[發明專利]一種基于工件裝夾的刀具路線規劃及自動避讓控制系統

有效

• 申請號: 202010761543.0
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111958323B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 秦廣財;張斌
• 申請（專利權）人: 沈陽馬卡智工科技有限公司
• 主分類號: B23Q17/22
• 分類號: B23Q17/22;B23Q15/013;G05B19/19
• 代理公司: 北京中譽至誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11858
• 代理人: 霍麗惠

本發明涉及一種基于工件裝夾的刀具路線規劃及自動避讓控制系統，包括刀具模塊、夾持模塊和控制模塊，控制模塊分別與主軸和自動避讓夾具頭連接，用以對系統進行啟動限制并根據待加工零件的具體型號選取對應的加工方式和避讓方式以使所述刀具模塊對待加工零件進行加工并使所述加持模塊在刀具模塊進行加工時進行避讓。本發明通過使用U0矩陣組中的矩陣對待加工零件型號進行判定，并根據判定結果分別從A0矩陣組中選取對應的加工矩陣、從R0矩陣組中選取對應的避讓矩陣以使夾具在系統加工過程中完成對主軸刀具的避讓，能夠提高系統對不同零件加工時的針對性，從而進一步提高所述系統對零件的加工效率。

技術領域

本發明涉及零件加工技術領域，尤其涉及一種基于工件裝夾的刀具路線規劃及自動避讓控制系統。

背景技術

在數控加工過程中，特別是大中型板形零件的數控加工，通常采用夾具來將待加工的工件固定在操作平臺上，而加工過程中刀具運行至夾具附近時，為避免刀具與夾具相撞，通常需要先將機床停機，再人工將夾具搬開，待加工完該工段之后再停機，人工將夾具壓緊，繼續加工工作。而一個大型工件的固定往往需要設置多個夾具，每次刀具靠近夾具時都需要人工將夾具搬開來避讓，這樣勢必造成加工中斷，影響加工效率和加工質量，在目前的高速加工環境下，這種影響就更加突顯出來。不僅加工效率不高，且人工裝夾時的安全隱患也大大增加。因此，如何設置一種能夠讓夾具實現自動避讓功能的控制系統，對于實現工件一次裝夾完成加工，避免由于夾具位置影響而引起的二次加工所帶來的工件定位的過程，大大提高工件加工效率，是本領域亟待解決的問題。

另外，機床加工領域還存在在另一個困擾技術人員多年的問題：雖然主軸廠家在生產時已經對主軸的軸承做了永久性潤滑，但是當環境溫度過低時(-10℃及以下)，例如我國東北地區每年11月份至次年4月份這段時間，低溫下主軸直接高速運轉，會影響甚至嚴重影響主軸軸承的使用壽命。雖然傳統的工裝夾具多會在使用手冊中標明主軸所需的預熱方式，但在實際操作中，工人往往為了節約時間，不進行主軸預熱而是直接開始加工，沒有保障可言，很容易對主軸軸承造成損壞。

中國發明專利(CN101382793B)公開了一種連續無中斷數控加工板形零件的方法，把拉線位移傳感器的位移信號反饋給隨動夾具的控制系統，用示教方法記住避讓壓板的坐標位置，由隨動夾具的控制系統實時采集拉線位移傳感器的位移信號，并根據隨動夾具上壓板的長度來計算、分析夾具上的壓板避讓數控刀具的提前動作范圍，控制夾具上的壓板自動避讓和壓緊，對壓板執行機構發出避讓控制命令或夾緊命令。該發明利用拉線位移傳感器采集要避讓數控刀具的壓板的坐標位置，采用示教方式，使刀具運動到壓板避讓數控刀具的提前動作范圍內，由控制系統控制夾具上的壓板執行機構讓其自動避讓。解決了數控加工刀具與壓板相撞，需停機人工拆卸裝夾壓板，易出安全事故，影響加工效率和加工質量的問題。

中國實用新型專利(CN106624930A)公開了一種自動避讓夾具裝置，包括有多個夾具單元，所述夾具單元包括有底座，在底座上設有導軌，在導軌上設有可沿其滑動的滑塊，在滑塊上設有可將工件夾緊進行加工的夾具，在底座上還設有驅動滑塊在導軌上來回滑動的驅動機構，所述夾具與驅動機構通過控制系統來控制其動作。該申請提供一種節省材料、效率高的自動避讓夾具裝置。

但是，上述兩個專利公開的裝置均是通過檢測刀具運行位置和夾具(或壓板) 位置來控制實現夾具的自動避讓，這樣勢必會需要在機床上設置復雜的檢測裝置，并分析檢測裝置的檢測數據來做出避讓決定，設備成本將大大提高。同時，在應用上述技術方案后，所述裝置僅能夠對單個零件進行加工，當需要使用裝置對不同型號零件進行加工時，需要重新調整參數，使用效率低。

且上述專利均未關注到主軸在冬季或其它氣溫較低時間工作時需要提前預熱的問題。

發明內容

為此，本發明提供一種基于工件裝夾的刀具路線規劃及自動避讓控制系統，用以克服現有技術中無法對不同零件進行快速的針對性加工導致的加工效率低的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種。