[發明專利]一種基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法

有效

• 申請號: 201911291216.7
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110968042B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 洪榮晶;張亞斌
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;南京工大數控科技有限公司
• 主分類號: G05B19/4103
• 分類號: G05B19/4103
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理有限公司 11624
• 代理人: 蔣真

本發明涉及了一種基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法，包括以下步驟：設定機床參數、齒輪參數、刀具參數、加工參數；根據輸入基本參數計算剩余參數；根據輸入與計算所得參數對加工齒形進行數值仿真；將基本參數輸入，自動生成加工代碼，運行加工程序實現倒角加工。本發明可實現直接驅動機床加工，免去轉成G代碼和NC程序的步驟?？梢杂行岣啐X輪倒角加工的效率并保證加工質量。

技術領域

本發明屬于自動化倒角加工技術領域，具體涉及一種基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法。

背景技術

齒輪倒角廣泛應用于汽車、摩托車、農機等行業的變速箱換擋齒輪，由于國內齒輪倒角數控加工的研究開發較少，數控齒輪倒角機加工的調整參數較為復雜，因此嚴重影響齒輪倒角加工的效率。目前，市場上對數控系統不僅要在成本上有優勢，更要在功能多樣性上有需求。開放式數控系統是一個可以在各種平臺上運行，與其他控制單元交換信息并為用戶提供統一操作風格的系統。系統的每個部分都是一個獨立的功能模塊，可以被其他功能類似的模塊替換。根據特殊應用，用戶可以選擇不同的功能模塊來形成，改變或擴展系統的功能以滿足應用需求。因此，開放式CNC具有互操作性，可配置和互補的特點。

對于齒輪倒角加工，其加工程序復雜，若采用手工編程耗時長，易出錯，對操作人員技能要求高的問題。而借助CAD/CAM技術，在編程時需另外配備計算機及相關軟件，對于加工對象單一的專用數控設備而言，成本增高，編程操作復雜，不能實現高效率、高質量、低成本的最優化目標。自動編程可以降低編程難度，可以大幅提高編程效率且代碼準確率高。在數控系統中，開放式結構面向軟件配置，可由用戶定義接口和軟件平臺，不斷將功能集成到控制系統中。開放式系統允許用戶構造或集成自己的模塊到人機控制接口(HMI)中。傳統的數控齒輪倒角加工過程中，進給運動具有高速間歇性，合理的加減速能夠減少沖擊、失步、超程、振動等不良的現象出現。

發明內容

為解決現有技術存在的齒輪加工編程耗時長、易出錯、質量難以保證、以及操作難的缺陷，本發明提供一種基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法，該方法結合齒輪倒角加工要具有實時性、運算量少、足夠的柔性等特點，選擇了固高運動控制卡?；陂_放式數控系統平臺的數控齒輪倒角自動編程技術，操作者通過輸入齒輪參數、刀具參數、工藝參數等，通過調用固高運動控制卡的動態鏈接庫，整合處理相關的參數，結合相應的插補算法，生成高速脈沖指令，驅動機床完成倒角加工。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法，包括以下步驟：步驟(1)設置參數：

設置參數模塊中，包括機床參數設置、齒輪參數設置、刀具參數設置和加工參數設置，參數設定選擇為加工記錄，或添加新的參數記錄；

步驟(2)數值仿真：

根據輸入的參數，進行數值仿真，繪制出加工齒形；

步驟(3)帶入NURBS曲線插補算法：

步驟(4)生成加工程序：

由機床參數確定各軸偏置參數，由輸入齒輪基本參數確定其余齒輪參數，由齒輪參數和刀具參數帶入加工模型計算出的走到軌跡的四個關鍵點，由加工參數和刀具齒坯運動數學模型確定刀具、工件轉速、粗精切進給量與走刀數目；

由操作人員檢查在顯示屏上檢查生成的數控程序，選擇修改或保存入系統進行加工。

所述步驟(3)帶入NURBS曲線插補算法具體包括如下步驟：

插補過程中帶入了自己設計的非均勻有理B樣條曲線插補算法，考慮到運動卡的內存問題，將曲線分段分塊插補；參數計算過程中直接約束誤差得到參數的增量，在將插補步長轉成參數增量過程中采用四階龍格-庫塔的算法去計算結果。利用反差法代替求導過程，大大減少了計算量，完成將軌跡空間中的進給步長Δl轉化為一維空間的增量Δ(u_i)，參數增量可由下式推導出：