CN109015048A - 具有高精度定位功能的数控机床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有高精度定位功能的数控机床，包括：工作台，其顶端设置定位夹具；工作台底端设置升降装置；人机交互界面，其包括虚拟设定模块；虚拟设定模块包括：超声采集模块，其通过实景扫射采集待加工件的尺寸信息并生成3D模型信息传输并存储至图像存储模块；定位方案生成模块，其生成多个待加工件的定位方案；以及坐标生成模块，其坐标生成模块根据3D模型信息以及定位方案生成待加工件的数控程序信息并传输至处理器；本发明通过人机交互界面根据定位面的不同给出不同的定位方案，避免人为选定定位面造成的加工精度不理想的问题，并通过实物获取3D模型信息，自动生成数控程序，不仅保证了工件的加工质量，同时保证了加工的时率。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种具有高精度定位功能的数控机床。
背景技术
数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。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，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造，更换许多模具、夹具，不需要经常重新调整机床。因此，数控机床适用于所加工的零件频繁更换的场合，亦即适合单件，小批量产品的生产及新产品的开发，从而缩短了生产准备周期，节省了大量工艺装备的费用，但工件加工精度是否可以得到控制则取决与定位面的选择，以及是否能实现高精度定位则是关键，工人们在操控数控机床进行加工时，需人工选择定位面进行定位，定位面选择的不合理，也是影响加工精度的关键因素。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种具有高精度定位功能的数控机床，通过人机交互界面根据定位面的不同给出不同的定位方案，避免人为选定定位面造成的加工精度不理想的问题，并通过实物获取3D模型信息，自动生成数控程序，不仅保证了工件的加工质量，同时保证了加工的时率。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具有高精度定位功能的数控机床，包括：
工作台，其顶端设置定位夹具，所述定位夹具包括第一定位块和设置在所述第一定位块相对面的第二定位块，所述第一定位块与所述第二定位块分别连接将所述第一定位块向外推进的第一推送机构以及将所述第二定位块向内推进的第二推送机构；所述工作台底端设置升降装置。
人机交互界面，其包括虚拟设定模块、触摸显示屏以及连接到所述触摸显示屏的处理器，所述处理器连接到所述第一推送机构、第二推送机构和升降装置，通过处理器控制第一定位块、第二定位块和工作台的移动；所述虚拟设定模块包括：
超声采集模块，其通过实景扫射采集待加工件的尺寸信息并生成3D模型信息。
图像存储模块，其用于接收所述超声采集模块传输的所述3D模型信息，并根据所述3D模型的定位面的不同分类存储。
定位方案生成模块，其根据所述3D模型信息并结合待加工面的选择生成多个所述待加工件的定位方案，并给出定位最优方案以及加工精度最优方案。以及
坐标生成模块，其分别连接到所述图像存储模块和定位方案生成模块，所述坐标生成模块根据所述3D模型信息以及所述定位方案生成所述待加工件的数控程序信息并传输至所述处理器。
优选的是，所述升降装置包括基座以及设置在所述基座内升降所述工作台的升降机构，所述基座相交的两侧面分别设置使所述基座左右移动的第三推送机构以及使所述基座前后移动的第四推送机构；第三推送机构、第四推送机构和升降机构分别连接到所述处理器，通过所述处理器控制工作台的左右移动以及升降。
优选的是，还包括主轴箱，其设置在所述工作台的后侧，所述主轴箱包括立柱、壳体以及设置在壳体中部的主轴；所述壳体设置在所述立柱的前端并置于所述工作台上方中部的位置，所述主轴前端设置可拆卸的刀具夹。
