CN110421400B - 一种数控机床防撞控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种数控机床防撞控制的方法，包括以下步骤：启动阶段：控制电机带动机台运动，同时控制防撞机构启动；快速运行阶段：调用防撞参数，防撞机构对快速运行空载状态的机台调用施加作用力，以降低快速运行的机台对外界的冲击力；慢速运行阶段：调用正常扭力参数，更改对机台施加的作用力，机台缓慢移动，并且控制机台的驱动主轴旋转，到达加工工位开始加工作业；加工阶段：机台控制主轴运行，完成加工作业。复位阶段：首先控制主轴远离加工工位，然后控制主轴停转，最后机台移动至原位，完成复位等待进入下次启动阶段。能够极大的降低机台在快速运行状态时对外界的冲击力，能够避免意外的发生。

Description

一种数控机床防撞控制的方法
技术领域
本发明涉及数控加工的技术领域，特别是一种数控机床防撞控制的方法。
背景技术
数控机床是数字控制机床的简称，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。
数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。
很多机床中都设有沿某一方向的直线移动运动机构，由于在其快速运行以到达加工工位的过程中具有较大的冲击力，可能会发生意外，尤其是容易出现操作工误触，快速移动的机台与手部发生撞击，对人体产生损害的问题，因此提出一种数控机床防撞控制的方法。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种数控机床防撞控制的方法，能够降低机台快速运行状态时对外界的冲击力，避免意外的发生。
为实现上述目的，本发明提出了一种数控机床防撞控制的方法，包括以下步骤：
启动阶段：控制电机带动进刀机台运动，同时控制防撞机构启动；
快速运行阶段：调用防撞参数，防撞机构对快速运行空载状态（无切削加工）的机台调用刀具进给力大于需向前运动的力（无切削加工），刀具进给力是由总伺服旋转扭矩转换出来，我们以降低或者增加伺服旋转扭力，使刀具进给力大于需向前运动的力（无切削加工），来达到进刀快速运动的目的，并且使得刀具对工件或者主轴因意外而引起的撞击力减小；所述撞击力=刀具进给力-需向前运动的力（无切削加工）+运动惯性力，因为需向前运动的力（无切削加工）恒定，通过减小刀具进给力和运动惯性从而减小撞击力；通过所述防撞机构调节控制电机的第一伺服旋转扭矩，所述防撞机构的牵引机构中包括伺服装置，所述防撞机构用于调节该伺服装置的第二伺服旋转扭矩；所述总伺服旋转扭矩包括控制电机的第一伺服旋转扭矩以及防撞机构的牵引机构中伺服装置的第二伺服旋转扭矩；
慢速运行阶段：调用正常扭力参数，使刀具进给力不小于加工切削所需的进给力，机台缓慢移动，并且控制机台的驱动主轴旋转，到达加工工位开始加工作业；
加工阶段：机台控制主轴运行，完成加工作业。
作为优选，所述防撞机构对快速运行空载状态（无切削加工）的刀具进给力,空载运动所需的力<快速运行空载状态（无切削加工）的刀具进给力<加工切削所需的进给力。
作为优选，所述快速运行阶段，加工刀具距离加工工件的最短距离为2mm。
作为优选，所述快速运行阶段，防撞机构对快速运行空载状态（无切削加工）的机台施加作用力，在该作用力的作用下，使快速运行的机台对外界的冲击力为满足运动状态下的最小值。
作为优选，所述快速运行阶段，控制防撞机构的牵引机构与机台同步移动，防撞机构的牵引机构对快速运行空载状态的机台施加作用力。
作为优选，所述慢速运行阶段，控制防撞机构的牵引机构与机台同步移动，并更改对机台施加的作用力。
作为优选，所述加工阶段，防撞机构的牵引机构与机台同步移动。
作为优选，所述加工阶段完成后，进入复位阶段：首先控制主轴远离加工工位，然后控制主轴停转，最后机台移动至原位，完成复位等待进入下次启动阶段，复位阶段的过程中防撞机构的牵引机构与机台同步移动复位。
作为优选，所述启动阶段，通过运动控制系统启动电机驱动器，并由电机驱动器控制电机带动机台运动。
作为优选，所述启动阶段，通过运动控制系统启动电机驱动器，并由电机驱动器控制电机带动机台运动。
