本發(fā)明涉及一種加工程序轉(zhuǎn)換裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)技術(shù)不斷進步，現(xiàn)今經(jīng)常藉由工具機對各種工件進行加工，以讓產(chǎn)品滿足高效率加工的需求。一般來說，通過配設(shè)三個線性軸上移動的機構(gòu)可以形成三軸工具機。另外，通過三個線性軸機構(gòu)與兩個旋轉(zhuǎn)軸機構(gòu)可以形成五軸工具機，以應(yīng)付日趨復(fù)雜的曲面加工或是結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的零件，如扇葉及引擎汽缸等。由于工具機能大幅縮短加工時間而增加生產(chǎn)效率，故工具機正受到業(yè)界的重用。

在實務(wù)上，雖然工具機可受加工程序控制而對工件進行復(fù)雜的切削作業(yè)，但是在過去在加工程序的設(shè)計上通過工程師的經(jīng)驗來規(guī)劃加工路徑，并沒有刀具路徑的切削力信息可以供工程師參考。使得刀具路徑未臻完美，而令刀具切削力過大，刀具有可能因此斷刀毀損，或者造成工件的毀損浪費。

因此，使用者會需要再額外編寫一個解譯器，并藉由這個解譯器來解讀加工程序所形成的刀具路徑，以診斷出刀具與工件接觸面的切削應(yīng)力來對工具機進行補償校正。但是，不同品牌的工具機就需要不同的解譯器，因此提高了加工的成本。此外，要讓解譯器有足夠的解譯能力來解譯使用者編寫的各種巨集指令更會是個不容易達成的目標(biāo)。而且，目前的解譯器大多只能掌握概略的刀具路徑，而無法就加工程序獲得夠精確的刀具路徑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于提供一種加工程序轉(zhuǎn)換裝置及方法，以解決過往用解譯器取得刀具路徑的種種困難。

本發(fā)明所公開的加工程序轉(zhuǎn)換裝置，電性連接控制器，控制器用以執(zhí)行加工程序，且控制器依據(jù)加工程序指示機臺驅(qū)動刀具對工件進行加工。加工程序轉(zhuǎn)換裝置包括觸發(fā)模塊、坐標(biāo)處理模塊與存儲模塊。觸發(fā)模塊電性連接 控制器。坐標(biāo)處理模塊電性連接控制器與觸發(fā)模塊。存儲模塊電性連接坐標(biāo)處理模塊。觸發(fā)模塊用以觸發(fā)控制器以單行程序模式執(zhí)行加工程序。加工程序的每一行程序用以指示移動該刀具依序到至少一組坐標(biāo)所對應(yīng)的位置。坐標(biāo)處理模塊受觸發(fā)模塊觸發(fā)而自控制器提取至少一坐標(biāo)。存儲模塊用以存儲至少一坐標(biāo)。其中，觸發(fā)模塊同步觸發(fā)控制器與坐標(biāo)處理模塊。

本發(fā)明所公開的一種加工程序轉(zhuǎn)換方法，適用于加工程序轉(zhuǎn)換裝置。加工程序轉(zhuǎn)換裝置電性連接控制器。控制器用以執(zhí)行加工程序，且控制器依據(jù)加工程序指示機臺驅(qū)動刀具對工件進行加工。加工程序轉(zhuǎn)換方法觸發(fā)控制器以單行程序模式執(zhí)行加工程序，加工程序的每一行程序用以指示移動刀具依序到至少一組坐標(biāo)所對應(yīng)的位置。并自控制器提取至少一坐標(biāo)。然后，存儲至少一坐標(biāo)。其中，同步地觸發(fā)該控制器與自控制器提取至少一坐標(biāo)。

以上的關(guān)于本發(fā)明內(nèi)容的說明及以下的實施方式的說明用以示范與解釋本發(fā)明的精神與原理，并且提供本發(fā)明的專利申請范圍更進一步的解釋。

附圖說明

圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置的功能方塊圖。

圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置的功能方塊圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置操作的步驟流程圖。

圖3A為根據(jù)本發(fā)明圖2所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置所提取得的工件坐標(biāo)信息示意圖。

圖3B為根據(jù)已知技術(shù)所提取得的工件坐標(biāo)信息示意圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置判斷運動軌跡是否為直線的步驟流程圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置判斷運動軌跡是否為直線的細節(jié)流程圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置判斷是否有局部運動軌跡為直線的操作流程圖。

圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置判斷刀具是否停滯的操作流程圖。

圖8A為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置取得的工件坐標(biāo)及其形成的軌跡的操作流程圖。

