一种超声波刀柄控制方法、系统、装置和存储介质
技术领域
本发明涉及数控加工技术领域,尤其涉及一种超声波刀柄控制方法、系统、装置和存储介质。
背景技术
超声波刀柄是通过超声波刀柄的振动,获得非常大的冲击加速度,与机床主运动复合后沿切削方向高速振动,将工件的被加工表面击碎形成微痕,将材料先击碎,再去除,非常轻易地切除被加工材料。但超声波刀柄是属于机床附属配件,无法与加工机床实行有效通讯联接并控制加工;而且在传统加工过程中,容易受到各种复杂加工环境以及加工部分形态的影响,从而影响加工的效果。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种能提升加工效果的超声波刀柄控制方法、系统、装置和存储介质。
本发明所采取的技术方案是:
一种超声波刀柄控制方法,包括以下步骤:
获取数控机床中各个工艺阶段的加工刀柄标识信息和加工参数;
检测所述数控机床当前所处的工艺阶段;
根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄;
根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄。
作为所述的一种超声波刀柄控制方法的进一步改进,加工参数包括超声波刀柄振幅、超声波刀柄频率、主轴转速、超声波电源功率、超声波电源的工作电压的占空比、超声波电源的工作电流的占空比、超声波电源的工作电流与电压的相位差、标定系数、搜频系数和进给速度中的至少一种。
作为所述的一种超声波刀柄控制方法的进一步改进,所述检测所述数控机床当前所处的工艺阶段,这一步骤具体包括:
获取当前加工运行总时间和当前工艺阶段运行时间;
根据当前加工运行总时间、当前工艺阶段运行时间和预设的工艺阶段分布总时间,判断得出所述数控机床当前所处的工艺阶段。
作为所述的一种超声波刀柄控制方法的进一步改进,所述加工刀柄标识信息包括刀库编号,所述根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄,这一步骤具体包括:
判断当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息中的刀柄信息与当前超声波刀柄对应的标识信息是否一致,若是,则不进行换刀处理;反之,则根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息中的刀库编号,控制所述数控机床换取该刀库编号上的超声波刀柄。
作为所述的一种超声波刀柄控制方法的进一步改进,所述加工刀柄标识信息还包括刀柄信息,所述根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄,这一步骤还包括:
获取当前换取的超声波刀柄的标识信息;
检测当前的超声波刀柄的标识信息是否与加工刀柄标识信息中的刀柄信息相匹配,若是,则发出成功换取信号;反之,则发出告警信号。
作为所述的一种超声波刀柄控制方法的进一步改进,所述的根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄的这一步骤之后,还包括以下步骤:
对超声波刀柄接收到的工作电流信号和工作电压信号进行实时检测并反馈校正。
作为所述的一种超声波刀柄控制方法的进一步改进,还包括以下步骤:
当所述超声波刀柄为超声波复合刀柄时,根据当前所处的工艺阶段,采用所述超声波复合刀柄中对应的加工位置进行加工,且超声波复合刀柄中各加工位置在不同工艺阶段具有不同的振幅
本发明所采用的另一个技术方案是:
一种超声波刀柄控制系统,包括:
信息获取单元,用于获取数控机床中各个工艺阶段的加工刀柄标识信息和加工参数;
工艺阶段检测单元,用于检测所述数控机床当前所处的工艺阶段;
换刀单元,用于根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄;
信号传输单元,用于根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄。
本发明所采用的再一个技术方案是:
一种超声波刀柄控制装置,包括:
存储器,用于存放程序;
处理器,用于执行所述程序,所述程序使得所述处理器执行所述的超声波刀柄控制方法。
本发明所采用的再一个技术方案是:
一种计算机可读存储介质,包括计算机程序,当其在计算机上运行时,使得所述的超声波刀柄控制方法被执行。
本发明所采用的再一个技术方案是:
一种超声波刀柄,该超声波刀柄用于获取数控机床中各个工艺阶段的加工刀柄标识信息和加工参数,并根据各工艺阶段对应的加工参数,对输入的工作电流信号和工作电压信号进行调整,以使得在不同工艺阶段实时调整对应的加工参数。
