CN101382793A - 连续无中断数控加工板形零件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种连续无中断数控加工板形零件的方法，把拉线位移传感器的位移信号反馈给随动夹具的控制系统，用示教方法记住避让压板的坐标位置，由随动夹具的控制系统实时采集拉线位移传感器的位移信号，并根据随动夹具上压板的长度来计算、分析夹具上的压板避让数控刀具的提前动作范围，控制夹具上的压板自动避让和压紧，对压板执行机构发出避让控制命令或夹紧命令。本发明利用拉线位移传感器采集要避让数控刀具的压板的坐标位置，采用示教方式，使刀具运动到压板避让数控刀具的提前动作范围内，由控制系统控制夹具上的压板执行机构让其自动避让。解决了数控加工刀具与压板相撞，需停机人工拆卸装夹压板，易出安全事故，影响加工效率和加工质量的问题。

Description

连续无中断数控加工板形零件的方法

技术领域

本发明是关于连续无中断数控加工板形零件的方法。

背景技术

在数控加工过程中，特别是大中型板形零件的数控加工，目前都需要利用压板来将零件夹持固定在机床工作台或工装夹具上。为避免刀具与压板相撞，刀具在运动到压板附近时，机床必须停止加工，抬刀避让夹具，更改进刀、退刀、避让点、刀具选择、加工方法选择、刀轨选择、零件加工余量分配、进给速度、主轴旋转速度、切削方向和深度等加工参数和刀具，重新设置刀具切入点，这就是所谓“刀让压板(夹具)”的传统加工方式。在这个过程中，刀具轨迹避开夹具区域是通过指定避让区域(Avoid Areas)，更改2轴或者2.5轴数控粗铣和精铣操作。在避让区域定义夹具和大的孔，在加工中避让。避让区域通常由平面或非平面模型的边和面来定义。避让区域被认为是周边以内的岛屿，在岛屿周边被加工后，余量应等于侧面容量(Side Allowance)及避让余量(Avoid Allowance)参数。另外一种方法是在加工过程中，停止机床的进给，人工松开需要避让的压板后再启动机床，当刀具离开避让区后再人工压紧压板。这样势必造成加工中断，影响加工效率和加工质量，在目前的高速加工环境下，这种影响就更加突显出来。许多大学、科研机构都在着力想办法解决此问题，目的是要实现“压板(夹具)让刀”的连续无中断加工方式。但据了解，到目前为止，还没有一家单位或个人找到了切实可行的解决办法。

发明内容

本发明的任务是提供连续无中断数控加工板形零件的方法，以解决在数控加工过程中，刀具与压板相撞，刀具在运动到压板附近时，机床必须停止加工，抬刀避让或人工拆装，易出安全事故并影响加工效率和加工质量的问题。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到。一种连续无中断数控加工板形零件的方法，具有如下特征：

1).用磁性吸附体将二个拉线位移传感器固定在数控机床的X、Y轴上，由拉线位移传感器检测跟踪刀具位置，实时检测跟踪刀具所处X、Y轴的坐标位置，拉线位移传感器检测到的坐标位移信号通过连接控制系统的反馈电缆反馈给随动夹具的控制系统；

2).由控制系统中设置的示教程序，通过拉线位移传感器采集夹具上压板的坐标位置，并将避开夹具区域坐标位置采集到随动夹具的控制系统中，并存储；

3).由控制系统内置控制程序，根据随动夹具上的压板长度计算、分析出夹具上需要避让刀具的压板的提前避让范围，实时检测数控刀具所处的位置，控制夹具上的压板自动避让和压紧，当刀具进入避让范围时，随动控制系统对压板的执行机构发出松开避让的命令，当刀具离开压板的避让范围后，随动夹具的控制系统对压板的执行机构发出重新压紧的命令。

本发明具有如下有益积极效果。

本发明先用拉线位移传感器检测跟踪刀具位置，再以示教方式采集压板坐标位置，最后由随动夹具的控制系统控制夹具压板让其自动避让的方式。可有效实现夹具上的压板在避让区域的自动避让刀具和让刀具连续无中断的加工。解决了数控加工过程中，人们一直在探索和研究的刀具与压板相撞，刀具在运动到压板附近时，机床必须停止加工，抬刀避让或者人工松开和压紧压板，易出安全事故并影响加工效率和加工质量的问题。本发明具有操作简单、拆卸方便，适应性强的优点，由于此随动夹具不依靠机床的数控系统就能跟踪刀具的位置，所以适应性强，可在不同类型的数控机床上使用。由于有了连续性加工，复杂的大中型板形零件的外形加工可以一次性完成，操作及编程更容易，切削条件得到改善，效率更高。

附图说明

下面，结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明方法实际的机床工作台及其随动装置的示意图。

图中：1随动夹具，2压板，3控制系统，4执行机构，5X轴机床工作台，6、14拉线位移传感器，7、15拉线，8刀具，9、12拉线位移传感器的拉线端头，10X轴移动立柱，11Y横樑，13Y轴移动滑台。

