CN101620413B - 数控机床系统中实现三个z轴联动控制的方法 - Google Patents
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Abstract
数控机床系统中实现三个Z轴联动控制的方法，其原理为，调整使三个Z轴具有同样的工件坐标时，对于同一个工件而言，它们的运动控制是一致的，从而可以达到一个轴计算出的信息可以同时控制三个轴的效果，实际三个轴的运动都是正确的。主要步骤为，系统以一个轴为有效轴，并计算出该Z轴的运动控制信息；系统根据外界指令保存各个Z轴运动与否的信息，三个Z轴运动与否的可以相互切换；系统将上述的一个Z轴的运动控制信息发送到其它Z轴上。本发明所述的控制方法，可以有效的控制数控机床批量加工中多个Z轴一起联动，增加工作效率，减少加工时间，且控制方法有效、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床系统控制技术领域，具体的来说涉及数控机床系统运动控制的技术领域，尤其涉及的是数控机床系统中三个Z轴联动控制的方法。
背景技术
在现有的技术中，XYZ3个轴联动的数控系统是很常见的。这样一次仅能加工1个工件。对于有些用户而言，需要批量加工，此时就需要多个Z轴的数控系统了，如三个Z轴的系统。这样数控系统中就一共存在5个轴了，开发5个轴联动的数控系统需要消耗大量的人力，物力和时间。而用户需求该系统的出发点是批量加工。也就是说，在加工时，这三个Z轴的动作是一样的。于是我们给出了一种实现三个Z轴联动的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种数控机床系统中实现三个Z轴联动控制的方法。
为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：
数控机床系统中实现三个Z轴联动控制的方法：
1)、系统以一个轴为有效轴，并计算出该Z轴的运动控制信息；
2)、系统根据外界指令保存各个Z轴运动与否的信息，三个Z轴运动与否的可以相互切换；
3)、系统将上述的一个Z轴的运动控制信息发送到其它Z轴上。
上述步骤2)中，三个Z轴运动与否的相互切换方法为
a、得到目标的轴有效信息
b、根据当前轴有效信息，记录下当前各有效轴的机械坐标
c、计算出三个Z轴依次需要调整的距离
d、如果Z1轴需要调整，则使单独Z1轴有效，调整对应的距离
e、如果Z2轴需要调整，则使单独Z2轴有效，调整对应的距离
f、如果Z3轴需要调整，则使单独Z3轴有效，调整对应的距离
g、三个Z轴全部调整完毕后，使目标的轴有效配置生效。
上述步骤1)中，有效轴可以更换，方法如下：
a、修改系统中记录的当前轴有效信息
b、任选一个有效轴设置为系统计算运动控制信息使用的轴
c、将该轴的机械坐标和工件厚度更新到系统中
d、将各轴的机械坐标和轴有效信息通知给系统。
有益效果：本发明所述的控制方法，可以有效的控制数控机床批量加工中多个Z轴一起联动，增加工作效率，减少加工时间，且控制方法有效、可靠。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明所述的三个Z轴联动的切换流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
数控机床系统中实现三个Z轴联动控制的方法，其原理为，调整使三个Z轴具有同样的工件坐标时，对于同一个工件而言，它们的运动控制是一致的，从而可以达到一个轴计算出的信息可以同时控制三个轴的效果，实际三个轴的运动都是正确的，此时仅需要给用户一个合适的界面显示即可。可以通过依次单个调整的方法达到工件坐标相同的效果。
该数控机床系统中实现三个Z轴联动运动控制的方法，其主要特点是，系统中实际只使用一个Z轴的运动控制信息，系统以该一个Z轴的运动控制信息进行控制其它轴的运动，且三个Z轴之间的运动与否可以切换操作。
具体为：
1)、系统中仅使用一个Z轴相关的信息计算出所需的运动控制信息
2)、系统中保存当前各个Z轴有效与否信息，每次改变均需要通知驱动
3)、驱动拿到这份运动控制信息时，按要求给多个Z轴发送一样的控制信息。
所述的在三个Z轴之间切换的方法：
系统中会保存当前的轴有效信息、当前用来计算运动控制的轴号和所有轴的机械坐标、三个工件的工件厚度。
a、得到目标的轴有效信息
b、根据当前轴有效信息，记录下当前各有效轴的机械坐标
b1.对于当前用来计算运动控制的轴，直接将系统中的机械坐标记录到对应的位置
b2.对于有效轴，根据与当前轴的工件厚度差，可以计算到该有效轴的机械坐标
b3.对于无效轴，其机械坐标没有修改过，无需改变
c、计算出3个Z轴依次需要调整的距离
c1给定安全位置
c2计算出目标有效轴的当前点的最大工件坐标
