待加工料的虚拟加工时间的计算方法

摘要

本发明公开了一种数控冲花打孔机中待加工料的虚拟加工时间的计算方法，包括以下步骤：步骤1：获取加工料中全部加工图元并确定加工顺序；步骤2：将加工图元进行分类并编号；步骤3：按类型编号顺序和图元加工顺序依次遍历加工图元，并累计所有图元的加工时间和不同图元坐标系的切换时间；步骤4：输出累计的加工时间和切换时间之和；本发明按照加工图元的类型和加工次序依次计算每一步骤的时间，遍历加工料的所有图元后得到的累计时间，即为虚拟加工时间，解决了数控冲花打孔机在应用中快速计算加工时间的方法，避免通过实际的加工操作来确定加工时间，提高效率，可用于数控冲花打孔机待加工料加工费的快速报价。

说明书

技术领域

本发明涉及皮革等材料的数控加工领域，特别涉及一种数控冲花打孔机中待加工料的虚拟加工时间的计算方法。

背景技术

数控冲花打孔机采用驱动冲嘴快速地冲击在皮革等加工材料上，从而在皮革等材料上形成孔洞。在实际应用中会依据加工料的加工时间来确定加工费。加工时间越长，加工单价会越高。在没有本发明方法前，通常是驱动数控冲花打孔机完成实际的加工操作后才能确定加工时间，这样做会浪费比较多的时间，并占据设备的使用。

因此急需一种数控冲花打孔机中待加工料的虚拟加工时间的计算方法。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种数控冲花打孔机中待加工料的虚拟加工时间的计算方法。

本发明的目的是提出一种数控冲花打孔机中待加工料的虚拟加工时间的计算方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的待加工料的虚拟加工时间的计算方法，包括以下步骤：

步骤1：获取加工料中全部加工图元并确定加工顺序；

步骤2：将加工图元进行分类并编号；

步骤3：按类型编号顺序和图元加工顺序依次遍历加工图元，并累计所有图元的加工时间Tsingle和不同图元坐标系的切换时间Tswitch；

步骤4：输出累计的加工时间Tsingle和切换时间Tswitch之和。

进一步，所述步骤3中的单个加工图元的加工时间Tsingle的计算通过以下具体步骤进行：

步骤31：计算加工图元之间的行走时间Tmove；

步骤32：计算加工图元时的旋转时间Trotate；

步骤33：计算冲孔时间Tpunch；

步骤34：通过以下公式来计算图元的加工时间：

Tsingle = Tmove + Trotate+ Tpunch；

进一步，所述行走时间Tmove通过以下具体步骤进行：

步骤311：根据待命坐标和当前图元的坐标，获得水平方向的脉冲数和垂直方向的脉冲数；取两个脉冲数中的最大值，作为支配脉冲数P；

步骤312：根据支配脉冲数P、行走起始频率和行走最高频率、加减速算法确定频率表F[P]；

步骤313：采用下面的公式可以计算Tmove：

，

其中，F[P]是P个长度的数组，即为每个脉冲设定一个频率；

步骤314：设置当前图元的坐标为待命坐标；

进一步，所述步骤中的旋转时间Trotate通过以下具体步骤进行：

步骤321：根据待命旋转角度和当前图元的旋转角度，获得旋转的脉冲数R；

步骤322：根据旋转脉冲数R、旋转起始频率和旋转最高频率、加减速算法确定频率表F[R]；

步骤323：采用下面的公式计算旋转时间Trotate：

 

其中，F[R]是R个长度的数组，即为每个脉冲设定一个频率；

步骤324：设置当前的角度为待命旋转角度；

进一步，所述冲孔时间Tpunch等于落刀时间与抬刀时间之和；

进一步，所述步骤3中的坐标系切换时间Tswitch的计算通过以下具体步骤进行：

步骤351：根据先前坐标系和切换坐标系之间的距离，获得水平方向的脉冲数和垂直方向的脉冲数；取两个脉冲数中的最大值，作为支配脉冲数W；

步骤352：根据支配脉冲数W、行走起始频率和行走最高频率、加减速算法确定频率表F[W]；

步骤353：采用下面的公式可以计算坐标系切换时间Tswitch：

，

其中，F[W]是W个长度的数组，即为每个脉冲设定一个频率。

本发明的优点在于：本发明按照加工图元的类型和加工次序依次计算每一步骤的时间，遍历加工料的所有图元后得到的累计时间，即为虚拟加工时间；本发明给出的虚拟加工时间的计算方法，解决了数控冲花打孔机在应用中快速计算加工时间的方法，避免通过实际的加工操作来确定加工时间，提高效率，可用于数控冲花打孔机中待加工料加工费的快速报价。

本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明提供的待加工料的虚拟加工时间的计算方法流程图；

图2为本发明提供的待加工料设计图纸示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

图1为本发明提供的待加工料的虚拟加工时间的计算方法流程图，如图所示：本发明提供的待加工料的虚拟加工时间的计算方法，包括以下步骤：

步骤1：获取加工料中全部加工图元并确定加工顺序；

步骤2：将加工图元进行分类并编号；加工图元类型分为1、2、...、N；N为最大类型编号。

步骤3：按类型编号顺序和图元加工顺序依次遍历加工图元，并累计所有图元的加工时间Tsingle和不同图元坐标系的切换时间Tswitch；如先遍历1号类型的图元，接着遍历2号类型的图元，当从1号图元，切换到2号图元时，需要计算切换坐标系的时间。

