CN106557065A - 一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法和系统，包括：选取刀具的第一切削刃和第二切削刃；采集所述第一切削刃和所述第二切削刃的位置信息；根据第一切削刃的位置信息和第二切削刃的位置信息，确定刀具类型和切削位置；根据刀具类型和切削位置，依据第一切削刃与第二切削刃的X向参数差、以及第一切削刃与第二切削刃的Z向参数差来校验数控机床的刀具补偿参数，并在校验到刀具补偿参数不正确时予以报警。本发明有效预防了由于各类刀具补偿参数问题导致的加工事故，避免了人为因素引起的疏忽，杜绝了刀具补偿参数出错的可能。

Description

一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法和系统

技术领域

本发明涉及一种数控机床加工工件过程中的控制系统，特别是涉及一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法和系统。

背景技术

随着数控技术的发展和普及，生产上对操作人员的技能要求也越来越高，CNC(ComputerNumerical Control)是计算机数字控制机床的简称，是一种由程序控制的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床执行规定好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品或成品零件。

在数控加工过程中，特别是数控立车和大车加工中，常会使用到各类直槽割刀、弯槽割刀。由于直槽割刀和弯槽割刀都存在一定的切削刃宽，为了方便数控编程，引入了刀具补偿参数的概念。利用刀具补偿参数，可以灵活地实现不同刀沿的使用和切换，但是在数控加工过程中，刀具补偿参数必须与实际刀具的使用情况相互匹配，否则会造成严重的加工事故。因此，在进行实际的数控加工时，都需要对刀具补偿参数进行校验，进一步保证刀具补偿参数能够匹配实际刀具的使用情况。

目前，对于刀具补偿参数的校验分为人工校验和自动校验两种方式。人工校验方式是指采用工人手动输入刀具补偿参数的情况，这种方式虽然可以通过工人手动校验刀具补偿参数，但是并不能杜绝因人员疏忽而造成的输错刀沿位置或输错参数值产生错误的情况。自动校验方式是利用对机床自带功能实现刀具补偿参数的校验，采用此种方式，虽然刀具补偿参数不易出错，但是对数控机床的要求较高，并且，仍然需要人工检查因装夹错误或刀具磨损造成的问题。因此，这两种方式都较易受到人为因素的影响，造成的加工事故虽偶有发生，但后果较为严重。因此我们发明了一种基于数控程序实现刀具补偿参数校验的方法，以预防由于刀具补偿值不正确导致的各类加工事故。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法和系统，用于解决现有技术中由于刀具补偿参数不正确而导致的各类加工事故的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法，包括：步骤S10，选取刀具的第一切削刃和第二切削刃；步骤S20，采集所述第一切削刃和所述第二切削刃的位置信息，其中，所述位置信息包括X向参数和Z向参数；步骤S30，根据所述第一切削刃的位置信息和所述第二切削刃的位置信息，确定刀具类型和切削位置；步骤S40，根据所述刀具类型、所述切削位置、所述第一切削刃的位置信息和所述第二切削刃的位置信息，校验所述数控机床的刀具补偿参数，并在校验到所述刀具补偿参数不正确时予以报警。

可选地，所述步骤S10还包括判断选取的所述第一切削刃和所述第二切削刃是否合理：如果不合理，则报警；如果合理，则跳转至步骤S20。

可选地，所述刀具类型包括直槽割刀和弯槽割刀；所述切削位置包括内圆位置和外圆位置。

可选地，所述步骤S40关于所述刀具补偿参数的校验是依据所述第一切削刃与所述第二切削刃的X向参数差、以及所述第一切削刃与所述第二切削刃的Z向参数差，具体包括：当所述刀具类型为直槽割刀，且所述切削位置为内圆位置时，所述X向参数差四舍五入为零，所述Z向参数差四舍五入为正时，所述刀具补偿参数是正确的；否则，所述刀具补偿参数是错误的；当所述刀具类型为直槽割刀，且所述切削位置为外圆位置时，所述X向参数差四舍五入为零，且所述Z向参数差四舍五入为正时，所述刀具补偿参数是正确的；否则，所述刀具补偿参数是错误的；当所述刀具类型为所述弯槽割刀，且所述切削位置为内圆位置时，所述X向参数差为负，且所述Z向参数差四舍五入为零时，所述刀具补偿参数是正确的；否则，所述刀具补偿参数是错误的；当所述刀具类型为所述弯槽割刀，且所述切削位置为外圆位置时，所述X向参数差为正，且所述Z向参数差四舍五入为零时，所述刀具补偿参数是正确的；否则，所述刀具补偿参数是错误的。

