CN110170858B - 一种超声波夹具控制方法、系统、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波夹具控制方法、系统、装置和存储介质，方法包括：获取数控机床中各个工艺阶段的加工参数；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夹具。本发明通过检测工艺阶段，使得输出至超声波夹具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，不仅能准确控制超声波夹具来代替超声波刀柄产生超声波进行加工，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。本发明可广泛应用于数控技术领域中。
Description
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夹具控制方法、系统、装置和存储介质。
背景技术
现在的超声波加工技术大部分都是通过控制超声波刀柄的振动，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。而在这个过程中超声波夹具只是用作对加工物件进行夹持固定，无法与加工机床实行有效通讯联接并在加工中产生其他作用；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夹具控制方法、系统、装置和存储介质。
本发明所采取的技术方案是：
一种超声波夹具控制方法，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夹具。
作为所述的一种超声波夹具控制方法的进一步改进，加工参数包括超声波夹具振幅、超声波电源频率、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夹具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夹具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夹具的这一步骤之后，还包括以下步骤：
对超声波夹具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。
本发明所采用的另一个技术方案是：
一种超声波夹具控制系统，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夹具。
本发明所采用的再一个技术方案是：
一种超声波夹具控制装置，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夹具控制方法。
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，使得所述的超声波夹具控制方法被执行。
本发明所采用的再一个技术方案是：
一种超声波夹具，该超声波夹具用于获取数控机床中各个工艺阶段的加工参数，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：
本发明一种超声波夹具控制方法、系统、装置和存储介质通过检测工艺阶段，使得输出至超声波夹具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，不仅能准确控制超声波夹具来代替超声波刀柄产生超声波进行加工，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夹具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夹具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是本发明另一个实施例的步骤流程图；
图5是本发明一种超声波夹具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夹具控制方法，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夹具相连接，所述超声波发生器与超声波夹具相连接。所述超声波夹具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参数；
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，包括超声波夹具振幅、超声波电源频率、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夹具。
本实施例中在加工时，可以通过超声波夹具产生超声波，加工用的刀柄不再需要进行振动和产生超声波的操作，打破了传统控制刀柄而夹具固定的情况，而且本实施例中通过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，还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夹具的这一步骤之后，还包括以下步骤：
S4、对超声波夹具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、I/O接口、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5，本实施例提供了一种超声波夹具控制系统，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参数；
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，包括超声波夹具振幅、超声波电源频率、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。
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；
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夹具。
本实施例中在加工时，可以通过超声波夹具产生超声波，加工用的刀柄不再需要进行振动和产生超声波的操作，打破了传统控制刀柄而夹具固定的情况，而且本实施例中通过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，还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夹具控制装置，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参数；
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，包括超声波夹具振幅、超声波电源频率、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。
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夹具。
本实施例中在加工时，可以通过超声波夹具产生超声波，加工用的刀柄不再需要进行振动和产生超声波的操作，打破了传统控制刀柄而夹具固定的情况，而且本实施例中通过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，还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夹具控制方法被执行：
获取数控机床中各个工艺阶段的加工参数；
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，包括超声波夹具振幅、超声波电源频率、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。
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夹具。
本实施例中在加工时，可以通过超声波夹具产生超声波，加工用的刀柄不再需要进行振动和产生超声波的操作，打破了传统控制刀柄而夹具固定的情况，而且本实施例中通过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，还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夹具的这一步骤之后，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
对超声波夹具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，超声波夹具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工作电流信号和工作电压信号进行重新校正。
本发明还提供了一种超声波夹具，该超声波夹具用于获取数控机床中各个工艺阶段的加工参数，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。
Claims (8)
1.一种超声波夹具控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取数控机床中各个工艺阶段的加工参数；
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夹具；
所述的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。
2.根据权利要求1所述的一种超声波夹具控制方法，其特征在于：所述各个工艺阶段的加工参数包括超声波夹具振幅、超声波电源频率、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。
3.根据权利要求1所述的一种超声波夹具控制方法，其特征在于：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夹具的这一步骤之后，还包括以下步骤：
对超声波夹具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。
4.根据权利要求1所述的一种超声波夹具控制方法，其特征在于：生成工作电流信号和工作电压信号采用超声波发生器实现，所述数控机床与超声波发生器之间采用的通信方式包括RS232、RS485、RJ45、I/O接口、以太网接口及对应FOCUS协议。
5.一种超声波夹具控制系统，其特征在于，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；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夹具；所述工艺阶段检测单元具体用于：
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。
6.一种超声波夹具控制装置，其特征在于，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如权利要求1～4任一项所述的超声波夹具控制方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序，当其在计算机上运行时，使得如权利要求1～4任一项所述的超声波夹具控制方法被执行。
8.一种超声波夹具，其特征在于，该超声波夹具用于获取数控机床中各个工艺阶段的加工参数，并根据所述数控机床所处的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；
其中，所述数控机床所处的工艺阶段，通过以下步骤检测得到：
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。
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