扫描信息，如果是，则继续步骤(2.2)，否则继续步骤(2.1)；
(2.2)所述的数控机床继续下一段扫描。

11.  根据权利要求8所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的步骤(1.5.2)和(1.5.3)之间，还包括以下步骤：
(1.5.2.1)所述的外部传感器判断所述的数控机床是否触碰到所述的扫描点的边缘，如果是，则继续步骤(1.5.3)，否则继续步骤(1.5.2.1)。

12.  根据权利要求4所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤：
(2.3)所述的记录模块存储所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息。

说明书

说明书数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法
技术领域
本发明涉及数控机床系统领域，尤其涉及数控机床仿形加工领域，具体是指一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法。
背景技术
在现有的技术中，数控机床加工一个工件时通常有多道工序，而加工一些特殊的材料(如铝型材)，有可能在工件的某一道工序中导致工件产生了变形，如图3所示，其中实线表示原加工后的工件的轮廓，一点虚线表示加工工件的第一道工序，二点虚线表示加工工件的第二道工序，虚线表示第一道工序后工件发生形变的轮廓，由于加工的时候是沿着之前既定的路线进行加工，那么必然会导致工件在后面工序的加工中有些地方加工不到，导致工件按照原本设定的加工文件进行加工反而加工不到位的问题。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种通过使用扫描模块扫描前道工序中扫描点生成与实际加工工件相符的仿形加工文件，避免工件形变导致加工不到位，提高加工质量和效率的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法。
为了实现上述目的，本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法具有如下构成：
该数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其主要特点是，所述的系统包括扫描模块、记录模块和生成模块，其中：
所述的扫描模块，用以通过分析处理源加工文件获得扫描文件；
所述的记录模块，用以获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息；
所述的生成模块，用以根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。
其中，所述的源加工文件为DXF格式的源加工文件，所述的仿形加工文件为NC格式的仿形加工文件。
进一步地，所述的扫描信息包括所述的各个扫描点的点位置信息和点形状信息。
此外，本发明还提供一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件；
(2)所述的记录模块获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息；
(3)所述的生成模块根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。
进一步地，所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件，包括以下步骤：
(1.1)所述的扫描模块分析所述的源加工文件的信息，并获取所述的源加工文件中的直线信息和圆弧信息；
(1.2)所述的扫描模块通过扫描参数和所述的源加工文件信息得到所述的各个扫描点的理想位置；
(1.3)所述的扫描模块根据所述的扫描点将所述的源加工文件的线段或者圆弧分割成数段，并在所述的扫描点的理想位置上增加扫描操作；
(1.4)所述的扫描模块生成所述的扫描文件。
更进一步地，所述的扫描参数包括线段间距参数、圆弧角度间隔参数、回退长度参数和内缩长度参数。
更进一步地，所述的步骤(1.4)之后，还包括以下步骤：
(1.5)所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作进行运动。
更进一步地，所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作运作，包括以下步骤：
(1.5.1)数控机床加工到所述的扫描点的理想位置时，所述的数控机床根据所述的回退长度参数沿加工方向的法线方向回退；
(1.5.2)所述的数控机床沿所述的法线方向靠近原加工路径；
(1.5.3)当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动。
更进一步地，所述的当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动，包括以下步骤：
(1.5.3.1)所述的数控机床判断沿加工方向的法线方向缩进原加工路径的距离是否大于所述的内缩长度参数，如果是，则继续步骤(1.5.3.2)，否则继续步骤(1.5.3.4)；