可选地，所述步骤S40还包括判断所述刀具的可靠性；且，所述刀具的可靠性的判断是依据所述刀具类型和切削位置，并根据所述X向参数差、所述Z向参数差和安全系数来完成的。

可选地，所述安全系数是依据所述刀具类型而预先设置的。

本发明还公开了一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验系统，包括选择模块、采集模块、判断模块、校验模块和报警模块；所述选择模块用于选择刀具的第一切削刃和第二切削刃；所述采集模块用于采集所述第一切削刃和所述第二切削刃的位置信息，其中，所述位置信息包括X向参数和Z向参数；所述判断模块用于依据所述采集模块采集的所述第一切削刃的位置信息和所述第二切削刃的位置信息，判断刀具类型和切削位置；所述校验模块用于根据所述刀具类型、所述切削位置、所述第一切削刃的位置信息和所述第二切削刃的位置信息，校验输入所述数控机床的刀具补偿参数；所述报警模块用于在所述校验模块校验处所述刀具补偿参数不正确时，予以报警。

可选地，所述刀具类型包括直槽割刀和弯槽割刀；所述切削位置包括内圆位置和外圆位置。

可选地，所述校验模块是依据所述第一切削刃与所述第二切削刃的X向参数差、以及所述第一切削刃与所述第二切削刃的Z向参数差来校验所述刀具补偿参数。

可选地，所述基于数控机床的刀具补偿参数的校验系统还包括刀具判断模块；所述刀具判断模块用于根据所述第一切削刃和位置信息、所述第二切削刃的位置信息以及预设的安全系数判定所述刀具是否可靠；且所述报警模块在所述刀具不可靠时予以报警。

如上所述，本发明的一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法和系统，通过用于数控机床的刀具上第一切削刃和第二切削刃的位置信息，来确定刀具类型和切削位置，从而进一步校验刀具补偿参数。本发明的基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法和系统，有效预防了由于各类刀具补偿参数问题导致的加工事故，检查对刀具补偿参数正确性有影响的因素，如参数本身数值正确性、刀沿位置正确性、刀片磨损情况等等，避免了人为因素引起的疏忽，杜绝刀具补偿参数出错的可能。

附图说明

图1显示为本发明实施例公开的基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法的流程示意图。

图2显示为本发明实施例公开的基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法中，关于立车右侧刀架的刀沿位置示意图。

图3显示为本发明实施例公开的基于数控机床的刀具补偿参数的校验系统的结构示意图。

元件标号说明

S10～S40 步骤

310 选择模块

320 采集模块

330 判断模块

340 校验模块

350 刀具判断模块

360 报警模块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅附图。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

本实施例公开了一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法，用以校验刀具补偿参数的正确性。

如图1所示，本实施例的数控机床的刀具补偿参数的校验方法包括：

步骤S10，选择刀具的第一切削刃和第二切削刃：

一般情况下规定，立车的直槽割刀的下切削刃为第一切削刃；弯槽割刀则以能直接对在内外圆表面的切削刃为首选切削刃，且弯槽割刀内圆位置的第一切削刃为右刀沿；外圆位置的第一切削刃为左刀沿。

其中，刀具的每一个切削刃都对应有自己的刀沿位置，且刀沿位置是指车刀刀尖的方向，机床以此为依据识别加工方向。例如，如果是立车右侧刀架，其刀沿位置有9个，如图2所示。如果是首选刀沿位置为“2”的切削刃为第一切削刃，第二切削刃选择刀沿位置为“1”的切削刃，则表示这是一把内圆直槽割刀。

