一种自动生成电火花工件坐标与电极坐标的方法和系统与流程

1.本发明属于电火花放电系统领域，特别涉及电火花工件摆放位置的软件调整方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.电火花加工是指在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电，形成瞬间高温将工件材料局部熔化和气化，从而实现材料蚀除。这种加工方法不产生切削力，不受刀具材料的限制，可以加工超高硬度、脆性和形状复杂的工件，因此被广泛应用于模具、航空工业、医疗器械等多个领域。电火花加工通常通过电火花加工机床来实现。
3.现有的电火花设备操作中，操作人员需要把需要加工的工件坐标和电极坐标导入到电火花加工机床，而这个工件坐标和电极坐标有可能由于各种原因出现误差，导致加工操作不准确，一般操作人员都会先人工校对，之后再进行导入，但是人工校对和人工导入都会导致加工的效率变得低下和校对出错的概率增加，所以现有的电火花加工工件坐标和电极坐标的生成过度依赖人工操作。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供如下方案。
5.一方面，本发明提供一种自动生成电火花工件坐标与电极坐标的方法，包括以下步骤：
6.步骤s1：获取电火花加工图纸，根据所述电火花加工图纸获取预设检测点坐标，根据所述预设检测点坐标计算出第一坐标，第一坐标为电火花加工图纸理论中心点坐标；
7.步骤s2：根据所述预设检测点坐标，结合电火花机床的基准球进行测量并计算得出第二坐标，所述第二坐标为电火花加工物理中心点坐标；
8.步骤s3：根据所述第一坐标与所述第二坐标计算出差值，得到电火花加工补正值；
9.步骤s4：把所述加工补正值导入电火花加工机床，进行电火花放电操作。
10.优选地，所述步骤s2包括，在使用电火花机床的基准球进行测量之前，还需要进行电极平行检测，所述基准台为电极基准台坐标系和工件坐标系。
11.具体地，所述步骤s1包括：电火花加工图纸包括电极图纸及工件图纸，根据所述电极图纸及所述工件图纸分别计算出第一电极坐标和第一工件坐标，所述第一电极坐标和所述第一工件坐标分别为所述电极图纸和工件图纸的理论中心点坐标。
12.具体地，所述步骤s2包括：根据所述第一电极坐标和所述第一工件坐标，结合电火花机床的基准球进行测量，并分别计算得出第二电极坐标和第二工件坐标，所述第二电极坐标和所述第二工件坐标分别为电极和工件的物理中心店坐标。
13.具体地，所述步骤s3包括：根据所述第一电极坐标与所述第二电极坐标计算出差值，得到电极补正值，根据所述第一工件坐标与所述第二工件坐标计算出差值，得到工件补正值。
14.具体地，所述步骤s4包括：把所述电极补正值和所述工件补正值分别导入电火花加工机床，进行电火花放电操作。
15.具体地，所述步骤s3还包括：根据所述第一坐标，结合电火花机床的基准球进行多次测量，对比多次测量的结果，当多次测量结果的差值小于预设精度时，得出所述第二坐标。
16.具体地，所述步骤s1中获取电火花加工图纸，包括：所述电火花加工图纸存储于放电基础库中，通过所述放电基础库获取。
17.具体地，所述步骤s4中把所述加工补正值导入电火花加工机床，还包括：把所述加工补正值储存于放电基础库中。
18.一方面，本发明提供一种自动生成电火花工件坐标与电极坐标的系统，包括：处理器和存储器，所述存储器存储程序模块，所述程序模块在所述处理器运行，实现如上述的方法。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
20.本发明针对现有电火花加工中，对电极坐标和工件坐标进行人工校对和人工导入，导致加工的效率变得低下和校对出错的概率增加的问题。提出了一种自动生成电火花工件坐标与电极坐标的方法。该方法通过对工件设计图纸与电极设计图纸的解析，自动确定工件与电极的理论中心点，并在工件摆放和电极安装工作完成后，通过比对物理中心点与理论中心点误差，计算补正值，达到工件与电极坐标的自动生成，从而极大的提升了电火花加工效率。
附图说明
21.图1是自动生成电火花工件坐标与电极坐标的方法流程图；