本发明的有益效果是:
本发明一种超声波刀柄控制方法、系统、装置和存储介质通过检测工艺阶段,使得输出至超声波刀柄的工作电流信号和工作电压信号能根据不同工艺阶段对加工参数进行动态调整,不仅能准确控制对应的超声波刀柄产生超声波,而且能有效克服各种复杂加工环境以及加工部分形态的影响,大大提高数控加工效果和准确性。
附图说明
图1是本发明一种超声波刀柄控制方法中一个实施例的步骤流程图;
图2是本发明一种超声波刀柄控制方法中一个实施例的应用场景图;
图3是本发明一个实施例中工艺阶段检测的步骤流程图;
图4是本发明一个实施例中换刀检测的步骤流程图;
图5是本发明另一个实施例的步骤流程图;
图6是本发明一种超声波刀柄控制系统一个实施例的模块方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
参考图1,本实施例中提供了一种超声波刀柄控制方法,本实施例应用于如图2所示的场景中,其中,数控机床分别与超声波发生器和超声波刀柄相连接,所述超声波发生器与超声波刀柄相连接。所述超声波刀柄控制方法具体包括以下步骤:
S1、获取数控机床中各个工艺阶段的加工刀柄标识信息和加工参数;
所述加工刀柄标识信息指的是进行数控加工所使用的超声波刀柄的信息,其包括刀库编号和刀柄信息,所述刀库编号表示超声波刀柄在刀库中的位置编号,所述刀柄信息可以包括刀柄编号和刀柄型号等信息,所述加工参数表示数控加工过程中数控机床的机床设置参数,包括超声波刀柄振幅、超声波刀柄频率、主轴转速、超声波电源功率、超声波电源的工作电压的占空比、超声波电源的工作电流的占空比、超声波电源的工作电流与电压的相位差、标定系数、搜频系数和进给速度中的至少一种。其中,搜频系数用于反馈电路调节滤波范围的大小。
S2、检测所述数控机床当前所处的工艺阶段;
S3、根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄;
S4、根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄。
本实施例中检测当前所处的工艺阶段并获取该工艺阶段对应的加工参数,使得输出至超声波刀柄的工作电流信号和工作电压信号能根据不同工艺阶段对加工参数进行动态调整,不仅能准确控制对应的超声波刀柄产生超声波,而且能有效克服各种复杂加工环境以及加工部分形态的影响,大大提高数控加工效果和准确性。
参考图3,进一步作为优选的实施方式,本实施例中所述检测所述数控机床当前所处的工艺阶段,这一步骤具体包括:
S21、获取当前加工运行总时间和当前工艺阶段运行时间;
S22、根据当前加工运行总时间、当前工艺阶段运行时间和预设的工艺阶段分布总时间,判断得出所述数控机床当前所处的工艺阶段。
本实施例中,先是对工艺阶段分布总时间进行预设置,由于加工每个工艺阶段的时间会根据实际情况有所变化,所以工艺阶段分布总时间会预设置每个工艺阶段对应的时间段,因此获取当前加工运行总时间后能跟工艺阶段分布总时间进行对比,从而得出当前所处的工艺阶段;而且若检测到当前工艺阶段运行时间到达该工艺阶段预设的加工时间时,则判断工艺阶段结束并进入下一工艺阶段。
参考图4,进一步作为优选的实施方式,本实施例中加工刀柄标识信息包括刀库编号,所述根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄,这一步骤具体包括:
S31、判断当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息中的刀柄信息与当前超声波刀柄对应的标识信息是否一致,若是,则不进行换刀处理;反之,则根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息中的刀库编号,控制所述数控机床换取该刀库编号上的超声波刀柄;
本实施例中,先是判断是否需要换刀,在换刀时,先是读取加工刀柄标识信息中的刀库编号,然后所述数控机床根据刀库编号换取该刀库编号上的超声波刀柄。
进一步作为优选的实施方式,本实施例中所述的根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄的这一步骤之后,还包括以下步骤:
S22、获取当前换取的超声波刀柄的标识信息;
所述超声波刀柄的标识信息可以是超声波刀柄的刀柄编号和刀柄型号等信息。
S23、检测当前的超声波刀柄的标识信息是否与加工刀柄标识信息中的刀柄信息相匹配,若是,则发出成功换取信号;反之,则发出告警信号。