(1.5.3.2)所述的数控机床判断所述的外部传感器是否发送所述的触碰信号，如果是，则继续步骤(1.5.3.3)，否则返回上述步骤(1.5.3.1)；
(1.5.3.3)所述的数控机床停止运动；
(1.5.3.4)所述的数控机床报错。
更进一步地，其特征在于，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤：
(2.1)所述的数控机床判断所述的记录模块是否获取当前扫描点的扫描信息，如果是，则继续步骤(2.2)，否则继续步骤(2.1)；
(2.2)所述的数控机床继续下一段扫描。
更进一步地，所述的步骤(1.5.2)和(1.5.3)之间，还包括以下步骤：
(1.5.2.1)所述的外部传感器判断所述的数控机床是否触碰到所述的扫描点的边缘，如果是，则继续步骤(1.5.3)，否则继续步骤(1.5.2.1)。
进一步地，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤：
(2.3)所述的记录模块存储所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息。
采用了本发明中的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法，通过扫描前道工序加工完后的工件变形的情况，得到工件变形之后的工件形状信息，获得根据工件形变产生的新的仿形加工文件，再进行后序地加工，避免多道工序中工件变形导致按照原本正常的加工文件反而加工不到位的问题，同时能够精确地扫描出工件变形后的圆弧形状，确保了工件扫描的精确度，提高了工件加工的质量和效率，具有更广泛的应用范围。
附图说明
图1为本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统的结构示意图。
图2为本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法的流程图。
图3为本发明的加工工件变形示意图。
图4为本发明的加工工件扫描示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图1所示，在一种实施方式中，数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统包括扫描模块、记录模块和生成模块，其中：
所述的扫描模块，用以通过分析处理源加工文件获得扫描文件；
所述的记录模块，用以获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息；
所述的生成模块，用以根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。
其中，所述的源加工文件为DXF格式的源加工文件，所述的仿形加工文件为NC格式的仿形加工文件。
在一种优选的实施方式中，所述的扫描信息包括所述的各个扫描点的点位置信息和点形状信息。
以下为本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统的一个具体实施例，其中：
1、扫描模块
扫描模块具有如下设置和功能：
接口函数：bool Scan()；
输入：源加工文件和扫描参数(线段间距参数、圆弧角度间隔参数、回退长度参数和内缩长度参数)；
输出：扫描文件；
扫描模块实施例如下：
1)用户的加工文件为(单位为mm)：
N1移动到X10、Y0的位置。
N2加工(X10、Y0)到(X10、Y10)这条线段。
N3加工(X10、Y10)到(X0、Y10)这条线段。
……
2)用户设定的线段间距参数为3mm，回退长度参数为5mm，内缩长度参数为1mm。
3)最后生成的扫描文件为：
N1移动到X10、Y0的位置。
N2移动到(X15、Y0)。
N3缓慢移动到(X9、Y0)。同时数控机床通知软件开始不停地检查外部传感信号，当检测到信号时，数控机床立刻停止，并且记录模块记录当前坐标值，再继续执行下一行(N4)指令；如果移动到(X9、Y0)的时候仍然没有检测到传感信号的话，则报错，以下上述此过程简称为“扫描过程”。
N4移动到(X10、Y3)。
N5移动到(X15、Y3)。
N6缓慢移动到(X9、Y3)。同时开启“扫描过程”。
N7移动到(X10、Y6)。
N8移动到(X15、Y6)。
N9缓慢移动到(X9、Y6)。同时开启“扫描过程”。
N10移动到(X10、Y9)。
N11移动到(X15、Y9)。
N12缓慢移动到(X9、Y9)。同时开启“扫描过程”。
N13移动到(X10、Y10)。
N14移动到(X10、Y15)。
N15移动到(X10、Y9)。同时开启“扫描过程”。
N16移动到(X7、Y10)。
N17移动到(X7、Y15)。
N18移动到(X7、Y9)。同时开启“扫描过程”。
N19移动到(X4、Y10)。
N20移动到(X4、Y15)。
N21移动到(X4、Y9)。同时开启“扫描过程”。
N22移动到(X1、Y10)。
N23移动到(X1、Y15)。
N24移动到(X1、Y9)。同时开启“扫描过程”。
N25移动到(X0、Y10)。
“扫描过程”可以看作两个动作的重复，即定位和扫描，具体是扫描一个点，然后回退，定位到下面一个点再重复以上动作，因此只需要使用一个接口来实现上述过程。
2、记录模块
点是一个很重要的信息，最终的加工文件就是依据这些点生成的，而扫描的目的也是为了获得这些点。对于重要的信息，要设计一个存储它的数据结构。
点的数据结构如下所示：

