CN102909605B

CN102909605B - 具自动设定车牙退刀距离与角度的cnc车床控制器

Info

Publication number: CN102909605B
Application number: CN201210378864.8A
Authority: CN
Inventors: 李柏莹
Original assignee: SUZHOU XINDAI NUMERICAL CONTROL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: Syntec Technology Suzhou Co Ltd
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: CN102909605A

Abstract

本发明涉及具自动设定车牙退刀距离与角度的CNC车床控制器，至少包括一车牙循环模拟核心模块和一退刀处理核心模块，车牙循环模拟核心模块，在于尚未实际进行车削动作前，先透过车牙循环加工路径生成单元、车牙动态行为仿真单元，进行动态仿真，以掌握实际车削工件时的动态行为；退刀处理核心模块，透过车牙循环仿真核心的所记录的运动信息，传到有效牙最佳化单元、退刀计算单元、车牙退刀路径调整单元中，以规划适当的车牙循环退刀动作。确保使用者在进行车牙循环时，可不需指定车牙退刀距离与角度，控制器将自动在避免退刀震动的情况下，最佳化有效牙长度。

Description

具自动设定车牙退刀距离与角度的CNC车床控制器

技术领域

本发明涉及一种具自动指定退刀距离与角度的CNC车床控制器，属于CNC车床设备技术领域。

背景技术

传统车牙循环动作，如图1所示，在执行前使用者必须手动操作，输入退刀距离11与退刀角度12后，才可进行实际的车牙循环加工。此时，若使用者所设定的退刀距离不足，则可能引发退刀震动的现象产生，对车床机构造成损伤，降低机台使用期限。若为避免上述现象发生，使用者应当适度增加所设定的退刀距离，但若过度放大此距离，又会导致有效牙段长度的限缩。于是，车床使用者可能必须经过多次的调整退刀距离，才得以避免机台震动问题并同时满足顾客可接受的车牙工件质量与有效牙长度标准。换句话说，在必须兼顾车牙加工质量与机台寿命的情况下，车床使用者对于退刀距离与退刀角度设定不易的事实，将严重造成生产效率低下。因此，为适应车床产业高速自动化的需求，需开发一具自动指定退刀距离与角度的CNC车床控制器，用以改善车床加工效率与质量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种具自动指定退刀距离与角度的CNC车床控制器，以便于使用者在使用车牙循环功能，在不需指定退刀距离与退刀角度的情况下，规划适当的退刀动作，达到最佳化有效牙长度，并避免退刀时产生机构振动。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

具自动设定车牙退刀距离与角度的CNC车床控制器，特点是：

所述控制器至少包括一车牙循环模拟核心模块和一退刀处理核心模块，车牙循环模拟核心模块包含车牙循环加工路径生成单元和车牙动态行为仿真单元，尚未实际进行车削动作前通过车牙循环加工路径生成单元和车牙动态行为仿真单元进行动态仿真，控制实际车削工件时的动态行为；其中，车牙循环加工路径生成单元将使用者所输入车牙循环加工程序解译成实际的车牙循环路径，车牙动态行为仿真单元根据车牙循环加工路径生成单元所得到的车牙循环加工路径仿真车牙循环过程中所有时间点的速度、加速度、冲量，由车牙动态行为仿真单元控制在车牙循环过程中每个时间点的运动情形；

退刀处理核心模块包含有效牙最佳化单元、退刀计算单元和车牙退刀路径调整单元，通过将车牙循环仿真核心模块所记录的运动信息传输到有效牙最佳化单元、退刀计算单元和车牙退刀路径调整单元中，规划适当的车牙循环退刀动作；其中，有效牙最佳化单元在避免退刀时产生机构振动的限制条件下最佳化有效牙的长度；退刀计算单元，根据有效牙最佳化的长度计算出所对应的退刀距离与退刀角度；车牙退刀路径调整单元，根据退刀计算单元所得到的退刀距离与退刀角度，重新修正车牙循环在退刀时的加工路径，以输出车牙循环路径。