在换取了该刀库编号上的超声波刀柄之后,需要对换取后超声波刀柄进行匹配检测,从而能有效避免由于超声波刀柄放置在错误刀库位置导致加工出错的情况。将标识信息与加工刀柄标识信息中的刀柄信息相匹配,若匹配上后则发出成功换取信号,可以执行后续步骤;若匹配错误,则说明超声波刀柄的放置位置错误,发出告警信号通知数控机床暂停加工并通过工作人员进行处理。
参考图5,进一步作为优选的实施方式,本实施例中所述的根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄的这一步骤之后,还包括以下步骤:
S4、对超声波刀柄接收到的工作电流信号和工作电压信号进行实时检测并反馈校正。
本实施例中,超声波刀柄可以实时对接收到的工作电流信号和工作电压信号进行检测并反馈到数控机床中,数控机床再根据反馈的信息判断是否需要对电流信号进行重新校正。
本实施例还包括以下步骤:
当所述超声波刀柄为超声波复合刀柄时,根据当前所处的工艺阶段,采用所述超声波复合刀柄中对应的加工位置进行加工,且超声波复合刀柄中各加工位置在不同工艺阶段具有不同的振幅。
本实施例中,当所述超声波刀柄为超声波复合刀柄时,加工时对所述超声波复合刀柄中不同部位的刀头的超声波刀柄振幅和超声波刀柄频率的需求并不相同,因此,针对不同的工艺阶段,需要采用不同的刀头,同时也要调整对应的加工参数。
本实施例中,所述数控机床与超声波发生器之间可以通过各种通信方式进行交互通信,其中通信方式包括但不限于RS232、RS485、RJ45、以太网接口及对应FOCUS协议等方式,本实施例中通过上述通信方式可以减少信号干扰,且成本低,有效提高了获取加工控制信息的效率。
参考图6,本实施例提供了一种超声波刀柄控制系统,包括:
信息获取单元,用于获取数控机床中各个工艺阶段的加工刀柄标识信息和加工参数;
所述加工刀柄标识信息指的是进行数控加工所使用的超声波刀柄的信息,其包括刀库编号和刀柄信息,所述刀库编号表示超声波刀柄在刀库中的位置编号,所述刀柄信息可以包括刀柄编号和刀柄型号等信息,所述加工参数表示数控加工过程中数控机床的机床设置参数,包括超声波刀柄振幅、超声波刀柄频率、主轴转速和进给速度中的至少一种。
工艺阶段检测单元,用于检测所述数控机床当前所处的工艺阶段;
换刀单元,用于根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄;
信号传输单元,用于根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄。
本实施例中检测当前所处的工艺阶段并获取该工艺阶段对应的加工参数,使得输出至超声波刀柄的工作电流信号和工作电压信号能根据不同工艺阶段对加工参数进行动态调整,不仅能准确控制对应的超声波刀柄产生超声波,而且能有效克服各种复杂加工环境以及加工部分形态的影响,大大提高数控加工效果和准确性。
本发明在另一个实施例中还提供了一种超声波刀柄控制装置,包括:
存储器,用于存放程序;
处理器,用于执行所述程序,所述程序使得所述处理器执行以下步骤:
获取数控机床中各个工艺阶段的加工刀柄标识信息和加工参数;
所述加工刀柄标识信息指的是进行数控加工所使用的超声波刀柄的信息,其包括刀库编号和刀柄信息,所述刀库编号表示超声波刀柄在刀库中的位置编号,所述刀柄信息可以包括刀柄编号和刀柄型号等信息,所述加工参数表示数控加工过程中数控机床的机床设置参数,包括超声波刀柄振幅、超声波刀柄频率、主轴转速和进给速度中的至少一种。
检测所述数控机床当前所处的工艺阶段;
根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄;
根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄。
本实施例中检测当前所处的工艺阶段并获取该工艺阶段对应的加工参数,使得输出至超声波刀柄的工作电流信号和工作电压信号能根据不同工艺阶段对加工参数进行动态调整,不仅能准确控制对应的超声波刀柄产生超声波,而且能有效克服各种复杂加工环境以及加工部分形态的影响,大大提高数控加工效果和准确性。
本发明的另一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质,包括计算机程序,当其在计算机上运行时,使得以下所述的超声波刀柄控制方法被执行:
获取数控机床中各个工艺阶段的加工刀柄标识信息和加工参数;
所述加工刀柄标识信息指的是进行数控加工所使用的超声波刀柄的信息,其包括刀库编号和刀柄信息,所述刀库编号表示超声波刀柄在刀库中的位置编号,所述刀柄信息可以包括刀柄编号和刀柄型号等信息,所述加工参数表示数控加工过程中数控机床的机床设置参数,包括超声波刀柄振幅、超声波刀柄频率、主轴转速和进给速度中的至少一种。