优选的是，还包括罩体，其罩设在所述工作台与所述主轴箱的外侧，所述罩体外侧设置开口，所述开口处设置盖体，所述盖体为钢化玻璃板，所述盖体顶端以及底端的同一侧均第五推送机构，以使所述盖体左右开合。
优选的是，所述盖体外侧设置手柄，所述手柄靠近盖体的一侧设置智能感应开启模块，所述智能感应开启模块连接到所述第五推送机构，所述智能感应开启模块通过检测到的压力控制第五推送机构的运行，以控制所述盖体的启闭。
优选的是，还包括动力装置，其分别连接到所述处理器和主轴箱，通过所述处理器控制所述动力装置的启闭，以控制所述主轴的转动。
优选的是，还包括虚拟演示模块，其根据所述3D模型信息和定位方案生成所述待加工件的虚拟加工过程以及最终成件信息，并传输至所述处理器，通过所述触摸显示屏显示。
优选的是，所述第一定位块和第二定位块均包括多个可移动的子定位块，所述子定位块从上至下纵向排列，每个所述子定位块后侧均连接子推送机构，所述子推送机构分别构成第一推送机构和第二推送机构。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明在上述方案中，第一定位块和第二定位块分别在第一推送机构和第二推送机构的作用下进行移动，定位工件时，所述第一定位块和第二定位块相对运动，以夹紧定位工件，通过第一推送机构的作用，夹紧定位更加方便省力，同时降低了工人每次定位夹紧的劳动量；所述升降装置控制工作台的升降和移动，以配合主轴的转动，完成加工；通过超声采集模块利用超声波采集待加工件的尺寸信息，以生成3D模型信息，省去了人为测量的麻烦，并避免人为测量的误差；通过所述定位方案生成模块根据生成的3D模型信息给出选择不同定位面的定位方案，每种定位方案得到的工件的加工精度均不同，给出定位的最优方案，同时给出加工精度最优方案，以便选择方便定位且加工精度相对较高的方案还是选择不便定位，加工精度最优的方案，避免人为选定定位面的失误，并在选定方案后，通过坐标生成模块根据选定的定位面和3D模型信息自动生成数控程序，传输至处理器，处理器根据数控程序控制工作台的运动以完成加工，避免了人为编程劳动强度大，且费时费力，同时避免人为编程带来的误差，保证工件的加工质量，有效提高整体加工的效率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述具有高精度定位功能的数控机床中所述人机交互界面的结构框图；
图2为本发明所述具有高精度定位功能的数控机床结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1和图2所示，本发明提供一种具有高精度定位功能的数控机床，包括：
工作台1，其顶端设置定位夹具2，所述定位夹具2包括第一定位块21和设置在所述第一定位块21相对面的第二定位块22，所述第一定位块21与所述第二定位块22分别连接将所述第一定位块21向外推进的第一推送机构以及将所述第二定位块22向内推进的第二推送机构；所述工作台1底端设置升降装置3。
人机交互界面，其包括虚拟设定模块、触摸显示屏4以及连接到所述触摸显示屏4的处理器，所述处理器连接到所述第一推送机构、第二推送机构和升降装置3，通过处理器控制第一定位块21、第二定位块22和工作台1的移动；所述虚拟设定模块包括：
超声采集模块，其通过实景扫射采集待加工件的尺寸信息并生成3D模型信息。
图像存储模块，其用于接收所述超声采集模块传输的所述3D模型信息，并根据所述3D模型的定位面的不同分类存储。
定位方案生成模块，其根据所述3D模型信息并结合待加工面的选择生成多个所述待加工件的定位方案，并给出定位最优方案以及加工精度最优方案。以及
坐标生成模块，其分别连接到所述图像存储模块和定位方案生成模块，所述坐标生成模块根据所述3D模型信息以及所述定位方案生成所述待加工件的数控程序信息并传输至所述处理器。