进一步地，上述的具自动设定车牙退刀距离与角度的CNC车床控制器，所述车牙循环模拟核心模块，提供车刀对工件进行车牙切削时车刀的一行进路径，并仿真车刀与工件于车牙切削时的相对运动情形；车牙循环加工路径生成单元，其提供行进路径；车牙动态行为仿真单元，其以车牙循环路径生成单元所提供的行进路径，结合使用者所输入的车刀与工件之间的相对速度、相对加速度及相对加加速度的上限，模拟出车刀以行进路径行进时，车刀与工件于各时间点的相对运动信息，相对运动信息包含速度、加速度及加加速度。

更一步地，上述的具自动设定车牙退刀距离与角度的CNC车床控制器，所述退刀处理核心模块，其决定车刀于行进路径的一退刀起始点，并对行进路径做最佳化处理；有效牙最佳化单元，其根据工件的车牙切削深度及车牙动态仿真单元仿真出车刀与工件于各时间点的相对运动信息，计算出车刀于行进路径的退刀起始点；车牙退刀路径调整单元，根据有效牙最佳化单元计算得到的退刀起始点修正行进路径。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明控制器确保使用者在进行车牙循环时，可不需指定车牙退刀距离与角度，控制器将自动在避免退刀震动的情况下，最佳化有效牙长度。车牙循环模拟核心模块，主要作用在于尚未实际进行车削动作前，先透过车牙循环加工路径生成单元、车牙动态行为仿真单元，进行动态仿真，以掌握实际车削工件时的动态行为。退刀处理核心模块，透过车牙循环仿真核心的所记录的运动信息，传到有效牙最佳化单元、退刀计算单元、车牙退刀路径调整单元中，以规划适当的车牙循环退刀动作。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：背景技术中车牙循环动作示意图；

图2：本发明CNC车床控制器的模块示意图；。

具体实施方式

具自动设定车牙退刀距离与角度的CNC车床控制器，如图2所示，控制器2至少包括一车牙循环模拟核心模块22和一退刀处理核心模块23，车牙循环模拟核心模块22包含车牙循环加工路径生成单元221和车牙动态行为仿真单元222，尚未实际进行车削动作前通过车牙循环加工路径生成单元221和车牙动态行为仿真单元222进行动态仿真，控制实际车削工件时的动态行为；其中，车牙循环加工路径生成单元221将使用者所输入车牙循环加工程序21解译成实际的车牙循环路径，车牙动态行为仿真单元222透过使用者依照车床机构特性，为使机构运动平顺与避免振动以增加使用寿命，所输入的速度、加速度、冲量等限制，根据车牙循环加工路径生成单元221所得到的车牙循环加工路径，藉此仿真车牙循环过程中，所有时间点的速度、加速度、冲量，由车牙动态行为仿真单元222控制在车牙循环过程中每个时间点的运动情形；

退刀处理核心模块23包含有效牙最佳化单元231、退刀计算单元232和车牙退刀路径调整单元233，通过将车牙循环仿真核心模块22所记录的运动信息传输到有效牙最佳化单元231、退刀计算单元232和车牙退刀路径调整单元233中，规划适当的车牙循环退刀动作；其中，有效牙最佳化单元231在避免退刀时产生机构振动的限制条件下最佳化有效牙的长度；退刀计算单元232，根据有效牙最佳化的长度计算出所对应的退刀距离与退刀角度；车牙退刀路径调整单元233，根据退刀计算单元所得到的退刀距离与退刀角度，重新修正车牙循环在退刀时的加工路径，以输出车牙循环路径24。

车牙循环模拟核心模块22，提供车刀对工件进行车牙切削时车刀的一行进路径，并仿真车刀与工件于车牙切削时的相对运动情形；车牙循环加工路径生成单元221，其提供行进路径；车牙动态行为仿真单元222，其以车牙循环路径生成单元所提供的行进路径，结合使用者所输入的车刀与工件之间的相对速度、相对加速度及相对加加速度的上限，模拟出车刀以行进路径行进时，车刀与工件于各时间点的相对运动信息，相对运动信息包含速度、加速度及加加速度。