上述的扫描信息的数据结构主要是用于存储各个扫描点的扫描信息以及之后生成模块生成仿形加工文件的过程中，如下所示：
CArray<ScannedPoint,const ScannedPoint&>m_aPoints
表示一个数组，数组的成员是ScannedPoint类型的。可以单纯地理解为：
ScannedPoint m_aPoints[100]；//这里表示m_aPoints是一个包含100个ScannedPoint元素的数组。
但是CArray的数组个数是可以动态增长的，而不需要在声明的时候指定数组的大小
3、生成模块
生成模块具有如下设置和功能：
接口：void OnGenerate()
输入：加工扫描文件后，得到的扫描信息(点的容器)
输出：最终的仿形加工文件
将记录得到的扫描点的扫描信息(点位置信息和点形状信息)，使用直线或者圆弧连接起来，即得到最终的仿形加工文件。
所谓的NC(Numerical Control，数字控制，简称数控)格式(G代码格式)的仿形加工文件，是一种数控加工中使用的指令格式的文件，在生成仿形加工文件后，数控机床会根据这类文件来进行加工。
例如，客户的源加工文件是DXF格式的，我们先将其转化为NC格式的文件，如下所示：
G00 X0 Y0
G01 X10
Y10
X0
Y0
由上述内容可知，数控机床需要加工一个左下角为(0，0)的边长为10的正方形，然后经过扫描生成扫描文件后，将正方形的右边中点内要深入1，最后的仿形加工文件变为：
G00 X0 Y0
G01 X10
X9 Y5
X10 Y10
X0
Y0
其中，G00是定位指令，机床快速移动到指定坐标；G01是进给指令，机床以进给的速度加工到指定坐标。
数控系统读取这些指令，把这些指令转化为脉冲，发送给驱动器，最后让机床移动到指定位置。
此外，本发明还提供一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件；
(2)所述的记录模块获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息；
(3)所述的生成模块根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。
在一种优选的实施方式中，所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件，如图2所示，包括以下步骤：
(1.1)所述的扫描模块分析所述的源加工文件的信息，并获取所述的源加工文件中的直线信息和圆弧信息；
(1.2)所述的扫描模块通过扫描参数和所述的源加工文件信息得到所述的各个扫描点的理想位置；
(1.3)所述的扫描模块根据所述的扫描点将所述的源加工文件的线段或者圆弧分割成数段，并在所述的扫描点的理想位置上增加扫描操作；
(1.4)所述的扫描模块生成所述的扫描文件。
在一种更优选的实施方式中，所述的扫描参数包括线段间距参数、圆弧角度间隔参数、回退长度参数和内缩长度参数。
在一种更优选的实施方式中，所述的步骤(1.4)之后，还包括以下步骤：
(1.5)所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作进行运动。
在一种更优选的实施方式中，所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作运作，包括以下步骤：
(1.5.1)数控机床加工到所述的扫描点的理想位置时，所述的数控机床根据所述的回退长度参数沿加工方向的法线方向回退；
(1.5.2)所述的数控机床沿所述的法线方向靠近原加工路径；
(1.5.3)当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动。
在一种更优选的实施方式中，所述的当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动，包括以下步骤：
(1.5.3.1)所述的数控机床判断沿加工方向的法线方向缩进原加工路径的距离是否大于所述的内缩长度参数，如果是，则继续步骤(1.5.3.2)，否则继续步骤(1.5.3.4)；
(1.5.3.2)所述的数控机床判断所述的外部传感器是否发送所述的触碰信号，如果是，则继续步骤(1.5.3.3)，否则返回上述步骤(1.5.3.1)；
(1.5.3.3)所述的数控机床停止运动；
(1.5.3.4)所述的数控机床报错。
在一种更优选的实施方式中，其特征在于，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤：
(2.1)所述的数控机床判断所述的记录模块是否获取当前扫描点的扫描信息，如果是，则继续步骤(2.2)，否则继续步骤(2.1)；
(2.2)所述的数控机床继续下一段扫描。
在一种更优选的实施方式中，所述的步骤(1.5.2)和(1.5.3)之间，还包括以下步骤：
(1.5.2.1)所述的外部传感器判断所述的数控机床是否触碰到所述的扫描点的边缘，如果是，则继续步骤(1.5.3)，否则继续步骤(1.5.2.1)。
在一种优选的实施方式中，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤：
(2.3)所述的记录模块存储所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息。
如下为本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法的一个具体实施例，主要包括以下步骤：
步骤1：分析源加工文件的信息，获取源加工文件中的直线信息和圆弧信息。
步骤2：通过扫描参数中的“线段间距参数”、“圆弧角度间隔参数”以及步骤1得到的源加工文件的信息，得到扫描点的位置。
步骤3：修改源加工文件，将源文件的线段或者圆弧以扫描点分割成小段，如图4所示，在扫描点处增加扫描操作，生成扫描用的加工文件(即扫描文件)。
步骤4：加工扫描文件，加工完毕后，我们软件中就获取了每个扫描点在工件上的实际位置。
步骤5：软件将扫描点的实际位置使用直线或者圆弧连接起来，生成最终的仿形加工文件。
其中，所述的扫描操作具体为：
1)加工到扫描点后，沿加工方向的法线方向回退一段距离(该距离由扫描参数中的“回退长度参数”决定)。
2)然后沿法线方向缓慢靠近加工路径，缓慢移动过程中通过外部传感器(如激光传感器)获取到扫描点处工件边缘的实际位置。
3)当外部传感器触碰到工件边缘时，会将信号通过数控系统传递到软件中。
4)此时软件控制机床停下来，记录当前的坐标位置，然后再开始下一段运动。
另外，当扫描圆弧形状的时候，考虑到工件的变形导致圆弧扫描不到，所以对于扫描圆弧形状采取了不同于直线形状的方式。在系统中增加了G31指令，可以使得系统沿着从当前点到圆弧圆心的方向进行运动，这样就避免了工件变形过大导致圆弧探测失败的情况，也使得圆弧的探测更为准确和简单。
采用了本发明中的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法，通过扫描前道工序加工完后的工件变形的情况，得到工件变形之后的工件形状信息，获得根据工件形变产生的新的仿形加工文件，再进行后序地加工，避免多道工序中工件变形导致按照原本正常的加工文件反而加工不到位的问题，同时能够精确地扫描出工件变形后的圆弧形状，确保了工件扫描的精确度，提高了工件加工的质量和效率，具有更广泛的应用范围。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述，上述实施例说明了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。但是，本行业的技术人员应该了解，上述实施例和说明书中的描述只是用于说明本发明的原理，本发明不受上述实施例的限制，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围，这些修改和变换都落入本发明要求保护的范围内。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

