CN110597186A

CN110597186A - 数控装置的柔性切削参数自动设定方法

Info

Publication number: CN110597186A
Application number: CN201910903859.6A
Authority: CN
Inventors: 谢少峰; 汪丽霞
Original assignee: Hubei Sanjiang Aerospace Honglin Exploration and Control Co Ltd
Current assignee: Hubei Sanjiang Aerospace Honglin Exploration and Control Co Ltd
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2019-12-20
Anticipated expiration: 2039-09-24
Also published as: CN110597186B

Abstract

本发明公开了一种数控装置的柔性切削参数自动设定方法，包括：以用户宏程序为基础，通过列表跳转法建立刀具切削数据库；调用用户宏程序设定的材料参数和刀具参数，并利用材料参数和刀具参数在刀具切削数据库中进行相应的查表运算；根据查表运算的结果与预设的机床运行数据计算刀具的柔性切削参数；将计算得到的刀具的柔性切削参数写入数控装置，数控装置以该柔性切削参数控制刀具运行。通过本发明的技术方案，实现了根据不同的机床性能自动调整加工过程中的实际进给速度，解决了不同机床上加工要素一致性差别的难题，提高了针对不同数控装置的编程效率，降低了程序编制的错误率，提高了工件的质量稳定性、提高了同系统各类机床的程序通用性。

Description

数控装置的柔性切削参数自动设定方法

技术领域

本发明涉及数控装置技术领域，尤其涉及一种数控装置的柔性切削参数自动设定方法。

背景技术

目前，在数控程序设计过程中，我们在选择了系统后，不得不面对刀具切削参数的选择问题，面对繁重的程序编制与刀具参数计算，大多数人选择了经验参数，这使得刀具使用在很大程度上没有发挥最大效能就损耗，这不仅增加了零件加工成本，而且因机床系统外的个体差异对同一数控程序的加工出的尺寸、外观精度也有相当的影响。

对切削效率、切削精度、刀具寿命有很大影响的是切削参数有切削速度、进给量、切削深度，切削速度不当对刀具耐用度有极大影响，切削速度决定了主轴转速，而不同机床的刚性不同，一般选用机床最大转速范围内的某一稳定转速确定，而切削速度选择的优劣直接影响着零件的加工效率、加工精度和表面粗糙度，切削深度根据加工设备的刚性、加工要素进行确定。

在现实加工过程中，针对不同材料、不同设备的切削参数确定方面存在以下几个问题：

1)切削速度、进给量不能确定每位编程人员设定的合理；

2)编制好的程序对非同类型机床(同系统机床)的通用性不好；

3)机床加工的尺寸精度、表面光洁度随加工参数的变化有偏差。

发明内容

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种数控装置的柔性切削参数自动设定方法，根据机床编程原理以及机床高级参数传递设定方法，通过编制内置程序、内建数据库、预设机床运行数据等方式，将柔性切削参数中最重要的切削速度、进给量的设定方法由运算程序自动完成，操作者在使用过程中通过简单的语句调用，就可以完成对加工过程中切削参数的设定，实现根据不同的机床性能自动调整加工过程中的实际进给速度，解决了不同机床上的尺寸、光洁度等加工要素一致性差别的难题。

为实现上述目的，本发明提供了一种数控装置的柔性切削参数自动设定方法，包括：以用户宏程序为基础，通过列表跳转法建立刀具切削数据库；调用用户宏程序设定的材料参数和刀具参数，并利用所述材料参数和所述刀具参数在所述刀具切削数据库中进行相应的查表运算；根据查表运算的结果与预设的机床运行数据计算刀具的柔性切削参数；将计算得到的刀具的柔性切削参数写入数控装置，所述数控装置以该柔性切削参数控制所述刀具运行。

在上述技术方案中，优选地，所述材料参数为不同待切削材料的种类代号，所述刀具参数包括刀具直径、刀具切削系数和刀具齿数，所述柔性切削参数包括主轴转速、径向进给量、轴向下刀进给量和斜线下刀进给量，预设的机床运行数据包括修正系数和机床稳定运行转速。

在上述技术方案中，优选地，所述根据查表运算的结果与预设的机床运行数据计算刀具的柔性切削参数具体包括：根据查表运算得出刀具对应所述材料参数和所述刀具参数的运转线速度以及每齿进给量；根据修正系数和机床稳定运行转速以及所述运转线速度计算得出主轴转速、径向进给量、轴向下刀进给量和斜线下刀进给量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：根据机床编程原理以及机床高级参数传递设定方法，通过编制内置程序、内建数据库、预设机床运行数据等方式，将柔性切削参数中最重要的切削速度、进给量的设定方法由运算程序自动完成，操作者在使用过程中通过简单的语句调用，就可以完成对加工过程中切削参数的设定，实现根据不同的机床性能自动调整加工过程中的实际进给速度，解决了不同机床上的尺寸、光洁度等加工要素一致性差别的难题。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的数控装置的柔性切削参数自动设定方法的流程示意框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，根据本发明提供的一种数控装置的柔性切削参数自动设定方法，包括：以用户宏程序为基础，通过列表跳转法建立刀具切削数据库；调用用户宏程序设定的材料参数和刀具参数，并利用材料参数和刀具参数在刀具切削数据库中进行相应的查表运算；根据查表运算的结果与预设的机床运行数据计算刀具的柔性切削参数；将计算得到的刀具的柔性切削参数写入数控装置，数控装置以该柔性切削参数控制刀具运行。