圖8B為根據(jù)本發(fā)明另一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置取得的工件坐標(biāo)及其形成的軌跡的操作流程圖。

【符號說明】

1 加工程序轉(zhuǎn)換裝置

12 觸發(fā)模塊

14 坐標(biāo)處理模塊

16 存儲模塊

18 判斷模塊

2 控制器

具體實施方式

以下在實施方式中詳細敘述本發(fā)明的詳細特征以及優(yōu)點，其內(nèi)容足以使本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實施，且根據(jù)本說明書所公開的內(nèi)容、權(quán)利要求書及附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點。以下的實施例進一步詳細說明本發(fā)明的觀點，但非以任何觀點限制本發(fā)明的范圍。

請參照圖1A，圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置的功能方塊圖。加工程序轉(zhuǎn)換裝置1電性連接控制器2，控制器2用以執(zhí)行加工程序，且控制器2依據(jù)加工程序指示機臺驅(qū)動刀具對工件進行加工。其中，控制器2例如為工具機的中控裝置，機臺則例如為具有任意軸數(shù)的工具機，加工程序例如為數(shù)值控制碼(numerical control code，NC code)，上述僅為舉例示范但不以此為限，且不限制刀具的樣式。加工程序轉(zhuǎn)換裝置1包括觸發(fā)模塊12、坐標(biāo)處理模塊14與存儲模塊16。觸發(fā)模塊12電性連接控制器2與坐標(biāo)處理模塊14，而坐標(biāo)處理模塊14還電性連接控制器2與存儲模塊16。

觸發(fā)模塊12用以觸發(fā)控制器2以單行程序模式執(zhí)行加工程序。此時，控制器2會依據(jù)指示逐行執(zhí)行加工程序，亦即，一次執(zhí)行一行加工程序中的單行程序，而非將加工程序從頭至尾執(zhí)行完畢。依據(jù)對應(yīng)機臺的不同，加工程序的每一行單行程序除了用以指示驅(qū)動刀具移動到至少一組坐標(biāo)所對應(yīng)的位 置以切削工件之外，在不同的實施例中還用以驅(qū)動刀具以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動、驅(qū)動刀具轉(zhuǎn)動一角度或用以驅(qū)動刀具以不同的進給率移動。而當(dāng)控制器2以單行程序模式執(zhí)行加工程序的時候，控制器2會產(chǎn)生對應(yīng)于每一行程序代碼的刀具轉(zhuǎn)速、進給率信息、旋轉(zhuǎn)角度信息或做為刀具移動目的地的至少一坐標(biāo)。所述的每一行程序代碼是指用以指示工具機驅(qū)動刀具或驅(qū)動工件的程序代碼，而不包含其余贅行。所述的坐標(biāo)可以是工件坐標(biāo)或刀具坐標(biāo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可從刀具坐標(biāo)直接獲得刀具路徑，或是從工件坐標(biāo)間接地反推刀具路徑，在此并不予以贅述。以下以坐標(biāo)處理模塊14自控制器2取得工件坐標(biāo)為例進行說明，然實際上，坐標(biāo)處理模塊14還可取得如前述的其他信息，而不僅以工件坐標(biāo)為限。

坐標(biāo)處理模塊14受觸發(fā)模塊12觸發(fā)而自控制器2提取所述的至少一工件坐標(biāo)。更詳細地來說，當(dāng)觸發(fā)模塊12觸發(fā)控制器2以單行模式執(zhí)行加工程序的時候，觸發(fā)模塊12還同步觸發(fā)坐標(biāo)處理模塊14，以使坐標(biāo)處理模塊14同步于控制器2執(zhí)行加工程序的時序，且令坐標(biāo)處理模塊14自控制器2提取控制器2執(zhí)行加工程序時所產(chǎn)生的至少一工件坐標(biāo)。此外，在另一實施例中，坐標(biāo)處理模塊14還可同步地提取控制器2執(zhí)行加工程序時所產(chǎn)生的進給率信息、旋轉(zhuǎn)角度信息或者是加工程序當(dāng)前被執(zhí)行的程序代碼的對應(yīng)行號。存儲模塊16則用以存儲前述提取得的至少一工件坐標(biāo)、進給率信息、程序代碼的對應(yīng)行號或轉(zhuǎn)動角度信息。