进一步地，此步骤S10还包括判断选取的第一切削刃和第二切削刃是否合理：

根据附图2，当两刀沿位置处于相同位置或不处于相邻位置时，选取的第一切削刃和第二切削刃是不合理的，予以报警；

当两刀沿位置处于相邻位置时，选取的第一切削刃和第二切削刃是合理的。

在选择了刀沿位置为“1”的切削刃为第一切削刃的情况下：

如果仍然选取刀沿位置为“1”的切削刃作为第二切削刃，由于刀沿位置为“1”的切削刃就是第一切削刃本身，因此，这种切削刃的选择肯定是不合理的；

如果选取刀沿位置为“3”的切削刃做为第二切削刃，从图2可知，刀沿位置“1”和刀沿位置“3”处于完全相反的方向，因此此种选择也肯定是不合理的。

步骤S20，采集第一切削刃和第二切削刃的位置信息：

在同一坐标系内，采集第一切削刃和第二切削刃的位置信息，其中，位置信息指的是切削刃刀尖的坐标信息，X坐标为X向参数，Z坐标为Z向参数。

步骤S30，根据第一切削刃的位置信息和第二切削刃的位置信息，确定刀具类型和切削位置：

其中，刀具类型包括但不限于直槽割刀和弯槽割刀，切削位置包括但不限于内圆位置和外圆位置。如图2所示，

当第一切削刃为刀沿位置“2”，第二切削刃为刀沿位置“1”时，刀具类型为直槽割刀，且切削位置为内圆位置；

当第一切削刃为刀沿位置“3”，第二切削刃为刀沿位置“4”时，刀具类型为直槽割刀，且切削位置为外圆位置；

当第一切削刃为刀沿位置“2”且第二切削刃为刀沿位置“3”，或第一切削刃为刀沿位置“1”且第二切削刃为刀沿位置“4”时，刀具类型为弯槽割刀，且切削位置为内圆位置；

当第一切削刃为刀沿位置“4”且第二切削刃为刀沿位置“1”，或第一切削刃为刀沿位置“3”且第二切削刃为刀沿位置“2”时，刀具类型为弯槽割刀，且切削位置为外圆位置。

步骤S40，校验数控机床的刀具补偿参数，并在校验到刀具补偿参数不正确时予以报警：

刀具补偿参数的校验是依据X向参数差和Z向参数差来完成的，其中，X向参数差是第一切削刃的X向参数与第二切削刃的X向参数的差值，Z向参数差是第一切削刃的Z向参数与第二切削刃的Z向参数的差值。刀具补偿参数的校验具体包括：

当刀具类型为直槽割刀，且切削位置为内圆位置时X向参数差四舍五入为零，且Z向参数差四舍五入为正时，那么，刀具补偿参数是正确的；否则，刀具补偿参数是错误的。

当刀具类型为直槽割刀，且切削位置为外圆位置时，X向参数差四舍五入为零，且Z向参数差四舍五入为正时，那么，刀具补偿参数是正确的；否则，刀具补偿参数是错误的。

当刀具类型为弯槽割刀，且切削位置为内圆位置时，X向参数差为负，且Z向参数差四舍五入为零时，那么，刀具补偿参数是正确的；否则，刀具补偿参数是错误的。

当刀具类型为弯槽割刀，且切削位置为外圆位置时，X向参数差为正，且Z向参数差四舍五入为零时，那么，刀具补偿参数是正确的；否则，刀具补偿参数是错误的。

进一步地，步骤S40除了对刀具补偿参数予以校验外，还会进行刀具可靠性的判断。其中，刀具可靠性的判断主要是判断刀具的刀片磨损程度和刀排。

在本实施例中，对于刀具的刀片磨损程度和刀排的判断，是依据刀具类型和切削位置，并根据第一切削刃与第二切削刃的X向参数差、以及第一切削刃与第二切削刃的Z向参数差来完成的：

当刀具类型为直槽割刀，当X向参数差的绝对值在安全系数内，则判定刀排安装是合理的，当Z向参数差减去标准刀宽的绝对值在安全系数内，则判定刀片磨损在安全范围内；在刀具补偿参数正确，且刀具可靠的情况下，继续进行加工。