22.图2是电火花加工图纸获取预设检测点坐标示意图；
23.图3是自动生成电火花工件坐标与电极坐标的系统框图。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
26.应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
27.应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地
列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含a、b和c”、“包含a、b、c”是指a、b、c三者都包含，“包含a、b或c”是指包含a、b、c三者之一，“包含a、b和/或c”是指包含a、b、c三者中任1个或任2个或3个。
29.应当理解，在本发明中，“与a对应的b”、“与a相对应的b”、“a与b相对应”或者“b与a相对应”，表示b与a相关联，根据a可以确定b。根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。a与b的匹配，是a与b的相似度大于或等于预设的阈值。
30.取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
31.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
32.实施例一
33.本实施例提供一种自动生成电火花工件坐标与电极坐标的方法，包括以下步骤：
34.步骤s1：获取电火花加工图纸，根据所述电火花加工图纸获取预设检测点坐标，根据所述预设检测点坐标计算出第一坐标，第一坐标为电火花加工图纸理论中心点坐标；
35.步骤s2：根据所述预设检测点坐标，结合电火花机床的基准球进行测量并计算得出第二坐标，第二坐标为电火花加工物理中心点坐标；
36.步骤s3：根据第一坐标与第二坐标计算出差值，得到电火花加工补正值；
37.步骤s4：把加工补正值导入电火花加工机床，进行电火花放电操作。
38.对于步骤s1，如图2所示，首先先对获取的电火花加工图纸进行解析，然后根据电火花加工图纸获取预设检测点坐标，这些检测点分别是正面的a点，背面的b点，左侧面的c点，有侧面的d点，以及顶面的e点，根据这些检测点计算出第一坐标即理论中心点坐标(xm，ym，zm)，具体通过以下步骤计算：
39.步骤s10：在图纸的正面取任一检测点a，坐标为(xa，ya，za)。在背面取任一检测点b，坐标为(xb，yb，zb)，则有a和b的中心点坐标ym＝(ya+yb)/2；
40.步骤s11：在图纸的左侧面取任一检测点c，坐标为(xc，yc，zc)，在右侧面取任一检测点d，坐标为(xd，yd，zd)，则有c和d的中心点坐标xm＝(xc+xd)/2
41.步骤s12：在顶面取任一检测点e，坐标为(xe，ye，ze)，则有zm＝ze/2。
42.从而获得理论分中第一坐标(xm，ym，zm)＝((xc+xd)/2,(ya+yb)/2,ze/2)。
43.对于步骤s2，根据步骤s1中的预设检测点a、b、c、d、e的坐标，使用电火花机床的基准球进行对刀测量，计算出第二坐标即物理中心点坐标(x
′m,y
′m,z
′m)，具体通过一下步骤计算：
44.步骤s20：使用基准球对刀检测点a，坐标为(x
′a，y
′a，z
′a)，再对刀检测点b，坐标为(x
′b，y
′b，z
′b)，则有a和b的中心点坐标y
′m＝(y
′a+y
′b)/2；
45.步骤s21：使用基准球对刀检测点c，坐标为(x
′c，y
′c，z
′c)，在右侧面取任一检测点d，坐标为(x
′d，y
′d，z
′d)，则有c和d的中心点坐标x
′m＝(x
′c+x
′d)/2；
46.步骤s22：使用基准球对刀检测点e，坐标为(x
′e，y
′e，z
′e)，则有z
′m＝z
′e/2。
47.从而获得物理分中第二坐标(x
′m，y
′m，z
′m)＝((x
′c+x
′d)/2,(y
′a+y
′b)/2,z
′e/2)。
