CN105904153A - 一种主从控制数控加工方法及多轴数控机床 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P13/00—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q33/00—Methods for copying

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种主从控制数控加工方法，利用多轴数控机床对工件进行手动加工，该手动加工的步骤包括：1)建立理想成品模型，将理想成品模型的所有坐标值围成的空间坐标区域定义为多轴数控机床的刀具避让区域；2)使用者操作手柄，手柄将使用者的操作传送到多轴数控机床，多轴数控机床的刀具根据手柄的动作而在刀具避让区域以外进行相应的动作。还公开了一种主从控制多轴数控机床，包括多轴数控机床本体和与多轴数控机床本体连接的手柄，手柄将使用者的操控传递给多轴数控机床本体，刀轴数控机床本体带动刀具对工件进行加工。本发明将主从控制方式用于工件的加工，有效提高了产品的质量和工作效率，尤其适用于疏松程度不同的木质工艺品加工。

Description

一种主从控制数控加工方法及多轴数控机床
技术领域
本发明涉及多轴数控机床加工领域。
背景技术
随着数控加工技术的进步，对木质工艺品的雕刻大都采用多轴数控加工机床进行加工。但是木头由于其本身的特性，疏松程度不同，有的地方实，有的地方松。采用多轴数控机床进行数控加工时，即使采用统一编程方式，形成同样的刀具运动轨迹，加工出的成品也是品质各不相同，成品质量不尽人意，甚至会产生很多残品。而采用人工雕刻，虽然可以大大提高成品的质量，但是工作效率低，成本高。同时，采用多轴数控机床进行数控加工时，需要利用cam软件预先编制刀具的运动轨迹，不能随心所欲的调整刀具的运动轨迹，而且根线、角落的处理效果不是很好。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种采用手动加工与数控加工相配合的主从控制数控加工方法，以及该方法采用的一种多轴数控机床，成品质量高、工作效率高。
本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
一种主从控制数控加工方法，利用多轴数控机床对工件进行手动加工，该手动加工的步骤包括：
1)建立理想成品模型，将理想成品模型的所有坐标值围成的空间坐标区域定义为多轴数控机床的刀具避让区域；
2)使用者操作手柄，手柄将使用者的操作传送到多轴数控机床，多轴数控机床的刀具根据手柄的动作而在刀具避让区域以外进行相应的动作。
该技术方案中，将主从控制用于数控加工，可以将手动加工与数控加工结合，利用两者的优势，先将理想成品模型建立起来，并将该理想成品模型所在的空间坐标区域定义为刀具避让区域，使用者手动操作时，可以有效避让手抖或不注意时的操作失误，使用者可以放心的任意发挥，提高工作效率，同时，使用者手工操作，可以考虑根据木头的疏松程度进行调整，成品质量高。
同时，利用本技术方案，由于刀具实际使用过程中走的运动轨迹上位机都会有记录，这样可以将使用者人工操作得到的刀具运动轨迹转化为程序代码，这些程序代码会比原先通过毛坯模型和理想成品模型计算生成的刀具运动轨迹所采用的程序代码更加合理，将操作首件工件得到的程序代码用于后续的加工，可以大大提高加工效率和减少废品率。
如上所述的主从控制数控加工方法，为了让使用者从触觉上也能感受到刀具加工时反馈的力度，所述多轴数控机床还设有力反馈模块，该力反馈模块将多轴数控机床的刀具在实际情况中遇到的力传输给手柄。
如上所述的主从控制数控加工方法，所述手动加工与数控自动加工相配合，在工件加工过程中手动加工功能与数控自动加工功能可相互切换；所述数控加工的方法包括，根据理想成品模型和工件毛坯模型规划出多轴数控机床刀具的运动轨迹，刀具沿该运动轨迹进行动作。将数控加工与手动加工配合使用，在部分区域采用手动加工，在部分区域采用数控加工，根据实际需要进行自由选择，工作效率高。
如上所述的主从控制数控加工方法，加工首件工件时采用使用者操作手柄的方式，将该加工过程中刀具的运动轨迹转化为程序代码，并将该程序代码用于后续其他工件的数控加工。