本发明的有益效果：本发明采用在快速运行状态下对机台施加作用力的方法，能够极大的降低机台在快速运行状态时对外界的冲击力，即使操作工或外界的外力触碰到机台，由于机台的冲击力很小，因此，也不会对操作工产生伤害，能够避免意外的发生。
本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。
具体实施方式
本发明一种数控机床防撞控制的方法，包括以下步骤：
启动阶段：通过运动控制系统启动电机驱动器，并由电机驱动器控制电机带动机台运动，同时控制防撞机构启动；
快速运行阶段：调用防撞参数，控制防撞机构的牵引机构与机台同步移动，防撞机构的牵引机构对快速运行空载状态的机台施加作用力，以降低快速运行的机台对外界的冲击力；
慢速运行阶段：调用正常扭力参数，控制防撞机构的牵引机构与机台同步移动，并更改对机台施加的作用力，机台缓慢移动，并且控制机台的驱动主轴旋转，到达加工工位开始加工作业；
加工阶段：机台控制主轴运行，完成加工作业，同时，控制防撞机构的牵引机构与机台同步移动；
复位阶段：首先控制主轴远离加工工位，然后控制主轴停转，最后机台移动至原位，完成复位等待进入下次启动阶段，复位阶段的过程中防撞机构的牵引机构与机台同步移动复位。
进一步地，所述快速运行阶段，机台的主轴距离加工工位的最短距离为2mm。防撞机构对快速运行空载状态的机台施加作用力，在该反向作用力的作用下，快速运行的机台对外界的冲击力的范围为满足运动状态下的最小值。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种数控机床防撞控制的方法，其特征在于：包括以下步骤：
启动阶段：控制电机带动进刀机台运动，同时控制防撞机构启动；
快速运行阶段：调用防撞参数，防撞机构对快速运行空载状态的机台调用刀具进给力大于需向前运动的力，所述空载状态为无切削加工状态，所述刀具进给力是由总伺服旋转扭矩转换出来，以降低或者增加伺服旋转扭力，使刀具进给力大于需向前运动的力，来达到进刀快速运动的目的，并且使得刀具对工件或者主轴因意外而引起的撞击力减小，所述撞击力=刀具进给力-需向前运动的力+运动惯性力，无切削加工状态时需向前运动的力恒定，通过减小刀具进给力和运动惯性减小撞击力；通过所述防撞机构调节控制电机的第一伺服旋转扭矩，所述防撞机构的牵引机构中包括伺服装置，所述防撞机构用于调节该伺服装置的第二伺服旋转扭矩；所述总伺服旋转扭矩包括控制电机的第一伺服旋转扭矩以及防撞机构的牵引机构中伺服装置的第二伺服旋转扭矩；
慢速运行阶段：调用正常扭力参数，使刀具进给力不小于加工切削所需的进给力，机台缓慢移动，并且控制机台的驱动主轴旋转，到达加工工位开始加工作业；
加工阶段：机台控制主轴运行，完成加工作业。
2.如权利要求1所述的一种数控机床防撞控制的方法，其特征在于：所述防撞机构对快速运行空载状态的刀具进给力，空载运动所需的力<快速运行空载状态的刀具进给力<加工切削所需的进给力。
3.如权利要求1所述的一种数控机床防撞控制的方法，其特征在于：所述快速运行阶段，加工刀具距离加工工件的最短距离为2mm。
4.如权利要求1所述的一种数控机床防撞控制的方法，其特征在于：所述快速运行阶段，防撞机构对快速运行空载状态的机台施加作用力，在该作用力的作用下，使快速运行的机台对外界的冲击力为满足运动状态下的最小值。
5.如权利要求1所述的一种数控机床防撞控制的方法，其特征在于：所述快速运行阶段，控制防撞机构的牵引机构与机台同步移动，防撞机构的牵引机构对快速运行空载状态的机台施加作用力。
6.如权利要求1所述的一种数控机床防撞控制的方法，其特征在于：所述慢速运行阶段，控制防撞机构的牵引机构与机台同步移动，并更改对机台施加的作用力。
7.如权利要求1所述的一种数控机床防撞控制的方法，其特征在于：所述加工阶段，防撞机构的牵引机构与机台同步移动。
8.如权利要求1所述的一种数控机床防撞控制的方法，其特征在于：所述加工阶段完成后，进入复位阶段：首先控制主轴远离加工工位，然后控制主轴停转，最后机台移动至原位，完成复位等待进入下次启动阶段，复位阶段的过程中防撞机构的牵引机构与机台同步移动复位。
9.如权利要求1所述的一种数控机床防撞控制的方法，其特征在于：所述启动阶段，通过运动控制系统启动电机驱动器，并由电机驱动器控制电机带动机台运动。
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