請參照圖1B以說明本發(fā)明所揭示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置的另一個實施例，圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置的功能方塊圖。在圖1B所對應(yīng)的實施例中，加工程序轉(zhuǎn)換裝置1還包含判斷模塊18。判斷模塊18電性連接控制器2與坐標(biāo)處理模塊14。判斷模塊18依據(jù)控制器2的狀態(tài)指示坐標(biāo)處理模塊14選擇性地自控制器2提取至少一工件坐標(biāo)。更詳細地來說，控制器2如前述地逐行執(zhí)行加工程序中的單行程序，而當(dāng)控制器2執(zhí)行完一行程序代碼或執(zhí)行完一段落的程序代碼后，控制器2的狀態(tài)會有所改變，控制器2例如會進入暫時的閑置，但不以此為限。判斷模塊18用以依據(jù)控制器2的狀態(tài)的改變來判斷控制器2是否正執(zhí)行加工程序，并據(jù)以指示坐標(biāo)處理模塊14同步于控制器2的執(zhí)行時序，并指示坐標(biāo)處理模塊14自控制器2提取前述的至少一坐標(biāo)、進給率信息、單行程序的對應(yīng)行號或轉(zhuǎn)動角度信息。

請參照圖2以對本發(fā)明所揭示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置的操作進行更詳細的解釋，圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置操作的步驟流程圖。如圖2所示，在加工流程一開始，控制器2先載入加工程序。接著在步驟S201中，觸發(fā)模塊12觸發(fā)控制器2以單行程序模式執(zhí)行加工程序。而在步驟S203中，坐標(biāo)處理模塊14接收控制器2的坐標(biāo)，并將提取得的第一個工件坐標(biāo)設(shè)定為加工程序的起始點的坐標(biāo)。在步驟S205中，坐標(biāo)處理模塊14先建立一個空的工件坐標(biāo)集合，并在步驟S207中將第一個工件坐標(biāo)設(shè)定為此工件坐標(biāo)集合的第一筆數(shù)據(jù)。接著在步驟S209，坐標(biāo)處理模塊14再將接收到的坐標(biāo)相關(guān)信息存儲至此工件坐標(biāo)集合。然后在步驟S211中，判斷模塊18判斷控制器2是否執(zhí)行完單行程序。當(dāng)控制器2未執(zhí)行完單行程序時，坐標(biāo)處理模塊14持續(xù)地自控制器2提取工件坐標(biāo)以及相應(yīng)的信息。當(dāng)控制器2執(zhí)行完單行程序時，進行步驟S213，坐標(biāo)處理模塊14將最后一個工件坐標(biāo)存儲為此工件坐標(biāo)集合的終點的坐標(biāo)點。此時進行步驟S215，判斷模塊18判斷控制器2是否執(zhí)行完加工程序，當(dāng)控制器2未執(zhí)行完加工程序時，坐標(biāo)處理模塊14再建立另一個空的工件坐標(biāo)集合，并再重復(fù)一次上述的流程操作。在一實施例中，第一個工件坐標(biāo)集合的終點被設(shè)定為第二個工件坐標(biāo)集合的起始點，后續(xù)以此進行說明，但實際上并不以此為限。

請參照圖3A、3B，圖3A為根據(jù)本發(fā)明圖2所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置所提取得的工件坐標(biāo)信息示意圖，圖3B為根據(jù)已知技術(shù)所提取得的工件坐標(biāo)信息示意圖。圖3A中繪示有工件坐標(biāo)信息31，工件坐標(biāo)信息31為如前述的加工程序轉(zhuǎn)換裝置1自控制器2提取得的工件坐標(biāo)信息。圖3B中繪示有工件坐標(biāo)信息33，工件坐標(biāo)信息33為自控制器2提取得的工件坐標(biāo)信息。工件坐標(biāo)信息31、33中的N1、N2、N3…用以對應(yīng)加工程序中的某一行程序代碼的行號。因此，工件坐標(biāo)信息31、33中的每一行數(shù)據(jù)代表某一行程序代碼所對應(yīng)的工件坐標(biāo)信息。以工件坐標(biāo)信息31第三行的N3 0 0 0 F0及第四行的N4-3.306 4.8 0 F0來說，N3 0 0 0 F0用以記錄加工程序中的第三行單行程序曾經(jīng)以進給率F0移動工件至位置0 0 0，N4-3.306 4.8 0 F0用以記錄加工程序中的第四行單行程序曾經(jīng)以進給率F0移動工件至位置-3.306 4.80。其中，第三行的0 0 0與第四行的-3.306 4.8 0用以分別記錄x、y、z軸的坐標(biāo)值，F(xiàn)0用以代表進給率。然而上述僅為舉例示范，本領(lǐng)域技術(shù)人員經(jīng)詳閱本說明書后當(dāng)可自由設(shè)計工件坐標(biāo)信息的格式以及工件坐標(biāo)信息所包含的參數(shù)。

