CN109317714B - 一种用于钻孔加工的数控机床***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于钻孔加工的数控机床***及其控制方法，其中，数控机床***包括人机界面装置、控制器装置以及电主轴装置，所述人机界面装置和电主轴装置均与所述控制器装置通信连接，所述人机界面装置上设置有用于输入待加工工件的加工参数的操作界面；所述控制器装置用于根据人机界面装置输入的待加工工件的加工参数自动生成钻孔加工路径；所述电主轴装置用于根据所述钻孔加工路径对待加工工件进行钻孔加工。本发明技术方案只需要通过在人机界面装置上输入待加工工件的加工参数即可自动生成钻孔加工路径，节省了人工编程的时间，提高了数控机床在钻孔加工时的效能。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种用于钻孔加工的数控机床***及其控制方法。
背景技术
目前，在数控加工领域，数控加工主要是通过CAM (计算机辅助制造）软件对CAD绘制的图纸定义和生成用于机床加工的加工路径，根据加工路径进行机床加工，但是通过CAM编辑加工路径的方式往往需要专业的人士来进行，对于普通的机床操作人员来讲的使用相当不便。
现有的数控机床在规则面（平面或弧形面）上进行钻孔加工时，钻孔加工的加工顺序以及刀具的移动路径通常是固定不变的，只需要获得钻孔在工件上的加工坐标即可按照固定的模板自动生成钻孔加工路径，若通过CAM编辑钻孔的加工路径则效率较低，因此，如何提高现有数控机床在钻孔加工时的效能，减少人为编程时出错概率和编程时间并使得技术人员在无需全面了解数控编程的条件下完成数控加工，是本领域亟待解决的技术问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于钻孔加工的数控机床***及其控制方法，旨在解决现有技术在规则面上进行钻孔加工时，通过CAM软件来编辑钻孔加工路径的方式效率低的技术问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种用于钻孔加工的数控机床***，其中，包括人机界面装置、控制器装置以及电主轴装置，所述人机界面装置和电主轴装置均与所述控制器装置通信连接，所述人机界面装置上设置有用于输入待加工工件的加工参数的操作界面；所述控制器装置用于根据人机界面装置输入的待加工工件的加工参数自动生成钻孔加工路径；所述电主轴装置用于根据所述钻孔加工路径对待加工工件进行钻孔加工。
所述的数控机床***，其中，所述控制器装置包括存储器和控制器，所述存储器内存储有钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据，所述控制器用于根据人机界面装置输入待加工工件的加工参数生成待加工工件的模型，并根据所述模型获得孔在待加工工件上的加工坐标；以及根据所述加工坐标结合存储器内存储的钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据生成钻孔加工路径。
所述的数控机床***，其中，所述控制器为可编程逻辑控制器。
所述的数控机床***，其中，所述人机界面装置为液晶显示屏。
所述的数控机床***，其中，所述电主轴装置包括伺服控制器以及伺服电机。
一种数控机床***的控制方法，其中，包括步骤：
通过人机界面装置输入待加工工件的加工参数；
控制器装置接收来自人机界面装置输入的待加工工件的加工参数，根据所述待加工工件的加工参数生成钻孔加工的加工路径，并将所述加工路径发送给电主轴装置；
电主轴装置接收所述加工路径，根据所述加工路径对待加工工件进行钻孔加工。
所述的控制方法，其中，所述步骤控制器装置接收来自人机界面装置输入的待加工工件的加工参数，根据所述加工参数生成钻孔加工的加工路径，并将所述加工路径发送给电主轴装置之前还包括：
预先在控制器装置内的存储器中存储钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据。
所述的控制方法，其中，所述步骤控制器装置接收来自人机界面装置输入的待加工工件的加工参数，根据所述加工参数生成钻孔加工的加工路径具体包括：
控制器装置内的控制器根据人机界面装置输入待加工工件的加工参数生成待加工工件的模型，并根据所述模型获得钻孔在待加工工件上的加工坐标；
控制器装置内的控制器根据所述加工坐标结合控制器装置内的存储器中存储的所述钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据生成钻孔加工的加工路径。
所述的控制方法，其中，所述步骤电主轴装置接收所述加工路径，根据所述加工路径对工件进行钻孔加工具体包括：
电主轴装置的伺服控制器根据所述加工路径生成相应的伺服电机驱动信号；
电主轴装置的伺服电机接收到所述伺服电机驱动信号对待加工工件进行钻孔加工。
所述的控制方法，其中，所述加工参数包括待加工工件的形状尺寸参数以及孔在待加工工件上的位置参数。