退刀处理核心模块23，其决定车刀于行进路径的一退刀起始点，并对行进路径做最佳化处理；有效牙最佳化单元231，其根据工件的车牙切削深度及车牙动态仿真单元仿真出车刀与工件于各时间点的相对运动信息，计算出车刀于行进路径的退刀起始点；车牙退刀路径调整单元233，根据有效牙最佳化单元计算得到的退刀起始点修正行进路径。

综上所述，本发明控制器确保使用者在进行车牙循环时，可不需指定车牙退刀距离与角度，控制器将自动在避免退刀震动的情况下，最佳化有效牙长度。车牙循环模拟核心模块，主要作用在于尚未实际进行车削动作前，先透过车牙循环加工路径生成单元、车牙动态行为仿真单元，进行动态仿真，以掌握实际车削工件时的动态行为。退刀处理核心模块，透过车牙循环仿真核心的所记录的运动信息，传到有效牙最佳化单元、退刀计算单元、车牙退刀路径调整单元中，以规划适当的车牙循环退刀动作。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1. 具自动设定车牙退刀距离与角度的CNC车床控制器，其特征在于：

所述控制器至少包括一车牙循环模拟核心模块（22）和一退刀处理核心模块（23），车牙循环模拟核心模块（22）包含车牙循环加工路径生成单元（221）和车牙动态行为仿真单元（222），尚未实际进行车削动作前通过车牙循环加工路径生成单元（221）和车牙动态行为仿真单元（222）进行动态仿真，控制实际车削工件时的动态行为；其中，车牙循环加工路径生成单元（221）将使用者所输入车牙循环加工程序（21）解译成实际的车牙循环路径，车牙动态行为仿真单元（222）根据车牙循环加工路径生成单元（221）所得到的车牙循环加工路径仿真车牙循环过程中所有时间点的速度、加速度、冲量，由车牙动态行为仿真单元（222）控制在车牙循环过程中每个时间点的运动情形；

退刀处理核心模块（23）包含有效牙最佳化单元（231）、退刀计算单元（232）和车牙退刀路径调整单元（233），通过将车牙循环模拟核心模块（22）所记录的运动信息传输到有效牙最佳化单元（231）、退刀计算单元（232）和车牙退刀路径调整单元（233）中，规划适当的车牙循环退刀动作；其中，有效牙最佳化单元（231）在避免退刀时产生机构振动的限制条件下最佳化有效牙的长度；退刀计算单元（232），根据有效牙最佳化的长度计算出所对应的退刀距离与退刀角度；车牙退刀路径调整单元（233），根据退刀计算单元所得到的退刀距离与退刀角度，重新修正车牙循环在退刀时的加工路径，以输出车牙循环路径（24）。

2.根据权利要求1所述的具自动设定车牙退刀距离与角度的CNC车床控制器，其特征在于：所述车牙循环模拟核心模块（22），提供车刀对工件进行车牙切削时车刀的一行进路径，并仿真车刀与工件于车牙切削时的相对运动情形；车牙循环加工路径生成单元（221），其提供行进路径；车牙动态行为仿真单元（222），其以车牙循环路径生成单元所提供的行进路径，结合使用者所输入的车刀与工件之间的相对速度、相对加速度及相对加加速度的上限，模拟出车刀以行进路径行进时，车刀与工件于各时间点的相对运动信息，相对运动信息包含速度、加速度及加加速度。

3.根据权利要求1所述的具自动设定车牙退刀距离与角度的CNC车床控制器，其特征在于：所述退刀处理核心模块（23），其决定车刀于行进路径的一退刀起始点，并对行进路径做最佳化处理；有效牙最佳化单元（231），其根据工件的车牙切削深度及车牙动态仿真单元仿真出车刀与工件于各时间点的相对运动信息，计算出车刀于行进路径的退刀起始点；车牙退刀路径调整单元（233），根据有效牙最佳化单元计算得到的退刀起始点修正行进路径。