[發(fā)明專利]材質(zhì)自適應(yīng)數(shù)字雕刻機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210150931.0
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102649381A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳國定;薛東;姜陳煬;張海亮;饒寧
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B44B1/00
• 分類號: B44B1/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材質(zhì)自適應(yīng)數(shù)字雕刻機(jī)，屬于機(jī)電自動化控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

市場上現(xiàn)有的小型雕刻機(jī)多為開環(huán)控制系統(tǒng)，雕刻機(jī)控制軟件根據(jù)G代碼或M代碼實(shí)現(xiàn)既定的運(yùn)行路徑，主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)刀率等都需要人工設(shè)定，加工效果的好壞很大程度上依賴操作人員的經(jīng)驗(yàn)。若參數(shù)設(shè)定不合適，則會造成加工效率低下或者加工精度低、崩刀等問題。這樣的缺點(diǎn)增加了雕刻機(jī)的使用難度，制約了雕刻機(jī)的推廣使用，也增加了人力成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決目前的雕刻機(jī)使用過程中參數(shù)設(shè)定不合適造成加工效率低下、加工精度低以及崩刀的問題，本發(fā)明提出了一種材質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)、人力成本低、適用范圍廣、不受操作人員操作經(jīng)驗(yàn)影響的材質(zhì)自適應(yīng)數(shù)字雕刻機(jī)。

本發(fā)明所述的材質(zhì)自適應(yīng)數(shù)字雕刻機(jī)，其特征在于：包括由計(jì)算機(jī)組成的上位機(jī)和由控制器組成的下位機(jī)、雕刻機(jī)，所述的上位機(jī)、下位機(jī)和雕刻機(jī)之間連接有信號通訊線，所述的下位機(jī)連接用于檢測所述的雕刻機(jī)平臺上的震動信號的第一傳感器、檢測所述的雕刻機(jī)的進(jìn)刀率的第二傳感器、檢測所述的雕刻機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速的第三傳感器；

所述的上位機(jī)內(nèi)設(shè)置有控制所述的雕刻機(jī)走刀路徑的操縱模塊、對G/M代碼的解析和傳輸?shù)慕馕瞿K、對振動信號的算法分析以獲得材質(zhì)特性的分析模塊；

所述的下位機(jī)包括接收所述的上位機(jī)解析的代碼并轉(zhuǎn)換成路徑信息并執(zhí)行的執(zhí)行模塊、接收所述的第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器的信號并轉(zhuǎn)送所述的上位機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)模塊；

所述的下位機(jī)、雕刻機(jī)、第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器組成控制閉環(huán)。

所述的上位機(jī)和下位機(jī)之間的通訊信號是G/M碼。

所述的第一傳感器安裝在雕刻機(jī)平臺上的振動敏感位置，并與所述的雕刻機(jī)的機(jī)械部分緊密連接。

使用時(shí)，由刀路生成軟件產(chǎn)生G代碼，然后將G代碼下載到下位機(jī)的存儲器中，下位機(jī)控制刀具實(shí)現(xiàn)對刀，設(shè)置原點(diǎn)，獲得X、Y、Z軸的參考0點(diǎn)，然后上位機(jī)（或下位機(jī)）發(fā)送啟動命令，啟動初期雕刻機(jī)進(jìn)行緩慢加速，第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器將進(jìn)刀率和主軸轉(zhuǎn)速以及對應(yīng)的振動信號采樣值送入上位機(jī)；上位機(jī)獲取參數(shù)后進(jìn)行分析，將分析結(jié)果（閉環(huán)控制的指導(dǎo)參數(shù)）送入下位機(jī)，然后下位機(jī)指揮雕刻機(jī)按閉環(huán)算法（調(diào)整進(jìn)刀率和主軸轉(zhuǎn)速）進(jìn)行運(yùn)行，直到工作結(jié)束。

本發(fā)明的有益效果是：所述的雕刻機(jī)能夠根據(jù)加工材質(zhì)的不同自動調(diào)整相關(guān)加工參數(shù)至最佳范圍，節(jié)約人力成本、提高工作效率、適用范圍廣、不會受操作人員操作經(jīng)驗(yàn)的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖

圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖

圖3是本發(fā)明的俯視圖

圖4是本發(fā)明的原理控制圖

圖5是本發(fā)明的軟件控制圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明

參照附圖：

本發(fā)明所述的材質(zhì)自適應(yīng)數(shù)字雕刻機(jī)，包括由計(jì)算機(jī)組成的上位機(jī)和由控制器組成的下位機(jī)、雕刻機(jī)1，所述的上位機(jī)、下位機(jī)和雕刻機(jī)1之間連接有信號通訊線，所述的下位機(jī)連接用于檢測所述的雕刻機(jī)平臺上的震動信號的第一傳感器11、檢測所述的雕刻機(jī)1的進(jìn)刀率的第二傳感器、檢測所述的雕刻機(jī)1的主軸轉(zhuǎn)速的第三傳感器；

所述的上位機(jī)內(nèi)設(shè)置有控制所述的雕刻機(jī)1走刀路徑的操縱模塊、對G/M代碼的解析和傳輸?shù)慕馕瞿K、對振動信號的算法分析以獲得材質(zhì)特性的分析模塊；

所述的下位機(jī)包括接收所述的上位機(jī)解析的代碼并轉(zhuǎn)換成路徑信息并執(zhí)行的執(zhí)行模塊、接收所述的第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器的信號并轉(zhuǎn)送所述的上位機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)模塊；

所述的下位機(jī)、雕刻機(jī)1、第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器組成控制閉環(huán)。

所述的上位機(jī)和下位機(jī)之間的通訊信號是G/M碼。

所述的第一傳感器11安裝在雕刻機(jī)平臺上的振動敏感位置，并與所述的雕刻機(jī)1的機(jī)械部分緊密連接。

使用時(shí)，由刀路生成軟件產(chǎn)生G代碼，然后將G代碼下載到下位機(jī)的存儲器中，下位機(jī)控制刀具實(shí)現(xiàn)對刀，設(shè)置原點(diǎn)，獲得X、Y、Z軸的參考0點(diǎn)，然后上位機(jī)（或下位機(jī)）發(fā)送啟動命令，啟動初期雕刻機(jī)1進(jìn)行緩慢加速，第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器將進(jìn)刀率和主軸轉(zhuǎn)速以及對應(yīng)的振動信號采樣值送入上位機(jī)；上位機(jī)獲取參數(shù)后進(jìn)行分析，將分析結(jié)果（閉環(huán)控制的指導(dǎo)參數(shù)）送入下位機(jī)，然后下位機(jī)指揮雕刻機(jī)1按閉環(huán)算法進(jìn)行運(yùn)行，直到工作結(jié)束。

本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。