CN104529141A - 玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，其中包括：玻璃切割系统根据参数表格中的加工参数数据生成试切刀路路径，并根据试切刀路路径对试刀玻璃进行切割；测量切割后的试刀玻璃，并根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据；根据所述的间距误差补偿数据生成误差补偿文件；根据所述的误差补偿文件控制其自身的驱动器发出相应的脉冲数。采用本发明的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，有效检测切割误差，在切割误差方面起到良好积极的补偿作用，其使用方式简便，实现成本低廉，补偿效果明显，具有更好的应用范围。

Description

玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，具体是指一种玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法。

背景技术

制造业是国民经济的基础产业，是衡量一个国家工业发达程度的重要标志。而数控加工技术水平的高低，又关系着国家制造业水平的高低。伴随着数控系统的飞速发展，为数控服务的相关软件也得到了快速的提升，特别是对自动化的要求也进一步增强。

现有玻璃切割系统中，造成切割误差的因素很多，主要包括两个方面：丝杆造成的螺距误差和由于丝杆存在反向间隙造成的误差。一般情况下这两种误差不需要补偿，但是在精度要求较高的场合就需要对反向间隙进行补偿，如果在精度要求更加严格的场合，则同时需要对螺距误差和反向间隙误差进行补偿。若这些综合因素造成的误差不能得到很好的补偿，加工出来的模型尺度不能很好的满足要求，大多需要二次处理，不仅增加了工作量而且还大大降低了加工效率。

对于大型企业，大多通过激光探测仪来测量丝杆造成的切割误差，但对于中小型企业来说，激光探测仪成本太高，而造成玻璃切割误差的综合因素较多，不单单是丝杆的磨损，不能经济有效地检测误差并解决误差导致的问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够有效检测切割误差并及时补偿，且应用方式简便，实现成本低廉，提高加工效率的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法。

为了实现上述目的，本发明的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法具有如下构成：

该玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，其主要特点是，所述的方法包括包括以下步骤：

(1)所述的玻璃切割系统生成参数表格，并根据用户的输入指令在所述的参数表格的相应位置保存加工参数数据；

(2)所述的玻璃切割系统根据所述的参数表格中的加工参数数据生成试切刀路路径；

(3)所述的玻璃切割系统根据所述的试切刀路路径对试刀玻璃进行切割；

(4)所述的玻璃切割系统测量切割后的试刀玻璃，并根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据；

(5)所述的玻璃切割系统根据所述的间距误差补偿数据生成误差补偿文件；

(6)所述的玻璃切割系统根据所述的误差补偿文件控制其自身的驱动器发出相应的脉冲数。

进一步地，所述的玻璃切割系统根据所述的试切刀路路径对试刀玻璃进行切割，具体为：

所述的玻璃切割系统对所述的试刀玻璃进行正向切割运动和反向切割运动，并在每次切割运动之后返回玻璃切割系统的切割机床的机械原点。

更进一步地，所述的间距误差补偿数据包括反向间隙误差补偿数据，所述的根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据，包括以下步骤：

(4.a)所述的玻璃切割系统将测量得到的正向切割实测值与正向切割名义值进行比较，并将反向切割实测值与反向切割名义值进行比较，得到相应的正向误差数据和反向误差数据；

(4.b)所述的玻璃切割系统将所述的正向误差数据和相应的反向误差数据进行比较得到所述的反向间隙误差补偿数据。

更进一步地，所述的间距误差补偿数据包括螺距误差补偿数据，所述的根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据，包括以下步骤：

(4.1)所述的玻璃切割系统将测量得到的正向切割实测值与正向切割名义值进行比较，并将反向切割实测值与反向切割名义值进行比较，得到相应的正向误差数据和反向误差数据；

(4.2)所述的玻璃切割系统根据所述的正向误差数据和反向误差数据得到相应的螺距误差补偿数据。

进一步地，所述的误差补偿文件为以dat为尾缀的文件。

更进一步地，所述的步骤(5)和(6)之间，还包括以下步骤：

(5.1)所述的玻璃切割系统将所述的误差补偿文件保存至系统安装目录下。

采用了该发明中的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，通过试切刀路路径代替激光干涉仪的作用，避免由于激光干涉仪价格较为昂贵导致对一些中小型厂家来说购买成本较高和玻璃切割成本上升的问题；且本发明的系统能够显示的具体的操作界面，用户只要在操作界面上填写设置加工参数部分，也可以根据现有的机床及原材料大小设置适当的试切刀路路径，对螺距误差、反向间隙误差和其他传动等因素造成的误差进行综合补偿，使试切刀路路径范围内的补偿精度更高。