更仔細地來說，控制器2執(zhí)行每一行加工程序時有可能對于刀具或工件進行不只一次的調(diào)整，進而產(chǎn)生不只一筆的工件坐標(biāo)信息。如圖3A、3B所示，將工件坐標(biāo)信息31、33兩相對照，對于同一行程序代碼來說，本發(fā)明所揭示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置1會較已知技術(shù)取得更多筆的工件坐標(biāo)信息。換句話說，由本發(fā)明所揭示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置1取得的工件坐標(biāo)信息所產(chǎn)生的加工路徑會較以已知技術(shù)所產(chǎn)生的加工路徑更為精確。

除了上述的操作方式之外，加工程序轉(zhuǎn)換裝置1更可進行其他更細微的微調(diào)處理，請先參照圖4以進行相關(guān)說明，圖4為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置判斷運動軌跡是否為直線的步驟流程圖。如圖4所示，當(dāng)加工程序轉(zhuǎn)換裝置1判斷控制器2已執(zhí)行完單行程序之后，此時，被執(zhí)行完的此單行程序所對應(yīng)的工件坐標(biāo)信息都被存儲在工件坐標(biāo)集合中，坐標(biāo)處理模塊14還判斷此工件坐標(biāo)集合所形成的運動軌跡是否為直線。在步驟S301中，當(dāng)坐標(biāo)處理模塊14判斷此工件坐標(biāo)集合所形成的運動軌跡為一直線時，執(zhí)行步驟S303，坐標(biāo)處理模塊14只保留最后一筆信息，并刪除其余信息。而當(dāng)在步驟S301中，處理模塊14判斷此工件坐標(biāo)集合所形成的運動軌跡為非直線時，執(zhí)行步驟S305，坐標(biāo)處理模塊14則保留所有的信息并存儲在存儲模塊18中。藉此，坐標(biāo)處理模塊14得以減少存儲在存儲模塊16的數(shù)據(jù)量。

請再參照圖5以揭示加工程序轉(zhuǎn)換裝置在一實施例中如何判斷運動軌跡是否為直線，圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置判斷運動軌跡是否為直線的細節(jié)流程圖。如前述地，當(dāng)加工程序轉(zhuǎn)換裝置1判斷控制器2已執(zhí)行完單行程序之后，坐標(biāo)處理模塊14還判斷此坐標(biāo)集合所形成的運動軌跡是否為直線。此時在步驟S401中，坐標(biāo)處理模塊14依據(jù)工件坐標(biāo)集合中的第一個工件坐標(biāo)與第二個工件坐標(biāo)形成基準(zhǔn)單位向量。接著在步驟S403中，坐標(biāo)處理模塊14依據(jù)工件坐標(biāo)集合中的第i-1個工件坐標(biāo)與第i個工件坐標(biāo)形成比對單位向量。而在步驟S405中，坐標(biāo)處理模塊14判斷比對單位向量是否等于基準(zhǔn)單位向量。當(dāng)坐標(biāo)處理模塊14判斷比對單位向量不相同于基準(zhǔn)單位向量時，進入步驟S407，坐標(biāo)處理模塊14判斷工件坐標(biāo)集合所形成的運動軌跡為非直線。當(dāng)坐標(biāo)處理模塊14判斷比對單位向量相同于基準(zhǔn)單位向量時，執(zhí)行步驟S409，坐標(biāo)處理模塊14再判斷i是否等于M。若是，進入步驟S413，坐標(biāo)處理模塊14判斷工件坐標(biāo)集合所形成的運動軌跡為直線。若否，執(zhí)行步驟S411，坐標(biāo)處理模塊14以i+1取代i，并再回到圖 中的步驟S403。

事實上，本發(fā)明所揭示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置1除了在執(zhí)行完加工程序的其中一單行程序后，可以依據(jù)完整的工件坐標(biāo)集合判斷一個工件坐標(biāo)集合內(nèi)的所有坐標(biāo)信息所形成的運動軌跡是否為一直線，更可在提取坐標(biāo)信息的過程中或在提取坐標(biāo)信息的過程后，判斷是否有部分的坐標(biāo)信息所形成的運動軌跡是否為一直線。請再參照圖6，圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置判斷是否有局部運動軌跡為直線的操作流程圖。如圖所示，在步驟S501中，坐標(biāo)處理模塊1依據(jù)工件坐標(biāo)集合中的第一個工件坐標(biāo)與第二個工件坐標(biāo)形成基準(zhǔn)單位向量。接著在步驟S503中，坐標(biāo)處理模塊14依據(jù)工件坐標(biāo)集合中的第i-1個工件坐標(biāo)與第i個工件坐標(biāo)形成比對單位向量。在步驟S505中，坐標(biāo)處理模塊14判斷比對單位向量是否等于基準(zhǔn)單位向量。當(dāng)坐標(biāo)處理模塊14判斷比對單位向量不相同于基準(zhǔn)單位向量時，接續(xù)步驟S509。而當(dāng)坐標(biāo)處理模塊14判斷比對單位向量相同于基準(zhǔn)單位向量時，執(zhí)行步驟S507，坐標(biāo)處理模塊14刪除第i-1個工件坐標(biāo)的相關(guān)信息，并以目前的比對單位向量取代目前的基準(zhǔn)單位向量，然后接續(xù)步驟S509。在步驟S509中，坐標(biāo)處理模塊14接著判斷i是否等于M。若是，坐標(biāo)處理模塊14結(jié)束此判斷流程。若否，執(zhí)行步驟S511，坐標(biāo)處理模塊14以i+1取代i，并再回到圖中的步驟S503。