当刀具类型为直槽割刀，当X向参数差的绝对值大于安全系数内，则判定刀排安装不合理，当Z向参数差减去标准刀宽的绝对值大于安全系数内，则判定刀片磨损超过了安全范围，刀具不可靠，因此系统会进行报警。

当刀具类型为弯槽割刀，且切削位置为内圆位置时，当X向参数差的绝对值减去标准刀宽的绝对值在安全系数内，则判定刀片磨损在安全范围内，当Z向参数差的绝对值在安全系数内，则判定刀排安装是合理的；在刀具补偿参数正确，且刀具可靠的情况下，继续进行加工。

当刀具类型为弯槽割刀，且切削位置为内圆位置时，当X向参数差的绝对值减去标准刀宽的绝对值大于安全系数，则判定刀片磨损超过了安全范围，当Z向参数之差的绝对值大于安全系数，则判定刀排安装不合理，表示所述刀具是不可靠的，予以报警。

当所述刀具类型为所述弯槽割刀，且所述切削位置为外圆位置时，当X向参数差减去标准刀宽的绝对值在安全系数内，则判定刀片磨损在安全范围内，当Z向参数差的绝对值在安全系数内，则判定刀排安装是合理的；在刀具补偿参数正确，且刀具可靠的情况下，继续进行加工。

当刀具类型为弯槽割刀，且切削位置为内圆位置时，当X向参数差减去标准刀宽的绝对值大于安全系数，则判定刀片磨损超过了安全范围，当Z向参数差的绝对值大于安全系数，则判定刀排安装不合理，表示所述刀具是不可靠的，予以报警。

其中，安全系数是用户按照刀具类型预先设置在系统内的。

需要说明的是，上面方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

实施例2

本实施例公开了一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验系统，如图3所示，包括：

选择模块310，用于选择第一切削刃和第二切削刃。

采集模块320，用于采集第一切削刃和第二切削刃的位置信息，其中，位置信息指的是切削刃刀尖的坐标信息，X坐标为X向参数，Z坐标为Z向参数。

判断模块330，用于依据第一切削刃的位置信息和第二切削刃的位置信息，判断刀具类型和切削位置。其中，刀具类型包括但不限于直槽割刀和弯槽割刀，切削位置包括但不限于内圆位置和外圆位置。

校验模块340，用于校验输入数据机床的刀具补偿参数。本实施例的校验模块340，根据判断模块330判断出的刀具类型和切削位置，通过第一切削刃与第二切削刃的X向参数差、以及第一切削刃与第二切削刃的Z向参数差来校验刀具补偿参数。

刀具判断模块350，用于判断刀具的可靠性。刀具可靠性的判断包括判断刀具的刀片磨损程度和刀排。本实施例中，根据安全系数和判断模块330判断出的刀具类型，刀具判断模块350依据第一切削刃与第二切削刃的X向参数差、以及第一切削刃与第二切削刃的Z向参数差进行刀具可靠性的判断。其中，安全系数是用户根据不同的刀具类型而预先设置的。

报警模块360，用于报警。在校验模块340校验出刀具补偿参数不正确，或者是刀具判断模块350判断出刀具的可靠性不合格的时候，报警模块360予以报警。

此外，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的模块。

并且，不难发现，本实施例为与第一实施例相对应的系统实施例，本实施例可与第一实施例互相配合实施。第一实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一实施例中。

综上所述，本发明的一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法和系统，通过用于数控机床的刀具上第一切削刃和第二切削刃的位置信息，来确定刀具类型和切削位置，从而进一步校验刀具补偿参数。本发明的基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法和系统，有效预防了由于各类刀具补偿参数问题导致的加工事故，检查对刀具补偿参数正确性有影响的因素，如参数本身数值正确性、刀沿位置正确性、刀片磨损情况等等，避免了人为因素引起的疏忽，杜绝刀具补偿参数出错的可能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法，其特征在于，包括：