具体实施方式

参阅图1。根据本发明，整个控制过程分为三个步骤进行。

步骤1：由拉线位移传感器检测跟踪刀具位置。选择安全的位置，把拉线位移传感器吸附在机床不运动的地方。拉线位移传感器6、14分别由二个固定在X轴工作台5侧面和Y轴横樑上的可控永磁底座(图中未示出)吸附。拉线位移传感器的拉线端头(9、12)分别固定在X轴的移动立柱(10)和Y轴移动滑台上。位移传感器(6、14)和拉线端头(9、12)分别由拉线(7、15)连接在一起。可控永磁铁底座将二个拉线位移传感器(6)和(14)吸附在数控机床的X、Y轴上。固定在机床工作台5台面上的控制系统3通过电缆连接吸附在可控永磁铁底座上的拉线位移传感器，实时检测跟踪X、Y轴的坐标位置。当相应的机床坐标轴，如X轴移动时，拉线传感器的拉线端头9带动拉线(7)伸长或缩短，拉线变化的长度就是机床坐标轴移动的位置。拉线位移传感器把相应坐标轴的移动，如X轴的坐标位置反馈给与随动夹具1相连的控制系统3，使得随动夹具1相连的控制系统3实时地检测跟踪到刀具8的坐标位置。

步骤2：示教采集夹具上压板的坐标位置。随动夹具(1)安装在机床工作台(5)上的有效行程内，把拉线传感器固定在两个坐标轴上。在加工零件时，将刀具8移动到需要避让的压板(2)的上方位置。按下与随动夹具控制系统相连的示教按钮(此按钮可装在自制的移动操作盒上，通过电缆与随动夹具的控制系统相连)，使含有示教程序的控制系统(3)，能够根据拉线位移传感器6、14的位移信号，记录下该避让点的坐标位置，此点坐标位置就是在加工时，压板需要提前避让刀具的中心位置。重复上面的示教操作，直到全部避让刀具的压板位置都示教完成。

步骤3：控制夹具压板自动避让。随动夹具的控制系统3可以是PLC可编程序控制器或者工控机，在启动加工的过程中，随动夹具的控制系统3根据拉线位移传感器反馈的坐标移动信号，实时检测数控刀具所处的位置，并根据随动夹具上的压板2的长度计算、分析出夹具上需要避让刀具8的压板2的提前避让范围。当刀具8进入避让范围时，随动夹具的控制系统3对压板2的执行机构(4)发出松开避让刀具的命令。当刀具8离开压板2的避让范围后，随动夹具1的控制系统3对压板2的执行机构(4)发出重新压紧的命令。使加工过程中随动夹具上的压板，既避让了刀具，又不中断连续加工，同时还保证了在加工过程中整个零件的压紧力变化的最小。

Claims (5)

1.一种连续无中断数控加工板形零件的方法，具有如下特征：

1).用磁性吸附体将二个拉线位移传感器固定在数控机床的X、Y轴上，由拉线位移传感器检测跟踪刀具位置，实时检测跟踪刀具所处X、Y轴的坐标位置，拉线位移传感器检测到的坐标位移信号通过连接控制系统的反馈电缆反馈给随动夹具的控制系统；

2).由控制系统中设置的示教程序，通过拉线位移传感器采集压板的坐标位置，并将避开夹具区域坐标位置采集到随动夹具的控制系统中，并存储；

3).由控制系统内置控制程序，根据随动夹具上的压板长度计算、分析出夹具上需要避让刀具的压板的提前避让范围，控制夹具上的压板自动避让和压紧，当刀具进入避让范围时，随动控制系统对压板的执行机构发出松开避让的命令，当刀具离开压板的避让范围后，随动夹具的控制系统对压板的执行机构发出重新压紧的命令。

2.如权利要求1所述的连续无中断数控加工板形零件的方法，其特征在于，拉线位移传感器(6、14)分别由固定在机床X轴工作台(5)的侧面和Y轴(11)横樑上的可控永磁底座吸附，两个拉线位移传感器拉线的另一端(9、12)分别由两个可控永磁底座吸附固定在X轴的移动立柱(10)和Y轴滑台(13)上。

3.如权利要求1所述的连续无中断数控加工板形零件的方法，其特征在于，位移传感器(6)固定在机床工作台(5)侧面的一端，拉线位移传感器拉线(14)固定在Y轴上。它们的拉线的端头分别固定在X、Y轴的移动部分(10、13)上。

4.如权利要求1所述的连续无中断数控加工板形零件的方法，其特征在于，当相应的机床坐标轴移动时，固定在坐标轴上移动部件上的拉线传感器的拉线端头(9、12)带动拉线(7、15)伸长，拉线伸长长度等于机床的坐标轴移动位置。

5.如权利要求1所述的连续无中断数控加工板形零件的方法，其特征在于，所述的随动夹具的控制系统为PLC可编程序控制器或者工控机，在启动加工的过程中，与随动夹具相连的控制系统根据拉线位移传感器反馈的坐标移动信号，实时检测数控刀具所处的位置。

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