48.对于步骤s3，根据步骤s1和步骤s2得出的第一坐标和第二坐标，把获得理论分中的第一坐标(xm，ym，zm)＝((xc+xd)/2,(ya+yb)/2,ze/2)与获得物理分中的第二坐标(x
′m，y
′m，z
′m)＝((x
′c+x
′d)/2,(y
′a+y
′b)/2,z
′e/2)进行差值计算，得出的值就是电火花加工的补正值，把该补正值导入电火花加工机床，进行后续的电火花加工操作。
49.以上方法通过对工件设计图纸与电极设计图纸的解析，自动确定工件与电极的理论中心点，并在工件摆放和电极安装工作完成后，通过比对物理中心点与理论中心点误差，计算补正值，达到工件与电极坐标的自动生成，从而极大的提升了电火花加工效率。
50.优选地，步骤s2包括，在使用电火花机床的基准球进行测量之前，还需要进行电极平行检测，所述基准台为电极基准台坐标系或工件坐标系。当本次操作是生成电极坐标的，那基准台为电极基准台坐标系，若本次操作是为了生成工件坐标的，那基准台为工件坐标系。其中电极平行检测的步骤为：当此时进行的是电极坐标的生成，则首先使电极基准台坐标系与基准球坐标系对准，然后在x+,x-,y+,y-轴选的每一个方向都取任意点，测量每一个方向两点垂直坐标差，判断该坐标差是否小于规定的阈值，若大于则重新对准上面步骤，若小于则完成对准过程。因为每对电火花加工机床的一次加工，都会由于各种原因而导致操作机床的放电设备有些小偏差，所以为了得到更加准确的电火花放电加工，在每次加工之前都会进行一次电机平行检测，这样就可以让机床的精度得到有效的保证，减少大的误差偏差的出现。
51.在电火花加工中，需要对电极和工件的坐标进行导入，才能进行后续的加工，因此下面展开说明对电极坐标和工件坐标的是如何计算的。
52.具体地，电火花加工图纸包括电极图纸及工件图纸，根据所述电极图纸及所述工件图纸分别获取电极和工件的预设检测点坐标，再分别计算出第一电极坐标和第一工件坐标，所述第一电极坐标和所述第一工件坐标分别为所述电极图纸和工件图纸的理论中心点坐标。
53.对于计算第一电极坐标(x
m1
，y
m1
，z
m1
)的步骤如下：
54.步骤s
′
10：在电极图纸的正面取任一检测点a1，坐标为(x
a1
，y
a1
，z
a1
)。在背面取任一检测点b1，坐标为(x
b1
，y
b1
，z
b1
)，则有a1和b1的中心点坐标y
m1
＝(y
a1
+y
b1
)/2；
55.步骤s
′
11：在图纸的左侧面取任一检测点c1，坐标为(x
c1
，y
c1
，z
c1
)，在右侧面取任一检测点d1，坐标为(x
d1
，y
d1
，z
d1
)，则有c1和d1的中心点坐标x
m1
＝(x
c1
+x
d1
)/2
56.步骤s
′
12：在顶面取任一检测点e1，坐标为(x
e1
，y
e1
，z
e1
)，则有z
m1
＝z
e1
/2。从而获得理论分中的第一电极坐标(x
m1
，y
m1
，z
m1
)＝((x
c1
+x
d1
)/2,(y
a1
+y
b1
)/2,z
e1
/2)。
57.对于计算第一工件坐标(x
m2
，y
m2
，z
m2
)的步骤如下：
58.步骤s
″
10：在工件图纸的正面取任一检测点a2，坐标为(x
a2
，y
a2
，z
a2
)。在背面取任一检测点b2，坐标为(x
b2
，y
b2
，z
b2
)，则有a2和b2的中心点坐标y
m1
＝(y
a2
+y
b2
)/2；
59.步骤s
″
11：在图纸的左侧面取任一检测点c2，坐标为(x
c2
，y
c2
，z
c2
)，在右侧面取任一检测点d2，坐标为(x
d2
，y
d2
，z
d2
)，则有c2和d2的中心点坐标x
m1
＝(x
c2
+x
d2
)/2
60.步骤s
″
12：在顶面取任一检测点e2，坐标为(x
e2
，y
e2
，z
e2
)，则有z
m2
＝z
e2
/2。从而获得理论分中的第一工件坐标(x
m2
，y
m2
，z
m2
)＝((x
c2
+x
d2
)/2,(y
a2
+y
b2
)/2,z
e2
/2)。
61.具体地，根据所述电极和工件的预设检测点坐标，结合电火花机床的基准球进行测量，并分别计算得出第二电极坐标和第二工件坐标，所述第二电极坐标和所述第二工件坐标分别为电极和工件的物理中心点坐标。
