CN107589724A - 支持双头自动打孔攻丝的控制装置、系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支持双头自动打孔攻丝的控制装置、系统及其方法，解决了CNC系统同时控制两个主轴进行攻丝的需求，在保证攻丝效果的同时，提升攻牙的效率，达到一次加工两个工件的目的，采用lambda5E级联的方式，配合NK500控制装置，使用Z轴追随主轴运动的方式，保证攻牙质量，且由于主轴响应性能的差异，在攻牙过程中，两个主轴的执行存在位置上的不一致，要求两个Z轴的运动严格匹配各自对应的主轴，Z轴的运动就需要各自在控制层面作出相应的前馈补偿，具体为采用每个lambda5E根据各自控制的主轴的位置来实时控制调整对应Z轴的位置。

Description

支持双头自动打孔攻丝的控制装置、系统及其方法

技术领域

本发明涉及金属加工领域，尤其涉及打孔攻丝领域，具体是指一种支持双头自动打孔攻丝的控制装置、系统及其方法。

背景技术

目前市场上普遍只有单头打孔攻丝，且使用刚性攻丝时对主轴的实时响应要求较高。对于有攻丝工序的配件加工，一般都只能一台机床加工一个配件，影响生产效率。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种可同时控制两个主轴进行攻丝的支持双头自动打孔攻丝的控制装置、系统及其方法。

为了实现上述的目的，本发明的支持双头自动打孔攻丝的控制装置、系统及其方法具体如下：

该支持双头自动打孔攻丝的控制装置，其主要特点是，包括两个级联的lambda5E，以及集成控制模块，其中lambda5E用于连接主轴和Z轴，以及对该lambda5E将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，从而对连接在其上的主轴、Z轴进行控制，以完成攻牙操作、攻丝操作，所述的集成控制模块用于对两个级联的lambda5中每一lambda5E将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行分配，从而对所述的两个级联的lambda5E进行控制管理。

较佳地，所述的集成控制模块为NK500集成控制模块。

较佳地，所述的lambda5E通过对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析获取相应的运动速度曲线，并以该运动速度曲线对该lambda5E上连接的主轴和Z轴的运动进行控制，该lambda5E还基于一跟随机制，使其上连接的Z轴跟随主轴进行运动。

基于上述控制装置实现双头自动打孔攻丝的系统，其主要特点是，所述的系统包括两主轴、两Z轴、两变频器以及所述的控制装置，且控制装置中两个级联的lambda5E中每一lambda5E都连接有一变频器以及一Z轴，且所述的每一lambda5E都通过其连接的变频器连接至一主轴。

较佳地，所述的集成控制模块用于将该系统要实现的攻牙操作、攻丝操作分配到两个级联的lambda5，从而对所述的两个级联的lambda5E进行控制管理，所述的lambda5E通过对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，获取该lambda5上连接的主轴的运动速度曲线，并根据该主轴的运动速度曲线控制变频器的输出，从而控制该lambda5E上连接的主轴的运动，该lambda5E还基于一跟随机制，使其上连接的Z轴跟随主轴进行运动。

更佳地，所述的lambda5E控制所述的Z轴以一定牙距实时跟随所述的主轴进行运动。

较佳地，所述的系统用于攻牙时，攻牙的速度设置为5000RPM，牙距误差设置为小于等于0.02mm。

基于上述系统实现双头自动打孔攻丝的方法，其主要特点是，所述的方法为：

所述的系统上电，并设置好该系统将要进行的攻牙操作或攻丝操作，所述的系统通过集成控制模块将该系统要实现的攻牙操作和攻丝操作分配到两个级联的lambda5，对所述的两个级联的lambda5E进行控制管理，且每一lambda5均对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，从而对连接在其上的主轴、Z轴进行控制，以完成攻牙操作、攻丝操作。

较佳地，每一lambda5均对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，从而对连接在其上的主轴、Z轴进行控制为：

所述的lambda5E通过对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，获取该lambda5上连接的主轴的运动速度曲线，并根据该主轴的运动速度曲线控制变频器的输出，从而控制该lambda5E上连接的主轴的运动，该lambda5E还基于一跟随机制，控制其上连接的Z轴以一定牙距实时跟随所述的主轴进行运动。

较佳地，所述的系统攻牙时，攻牙的速度设置为5000RPM，牙距误差设置为小于等于0.02mm。

采用该支持双头自动打孔攻丝的控制装置、系统及其方法，采用lambda5E级联的方式，配合NK500控制装置，使用Z轴追随主轴运动的方式，保证攻牙和攻丝质量，且在保证使用效果的同时，提升攻牙和攻丝的效率，达到一次加工两个工件的目的，十分具有实际意义。