步骤S10，选取刀具的第一切削刃和第二切削刃；

步骤S20，采集所述第一切削刃和所述第二切削刃的位置信息，其中，所述位置信息包括X向参数和Z向参数；

步骤S30，根据所述第一切削刃的位置信息和所述第二切削刃的位置信息，确定刀具类型和切削位置；

步骤S40，根据所述刀具类型、所述切削位置、所述第一切削刃的位置信息和所述第二切削刃的位置信息，校验所述数控机床的刀具补偿参数，并在校验到所述刀具补偿参数不正确时予以报警。

2.根据权利要求1所述的基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法，其特征在于：所述步骤S10还包括判断选取的所述第一切削刃和所述第二切削刃是否合理：如果不合理，则报警；如果合理，则跳转至步骤S20。

3.根据权利要求1所述的基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法，其特征在于：所述刀具类型包括直槽割刀和弯槽割刀；所述切削位置包括内圆位置和外圆位置。

4.根据权利要求3所述的基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法，其特征在于：所述步骤S40关于所述刀具补偿参数的校验是依据所述第一切削刃与所述第二切削刃的X向参数差、以及所述第一切削刃与所述第二切削刃的Z向参数差，具体包括：

当所述刀具类型为直槽割刀，且所述切削位置为内圆位置时，所述X向参数差四舍五入为零，且所述Z向参数差四舍五入为正时，所述刀具补偿参数是正确的；否则，所述刀具补偿参数是错误的；

当所述刀具类型为直槽割刀，且所述切削位置为外圆位置时，所述X向参数差四舍五入为零，且所述Z向参数差四舍五入为正时，所述刀具补偿参数是正确的；否则，所述刀具补偿参数是错误的；

当所述刀具类型为所述弯槽割刀，且所述切削位置为内圆位置时，所述X向参数差为负，且所述Z向参数差四舍五入为零时，所述刀具补偿参数是正确的；否则，所述刀具补偿参数是错误的；

当所述刀具类型为所述弯槽割刀，且所述切削位置为外圆位置时，所述X向参数差为正，且所述Z向参数差四舍五入为零时，所述刀具补偿参数是正确的；否则，所述刀具补偿参数是错误的。

5.根据权利要求4所述的基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法，其特征在于：所述步骤S40还包括判断所述刀具的可靠性；且，所述刀具的可靠性的判断是依据所述刀具类型和切削位置，并根据所述X向参数差、所述Z向参数差和安全系数来完成的。

6.根据权利要求5述的基于数控机床的刀具补偿参数的校验方法，其特征在于：所述安全系数是依据所述刀具类型而预先设置的。

7.一种基于数控机床的刀具补偿参数的校验系统，其特征在于，包括选择模块、采集模块、判断模块、校验模块和报警模块；

所述选择模块用于选择刀具的第一切削刃和第二切削刃；

所述采集模块用于采集所述第一切削刃和所述第二切削刃的位置信息，其中，所述位置信息包括X向参数和Z向参数；

所述判断模块用于依据所述采集模块采集的所述第一切削刃的位置信息和所述第二切削刃的位置信息，判断刀具类型和切削位置；

所述校验模块用于根据所述刀具类型、所述切削位置、所述第一切削刃的位置信息和所述第二切削刃的位置信息，校验输入所述数控机床的刀具补偿参数；

所述报警模块用于在所述校验模块校验处所述刀具补偿参数不正确时，予以报警。

8.根据权利要求7所述的基于数控机床的刀具补偿参数的校验系统，其特征在于：所述刀具类型包括直槽割刀和弯槽割刀；所述切削位置包括内圆位置和外圆位置。

9.根据权利要求7所述的基于数控机床的刀具补偿参数的校验系统，其特征在于：所述校验模块是依据所述第一切削刃与所述第二切削刃的X向参数差、以及所述第一切削刃与所述第二切削刃的Z向参数差来校验所述刀具补偿参数。

10.根据权利要求7所述的基于数控机床的刀具补偿参数的校验系统，其特征在于：所述基于数控机床的刀具补偿参数的校验系统还包括刀具判断模块；所述刀具判断模块用于根据所述第一切削刃和位置信息、所述第二切削刃的位置信息以及预设的安全系数判定所述刀具是否可靠；且所述报警模块在所述刀具不可靠时予以报警。