CN109108734A - 铣削类数控机加工刀具主动防错***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铣削类数控机加工刀具主动防错***及方法，本***包括安装于数控机床上的机床控电柜，以及第一处理器、显示器和激光检测装置，还包括第二处理器、变压器和报警电路，第二处理器、变压器和报警电路均安装于机床控电柜内，第二处理器的输入端电连接第一处理器的输出端，第二处理器的输出端电连接变压器输入端，变压器的输出端电连接报警电路输入端。本发明在保证设备及刀具安全运行的前提下，提高了机床运行程序前的准备工作的检查准确度及检查效率，配合新数控加工模式使部分航空类零件实现数控自动化加工，质量稳定性高。

Description

铣削类数控机加工刀具主动防错***及方法
技术领域
本发明涉及数控机械加工，尤其涉及一种铣削类数控机加工刀具主动防错***及方法。
背景技术
现如今数控机械加工已基本形成规模，但由于在数控机械加工过程中，因各种人为原因，出现刀具半径用错、刀尖R不符、零点设置错误等现象，再加之自检未发现、互检人员也没有检查出错误。不管使用错误刀具，还是在错误的原点上，一旦启动机床进行运行程序，由于数控机床运动速度快，操作者无法快速采取有效制止措施，刀具将直接撞向零件或大面积过切，直接导致零件报废，对上述准备工作采用现有的自我检查和相互检查，不仅效率低，而且同样存在错检、错判的现象。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种铣削类数控机加工刀具主动防错***及方法，本***包括：安装于数控机床上的机床控电柜，以及第一处理器、显示器和激光检测装置，所述第一处理器安装于机床控电柜内部，所述显示器安装于机床控电柜外部，所述激光检测装置固定安装于数控机床加工平台上的边角处；所述第一处理器和显示器的电源输入端电连接机床控电柜的电源输出端，所述显示器数据输入端电连接第一处理器数据输出端，所述激光检测装置双向电连接第一处理器。
本***还包括：第二处理器、变压器和报警电路，所述第二处理器、变压器和报警电路均安装于机床控电柜内，所述第二处理器的输入端电连接第一处理器的输出端，所述第二处理器的输出端电连接变压器输入端，所述变压器的输出端电连接报警电路输入端。
进一步的，激光检测装置包括第一激光测距传感器、第二激光测距传感器和第三激光测距传感器，此三者均分别与第一处理器双向电连接，所述第一激光测距传感器横向设置于数控机床加工平台一侧，其检测方向平行于数控机床加工平台平面，且垂直于数控机床加工线；所述第二激光测距传感器纵向设置于数控机床加工平台一侧，其检测方向垂直于数控机床加工平台平面；所述第三激光测距传感器斜向设置于数控机床加工平台一侧，其检测方向与数控机床加工平台平面成锐角，且垂直于数控机床加工线。
本主动防错方法包括以下步骤：
S1. 第一处理器预设置：接通***电源，通过第一处理器对所述三个激光测距传感器发射的激光束的零点位置进行设置，并设置激光束零点位置的公差范围；
S2. 激光检测装置预设置：将所述三个激光测距传感器发射的激光束调至已设置好的激光束零点位置，且将该激光束零点位置带入到机床机械坐标系中，令其作为激光检测装置零点；
S3. 数控***检测程序预设置：在刀具加工数控程序前添加刀具智能互检数控程序，将刀具信息写入智能互检数控程序中，且将刀具信息赋值到数控变量中，令其作为刀具变量；
S4. 刀具主动防错的实现过程，包括以下子步骤：
S41. 操作者根据智能互检数控程序中的刀具信息安装刀具，在被加工零件上设置好工件数控程序零点，运行加工数控程序，加工数控程序中自动调用智能互检数控程序，智能互检数控程序将主动读取当前零件工件坐标系下的零点位置在机床机械坐标系下的各轴坐标值，且将读取到的值赋予到变量中，令其作为零点坐标变量；
S42. 智能互检数控程序通过公式：激光检测装置零点-零点坐标变量-刀具变量=零，进行计算，将其计算结果作为各轴的移动数值，智能互检数控程序执行计算后的移动数值，使刀具分别移动到激光检测装置上，且分别使激光检测装置的三个测量点都处于激光检测装置零点上；