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1、(10)申请公布号 CN 104122837 A (43)申请公布日 2014.10.29 C N 1 0 4 1 2 2 8 3 7 A (21)申请号 201410384890.0 (22)申请日 2014.08.07 G05B 19/18(2006.01) (71)申请人上海维宏电子科技股份有限公司地址 201108 上海市闵行区都会路2338弄总部一号企业园区29号 (72)发明人张思程汤同奎郑之开 (74)专利代理机构上海智信专利代理有限公司 31002 代理人王洁郑暄 (54) 发明名称数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法 (57) 摘要本发明涉及一种数控机。

2、床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其中包括扫描模块、记录模块和生成模块，本发明还涉及一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，扫描模块用以通过分析处理源加工文件获得扫描文件；记录模块用以获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息；生成模块用以根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。采用本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法，通过扫描前道工序加工完后的工件变形的情况，获得根据工件形变产生的新的仿形加工文件，再进行后序地加工，确保了工件扫描的精确度，提高了工件加工的质量和效率，具有更广泛的应用范围。 (51)Int.Cl。

3、. 权利要求书2页说明书7页附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图2页 (10)申请公布号 CN 104122837 A CN 104122837 A 1/2页 2 1.一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其特征在于，所述的系统包括：扫描模块，用以通过分析处理源加工文件获得扫描文件；记录模块，用以获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息；生成模块，用以根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。 2.根据权利要求1所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其特征在于，所述。

4、的源加工文件为DXF格式的源加工文件，所述的仿形加工文件为NC格式的仿形加工文件。 3.根据权利要求1所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其特征在于，所述的扫描信息包括所述的各个扫描点的点位置信息和点形状信息。 4.一种基于权利要求1至3中任一项所述的系统在数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤： (1)所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件； (2)所述的记录模块获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息； (3)所述的生成模块根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。 5.根据权利要求4。

5、所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件，包括以下步骤： (1.1)所述的扫描模块分析所述的源加工文件的信息，并获取所述的源加工文件中的直线信息和圆弧信息； (1.2)所述的扫描模块通过扫描参数和所述的源加工文件信息得到所述的各个扫描点的理想位置； (1.3)所述的扫描模块根据所述的扫描点将所述的源加工文件的线段或者圆弧分割成数段，并在所述的扫描点的理想位置上增加扫描操作； (1.4)所述的扫描模块生成所述的扫描文件。 6.根据权利要求5所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的扫描参数包括。

6、线段间距参数、圆弧角度间隔参数、回退长度参数和内缩长度参数。 7.根据权利要求6所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的步骤(1.4)之后，还包括以下步骤： (1.5)所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作进行运动。 8.根据权利要求7所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作运作，包括以下步骤： (1.5.1)数控机床加工到所述的扫描点的理想位置时，所述的数控机床根据所述的回退长度参数沿加工方向的法线方向回退； (1.5.2)所述的数控机床沿所述的法线方向靠近原加工路径； (1.5.3)当所述的数。