附图说明

图1为本发明的包含支持双头自动打孔攻丝的控制装置的系统中的前馈控制模型示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用技术内容，特举以下实施例详细说明。

该支持双头自动打孔攻丝的控制装置，包括两个级联的lambda5E以及集成控制模块，所述的lambda5E与所述的集成控制模块相连接，所述的集成控制模块对该控制装置要实现的攻丝、攻牙操作进行分配，或按用户分配将每一lambda5E要实现的攻牙或攻丝操作对应到每一个lambda5E，从而对两个级联的lambda5E进行控制管理。所述的lambda5E用于连接的Z轴和主轴，并对攻牙和攻丝操作进行刀路解析，从而对lambda5E上连接的主轴和Z轴进行相应控制，完成攻牙或攻丝。其中每一lambda5E单独控制一个Z轴和主轴。

在一种较佳的实施例中，所述的集成控制模块为NK500集成控制模块。

在一种较佳的实施例中，所述lambda5E具有一跟随机制，控制所述的Z轴跟随主轴运动。

基于上述支持双头自动打孔攻丝的控制装置实现双头自动打孔攻丝的系统，包括与所述的控制装置相连接的变频器、两主轴和两Z轴，其中每一lambda5E都连接有一边变频器和一Z轴，变频器另一端连接所述的主轴，且所述的控制装置中的lambda5E通过控制变频器的输出控制所述的主轴，从而在具有跟随机制的前提下，使得Z轴跟随主轴运动。

在一种较佳的实施例中，所述的控制装置通过lambda5E对攻丝或攻牙时的刀路进行分析，获取主轴的运动速度曲线，从而控制所述的变频器进行相应输出，由变频器的输出对主轴的运动进行控制，并由主轴的运动确定Z轴的运动。

在一种更佳的实施方式中，所述的lambda5E基于一跟随机制控制所述的Z轴以一定牙距实时跟随所述的主轴进行运动。

在一种较佳的实施例中，所述的系统用于攻牙时，攻牙的速度设置为5000RPM，牙距误差设置为小于等于0.02mm。

上述系统实现双头自动打孔攻丝的方法为：

所述的系统上电，并设置好该系统将要进行的攻牙操作或攻丝操作，所述的系统通过集成控制模块将该系统要实现的攻牙操作和攻丝操作分配到两个级联的lambda5，对所述的两个级联的lambda5E进行控制管理，且每一lambda5E均对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，从而对连接在其上的主轴、Z轴进行控制，以完成攻牙操作、攻丝操作。

在一种较佳的实施例中，每一lambda5E均对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，从而对连接在其上的主轴、Z轴进行控制为：

所述的lambda5E通过对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，获取该lambda5上连接的主轴的运动速度曲线，并根据该主轴的运动速度曲线控制变频器的输出，从而E控制该lambda5E上连接的主轴的运动，该lambda5E还基于一跟随机制，控制其上连接的Z轴以一定牙距实时跟随所述的主轴进行运动。

所述的系统攻牙时，攻牙的速度设置为5000RPM，牙距误差设置为小于等于0.02mm。

该支持双头自动打孔攻丝的控制装置解决了CNC系统同时控制两个主轴进行攻丝的需求，在保证攻丝效果的同时，提升攻牙的效率，达到一次加工两个工件的目的，采用lambda5E级联的方式，配合NK500控制装置，使用Z轴追随主轴运动的方式，保证攻牙质量，且由于主轴响应性能的差异，在攻牙过程中，两个主轴的执行存在位置上的不一致，要求两个Z轴的运动严格匹配各自对应的主轴，Z轴的运动就需要各自在控制层面作出相应的前馈补偿，具体为采用每个lambda5E根据各自控制的主轴的位置来实时控制调整对应Z轴的位置。

在一种具体实施例中，通过NK500集成控制模块+Lambda5E级联+台达变频器+荣华主轴实现了双Z轴机床的打孔攻丝。在该具体实施例中，技术指标有：5000rpm的攻牙速度，牙距误差在0.02mm之内。一块lambda5E控制一个Z轴和主轴，lambda5E在整个攻丝中的运动控制各自独立，通过解析攻牙刀路，规划出主轴的运动速度曲线，发送控制命令驱动主轴运动；Z轴采用实时跟随主轴运动的方式，严格按照牙距运动，即使主轴出现干扰、速度阶跃等执行不到位现象，Z轴也能根据主轴的运动实时调整，完成攻牙动作，保证攻牙质量。