62.对于计算第二电极坐标(x
′
m1
，y
′
m1
，z
′
m1
)的步骤如下：
63.根据电极预设检测点a1、b1、c1、d1、e1的坐标，使用电火花机床的基准球进行对刀测量
64.步骤s
′
20：使用基准球对刀检测点a1，坐标为(x
′
a1
，y
′
a1
，z
′
a1
)，再对刀检测点b1，坐标为(x
′
b1
，y
′
b1
，z
′
b1
)，则有a1和b1的中心点坐标y
′
m1
＝(y
′
a1
+y
′
b1
)/2；
65.步骤s
′
21：使用基准球对刀检测点c1，坐标为(x
′
c1
，y
′
c1
，z
′
c1
)，在右侧面取任一检测点d1，坐标为(x
′
d1
，y
′
d1
，z
′
d1
)，则有c1和d1的中心点坐标x
′
m1
＝(x
′
c1
+x
′
d1
)/2；
66.步骤s
′
22：使用基准球对刀检测点e1，坐标为(x
′
e1
，y
′
e1
，z
′
e1
)，则有z
′
m1
＝z
′
e1
/2。
67.从而获得物理分中的第二电极坐标(x
′
m1
，y
′
m1
，z
′
m1
)＝((x
′
c1
+x
′
d1
)/2,(y
′
a1
+y
′
b1
)/2,z
′
e1
/2)。
68.对于计算第二工件坐标(x
′
m2
，y
′
m2
，z
′
m2
)的步骤如下：
69.根据电极预设检测点a2、b2、c2、d2、e2的坐标，使用电火花机床的基准球进行对刀测量
70.步骤s
″
20：使用基准球对刀检测点a2，坐标为(x
′
a2
，y
′
a2
，z
′
a2
)，再对刀检测点b2，坐标为(x
′
b2
，y
′
b2
，z
′
b2
)，则有a2和b2的中心点坐标y
′
m2
＝(y
′
a2
+y
′
b2
)/2；
71.步骤s
″
21：使用基准球对刀检测点c2，坐标为(x
′
c2
，y
′
c2
，z
′
c2
)，在右侧面取任一检测点d2，坐标为(x
′
d2
，y
′
d2
，z
′
d2
)，则有c2和d2的中心点坐标x
′
m2
＝(x
′
c2
+x
′
d2
)/2；
72.步骤s
″
22：使用基准球对刀检测点e2，坐标为(x
′
e2
，y
′
e2
，z
′
e2
)，则有z
′
m2
＝z
′
e2
/2。
73.从而获得物理分中的第二工件坐标(x
′
m2
，y
′
m2
，z
′
m2
)＝((x
′
c2
+x
′
d2
)/2,(y
′
a2
+y
′
b2
)/2,z
′
e2
/2)。
74.具体地，根据所述第一电极坐标与所述第二电极坐标计算出差值，得到电极补正值，根据所述第一工件坐标与所述第二工件坐标计算出差值，得到工件补正值。
75.计算电极补正值：
76.把获得理论分中的第一电极坐标(x
m1
，y
m1
，z
m1
)＝((x
c1
+x
d1
)/2,(y
a1
+y
b1
)/2,ze/2)与获得物理分中的第二电极坐标(x
′
m1
，y
′
m1
，z
′
m1
)＝((x
′
c1
+x
′
d1
)/2,(y
′
a1
+y
′
b1
)/2,z
′
e1
/2)进行差值计算，得出的值就是电火花加工的电极补正值。
77.计算工件补正值：
78.把获得理论分中的第一工件坐标(x
m2
，y
m2
，z
m2
)＝((x
c2
+x
d2
)/2,(y
a2
+y
b2
)/2,ze/2)与获得物理分中的第二工件坐标(x
′
m2
，y
′
m2
，z
′
m2
)＝((x
′
c2
+x
′
d2
)/2,(y
′
a2
+y
′
b2
)/2,z
′
e2
/2)进行差值计算，得出的值就是电火花加工的工件补正值。
79.把上面计算得到的电极补正值和工件补正值分别导入电火花加工机床，进行电火花放电操作。
80.具体地，根据预设检测点坐标，结合电火花机床的基准球进行多次测量，对比多次测量的结果，当多次测量结果的差值小于预设精度时，得出所述第二坐标。为了更好的把握电火花放电的精度，最优的是对其进行多次的测量，在多次测量后结果的差值小于预设精度，这个预设精度设为5μm，就可以认为误差在很小的范围内了，精度就能达到比较高的程