7、控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动。 9.根据权利要求8所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运权利要求书CN 104122837 A 2/2页 3 动，包括以下步骤： (1.5.3.1)所述的数控机床判断沿加工方向的法线方向缩进原加工路径的距离是否大于所述的内缩长度参数，如果是，则继续步骤(1.5.3.2)，否则继续步骤(1.5.3.4)； (1.5.3.2)所述的数控机床判断所述的外部传感器是否发送所述的触碰信号，如果是，则继续步骤(1.5.3.3)，。

8、否则返回上述步骤(1.5.3.1)； (1.5.3.3)所述的数控机床停止运动； (1.5.3.4)所述的数控机床报错。 10.根据权利要求9所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤： (2.1)所述的数控机床判断所述的记录模块是否获取当前扫描点的扫描信息，如果是，则继续步骤(2.2)，否则继续步骤(2.1)； (2.2)所述的数控机床继续下一段扫描。 11.根据权利要求8所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的步骤(1.5.2)和(1.5.3)之间，还包括以下步骤： (1.5.2.1)所述的外部传感器判。

9、断所述的数控机床是否触碰到所述的扫描点的边缘，如果是，则继续步骤(1.5.3)，否则继续步骤(1.5.2.1)。 12.根据权利要求4所述的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，其特征在于，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤： (2.3)所述的记录模块存储所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息。权利要求书CN 104122837 A 1/7页 4 数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法技术领域 0001 本发明涉及数控机床系统领域，尤其涉及数控机床仿形加工领域，具体是指一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法。背景技术 0002 在现有的技术中，数控机。

10、床加工一个工件时通常有多道工序，而加工一些特殊的材料(如铝型材)，有可能在工件的某一道工序中导致工件产生了变形，如图3所示，其中实线表示原加工后的工件的轮廓，一点虚线表示加工工件的第一道工序，二点虚线表示加工工件的第二道工序，虚线表示第一道工序后工件发生形变的轮廓，由于加工的时候是沿着之前既定的路线进行加工，那么必然会导致工件在后面工序的加工中有些地方加工不到，导致工件按照原本设定的加工文件进行加工反而加工不到位的问题。发明内容 0003 本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种通过使用扫描模块扫描前道工序中扫描点生成与实际加工工件相符的仿形加工文件，避免工件形变导致加。

11、工不到位，提高加工质量和效率的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法。 0004 为了实现上述目的，本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法具有如下构成： 0005 该数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统，其主要特点是，所述的系统包括扫描模块、记录模块和生成模块，其中： 0006 所述的扫描模块，用以通过分析处理源加工文件获得扫描文件； 0007 所述的记录模块，用以获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息； 0008 所述的生成模块，用以根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。 0009 其中，所述的源加工文件为DXF格式的源。

12、加工文件，所述的仿形加工文件为NC格式的仿形加工文件。 0010 进一步地，所述的扫描信息包括所述的各个扫描点的点位置信息和点形状信息。 0011 此外，本发明还提供一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，所述的方法包括以下步骤： 0012 (1)所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件； 0013 (2)所述的记录模块获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息； 0014 (3)所述的生成模块根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。 0015 进一步地，所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件，包括以下步骤： 001。

13、6 (1.1)所述的扫描模块分析所述的源加工文件的信息，并获取所述的源加工文件说明书CN 104122837 A 2/7页 5 中的直线信息和圆弧信息； 0017 (1.2)所述的扫描模块通过扫描参数和所述的源加工文件信息得到所述的各个扫描点的理想位置； 0018 (1.3)所述的扫描模块根据所述的扫描点将所述的源加工文件的线段或者圆弧分割成数段，并在所述的扫描点的理想位置上增加扫描操作； 0019 (1.4)所述的扫描模块生成所述的扫描文件。 0020 更进一步地，所述的扫描参数包括线段间距参数、圆弧角度间隔参数、回退长度参数和内缩长度参数。 0021 更进一步地，所述的步骤(1。

14、.4)之后，还包括以下步骤： 0022 (1.5)所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作进行运动。 0023 更进一步地，所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作运作，包括以下步骤： 0024 (1.5.1)数控机床加工到所述的扫描点的理想位置时，所述的数控机床根据所述的回退长度参数沿加工方向的法线方向回退； 0025 (1.5.2)所述的数控机床沿所述的法线方向靠近原加工路径； 0026 (1.5.3)当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动。 0027 更进一步地，所述的当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运。