S43. 所述三个激光测距传感器对刀具进行测量，且将测量结果反馈到第一处理器，第一处理器将测量结果与已写入的刀具信息进行逐一比对，如果最大数值在激光束设置的零点公差范围内，此时第一处理器输出正常信号，且显示于显示器上；如果最大数值不在激光束设置的零点公差范围内时，执行步骤S44；
S44. 刀具主动防错：第一处理器将输出5V电压到第二处理器，第二处理器通过变压器将5V电压转换为12V电压并反馈给报警电路，使机床处于报警状态，阻断智能互检数控程序继续运行，并停止机床正常工作，同时将比对结果显示于显示器上。
本发明的有益效果在于：在保证设备及刀具安全运行的前提下，提高了机床运行程序前的准备工作的检查准确度及检查效率，配合新数控加工模式使部分航空类零件实现数控自动化加工，质量稳定性高。
附图说明
图1是本发明的主动防错***原理图；
图2是本发明的主动防错方法流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本发明提出一种铣削类数控机加工刀具主动防错***及方法，如图1所示，本***包括：安装于数控机床上的机床控电柜，以及第一处理器、显示器和激光检测装置，第一处理器安装于机床控电柜内部，显示器安装于机床控电柜外部，激光检测装置固定安装于数控机床加工平台上的边角处；第一处理器和显示器的电源输入端电连接机床控电柜的电源输出端，显示器数据输入端电连接第一处理器数据输出端，激光检测装置双向电连接第一处理器。
此外，本***还包括：第二处理器、变压器和报警电路，第二处理器、变压器和报警电路均安装于机床控电柜内，第二处理器的输入端电连接第一处理器的输出端，第二处理器的输出端电连接变压器输入端，变压器的输出端电连接报警电路输入端。
具体的，激光检测装置包括第一激光测距传感器、第二激光测距传感器和第三激光测距传感器，此三者均分别与第一处理器双向电连接，第一激光测距传感器横向设置于数控机床加工平台一侧，其检测方向平行于数控机床加工平台平面，且垂直于数控机床加工线；第二激光测距传感器纵向设置于数控机床加工平台一侧，其检测方向垂直于数控机床加工平台平面；第三激光测距传感器斜向设置于数控机床加工平台一侧，其检测方向与数控机床加工平台平面成锐角，且垂直于数控机床加工线。
如图2所示，本主动防错方法包括以下步骤：
S1. 第一处理器预设置：接通***电源，通过第一处理器对三个激光测距传感器发射的激光束的零点位置进行设置，并设置激光束零点位置的公差范围；
S2. 激光检测装置预设置：将三个激光测距传感器发射的激光束调至已设置好的激光束零点位置，且将该激光束零点位置带入到机床机械坐标系中，令其作为激光检测装置零点；
S3. 数控***检测程序预设置：在刀具加工数控程序前添加刀具智能互检数控程序，将刀具信息写入智能互检数控程序中，且将刀具信息赋值到数控变量中，令其作为刀具变量；
S4. 刀具主动防错的实现过程，包括以下子步骤：
S41. 操作者根据智能互检数控程序中的刀具信息安装刀具，在被加工零件上设置好工件数控程序零点，运行加工数控程序，加工数控程序中自动调用智能互检数控程序，智能互检数控程序将主动读取当前零件工件坐标系下的零点位置在机床机械坐标系下的各轴坐标值，且将读取到的值赋予到变量中，令其作为零点坐标变量；
S42. 智能互检数控程序通过公式：激光检测装置零点-零点坐标变量-刀具变量=零，进行计算，将其计算结果作为各轴的移动数值，智能互检数控程序执行计算后的移动数值，使刀具分别移动到激光检测装置上，且分别使激光检测装置的三个测量点都处于激光检测装置零点上；
S43. 三个激光测距传感器对刀具进行测量，且将测量结果反馈到第一处理器，第一处理器将测量结果与已写入的刀具信息进行逐一比对，如果最大数值在激光束设置的零点公差范围内，此时第一处理器输出正常信号，且显示于显示器上；如果最大数值不在激光束设置的零点公差范围内时，执行步骤S44；
S44. 刀具主动防错：第一处理器将输出5V电压到第二处理器，第二处理器通过变压器将5V电压转换为12V电压并反馈给报警电路，使机床处于报警状态，阻断智能互检数控程序继续运行，并停止机床正常工作，同时将比对结果显示于显示器上。