有益效果：本发明提供了一种用于钻孔加工的数控机床***及其控制方法，其中，数控机床***包括人机界面装置、控制器装置以及电主轴装置，所述人机界面装置和电主轴装置均与所述控制器装置通信连接，所述人机界面装置上设置有用于输入待加工工件的加工参数的操作界面；所述控制器装置用于根据人机界面装置输入的待加工工件的加工参数自动生成钻孔加工路径；所述电主轴装置用于根据所述钻孔加工路径对待加工工件进行钻孔加工。本发明技术方案只需要通过在人机界面装置上输入待加工工件的加工参数即可自动生成钻孔加工路径，节省了人工编程的时间，提高了数控机床在钻孔加工时的效能。
附图说明
图1是本发明一种用于钻孔加工的数控机床***的结构示意图。
图2是本发明一种数控机床***的控制方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明的一种用于钻孔加工的数控机床***，包括人机界面装置、控制器装置以及电主轴装置，所述人机界面装置和电主轴装置均与所述控制器装置通信连接，所述人机界面装置上设置有用于输入待加工工件的加工参数的操作界面；所述控制器装置用于根据人机界面装置输入的待加工工件的加工参数自动生成钻孔加工路径；所述电主轴装置用于根据所述钻孔加工路径对待加工工件进行钻孔加工。
控制器装置的输入端与人机界面装置相连，控制器装置的输出端与电主轴装置相连，其中，控制器装置为可编程的控制器装置，装置内预先设置有路径生成程序，能够根据控制器装置内储存的常见的钻孔加工的加工顺序以及对应的刀具的移动路径数据自动生成所需的钻孔的加工路径，不需要专业人员通过CAM进行路径编辑导入数控机床***，直接通过输入加工参数就能生成钻孔的加工路径，降低了数控机床的操作难度，提升了数控机床的加工效率。
参见图1，在一种优选的实施方式中，所述控制器装置包括存储器和控制器，所述存储器内存储有钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据，所述控制器用于根据人机界面装置输入待加工工件的加工参数生成待加工工件的模型，并根据所述模型获得孔在待加工工件上的加工坐标；以及根据所述加工坐标结合存储器内存储的钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据生成钻孔加工路径。
加工参数包括待加工工件的形状尺寸参数以及孔在待加工工件上的位置参数。控制器首先根据待加工工件的形状尺寸参数生成待加工工件的模型，然后根据钻孔在待加工工件上的位置参数在模型上生成钻孔，然后建立加工坐标系，获得孔在工件内外表面上的加工坐标，然后根据加工坐标采用对应的计算公式（比如圆弧形加工面，对应的计算公式为圆形或椭圆形计算公式）推算出相应的延伸坐标点，最后根据加工坐标、延伸坐标点以及预设的钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据构建加工路径的线段，生成钻孔加工路径。
在一种优选的实施方式中，所述控制器为可编程逻辑控制器。即数控机床的可编程的PLC控制器，可编程的PLC控制器通过编程使得其能够根据用户输入的加工参数自动构建待加工工件的模型，当设置好***的加工坐标系之后，获得孔在工件上的加工坐标，并根据加工坐标以及钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径自动生成针对该工件的钻孔加工路径，其中，钻孔的加工顺序包括钻圆柱孔以及在圆柱孔的基础上加工锥度的加工顺序，在钻圆柱孔时的路径为先钻出与刀具大小一致的通孔，然后对该通孔进行拓孔形成所需要直径大小的圆柱孔，在加工圆柱孔的锥度时的路径为按照由上之下分层加工的方式加工圆柱孔的锥度，即加工路径为螺旋向下，形成具有阶梯形状的锥孔，当然还包括有对锥孔进行铰孔操作的加工顺序。
在一种优选的实施方式中，所述人机界面装置为液晶显示屏。液晶显示屏上设置有加工参数输入界面。
参见图1，在一种优选的实施方式中，所述电主轴装置包括伺服控制器以及伺服电机。伺服控制器的输入端与控制器装置相连，伺服电机与伺服控制器的输出端相连，伺服控制器能够根据控制器装置发送的钻孔加工路径生成相应的电机驱动信号，驱动伺服电机移动对工件进行钻孔加工。
参见图2，本发明还提供了一种数控机床***的控制方法，包括步骤：
S100、通过人机界面装置输入待加工工件的加工参数；
S200、控制器装置接收来自人机界面装置输入的待加工工件的加工参数，根据所述待加工工件的加工参数生成钻孔加工的加工路径，并将所述加工路径发送给电主轴装置；
S300、电主轴装置接收所述加工路径，根据所述加工路径对待加工工件进行钻孔加工。
其中，加工参数包括待加工工件的形状尺寸参数以及钻孔在待加工工件上的位置参数。
在一种优选的实施方式中，所述步骤S200之前还包括：
S10、预先在控制器装置内的存储器中存储钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据。
在一种优选的实施方式中，所述步骤S200具体包括：
S210、控制器装置内的控制器根据人机界面装置输入待加工工件的加工参数生成待加工工件的模型，并根据所述模型获得孔在待加工工件上的加工坐标；
S220、控制器装置内的控制器根据所述加工坐标结合控制器装置内的存储器中存储的钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据生成钻孔加工的加工路径。