15、动，包括以下步骤： 0028 (1.5.3.1)所述的数控机床判断沿加工方向的法线方向缩进原加工路径的距离是否大于所述的内缩长度参数，如果是，则继续步骤(1.5.3.2)，否则继续步骤(1.5.3.4)； 0029 (1.5.3.2)所述的数控机床判断所述的外部传感器是否发送所述的触碰信号，如果是，则继续步骤(1.5.3.3)，否则返回上述步骤(1.5.3.1)； 0030 (1.5.3.3)所述的数控机床停止运动； 0031 (1.5.3.4)所述的数控机床报错。 0032 更进一步地，其特征在于，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤： 0033 (2.1)所述的数控机床判断所述的。

16、记录模块是否获取当前扫描点的扫描信息，如果是，则继续步骤(2.2)，否则继续步骤(2.1)； 0034 (2.2)所述的数控机床继续下一段扫描。 0035 更进一步地，所述的步骤(1.5.2)和(1.5.3)之间，还包括以下步骤： 0036 (1.5.2.1)所述的外部传感器判断所述的数控机床是否触碰到所述的扫描点的边缘，如果是，则继续步骤(1.5.3)，否则继续步骤(1.5.2.1)。 0037 进一步地，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤： 0038 (2.3)所述的记录模块存储所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息。 0039 采用了本发明中的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的。

17、系统及方法，通过扫描前道工序加工完后的工件变形的情况，得到工件变形之后的工件形状信息，获得根据工件形变产生的新的仿形加工文件，再进行后序地加工，避免多道工序中工件变形导致按照原本正常的加工文件反而加工不到位的问题，同时能够精确地扫描出工件变形后的圆弧形状，确保了工件扫描的精确度，提高了工件加工的质量和效率，具有更广泛的应用范围。说明书CN 104122837 A 3/7页 6 附图说明 0040 图1为本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统的结构示意图。 0041 图2为本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法的流程图。 0042 图3为本发明的加工工件变形示意图。。

18、 0043 图4为本发明的加工工件扫描示意图。具体实施方式 0044 为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。 0045 请参阅图1所示，在一种实施方式中，数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统包括扫描模块、记录模块和生成模块，其中： 0046 所述的扫描模块，用以通过分析处理源加工文件获得扫描文件； 0047 所述的记录模块，用以获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息； 0048 所述的生成模块，用以根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。 0049 其中，所述的源加工文件为DXF格式的源加工文件，所述的仿形。

19、加工文件为NC格式的仿形加工文件。 0050 在一种优选的实施方式中，所述的扫描信息包括所述的各个扫描点的点位置信息和点形状信息。 0051 以下为本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统的一个具体实施例，其中： 0052 1、扫描模块 0053 扫描模块具有如下设置和功能： 0054 接口函数：bool Scan()； 0055 输入：源加工文件和扫描参数(线段间距参数、圆弧角度间隔参数、回退长度参数和内缩长度参数)； 0056 输出：扫描文件； 0057 扫描模块实施例如下： 0058 1)用户的加工文件为(单位为mm)： 0059 N1移动到X10、Y0的位置。 0060 。

20、N2加工(X10、Y0)到(X10、Y10)这条线段。 0061 N3加工(X10、Y10)到(X0、Y10)这条线段。 0062 0063 2)用户设定的线段间距参数为3mm，回退长度参数为5mm，内缩长度参数为1mm。 0064 3)最后生成的扫描文件为： 0065 N1移动到X10、Y0的位置。 0066 N2移动到(X15、Y0)。 0067 N3缓慢移动到(X9、Y0)。同时数控机床通知软件开始不停地检查外部传感信号，说明书CN 104122837 A 4/7页 7 当检测到信号时，数控机床立刻停止，并且记录模块记录当前坐标值，再继续执行下一行 (N4)指令；如果移动到(X9、。

21、Y0)的时候仍然没有检测到传感信号的话，则报错，以下上述此过程简称为“扫描过程”。 0068 N4移动到(X10、Y3)。 0069 N5移动到(X15、Y3)。 0070 N6缓慢移动到(X9、Y3)。同时开启“扫描过程”。 0071 N7移动到(X10、Y6)。 0072 N8移动到(X15、Y6)。 0073 N9缓慢移动到(X9、Y6)。同时开启“扫描过程”。 0074 N10移动到(X10、Y9)。 0075 N11移动到(X15、Y9)。 0076 N12缓慢移动到(X9、Y9)。同时开启“扫描过程”。 0077 N13移动到(X10、Y10)。 0078 N14移动到(X10、。

