[發(fā)明專利]具自動設(shè)定車牙退刀距離與角度的CNC車床控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210378864.8
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102909605A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李柏瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州新代數(shù)控設(shè)備有限公司
• 主分類號: B23Q15/00
• 分類號: B23Q15/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 王玉國;陳忠輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具自動指定退刀距離與角度的CNC車床控制器，屬于CNC車床設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)車牙循環(huán)動作，如圖1所示，在執(zhí)行前使用者必須手動操作，輸入退刀距離11與退刀角度12后，才可進(jìn)行實際的車牙循環(huán)加工。此時，若使用者所設(shè)定的退刀距離不足，則可能引發(fā)退刀震動的現(xiàn)象產(chǎn)生，對車床機(jī)構(gòu)造成損傷，降低機(jī)臺使用期限。若為避免上述現(xiàn)象發(fā)生，使用者應(yīng)當(dāng)適度增加所設(shè)定的退刀距離，但若過度放大此距離，又會導(dǎo)致有效牙段長度的限縮。于是，車床使用者可能必須經(jīng)過多次的調(diào)整退刀距離，才得以避免機(jī)臺震動問題并同時滿足顧客可接受的車牙工件質(zhì)量與有效牙長度標(biāo)準(zhǔn)。換句話說，在必須兼顧車牙加工質(zhì)量與機(jī)臺壽命的情況下，車床使用者對于退刀距離與退刀角度設(shè)定不易的事實，將嚴(yán)重造成生產(chǎn)效率低下。因此，為適應(yīng)車床產(chǎn)業(yè)高速自動化的需求，需開發(fā)一具自動指定退刀距離與角度的CNC車床控制器，用以改善車床加工效率與質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種具自動指定退刀距離與角度的CNC車床控制器，以便于使用者在使用車牙循環(huán)功能，在不需指定退刀距離與退刀角度的情況下，規(guī)劃適當(dāng)?shù)耐说秳幼鳎_(dá)到最佳化有效牙長度，并避免退刀時產(chǎn)生機(jī)構(gòu)振動。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

具自動設(shè)定車牙退刀距離與角度的CNC車床控制器，特點是：

所述控制器至少包括一車牙循環(huán)模擬核心模塊和一退刀處理核心模塊，車牙循環(huán)模擬核心模塊包含車牙循環(huán)加工路徑生成單元和車牙動態(tài)行為仿真單元，尚未實際進(jìn)行車削動作前通過車牙循環(huán)加工路徑生成單元和車牙動態(tài)行為仿真單元進(jìn)行動態(tài)仿真，控制實際車削工件時的動態(tài)行為；其中，車牙循環(huán)加工路徑生成單元將使用者所輸入車牙循環(huán)加工程序解譯成實際的車牙循環(huán)路徑，車牙動態(tài)行為仿真單元根據(jù)車牙循環(huán)加工路徑生成單元所得到的車牙循環(huán)加工路徑仿真車牙循環(huán)過程中所有時間點的速度、加速度、沖量，由車牙動態(tài)行為仿真單元控制在車牙循環(huán)過程中每個時間點的運(yùn)動情形；

退刀處理核心模塊包含有效牙最佳化單元、退刀計算單元和車牙退刀路徑調(diào)整單元，通過將車牙循環(huán)仿真核心模塊所記錄的運(yùn)動信息傳輸?shù)接行а雷罴鸦瘑卧⑼说队嬎銌卧蛙囇劳说堵窂秸{(diào)整單元中，規(guī)劃適當(dāng)?shù)能囇姥h(huán)退刀動作；其中，有效牙最佳化單元在避免退刀時產(chǎn)生機(jī)構(gòu)振動的限制條件下最佳化有效牙的長度；退刀計算單元，根據(jù)有效牙最佳化的長度計算出所對應(yīng)的退刀距離與退刀角度；車牙退刀路徑調(diào)整單元，根據(jù)退刀計算單元所得到的退刀距離與退刀角度，重新修正車牙循環(huán)在退刀時的加工路徑，以輸出車牙循環(huán)路徑。

進(jìn)一步地，上述的具自動設(shè)定車牙退刀距離與角度的CNC車床控制器，所述車牙循環(huán)模擬核心模塊，提供車刀對工件進(jìn)行車牙切削時車刀的一行進(jìn)路徑，并仿真車刀與工件于車牙切削時的相對運(yùn)動情形；車牙循環(huán)加工路徑生成單元，其提供行進(jìn)路徑；車牙動態(tài)行為仿真單元，其以車牙循環(huán)路徑生成單元所提供的行進(jìn)路徑，結(jié)合使用者所輸入的車刀與工件之間的相對速度、相對加速度及相對加加速度的上限，模擬出車刀以行進(jìn)路徑行進(jìn)時，車刀與工件于各時間點的相對運(yùn)動信息，相對運(yùn)動信息包含速度、加速度及加加速度。

更一步地，上述的具自動設(shè)定車牙退刀距離與角度的CNC車床控制器，所述退刀處理核心模塊，其決定車刀于行進(jìn)路徑的一退刀起始點，并對行進(jìn)路徑做最佳化處理；有效牙最佳化單元，其根據(jù)工件的車牙切削深度及車牙動態(tài)仿真單元仿真出車刀與工件于各時間點的相對運(yùn)動信息，計算出車刀于行進(jìn)路徑的退刀起始點；車牙退刀路徑調(diào)整單元，根據(jù)有效牙最佳化單元計算得到的退刀起始點修正行進(jìn)路徑。

本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在：

本發(fā)明控制器確保使用者在進(jìn)行車牙循環(huán)時，可不需指定車牙退刀距離與角度，控制器將自動在避免退刀震動的情況下，最佳化有效牙長度。車牙循環(huán)模擬核心模塊，主要作用在于尚未實際進(jìn)行車削動作前，先透過車牙循環(huán)加工路徑生成單元、車牙動態(tài)行為仿真單元，進(jìn)行動態(tài)仿真，以掌握實際車削工件時的動態(tài)行為。退刀處理核心模塊，透過車牙循環(huán)仿真核心的所記錄的運(yùn)動信息，傳到有效牙最佳化單元、退刀計算單元、車牙退刀路徑調(diào)整單元中，以規(guī)劃適當(dāng)?shù)能囇姥h(huán)退刀動作。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明：

圖1：背景技術(shù)中車牙循環(huán)動作示意圖；

圖2：本發(fā)明CNC車床控制器的模塊示意圖；。

具體實施方式