所述步骤3中的单个加工图元的加工时间Tsingle的计算通过以下具体步骤进行：

步骤31：计算加工图元之间的行走时间Tmove；由行走距离决定，采用直线加减速（指数加减速，S型曲线）等算法。

步骤32：计算加工图元时的旋转时间Trotate；旋转时间Trotate由旋转角度决定，各个类型的待命旋转角度初始值均为0，采用直线加减速（指数加减速，S型曲线）等算法。

步骤33：计算冲孔时间Tpunch；所述冲孔时间等于落刀时间与抬刀时间的和。

步骤34：通过以下公式来计算图元的加工时间：加工图元时按照先行走、接着旋转、最后冲孔的顺序进行，所以图元的加工时间为这个步骤之和：

Tsingle = Tmove + Trotate+ Tpunch。

所述行走时间Tmove通过以下具体步骤进行：

步骤311：根据待命坐标和当前图元的坐标，获得水平方向的脉冲数和垂直方向的脉冲数；取两个脉冲数中的最大值，作为支配脉冲数P；

步骤312：根据支配脉冲数P、行走起始频率和行走最高频率、加减速算法确定频率表F[P]；

步骤313：采用下面的公式可以计算Tmove：

，

其中，F[P]是P个长度的数组，即为每个脉冲设定一个频率。

步骤314：设置当前图元的坐标为待命坐标；

计算行走时间初始的待命坐标由软件手工指定，可为设备复位后的起始坐标，行走时间Tmove由行走距离决定；

所述步骤中的旋转时间Trotate通过以下具体步骤进行：

步骤321：根据待命旋转角度和当前图元的旋转角度，可以获得旋转的脉冲数R；

步骤322：根据旋转脉冲数R、旋转起始频率和旋转最高频率、加减速算法确定频率表F[R]。

步骤323：采用下面的公式可以计算Trotate：

  

其中，F[R]，是R个长度的数组，即为每个脉冲设定一个频率。

步骤324：设置当前的角度为待命旋转角度。

各个类型的待命旋转角度均为0，旋转时间 Trotate由旋转角度决定；

所述步骤3中的坐标系切换时间Tswitch的计算，采用直线加减速（指数加减速，S型曲线）等算法，通过以下具体步骤进行：

步骤351：根据先前坐标系和切换坐标系之间的距离，可以获得水平方向的脉冲数和垂直方向的脉冲数。取两个脉冲数中的最大值，作为支配脉冲数W；

步骤352：根据支配脉冲数W、行走起始频率和行走最高频率、加减速算法确定频率表F[W]；

步骤353：采用下面的公式可以计算Tswitch：，

其中，F[W]，是W个长度的数组，即为每个脉冲设定一个频率。

步骤4：输出累计的加工时间Tsingle和切换时间Tswitch之和。

图2为本发明提供的待加工料设计图纸示意图，如图所示，有两种类型的加工图元。一种是圆形的，一种是降落伞形状的，一个加工类型对应一个机械坐标系，不同类型对应不同的坐标系统，加工中，首先是把1号类型（圆形的）的加工图元，遍历加工完毕，之后切换到2号类型（降落伞形状的），从1号切换到2号类型，

在实际操作时，切换坐标系时间Tswitch需要时间，单个加工图元的加工时间Tsingle由行走时间Tmove、旋转时间Trotate、冲孔时间Tpunch三部分组成：计算行走时间初始的待命坐标由软件手工指定，可为设备复位后的起始坐标。各个类型的待命旋转角度均为0。加工单个图元时按照先行走、接着旋转、最后冲孔的顺序进行，所以单个图元的加工时间为三个步骤之和:Tsingle=Tmove+Trotate+Tpunch。

下面给出一个具体的实施例，支配脉冲数P为30，行走起始频率为1000Hz，行走最高频率为5000Hz，采用直线加减速算法，其中加速段脉冲是10、减速段脉冲是10，确定的频率表输入如表一所示。

通过表一可以看出，根据加减速算法，只需要加速段频率表Fup，减速段频率表Fdown，匀速段脉冲数量是可以不需要频率表的。

如果是在匀速脉冲比较多的情况下，其频率表会做的很大，这样就会把脉冲数量P分为加速段脉冲数量Pup，匀速段脉冲数量Peven,减速段脉冲数量Pdown，可以采用以下公式来计算行走时间Tmove：

其中Fmax是行走最高频率。

表一

序号频率 序号频率 序号频率11000 112000 21190021100 122000 22180031200 132000 23170041300 142000 24160051400 152000 25150061500 162000 26140071600 172000 27130081700 182000 28120091800 192000 291100101900 202000 301000

在计算Trotate和Tswitch，也可以把脉冲数量分为加速段脉冲数，匀速段脉冲数,减速段脉冲数，按照类似的方法来处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。