22、Y15)。 0079 N15移动到(X10、Y9)。同时开启“扫描过程”。 0080 N16移动到(X7、Y10)。 0081 N17移动到(X7、Y15)。 0082 N18移动到(X7、Y9)。同时开启“扫描过程”。 0083 N19移动到(X4、Y10)。 0084 N20移动到(X4、Y15)。 0085 N21移动到(X4、Y9)。同时开启“扫描过程”。 0086 N22移动到(X1、Y10)。 0087 N23移动到(X1、Y15)。 0088 N24移动到(X1、Y9)。同时开启“扫描过程”。 0089 N25移动到(X0、Y10)。 0090 “扫描过程”可以看作两个动作的重复。

23、，即定位和扫描，具体是扫描一个点，然后回退，定位到下面一个点再重复以上动作，因此只需要使用一个接口来实现上述过程。 0091 2、记录模块 0092 点是一个很重要的信息，最终的加工文件就是依据这些点生成的，而扫描的目的也是为了获得这些点。对于重要的信息，要设计一个存储它的数据结构。 0093 点的数据结构如下所示： 0094 说明书CN 104122837 A 5/7页 8 0095 上述的扫描信息的数据结构主要是用于存储各个扫描点的扫描信息以及之后生成模块生成仿形加工文件的过程中，如下所示： 0096 CArraym_aPoints 0097 表示一个数组，数组的成员是Scann。

24、edPoint类型的。可以单纯地理解为： 0098 ScannedPoint m_aPoints100；/这里表示m_aPoints是一个包含100个 ScannedPoint元素的数组。 0099 但是CArray的数组个数是可以动态增长的，而不需要在声明的时候指定数组的大小 0100 3、生成模块 0101 生成模块具有如下设置和功能： 0102 接口：void OnGenerate() 0103 输入：加工扫描文件后，得到的扫描信息(点的容器) 0104 输出：最终的仿形加工文件 0105 将记录得到的扫描点的扫描信息(点位置信息和点形状信息)，使用直线或者圆弧连接起来，即得到最终的。

25、仿形加工文件。 0106 所谓的NC(Numerical Control，数字控制，简称数控)格式(G代码格式)的仿形加工文件，是一种数控加工中使用的指令格式的文件，在生成仿形加工文件后，数控机床会根据这类文件来进行加工。 0107 例如，客户的源加工文件是DXF格式的，我们先将其转化为NC格式的文件，如下所示： 0108 G00 X0 Y0 0109 G01 X10 0110 Y10 0111 X0 0112 Y0 0113 由上述内容可知，数控机床需要加工一个左下角为(0，0)的边长为10的正方形，然后经过扫描生成扫描文件后，将正方形的右边中点内要深入1，最后的仿形加工文件变为：。

26、 0114 G00 X0 Y0 0115 G01 X10 0116 X9 Y5 0117 X10 Y10 0118 X0 0119 Y0 0120 其中，G00是定位指令，机床快速移动到指定坐标；G01是进给指令，机床以进给的速度加工到指定坐标。 0121 数控系统读取这些指令，把这些指令转化为脉冲，发送给驱动器，最后让机床移动到指定位置。 0122 此外，本发明还提供一种数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法，所述的方说明书CN 104122837 A 6/7页 9 法包括以下步骤： 0123 (1)所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件； 0124 (2)所述的记。

27、录模块获取所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息； 0125 (3)所述的生成模块根据所述的各个扫描点的扫描信息通过直线或者圆弧连接各个扫描点生成仿形加工文件。 0126 在一种优选的实施方式中，所述的扫描模块通过分析处理源加工文件获得所述的扫描文件，如图2所示，包括以下步骤： 0127 (1.1)所述的扫描模块分析所述的源加工文件的信息，并获取所述的源加工文件中的直线信息和圆弧信息； 0128 (1.2)所述的扫描模块通过扫描参数和所述的源加工文件信息得到所述的各个扫描点的理想位置； 0129 (1.3)所述的扫描模块根据所述的扫描点将所述的源加工文件的线段或者圆弧分割成数段，并在所。

28、述的扫描点的理想位置上增加扫描操作； 0130 (1.4)所述的扫描模块生成所述的扫描文件。 0131 在一种更优选的实施方式中，所述的扫描参数包括线段间距参数、圆弧角度间隔参数、回退长度参数和内缩长度参数。 0132 在一种更优选的实施方式中，所述的步骤(1.4)之后，还包括以下步骤： 0133 (1.5)所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作进行运动。 0134 在一种更优选的实施方式中，所述的数控机床根据所述的扫描文件中的扫描操作运作，包括以下步骤： 0135 (1.5.1)数控机床加工到所述的扫描点的理想位置时，所述的数控机床根据所述的回退长度参数沿加工方向的法线方向回退；。