在一种优选的实施方式中，所述步骤S300具体包括：
S310、电主轴装置的伺服控制器根据所述加工路径生成相应的伺服电机驱动信号；
S320、电主轴装置的伺服电机接收到所述伺服电机驱动信号对待加工工件进行钻孔加工。
综上所述，本发明提供的一种用于钻孔加工的数控机床***及其控制方法，其中，数控机床***包括人机界面装置、控制器装置以及电主轴装置，所述人机界面装置和电主轴装置均与所述控制器装置通信连接，所述人机界面装置上设置有用于输入待加工工件的加工参数的操作界面；所述控制器装置用于根据人机界面装置输入的待加工工件的加工参数自动生成钻孔加工路径；所述电主轴装置用于根据所述钻孔加工路径对待加工工件进行钻孔加工。本发明技术方案只需要通过在人机界面装置上输入待加工工件的加工参数即可自动生成钻孔加工路径，节省了人工编程的时间，提高了数控机床在钻孔加工时的效能。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于钻孔加工的数控机床***，其特征在于，包括人机界面装置、控制器装置以及电主轴装置，所述人机界面装置和电主轴装置均与所述控制器装置通信连接，所述人机界面装置上设置有用于输入待加工工件的加工参数的操作界面；所述控制器装置用于根据人机界面装置输入的待加工工件的加工参数自动生成钻孔加工路径；所述电主轴装置用于根据所述钻孔加工路径对工件进行钻孔加工；所述控制器装置包括存储器和控制器，所述存储器内存储有钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据，所述控制器用于根据人机界面装置输入待加工工件的加工参数生成待加工工件的模型，并根据所述模型获得孔在待加工工件上的加工坐标；以及根据所述加工坐标结合存储器内存储的所述钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据生成钻孔加工路径；
所述加工参数包括待加工工件的形状尺寸参数以及孔在待加工工件上的位置参数；控制器首先根据待加工工件的形状尺寸参数生成待加工工件的模型，然后根据钻孔在待加工工件上的位置参数在模型上生成钻孔，然后建立加工坐标系，获得孔在工件内外表面上的加工坐标，然后根据加工坐标采用对应的计算公式推算出相应的延伸坐标点，最后根据加工坐标、延伸坐标点以及预设的钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据构建加工路径的线段，生成钻孔加工路径。
2.根据权利要求1所述的数控机床***，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器。
3.根据权利要求1所述的数控机床***，其特征在于，所述人机界面装置为液晶显示屏。
4.根据权利要求1所述的数控机床***，其特征在于，所述电主轴装置包括伺服控制器以及伺服电机。
5.一种数控机床***的控制方法，其特征在于，包括步骤：
通过人机界面装置输入待加工工件的加工参数；
控制器装置接收来自人机界面装置输入的待加工工件的加工参数，根据所述待加工工件的加工参数生成钻孔加工的加工路径，并将所述加工路径发送给电主轴装置；
电主轴装置接收所述加工路径，根据所述加工路径对工件进行钻孔加工；
所述步骤控制器装置接收来自人机界面装置输入的待加工工件的加工参数，根据所述加工参数生成钻孔加工的加工路径具体包括：
控制器装置内的控制器根据人机界面装置输入的待加工工件的加工参数生成待加工工件的模型，并根据所述模型获得孔在待加工工件上的加工坐标；
控制器装置内的控制器根据所述加工坐标结合控制器装置内的存储器中存储的钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据生成钻孔加工的加工路径；
所述加工参数包括待加工工件的形状尺寸参数以及孔在待加工工件上的位置参数；控制器首先根据待加工工件的形状尺寸参数生成待加工工件的模型，然后根据钻孔在待加工工件上的位置参数在模型上生成钻孔，然后建立加工坐标系，获得孔在工件内外表面上的加工坐标，然后根据加工坐标采用对应的计算公式推算出相应的延伸坐标点，最后根据加工坐标、延伸坐标点以及预设的钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据构建加工路径的线段，生成钻孔加工路径。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤控制器装置接收来自人机界面装置输入的待加工工件的加工参数，根据所述加工参数生成钻孔加工的加工路径，并将所述加工路径发送给电主轴装置之前还包括：
预先在控制器装置内的存储器中存储钻孔加工的加工顺序和刀具的移动路径数据。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤电主轴装置接收所述加工路径，根据所述加工路径对工件进行钻孔加工具体包括：
电主轴装置的伺服控制器根据所述加工路径生成相应的伺服电机驱动信号；
电主轴装置的伺服电机接收到所述伺服电机驱动信号对待加工工件进行钻孔加工。
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