一种主从控制多轴数控机床，包括多轴数控机床本体，还包括与多轴数控机床本体连接的手柄，所述手柄将使用者的操控传递给多轴数控机床本体，刀轴数控机床本体带动刀具对工件进行加工。
如上所述的主从控制多轴数控机床，还包括力反馈模块，该力反馈模块将刀具在实际情况中遇到的力传输给手柄。
本发明能够产生的有益效果：一是，本发明利用主从控制方式，将手动加工与多轴数控机床配合，使用者手动操作时，可以有效避让手抖或不注意时的操作失误，使用者可以放心的任意发挥，提高工作效率，而且，使用者手工操作，可以考虑根据木头的疏松程度进行调整，成品质量高。二是，实际使用时，可以在首件加工中发现现有cam软件预先编程所不能预见到的加工受力突变，材料强度在加工受力时不够导致的即使刀具路径正确但是还是产生了损坏的情况，采用本申请，可以在做首件工件时人工进行过程干预，这种方法做出完好的首件之后生成的程序代码可以重复自动使用，这样做出来的程序更加合理，会使后续自动加工时候的废品率大大降低。三是，人做示教时候充分发挥人对工件空间结构智能识别特征的主观能动性，可以做出比cam软件有限的刀路方法更加灵活高效的路径，可以随心所欲的编制刀具的运动轨迹，可以非常优秀的清理根线、角落，把现有的cam软件不能灵活表达的轨迹用手动示教的方式走出来。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
一种主从控制数控加工方法，利用多轴数控机床对工件进行手动加工，该手动加工的步骤包括：1)建立理想成品模型，将理想成品模型的所有坐标值围成的空间坐标区域定义为多轴数控机床的刀具避让区域；2)使用者操作手柄，手柄将使用者的操作传送到多轴数控机床，多轴数控机床的刀具根据手柄的动作而在刀具避让区域以外进行相应的动作。该多轴数控机床可以为三轴、四轴或五轴数控机床等多轴数控机床。
该多轴数控机床还设有力反馈模块，该力反馈模块将多轴数控机床的刀具在实际情况中遇到的力传输给手柄。
更优的，将手动加工与数控自动加工相配合，在工件加工过程中手动加工功能与数控自动加工功能可相互切换；所述数控加工的方法包括，根据理想成品模型和工件毛坯模型规划出多轴数控机床刀具的运动轨迹，刀具沿该运动轨迹进行动作。
同时，该方法还可以包括：加工首件工件时采用使用者操作手柄的方式，将该加工过程中刀具的运动轨迹转化为程序代码，并将该程序代码用于后续其他工件的数控加工。
本实施方式还涉及一种主从控制多轴数控机床，用于实现上述主从控制数控加工方法，包括多轴数控机床本体，还包括与多轴数控机床本体连接的手柄，所述手柄将使用者的操控传递给多轴数控机床本体，刀轴数控机床本体带动刀具对工件进行加工。还包括力反馈模块，该力反馈模块将刀具在实际情况中遇到的力传输给手柄。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种主从控制数控加工方法，利用多轴数控机床对工件进行手动加工，其特征在于，该手动加工的步骤包括：
1)建立理想成品模型，将理想成品模型的所有坐标值围成的空间坐标区域定义为多轴数控机床的刀具避让区域；
2)使用者操作手柄，手柄将使用者的操作传送到多轴数控机床，多轴数控机床的刀具根据手柄的动作而在刀具避让区域以外进行相应的动作。
2.根据权利要求1所述的主从控制数控加工方法，其特征在于，所述多轴数控机床还设有力反馈模块，该力反馈模块将多轴数控机床的刀具在实际情况中遇到的力传输给手柄。
3.根据权利要求1所述的主从控制数控加工方法，其特征在于，所述手动加工与数控自动加工相配合，在工件加工过程中手动加工功能与数控自动加工功能可相互切换；所述数控加工的方法包括，根据理想成品模型和工件毛坯模型规划出多轴数控机床刀具的运动轨迹，刀具沿该运动轨迹进行动作。
4.根据权利要求1或2或3所述的主从控制数控加工方法，其特征在于，加工首件工件时采用使用者操作手柄的方式，将该加工过程中刀具的运动轨迹转化为程序代码，并将该程序代码用于后续其他工件的数控加工。
5.一种主从控制多轴数控机床，包括多轴数控机床本体，其特征在于，还包括与多轴数控机床本体连接的手柄，所述手柄将使用者的操控传递给多轴数控机床本体，刀轴数控机床本体带动刀具对工件进行加工。
6.根据权利要求5所述的主从控制多轴数控机床，其特征在于，还包括力反馈模块，该力反馈模块将刀具在实际情况中遇到的力传输给手柄。
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