c3设置非有效轴移动到安全位置需要运动的距离
c4记录有效轴运动到得到的最大工件坐标的距离
c5检查所有有效轴的机械坐标，如果大于安全位置，对应减去相同的距离
d、如果Z1轴需要调整，则使单独Z1轴有效，调整对应的距离
e、如果Z2轴需要调整，则使单独Z2轴有效，调整对应的距离
f、如果Z3轴需要调整，则使单独Z3轴有效，调整对应的距离
g、三个Z轴全部调整完毕后，使目标的轴有效配置生效，通知驱动设置轴有效的方法：
a、修改系统中记录的当前轴有效信息
b、任选一个有效轴设置为系统计算运动控制信息使用的轴
c、将该轴的机械坐标和工件厚度更新到系统中
d、将各轴的机械坐标和轴有效信息通知给驱动
以下结合附图1和一个例子来进行详细说明：
例：系统原有Z1Z2轴同时生效，其中以Z1轴作为系统计算运动控制信息使用的轴。现切换到Z2Z3轴同时生效。
步骤1：记录下目标为Z2Z3同时生效；
步骤2：记录下Z1，Z2轴的机械坐标；
步骤2.1：直接将系统中的机械坐标记录到Z1轴的机械坐标。
步骤2.2：根据Z2轴与Z1轴的工件厚度差，可以计算出Z2轴的机械坐标。Z2轴机械坐标＝Z1轴机械坐标+(Z2轴工件厚度-Z1轴工件厚度)
步骤3：计算Z1，Z2，Z3轴需要调整的距离d1，d2，d3；
步骤3.1：Z1轴移动到安全位置。需要调整的距离为：d1＝安全位置-Z1轴机械坐标。
步骤3.2：计算Z2轴的工件坐标。d2＝0。
步骤3.3：计算Z3轴移动到与Z2轴工件坐标一致时需要运动的距离d3和目标机械坐标M3。
步骤3.4：此时Z2轴和Z3轴的期望工件坐标一致。检查Z2，Z3轴的期望机械坐标，如果存在某个轴的期望机械坐标大于安全高度，本例中，即Z3期望机械坐标有可能大于安全高度，计算出差值a＝M3-安全高度。
步骤3.5：Z2轴需要调整的距离为d2＝-a，Z3轴需要调整的距离为d3＝d3-a，此时Z3轴的目标机械坐标M3＝安全高度。
步骤4：如果d1不等于0，设置Z1轴有效，运动距离d1。
步骤4.1：修改系统的有效轴为Z1轴。
步骤4.2：将Z1轴设置为系统计算运动控制信息使用的轴。
步骤4.3：将Z1轴的机械坐标和工件厚度更新到系统中。
步骤4.4：将各轴机械坐标和只有Z1轴有效信息通知给驱动。
步骤4.5：系统运动d1距离
步骤5：如果d2不等于0，设置Z2轴有效，运动距离d2。具体步骤与步骤4相似，略。
步骤6：如果d3不等于0，设置Z3轴有效，运动距离d3。具体步骤与步骤4相似，略。
步骤7：设置Z2，Z3轴有效。
步骤7.1：修改系统的有效轴为Z2，Z3轴。
步骤7.2：任选一个有效轴，如Z2，为系统计算运动控制信息使用的轴。
步骤7.3：将Z2轴的机械坐标和工件厚度更新到系统中。
步骤7.4：将各轴机械坐标和Z2，Z3轴有效信息通知给驱动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (1)
1.数控机床系统中实现三个Z轴联动控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、系统选取有效轴中的一个Z轴，并计算出该Z轴的运动控制信息；设置轴有效的方法：
a、修改系统中记录的当前轴有效信息
b、任选一个有效轴设置为系统计算运动控制信息使用的轴
c、将该轴的机械坐标和工件厚度更新到系统中
d、将各轴的机械坐标和轴有效信息通知给系统
2)、系统根据外界指令保存各个Z轴运动与否的信息，三个Z轴运动与否的可以相互切换；三个Z轴之间切换的方法：
系统中会保存当前的轴有效信息、当前用来计算运动控制的轴号和所有轴的机械坐标、三个工件的工件厚度，
a、得到目标的轴有效信息
b、根据当前轴有效信息，记录下当前各轴的机械坐标
b1.对于当前用来计算运动控制的轴，直接将系统中的机械坐标记
录到对应的位置
b2.对于有效轴，根据与当前轴的工件厚度差，可以计算到该有效
轴的机械坐标
b3.对于无效轴，其机械坐标没有修改过，无需改变
c、计算出3个Z轴依次需要调整的距离
c1给定安全位置
c2计算出目标有效轴的当前点的最大工件坐标
c3设置非有效轴移动到安全位置需要运动的距离
c4记录有效轴运动到得到的最大工件坐标的距离
c5检查所有有效轴的机械坐标，如果大于安全位置，对应减去相同的距离
d、如果Z1轴需要调整，则使单独Z1轴有效，调整对应的距离
e、如果Z2轴需要调整，则使单独Z2轴有效，调整对应的距离
f、如果Z3轴需要调整，则使单独Z3轴有效，调整对应的距离
g、三个Z轴全部调整完毕后，使目标的轴有效配置生效。
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Cited By (1)
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