度。
81.具体地，电火花加工图纸存储于放电基础库中，通过所述放电基础库获取。这里的电火花加工图纸包括电极图纸和工件图纸。放电基础库是专门针对电火花放电参数经验建立的特殊数据库，包括放电基础普适库和放电基础代表库。放电基础普适库能够覆盖所有加工计划参数的条目组合，及对应的放电条件参数和放电子程序，放电参数经验组合很多，需要一个长时间的积累过程；放电基础代表库是不同电火花加工团队根据自身擅长的加工类别特点，总结出常用的，有代表意义的，有限数量的加工计划条目，及对应的放电条件参数和子程序。
82.具体地，还包括把加工补正值储存于放电基础库中。这里的加工补正值指的是电极补正值和工件补正值，在计算出来这两个补正值之后，可以把两个补正值储存与放电基础库中，具体储存在放电基础库的放电子程序中，可方便后期的生成和使用。
83.实施例二
84.本实施例提供一种自动生成电火花工件坐标与电极坐标的系统，包括：处理器和存储器，所述存储器存储程序模块，所述程序模块在所述处理器运行，以下方法步骤：
85.步骤s1：获取电火花加工图纸，根据所述电火花加工图纸获取预设检测点坐标，根据所述预设检测点坐标计算出第一坐标，第一坐标为电火花加工图纸理论中心点坐标；
86.步骤s2：根据所述预设检测点坐标，结合电火花机床的基准球进行测量并计算得出第二坐标，第二坐标为电火花加工物理中心点坐标；
87.步骤s3：根据第一坐标与第二坐标计算出差值，得到电火花加工补正值；
88.步骤s4：把加工补正值导入电火花加工机床，进行电火花放电操作。
89.优选地，步骤s2包括，在使用电火花机床的基准球进行测量之前，还需要进行电极平行检测，所述基准台为电极基准台坐标系或工件坐标系。
90.以上方法通过对工件设计图纸与电极设计图纸的解析，自动确定工件与电极的理论中心点，并在工件摆放和电极安装工作完成后，通过比对物理中心点与理论中心点误差，计算补正值，达到工件与电极坐标的自动生成，从而极大的提升了电火花加工效率。
91.实施例三
92.本实施例还提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时用于实现上述的各种实施方式提供的方法。
93.其中，可读存储介质可以是计算机存储介质，也可以是通信介质。通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。计算机存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。例如，可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(application specific integrated circuits，简称：asic)中。另外，该asic可以位于用户设备中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。可读存储介质可以是只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
94.本发明还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得设备实施上述的各种实施方式提供的方法。
95.在上述设备的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：central processing unit，简称：cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：digital signal processor，简称：dsp)、专用集成电路(英文：application specific integrated circuit，简称：asic)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
96.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。