同时，可对X方向、Y方向和Z方向上的误差分别补偿，对于切割玻璃这样规则的图形补偿效果更显著，且用户无需计算实际位置填入表格，只需找到对应的行号(如X方向)和列号(如Y方向)将正反向实测值填入表格即可，该计算过程均在系统内部实现，结构简单，操作方便，且提高切割效率，具有更广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法的流程图。

图2为本发明的丝杆的螺距的简单示意图。

图3为本发明的螺距误差曲线和无螺距误差曲线的对比示意图。

图4为本发明的丝杆的回滞特征的示意图。

图5为本发明的丝杆的实际移动曲线的示意图。

图6为本发明的测得反向间隙误差补偿数据的具体实施例的示意图。

图7为本发明的玻璃切割系统的操作界面的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

如图1所示，在一种实施方式中，玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法包括以下步骤：

(1)玻璃切割系统生成参数表格，并根据用户的输入指令在所述的参数表格的相应位置保存加工参数数据；

(2)所述的玻璃切割系统根据所述的参数表格中的加工参数数据生成试切刀路路径；

(3)所述的玻璃切割系统根据所述的试切刀路路径对试刀玻璃进行切割；

(4)所述的玻璃切割系统测量切割后的试刀玻璃，并根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据；

(5)所述的玻璃切割系统根据所述的间距误差补偿数据生成误差补偿文件；

(6)所述的玻璃切割系统根据所述的误差补偿文件控制其自身的驱动器发出相应的脉冲数。

在一种优选的实施方式中，所述的玻璃切割系统根据所述的试切刀路路径对试刀玻璃进行切割，具体为：

所述的玻璃切割系统对所述的试刀玻璃进行正向切割运动和反向切割运动，并在每次切割之后返回玻璃切割系统的切割机床的机械原点。

在一种更优选的实施方式中，所述的间距误差补偿数据包括反向间隙误差补偿数据，所述的根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据，包括以下步骤：

(4.a)所述的玻璃切割系统将测量得到的正向切割实测值与正向切割名义值进行比较，并将反向切割实测值与反向切割名义值进行比较，得到相应的正向误差数据和反向误差数据；

(4.b)所述的玻璃切割系统将所述的正向误差数据和相应的反向误差数据进行比较得到所述的反向间隙误差补偿数据。

在一种更优选的实施方式中，所述的间距误差补偿数据包括螺距误差补偿数据，所述的根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据，包括以下步骤：

(4.1)所述的玻璃切割系统将测量得到的正向切割实测值与正向切割名义值进行比较，并将反向切割实测值与反向切割名义值进行比较，得到相应的正向误差数据和反向误差数据；

(4.2)所述的玻璃切割系统根据所述的正向误差数据和反向误差数据得到相应的螺距误差补偿数据。

在一种优选的实施方式中，所述的误差补偿文件为以dat为尾缀的文件。

在一种更优选的实施方式中，所述的步骤(5)和(6)之间，还包括以下步骤：

(5.1)所述的玻璃切割系统将所述的误差补偿文件保存至系统安装目录下。

本发明的方法主要通过对试切刀路路径得到螺距误差和反向间隙误差的补偿数据，并生成相关的误差补偿文件，以下对本发明的重要技术特征进行进一步地描述：

1、螺距误差补偿

由于丝杠生产工艺上的缺陷和长期使用导致的磨损等种种原因即造成了螺距误差，为了提高进给精度，就需要对螺距进行补偿，以满足要求。丝杠的简单示意图如图2所示，将丝杠上的O点设为参考点，建立以名义值和实测值为横坐标和纵坐标的坐标系，那么理想的移动曲线应为图3所示的实线曲线1，但实际上由于螺距误差的存在，可能使移动曲线变为图2所示的虚线曲线2。也就是说在同一个名义值下所对应的实测值发生了变化，偏离了理想的移动曲线，它们之间的差值就是螺距误差。即：

螺距误差值＝名义值机械坐标-实测值机械坐标

其对应的补偿方式如下：

在进行螺距补偿时，一般认为螺距误差数值与进给方向无关。也就是说，当正向进给时某螺距过小，需追加进给脉冲，那么，当负向进给经过同一地点，也应追加相同数量的进给脉冲。若某螺距过大，则应扣除进给脉冲，所扣除的数字也与进给方向无关，使用软件补偿时，可针对误差曲线上各点的修正量制成表格，存入数控系统的存储器中。这样，数控系统在运行过程中就可以对各点坐标位置自动进行补偿，从而提高机床的精度。