检测所述数控机床当前所处的工艺阶段;
根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄;
根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄。
本实施例中检测当前所处的工艺阶段并获取该工艺阶段对应的加工参数,使得输出至超声波刀柄的工作电流信号和工作电压信号能根据不同工艺阶段对加工参数进行动态调整,不仅能准确控制对应的超声波刀柄产生超声波,而且能有效克服各种复杂加工环境以及加工部分形态的影响,大大提高数控加工效果和准确性。
进一步作为优选的实施方式,本实施例中所述检测所述数控机床当前所处的工艺阶段,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
获取当前加工运行总时间和当前工艺阶段运行时间;
根据当前加工运行总时间、当前工艺阶段运行时间和预设的工艺阶段分布总时间,判断得出所述数控机床当前所处的工艺阶段。
本实施例中,先是对工艺阶段分布总时间进行预设置,由于加工每个工艺阶段的时间会根据实际情况有所变化,所以工艺阶段分布总时间会预设置每个工艺阶段对应的时间段,因此获取当前加工运行总时间后能跟工艺阶段分布总时间进行对比,从而得出当前所处的工艺阶段;而且若检测到当前工艺阶段运行时间到达该工艺阶段预设的加工时间时,则判断工艺阶段结束并进入下一工艺阶段。
进一步作为优选的实施方式,本实施例中加工刀柄标识信息包括刀库编号和刀柄信息,所述根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息,控制所述数控机床换取对应的超声波刀柄,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
判断当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息中的刀柄信息与当前超声波刀柄对应的标识信息是否一致,若是,则不进行换刀处理;反之,则根据当前所处的工艺阶段对应的加工刀柄标识信息中的刀库编号,控制所述数控机床换取该刀库编号上的超声波刀柄;
本实施例中,先是判断是否需要换刀,在换刀时,先是读取加工刀柄标识信息中的刀库编号,然后所述数控机床根据刀库编号换取该刀库编号上的超声波刀柄。
获取当前换取的超声波刀柄的标识信息;
所述超声波刀柄的标识信息可以是超声波刀柄的刀柄编号和刀柄型号等信息。
检测当前的超声波刀柄的标识信息是否与加工刀柄标识信息中的刀柄信息相匹配,若是,则发出成功换取信号;反之,则发出告警信号。
在换取了该刀库编号上的超声波刀柄之后,需要对换取后超声波刀柄进行匹配检测,从而能有效避免由于超声波刀柄放置在错误刀库位置导致加工出错的情况。将标识信息与加工刀柄标识信息中的刀柄信息相匹配,若匹配上后则发出成功换取信号,可以执行后续步骤;若匹配错误,则说明超声波刀柄的放置位置错误,发出告警信号通知数控机床暂停加工并通过工作人员进行处理。
进一步作为优选的实施方式,本实施例中所述的根据当前所处的工艺阶段对应的加工参数,生成对应的工作电流信号和工作电压信号并输出至超声波刀柄的这一步骤之后,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
对超声波刀柄接收到的工作电流信号和工作电压信号进行实时检测并反馈校正。
本实施例中,超声波刀柄可以实时对接收到的工作电流信号和工作电压信号进行检测并反馈到数控机床中,数控机床再根据反馈的信息判断是否需要对电流信号进行重新校正。
本实施例计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤::
当所述超声波刀柄为超声波复合刀柄时,根据当前所处的工艺阶段,采用所述超声波复合刀柄中对应的加工位置进行加工,且超声波复合刀柄中各加工位置在不同工艺阶段具有不同的振幅。
本实施例中,当所述超声波刀柄为超声波复合刀柄时,加工时对所述超声波刀柄的不同位置的超声波刀柄振幅和超声波刀柄频率的需求并不相同,因此,需要对该超声波刀柄中用于的加工位置进行调整。
本发明还提供了一种超声波刀柄,该超声波刀柄用于获取数控机床中各个工艺阶段的加工刀柄标识信息和加工参数,并根据各工艺阶段对应的加工参数,对输入的工作电流信号和工作电压信号进行调整,以使得在不同工艺阶段实时调整对应的加工参数。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。