在上述方案中，第一定位块21和第二定位块22分别在第一推送机构和第二推送机构的作用下进行移动，定位工件时，所述第一定位块21和第二定位块22相对运动，以夹紧定位工件，所述第一推送机构为气缸，通过第一推送机构的作用，夹紧定位更加方便省力，同时降低了工人每次定位夹紧的劳动量；所述升降装置3控制工作台1的升降和移动，以配合主轴53的转动，完成加工；通过超声采集模块利用超声波采集待加工件的尺寸信息，以生成3D模型信息，省去了人为测量的麻烦，并避免人为测量的误差；通过所述定位方案生成模块根据生成的3D模型信息给出选择不同定位面的定位方案，每种定位方案得到的工件的加工精度均不同，给出定位的最优方案，同时给出加工精度最优方案，以便选择方便定位且加工精度相对较高的方案还是选择不便定位，加工精度最优的方案，避免人为选定定位面的失误，并在选定方案后，通过坐标生成模块根据选定的定位面和3D模型信息自动生成数控程序，传输至处理器，处理器根据数控程序控制工作台1的运动以完成加工，避免了人为编程劳动强度大，且费时费力，同时避免人为编程带来的误差，保证工件的加工质量，有效提高整体加工的效率。
一个优选方案中，所述升降装置3包括基座31以及设置在所述基座31内升降所述工作台1的升降机构，所述基座31相交的两侧面分别设置使所述基座31左右移动的第三推送机构以及使所述基座31前后移动的第四推送机构；第三推送机构、第四推送机构和升降机构分别连接到所述处理器，通过所述处理器控制工作台1的左右移动以及升降。
在上述方案中，通过所述第三推送机构使所述基座31左右移动，以实现工件左右方向的加工；通过所述第四推送机构使所述基座31前后移动，以实现工件前后方向的移动；所述升降机构控制工作台1的上下移动，以实现工作台1上待加工件的高度方向的加工；所述第三推送机构、第四推送机构以及升降机构均连接到处理器，使得工件的加工过程中，工作台1的移动更方便省时省力。
一个优选方案中，还包括主轴53箱5，其设置在所述工作台1的后侧，所述主轴53箱5包括立柱51、壳体52以及设置在壳体52中部的主轴53；所述壳体52设置在所述立柱51的前端并置于所述工作台1上方中部的位置，所述主轴53前端设置可拆卸的刀具夹。
在上述方案中，所述主轴53箱5内的主轴53置于工作台1上方，可拆卸的刀具夹用于安装可拆卸的刀具，主轴53的转动带动刀具的转动，通过工作台1左右、前后、上下移动配合主轴53的转动以完成工件的加工，所述壳体52将主轴53罩于其中，从而保证整体美观性。
一个优选方案中，还包括罩体6，其罩设在所述工作台1与所述主轴53箱5的外侧，所述罩体6外侧设置开口，所述开口处设置盖体7，所述盖体7为钢化玻璃板，所述盖体7顶端以及底端的同一侧均第五推送机构，以使所述盖体7左右开合。
在上述方案中，所述罩体6将所述工作台1和主轴53箱5罩设在其内，不仅整体美观，防尘，同时防止加工过程中的铁屑伤人；所述盖体7采用钢化玻璃板，不会受到加工中铁屑的破坏，更加坚固耐用，所述第五推送机构控制盖体7的开启和闭合，通过第五推送机构，使盖体7左右开合。
一个优选方案中，所述盖体7外侧设置手柄71，所述手柄71靠近盖体7的一侧设置智能感应开启模块，所述智能感应开启模块连接到所述第五推送机构，所述智能感应开启模块通过检测到的压力控制第五推送机构的运行，以控制所述盖体7的启闭。
在上述方案中，所述盖体7外侧设置的手柄71，在第五推送机构控制的情况下，也可通过人工开合的方式开闭盖体7，设置的手柄71便于人工开合时盖体7受力，但相对费力写，通过手柄71内侧设置的智能感应开启模块，在人手紧握手柄71时，智能感应开启模块检测到压力，从而控制第五机构的运行，使得的盖体7的开合更加方便智能。
一个优选方案中，还包括动力装置，其分别连接到所述处理器和主轴53箱5，通过所述处理器控制所述动力装置的启闭，以控制所述主轴53的转动。
在上述方案中，所述主轴53的转动通过动力装置提供转动的动力，所述动力装置的启闭由处理器控制，从而通过处理器设置与处理器连接的控制按钮，直接通过按压的方式启动动力装置，更加方便控制主轴53的运转。
一个优选方案中还包括虚拟演示模块，其根据所述3D模型信息和定位方案生成所述待加工件的虚拟加工过程以及最终成件信息，并传输至所述处理器，通过所述触摸显示屏4显示。
在上述方案中，根据所述3D模型信息和已选定好定位面的定位方案的信息，将待加工件将要加工的过程虚拟并显示在触摸显示屏4上，并以3D立体的实景虚拟视频呈现，便于工人人员直观的了解整个过程，也可先行选定不同的定位面进行虚拟预览，以选最优方案。