请参阅图1，所述的lambda5E规划主轴的运动速度曲线，由lambda5E根据主轴的实际运动速度曲线控制Z轴运动，为了保证攻牙质量，设定△(S)为0，在该具体实施例中，所述的lambda5E还根据主轴的运动速度曲线得出一个给Z轴的前馈补偿，使前馈补偿和主轴的实际运动反馈同时作用于Z轴的控制。

采用该支持双头自动打孔攻丝的控制装置、系统及其方法，采用lambda5E级联的方式，配合NK500控制装置，使用Z轴追随主轴运动的方式，保证攻牙和攻丝质量，且在保证使用效果的同时，提升攻牙和攻丝的效率，达到一次加工两个工件的目的，十分具有实际意义。

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 (10)

1.一种支持双头自动打孔攻丝的控制装置，其特征在于，包括两个级联的lambda5E，以及集成控制模块，其中lambda5E用于连接主轴和Z轴，以及对该lambda5E将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，从而对连接在其上的主轴、Z轴进行控制，以完成攻牙操作、攻丝操作，所述的集成控制模块用于对两个级联的lambda5中每一lambda5E将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行分配，从而对所述的两个级联的lambda5E进行控制管理。

2.根据权利要求1所述的支持双头自动打孔攻丝的控制装置，其特征在于，所述的集成控制模块为NK500集成控制模块。

3.根据权利要求1所述的支持双头自动打孔攻丝的控制装置，其特征在于，所述的lambda5E通过对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析获取相应的运动速度曲线，并以该运动速度曲线对该lambda5E上连接的主轴和Z轴的运动进行控制，该lambda5E还基于一跟随机制，使其上连接的Z轴跟随主轴进行运动。

4.一种基于权利要求1至3中任一项所述的控制装置实现双头自动打孔攻丝的系统，其特征在于，所述的系统包括两主轴、两Z轴、两变频器以及所述的控制装置，且控制装置中两个级联的lambda5E中每一lambda5E都连接有一变频器以及一Z轴，且所述的每一lambda5E都通过其连接的变频器连接至一主轴。

5.根据权利要求4所述的实现双头自动打孔攻丝的系统，其特征在于，所述的集成控制模块用于将该系统要实现的攻牙操作、攻丝操作分配到两个级联的lambda5，从而对所述的两个级联的lambda5E进行控制管理，所述的lambda5E通过对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，获取该lambda5上连接的主轴的运动速度曲线，并根据该主轴的运动速度曲线控制变频器的输出，从而控制该lambda5E上连接的主轴的运动，该lambda5E还基于一跟随机制，使其上连接的Z轴跟随主轴进行运动。

6.根据权利要求5所述的实现双头自动打孔攻丝的系统，其特征在于，所述的lambda5E控制所述的Z轴以一定牙距实时跟随所述的主轴进行运动。

7.根据权利要求4所述的实现双头自动打孔攻丝的系统，其特征在于，所述的系统用于攻牙时，攻牙的速度设置为5000RPM，牙距误差设置为小于等于0.02mm。

8.一种基于权利要求4至7中任一项所述的系统实现双头自动打孔攻丝的方法，其特征在于，所述的方法为：

所述的系统上电，并设置好该系统将要进行的攻牙操作或攻丝操作，所述的系统通过集成控制模块将该系统要实现的攻牙操作和攻丝操作分配到两个级联的lambda5，对所述的两个级联的lambda5E进行控制管理，且每一lambda5均对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，从而对连接在其上的主轴、Z轴进行控制，以完成攻牙操作、攻丝操作。

9.根据权利要求8所述的系统实现双头自动打孔攻丝的方法，其特征在于，每一lambda5均对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，从而对连接在其上的主轴、Z轴进行控制为：

所述的lambda5E通过对将要进行的攻牙操作、攻丝操作进行攻牙刀路、攻丝刀路的解析，获取该lambda5上连接的主轴的运动速度曲线，并根据该主轴的运动速度曲线控制变频器的输出，从而控制该lambda5E上连接的主轴的运动，该lambda5E还基于一跟随机制，控制其上连接的Z轴以一定牙距实时跟随所述的主轴进行运动。

10.根据权利要求8所述的支持双头自动打孔攻丝的控制装置，其特征在于，所述的系统攻牙时，攻牙的速度设置为5000RPM，牙距误差设置为小于等于0.02mm。