在實務(wù)上，坐標(biāo)處理模塊14可再進一步對坐標(biāo)集合內(nèi)的信息進行檢錯，以檢測出刀具是否停滯而未對工件進行加工，并進行相應(yīng)的措施。請再參照圖7，圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置判斷刀具是否停滯的操作流程圖。在步驟S601中，坐標(biāo)處理模塊14比較工件坐標(biāo)集合中的第i-1筆信息與第i筆信息是否相同。若是，執(zhí)行步驟S603，坐標(biāo)處理模塊14刪除第i-1筆信息，然后進到步驟S605。若否，則直接進到步驟S605。在步驟S605中，坐標(biāo)處理模塊14判斷i是否等于M。若否，執(zhí)行步驟S607，坐標(biāo)處理模塊14以i+1取代i并回到步驟S601。若是，則結(jié)束判斷流程。圖7所示的判斷流程可例如銜接于如圖2的步驟S211，或者也可經(jīng)過適當(dāng)修改后銜接于圖2中的步驟S209，但均不以此為限。

請參照圖8A與圖8B，圖8A為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置取得的工件坐標(biāo)及其形成的軌跡的操作流程圖，圖8B為根據(jù)本發(fā)明另一實施例所繪示的加工程序轉(zhuǎn)換裝置取得的工件坐標(biāo)及其形成的軌跡的操 作流程圖。如圖8A所示，工件移動軌跡或刀具移動軌跡為軌跡T，軌跡T大致上為一J字形。坐標(biāo)處理模塊14自控制器2依序提取得坐標(biāo)點P1～P9，其中坐標(biāo)點P1～P5形成的局部軌跡為一直線，坐標(biāo)點P5～P9形成的局部軌跡為一曲線。在此實施例中，坐標(biāo)點P1～P9之間并非等距，但實際上并不以此為限。在一實施例中，坐標(biāo)點P1～P9對應(yīng)于加工程序的第X行單行程序。此時，若應(yīng)用圖5所示的步驟流程，則坐標(biāo)點P1～P9的相關(guān)信息皆會被存儲于存儲模塊18當(dāng)中，若應(yīng)用圖5所示的步驟流程，則坐標(biāo)點P1、P5～P9的相關(guān)信息會被存儲于存儲模塊18當(dāng)中，坐標(biāo)點P2～P4的相關(guān)信息則被刪除。在另一實施例中，坐標(biāo)點P1～P5對應(yīng)于加工程序的第X行單行程序，坐標(biāo)點P6～P9對應(yīng)于加工程序的第X+1行單行程序。此時，不管是應(yīng)用圖5或圖6所示的步驟流程，坐標(biāo)點P1、P5～P9的相關(guān)信息會被存儲于存儲模塊18當(dāng)中，而坐標(biāo)點P2～P4的相關(guān)信息則被刪除。

綜合以上所述，本發(fā)明藉由觸發(fā)控制器以單行程序模式執(zhí)行加工程序，且同步提取控制器執(zhí)行加工程序時所產(chǎn)生的多個坐標(biāo)信息，而獲得貼近于實際狀況的刀具路徑。藉此，本發(fā)明所提供的加工程序轉(zhuǎn)換裝置可以適用于任意廠牌的控制器，而讓使用者不需針對不同廠牌的控制器一一編寫不同的解譯器。此外，藉由本發(fā)明所提供的加工程序轉(zhuǎn)換裝置也不需擔(dān)心加工程序中包含有難以辨識的自定義宏指令或自定義函數(shù)。因此，解決了過往自加工程序獲得刀具路徑的種種不便，讓使用者能較容易獲得刀具路徑以及相關(guān)參數(shù)來診斷、優(yōu)化刀具切削。