在本发明的实施例中，通过上述方法可以实现：只要激光距离检测器检测出的实际刀具信息与数控程序中的刀具信息不符，机床始终处于报警状态，程序无法继续运行，直至使用刀具正确，才能保证程序顺利执行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、 “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。

Claims (3)

1.一种铣削类数控机加工刀具主动防错***，其特征在于，包括：安装于数控机床上的机床控电柜，以及第一处理器、显示器和激光检测装置，所述第一处理器安装于机床控电柜内部，所述显示器安装于机床控电柜外部，所述激光检测装置固定安装于数控机床加工平台上的边角处；所述第一处理器和显示器的电源输入端电连接机床控电柜的电源输出端，所述显示器数据输入端电连接第一处理器数据输出端，所述激光检测装置双向电连接第一处理器；本***还包括：
第二处理器、变压器和报警电路，所述第二处理器、变压器和报警电路均安装于机床控电柜内，所述第二处理器的输入端电连接第一处理器的输出端，所述第二处理器的输出端电连接变压器输入端，所述变压器的输出端电连接报警电路输入端。
2.根据权利要求1所述的一种铣削类数控机加工刀具主动防错***，其特征在于，所述激光检测装置包括第一激光测距传感器、第二激光测距传感器和第三激光测距传感器，此三者均分别与第一处理器双向电连接，所述第一激光测距传感器横向设置于数控机床加工平台一侧，其检测方向平行于数控机床加工平台平面，且垂直于数控机床加工线；所述第二激光测距传感器纵向设置于数控机床加工平台一侧，其检测方向垂直于数控机床加工平台平面；所述第三激光测距传感器斜向设置于数控机床加工平台一侧，其检测方向与数控机床加工平台平面成锐角，且垂直于数控机床加工线。
3.根据权利要求2所述的一种铣削类数控机加工刀具主动防错***的主动防错方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 第一处理器预设置：接通***电源，通过第一处理器对所述三个激光测距传感器发射的激光束的零点位置进行设置，并设置激光束零点位置的公差范围；
S2. 激光检测装置预设置：将所述三个激光测距传感器发射的激光束调至已设置好的激光束零点位置，且将该激光束零点位置带入到机床机械坐标系中，令其作为激光检测装置零点；
S3. 数控***检测程序预设置：在刀具加工数控程序前添加刀具智能互检数控程序，将刀具信息写入智能互检数控程序中，且将刀具信息赋值到数控变量中，令其作为刀具变量；
S4. 刀具主动防错的实现过程，包括以下子步骤：
S41. 操作者根据智能互检数控程序中的刀具信息安装刀具，在被加工零件上设置好工件数控程序零点，运行加工数控程序，加工数控程序中自动调用智能互检数控程序，智能互检数控程序将主动读取当前零件工件坐标系下的零点位置在机床机械坐标系下的各轴坐标值，且将读取到的值赋予到变量中，令其作为零点坐标变量；
S42. 智能互检数控程序通过公式：激光检测装置零点-零点坐标变量-刀具变量=零，进行计算，将其计算结果作为各轴的移动数值，智能互检数控程序执行计算后的移动数值，使刀具分别移动到激光检测装置上，且分别使激光检测装置的三个测量点都处于激光检测装置零点上；
S43. 所述三个激光测距传感器对刀具进行测量，且将测量结果反馈到第一处理器，第一处理器将测量结果与已写入的刀具信息进行逐一比对，如果最大数值在激光束设置的零点公差范围内，此时第一处理器输出正常信号，且显示于显示器上；如果最大数值不在激光束设置的零点公差范围内时，执行步骤S44；
S44. 刀具主动防错：第一处理器将输出5V电压到第二处理器，第二处理器通过变压器将5V电压转换为12V电压并反馈给报警电路，使机床处于报警状态，阻断智能互检数控程序继续运行，并停止机床正常工作，同时将比对结果显示于显示器上。
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