2、反向间隙误差补偿

假设主动轴顺时针方向转动时为反向运动，带动从动轴进行反向运动，当主动轴突然改为逆时针方向旋转也就是正向运动时，由于机械传动链齿隙的存在(即正反向间隙的存在)，会引起伺服电机的空走，而无工作台的移动，工作台停留在某个位置一定的时间，然后才随主动轴一起进行反向的运动，当主动轴再次改变运动方向时，情况相同，这种现象就是回滞现象。

在假设不存在螺距误差，即理想状态下工作台的移动曲线如图4所示，其中水平段曲线就是伺服电机空走时，工作台无移动的曲线。实际情况下的工作台移动曲线如图5所示。

其对应的补偿方式如下：

若某一轴由正向运动变成负向运动，则反向前输出Q个正脉冲；反之，若某一轴由负向运动变成正向运动，则在反向前输出Q个负脉冲。其中，Q为反向间隙的脉冲数，通过正向实测值和反向实测值即可计算出正反向误差，由正反向误差又可计算出反向间隙，由反向间隙和脉冲当量即可计算出反向前输出的Q个脉冲数，具体计算过程可由系统预置的程序执行得到。

实际位置是指切割线的坐标位置，如图6所示，第1条切割线在X轴上的坐标位置假设是(10，0)，要切割的玻璃宽度是10，所以第2条切割线的坐标位置就应该是(20，0)依次进行类推，如果让用户来填写实际位置，用户就需要根据起始切割线的坐标位置和要切割的玻璃宽度进行一一计算，比较麻烦，而且玻璃不能再随便移动，否则计算的位置就有问题。

正向测量值和反向测量值简称正反向测量值，正向测量值是指正向切割下来的玻璃实际值，故通过对试刀玻璃进行切割得到，系统根据测量得到的数据对切割间距进行自动补偿。

在一个具体实施例中，如图6所示，与轴方向相同的运动是正方向，与轴方向相反的运动是负方向，假设用户想切割的玻璃宽度是10，切割线为图中的虚线。

正向切割时，按图中虚线标号先切割第1条切割线，再切割第2条切割线，再切割第3条切割线，则认为是正向切割，正向实测值即指切割下来的第1列玻璃的实际宽度，假设为9.98，则认为第一列的正向误差值是10-9.98＝0.02；

第2列玻璃的实际宽度，假设为10.01，则认为第二列的正向误差值是10-10.01＝-0.01；

同理，如果是从第3条切割线开始切割，则是反向切割，反向实测值即指切割下来的第1列玻璃的实际宽度，假设为9.99，则认为第一列的反向误差值是10-9.99＝0.01；第2列玻璃的实际宽度，假设为10.01，则认为第二列的反向误差值是10-10.01＝-0.01；

则第一列的反向间隙误差值＝第一列的正向误差值(0.02)-第一列的反向误差值(0.01)；

第二列的反向间隙误差值＝第二列的正向误差值(0.01)-第二列的反向误差值(0.01)。

3、误差补偿文件

将试切刀路路径的实测值填入到对应的行或列的数据表格中，系统会根据填入的实测值自动计算出误差补偿数据并生成误差补偿文件，自动进行误差补偿。如果对误差补偿文件中的数据进行了修改，需要重新启动软件，才能使修改后的误差补偿文件起作用。

此外，需注意试切中测量数据之前，需要机床执行“回机械原点”动作，保证试切测量数据都是同一基准。

误差补偿文件的文件名为axeserr.dat，该文件可以在安装目录下找到。

误差补偿文件的格式如下：

[轴名称]

<名义机械坐标>,<反向误差值>,<正向误差值>

<名义机械坐标>,<反向误差值>,<正向误差值>

<名义机械坐标>,<反向误差值>,<正向误差值>

…

其中，<轴名称>为：X、Y、Z；名义机械坐标指按照给定的螺距和脉冲当量计算出的相对于参考点的机械坐标(即根据螺距标称值计算出的长度，而非真实物理长度)，具有正负号，排列时小的在前，大的在后，即按照名义机械坐标值从小到大的顺序进行排列，否则不能正常工作。同时，名义机械坐标必须在机床行程范围之内，否则补偿将无效。反向误差值为往坐标值减小的方向运动时产生的误差，正向误差值为往坐标值增加的方向运动时产生的误差。每一名义机械坐标不必等间距。

以下举例说明本发明的误差补偿文件在实际应用的实施方式。

例1，为误差补偿文件的常规格式：

[X]

例2，为误差补偿文件的特殊格式，如当某个轴只补偿反向间隙，则可以简单地写该轴首尾两个点的数据，设Y轴反向间隙0.03mm，范围是0～1000，则：

[Y]