29、 0136 (1.5.2)所述的数控机床沿所述的法线方向靠近原加工路径； 0137 (1.5.3)当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动。 0138 在一种更优选的实施方式中，所述的当所述的数控机床检测到外部传感器发送的触碰信号时，所述的数控机床停止运动，包括以下步骤： 0139 (1.5.3.1)所述的数控机床判断沿加工方向的法线方向缩进原加工路径的距离是否大于所述的内缩长度参数，如果是，则继续步骤(1.5.3.2)，否则继续步骤(1.5.3.4)； 0140 (1.5.3.2)所述的数控机床判断所述的外部传感器是否发送所述的触碰信号，如果是，则继续。

30、步骤(1.5.3.3)，否则返回上述步骤(1.5.3.1)； 0141 (1.5.3.3)所述的数控机床停止运动； 0142 (1.5.3.4)所述的数控机床报错。 0143 在一种更优选的实施方式中，其特征在于，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤： 0144 (2.1)所述的数控机床判断所述的记录模块是否获取当前扫描点的扫描信息，如果是，则继续步骤(2.2)，否则继续步骤(2.1)； 0145 (2.2)所述的数控机床继续下一段扫描。 0146 在一种更优选的实施方式中，所述的步骤(1.5.2)和(1.5.3)之间，还包括以下步说明书CN 104122837 A 7/7页。

31、10 骤： 0147 (1.5.2.1)所述的外部传感器判断所述的数控机床是否触碰到所述的扫描点的边缘，如果是，则继续步骤(1.5.3)，否则继续步骤(1.5.2.1)。 0148 在一种优选的实施方式中，所述的步骤(2)和(3)之间，包括以下步骤： 0149 (2.3)所述的记录模块存储所述的扫描文件中各个扫描点的扫描信息。 0150 如下为本发明的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的方法的一个具体实施例，主要包括以下步骤： 0151 步骤1：分析源加工文件的信息，获取源加工文件中的直线信息和圆弧信息。 0152 步骤2：通过扫描参数中的“线段间距参数”、“圆弧角度间隔参数”以及步骤1得。

32、到的源加工文件的信息，得到扫描点的位置。 0153 步骤3：修改源加工文件，将源文件的线段或者圆弧以扫描点分割成小段，如图4 所示，在扫描点处增加扫描操作，生成扫描用的加工文件(即扫描文件)。 0154 步骤4：加工扫描文件，加工完毕后，我们软件中就获取了每个扫描点在工件上的实际位置。 0155 步骤5：软件将扫描点的实际位置使用直线或者圆弧连接起来，生成最终的仿形加工文件。 0156 其中，所述的扫描操作具体为： 0157 1)加工到扫描点后，沿加工方向的法线方向回退一段距离(该距离由扫描参数中的“回退长度参数”决定)。 0158 2)然后沿法线方向缓慢靠近加工路径，缓慢移动过程中通过。

33、外部传感器(如激光传感器)获取到扫描点处工件边缘的实际位置。 0159 3)当外部传感器触碰到工件边缘时，会将信号通过数控系统传递到软件中。 0160 4)此时软件控制机床停下来，记录当前的坐标位置，然后再开始下一段运动。 0161 另外，当扫描圆弧形状的时候，考虑到工件的变形导致圆弧扫描不到，所以对于扫描圆弧形状采取了不同于直线形状的方式。在系统中增加了G31指令，可以使得系统沿着从当前点到圆弧圆心的方向进行运动，这样就避免了工件变形过大导致圆弧探测失败的情况，也使得圆弧的探测更为准确和简单。 0162 采用了本发明中的数控机床中实现加工文件扫描和仿形的系统及方法，通过扫描前道工序。

34、加工完后的工件变形的情况，得到工件变形之后的工件形状信息，获得根据工件形变产生的新的仿形加工文件，再进行后序地加工，避免多道工序中工件变形导致按照原本正常的加工文件反而加工不到位的问题，同时能够精确地扫描出工件变形后的圆弧形状，确保了工件扫描的精确度，提高了工件加工的质量和效率，具有更广泛的应用范围。 0163 在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述，上述实施例说明了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。但是，本行业的技术人员应该了解，上述实施例和说明书中的描述只是用于说明本发明的原理，本发明不受上述实施例的限制，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围，这些修改和变换都落入本发明要求保护的范围内。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。说明书CN 104122837 A 10 1/2页 11 图1 图2 图3 说明书附图CN 104122837 A 11 2/2页 12 图4 说明书附图CN 104122837 A 12 。

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