一个优选方案中，所述第一定位块21和第二定位块22均包括多个可移动的子定位块，所述子定位块从上至下纵向排列，每个所述子定位块后侧均连接子推送机构，所述子推送机构分别构成第一推送机构和第二推送机构。
在上述方案中，通过将第一定位块21和第二定位块22都划分为不同的子定位块，选定不同的定位面后，相应的选择不同的子定位块，所述子定位块可设置为不同的接触面以适应不同的定位面，以期达到更好的定位效果，每个子定位块均受控于子推送机构，子推送机构受控于处理器，以便处理器根据不同的定位面的选择推进不同的子定位块进行待加工件的定位。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种具有高精度定位功能的数控机床，其中，包括：
工作台，其顶端设置定位夹具，所述定位夹具包括第一定位块和设置在所述第一定位块相对面的第二定位块，所述第一定位块与所述第二定位块分别连接将所述第一定位块向外推进的第一推送机构以及将所述第二定位块向内推进的第二推送机构；所述工作台底端设置升降装置；
人机交互界面，其包括虚拟设定模块、触摸显示屏以及连接到所述触摸显示屏的处理器，所述处理器连接到所述第一推送机构、第二推送机构和升降装置，通过处理器控制第一定位块、第二定位块和工作台的移动；所述虚拟设定模块包括：
超声采集模块，其通过实景扫射采集待加工件的尺寸信息并生成3D模型信息；
图像存储模块，其用于接收所述超声采集模块传输的所述3D模型信息，并根据所述3D模型的定位面的不同分类存储；
定位方案生成模块，其根据所述3D模型信息并结合待加工面的选择生成多个所述待加工件的定位方案，并给出定位最优方案以及加工精度最优方案；以及
坐标生成模块，其分别连接到所述图像存储模块和定位方案生成模块，所述坐标生成模块根据所述3D模型信息以及所述定位方案生成所述待加工件的数控程序信息并传输至所述处理器。
2.如权利要求1所述的具有高精度定位功能的数控机床，其中，所述升降装置包括基座以及设置在所述基座内升降所述工作台的升降机构，所述基座相交的两侧面分别设置使所述基座左右移动的第三推送机构以及使所述基座前后移动的第四推送机构；第三推送机构、第四推送机构和升降机构分别连接到所述处理器，通过所述处理器控制工作台的左右移动以及升降。
3.如权利要求1所述的具有高精度定位功能的数控机床，其中，还包括主轴箱，其设置在所述工作台的后侧，所述主轴箱包括立柱、壳体以及设置在壳体中部的主轴；所述壳体设置在所述立柱的前端并置于所述工作台上方中部的位置，所述主轴前端设置可拆卸的刀具夹。
4.如权利要求1所述的具有高精度定位功能的数控机床，其中，还包括罩体，其罩设在所述工作台与所述主轴箱的外侧，所述罩体外侧设置开口，所述开口处设置盖体，所述盖体为钢化玻璃板，所述盖体顶端以及底端的同一侧均第五推送机构，以使所述盖体左右开合。
5.如权利要求4所述的具有高精度定位功能的数控机床，其中，所述盖体外侧设置手柄，所述手柄靠近盖体的一侧设置智能感应开启模块，所述智能感应开启模块连接到所述第五推送机构，所述智能感应开启模块通过检测到的压力控制第五推送机构的运行，以控制所述盖体的启闭。
6.如权利要求3所述的具有高精度定位功能的数控机床，其中，还包括动力装置，其分别连接到所述处理器和主轴箱，通过所述处理器控制所述动力装置的启闭，以控制所述主轴的转动。
7.如权利要求1所述的具有高精度定位功能的数控机床，其中，还包括虚拟演示模块，其根据所述3D模型信息和定位方案生成所述待加工件的虚拟加工过程以及最终成件信息，并传输至所述处理器，通过所述触摸显示屏显示。
8.如权利要求6所述的具有高精度定位功能的数控机床，其中，所述第一定位块和第二定位块均包括多个可移动的子定位块，所述子定位块从上至下纵向排列，每个所述子定位块后侧均连接子推送机构，所述子推送机构分别构成第一推送机构和第二推送机构。
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