0.000000，      0.000000，       0.030000

1000.000000，   0.000000，       0.030000

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，结合图7以用户地角度进行进一步地说明。

本方法主要包括生成试切刀路路径和生成补偿文件两方面。

试切刀路路径即在正式加工前根据试切原料的大小以及设置的加工参数生成的刀路。通过测量试切下来的玻璃样板，将实测值填入相应位置，系统即可自动计算出间距误差值，然后再根据测量值生成误差补偿文件。当软件重启后，即可读取已有的误差补偿文件，通过驱动器控制发出的脉冲数来对切割误差进行补偿。

在实际应用中，用户和系统需要实施的具体步骤如下：

(1)点击间距补偿按钮弹出间距补偿对话框。

(2)根据试切原料的规格设置加工参数，点击生成刀路按钮生成试切刀路路径。

(3)根据试切刀路路径进行试切。

(4)测量试切后的玻璃宽度，将实测值记录到表格中并保存。

(5)点击生成文件按钮，生成误差补偿文件。

(6)重启软件，加工时，系统会自动读取误差补偿文件进行补偿。

采用了该发明中的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，通过试切刀路路径代替激光干涉仪的作用，避免由于激光干涉仪价格较为昂贵导致对一些中小型厂家来说购买成本较高和玻璃切割成本上升的问题；且本发明的系统能够显示的具体的操作界面，用户只要在操作界面上填写设置加工参数部分，也可以根据现有的机床及原材料大小设置适当的试切刀路路径，对螺距误差、反向间隙误差和其他传动等因素造成的误差进行综合补偿，使试切刀路路径范围内的补偿精度更高。

同时，除了螺距误差和反向间隙的存在，还有可能存在机床温度变化引起的热变形造成的误差，机床的原始制造或装配造成的误差和机床受力等造成的误差等，通过本发明的方法可对X方向、Y方向和Z方向上的误差分别补偿，对于切割玻璃这样规则的图形补偿效果更显著，且用户无需计算实际位置填入表格，只需找到对应的行号(如X方向)和列号(如Y方向)将正反向实测值填入表格即可，该计算过程均在系统内部实现，结构简单，操作方便，且提高切割效率，具有更广泛的应用范围。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)玻璃切割系统生成参数表格，并根据用户的输入指令在所述的参数表格的相应位置保存加工参数数据；

(2)所述的玻璃切割系统根据所述的参数表格中的加工参数数据生成试切刀路路径；

(3)所述的玻璃切割系统根据所述的试切刀路路径对试刀玻璃进行切割；

(4)所述的玻璃切割系统测量切割后的试刀玻璃，并根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据；

(5)所述的玻璃切割系统根据所述的间距误差补偿数据生成误差补偿文件；

(6)所述的玻璃切割系统根据所述的误差补偿文件控制其自身的驱动器发出相应的脉冲数。

2.根据权利要求1所述的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，其特征在于，所述的玻璃切割系统根据所述的试切刀路路径对试刀玻璃进行切割，具体为：

所述的玻璃切割系统对所述的试刀玻璃进行正向切割运动和反向切割运动，并在每次切割之后返回玻璃切割系统的切割机床的机械原点。

3.根据权利要求2所述的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，其特征在于，所述的间距误差补偿数据包括反向间隙误差补偿数据，所述的根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据，包括以下步骤：

(4.a)所述的玻璃切割系统将测量得到的正向切割实测值与正向切割名义值进行比较，并将反向切割实测值与反向切割名义值进行比较，得到相应的正向误差数据和反向误差数据；

(4.b)所述的玻璃切割系统将所述的正向误差数据和相应的反向误差数据进行比较得到所述的反向间隙误差补偿数据。

4.根据权利要求2所述的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，其特征在于，所述的间距误差补偿数据包括螺距误差补偿数据，所述的根据测量得到的数据计算出间距误差补偿数据，包括以下步骤：

(4.1)所述的玻璃切割系统将测量得到的正向切割实测值与正向切割名义值进行比较，并将反向切割实测值与反向切割名义值进行比较，得到相应的正向误差数据和反向误差数据；

(4.2)所述的玻璃切割系统根据所述的正向误差数据和反向误差数据得到相应的螺距误差补偿数据。

5.根据权利要求1所述的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，其特征在于，所述的误差补偿文件为以dat为尾缀的文件。

6.根据权利要求5所述的玻璃切割系统中实现间距自动补偿的方法，其特征在于，所述的步骤(5)和(6)之间，还包括以下步骤：

(5.1)所述的玻璃切割系统将所述的误差补偿文件保存至系统安装目录下。