具体地，Fanuc数控系统有用户宏程序功能，通过该功能可以进行逻辑运算、程序跳转、条件转移和对局部变量、公共变量、系统变量的调用及运算，通过应用该功能编制相同加工操作的程序更方便更容易，可将相同加工操作编为通用程序如型腔加工宏程序和固定加工循环宏程序，使用时加工程序可用一条简单指令调出对应的用户宏程序，该功能也应用在机床厂家开发辅助执行指令模块、探测模块等高级程式的编制过程中。在本实施例中使用的实现方法中，通过列表跳转法建立了刀具切削数据库，通过调用程序设定的材料参数、刀具直径参数进行相应的查表运算，最后根据设定的修正系数、机床稳定运行转速等数据与查表运算出的值进行运算计算出最终的主轴转速、径向进给量、轴向下刀进给量与斜线下刀进给量并传递至相应的变量中随时调用。

具体地，在上述实施例中，材料参数为不同待切削材料的种类代号，刀具参数包括刀具直径、刀具切削系数和刀具齿数，柔性切削参数包括主轴转速、径向进给量、轴向下刀进给量和斜线下刀进给量，预设的机床运行数据包括修正系数和机床稳定运行转速。

优选地，转速计算公式为S＝Vc*1000/π*D，其中，S为主轴转速，Vc为刀具切割线速度，π为常数3.1415926，D为刀具直径，进给量计算公式为F＝S*fz*z*n，其中，F为进给量，S为主轴转速，fz为每齿进给量，z为刀具齿数，n为切削系数。

在程序调用过程中，调用指令示例为：G65 P88 D A B J，其中，G65为Fanuc调用模块的指令，P88为调用模块的代码，D为刀具直径，A为刀具切削系数，B为切削材料代号，J为刀具齿数。

具体的，A为切削时因刀具切削状态、工艺方法、冷却系统的不同进行的进给参数切削时因刀具切削状态、工艺、冷却系统的不同进行的进给参数的适当给出，可参考以下两个系数给出，一般情况下给1.0即可。

切削宽度的修正系数参考值

切削宽度a<sub>e</sub>与铣刀直径D<sub>C</sub>之比	修正系数
		a<sub>e</sub>/D<sub>C</sub>＝1:1	0.7
a<sub>e</sub>/D<sub>C</sub>＝1:2	1.0
		a<sub>e</sub>/D<sub>C</sub>＝1:5	1.2
a<sub>e</sub>/D<sub>C</sub>＝1:10	1.4
		a<sub>e</sub>/D<sub>C</sub>＝1:20	1.6
a<sub>e</sub>/D<sub>C</sub>＝1:50	2.0

切削深度的修正系数

切削深度a<sub>p</sub>与直径之比	修正系数
		a<sub>p</sub>/D<sub>C</sub>＝0.2	1.5
a<sub>p</sub>/D<sub>C</sub>＝0.5	1.2
		a<sub>p</sub>/D<sub>C</sub>＝0.7	1.0
a<sub>p</sub>/D<sub>C</sub>＝1.0	0.8
		a<sub>p</sub>/D<sub>C</sub>＝1.5	0.7

其中，B为切削材料的选择参数，例如：

0为有色金属如铝合金、铜合金

1为低合金钢

2为不锈钢

3为非金属材料如热固性塑料

4为钛合金

其中，J为选用刀具的齿数，一般为2-4。

在上述实施例中，优选地，根据查表运算的结果与预设的机床运行数据计算刀具的柔性切削参数具体包括：根据查表运算得出刀具对应材料参数和刀具参数的运转线速度以及每齿进给量；根据修正系数和机床稳定运行转速以及运转线速度计算得出主轴转速、径向进给量、轴向下刀进给量和斜线下刀进给量。

具体地，使用该程序时请将本机床稳定运行的最高转速输入#550号程序，程序计算出的主轴转速在#501号参数中保存，刀具径向进给速度在#502号参数中保存，轴向进给速度在#503号参数中保存，斜线进给速度在#504号参数中保存。该程序使用时，在刀具调用结束后直接调用G65 P88 D A B J，在之后该刀具使用时，就可以使用如M13 S#501；G1X100.F#502；G1Z-10F#503等代码使用，如下例程。

根据上述程序及其注释可知，该程序在不同的数控机床上会自动根据机床设定的稳定转速#550的值(比如1号机床设定的稳定转速为5000r/min，2号机床设定的稳定转速为8000r/min)计算出相应的切削参数(1号机床主轴转速为5000r/min径向进给量为900mm/min轴向进给量为270mm/min斜向进给量为540mm/min，2号机床主轴转速为6369r/min径向进给量为1151mm/min轴向进给量为345mm/min斜向进给量为690mm/min)，这些值在加工过程中控制程序的运行，使同一程序可以在不同机床上实现自动调节各参数，不需要对程序再进行个别调整。

柔性切削参数计算模块程序代码

根据上述程序及其注释以及具体实施情况可知，该自动设定方法经过使用，能够达到预期效果，可以通用在数控FANUC-0i以上系统上，经过相关转换可以实现在西门子、华中等数控系统上进行应用，该程序简化了繁琐的刀具切削参数的计算，同一零件程序在更换不同类型机床时，程序可以根据使用更换机床设置的最高稳定转速来自动调整整个程序的转速和进给量，规范了切削参数的选用，降低了刀具损耗，提高了编程效率，对零件加工精度的一致性提供了技术保证；在后期扩展上，完善程序方便简单，可以很简单地完成对更多种类材料及各类铣刀、钻头、各类刀片、车刀的适配，通过该种方式可以实现柔性切削参数的设定，可以应用在各种类似的加工系统中，提高系统的加工能力。进一步地，能够提高针对不同数控装置的编程效率，降低程序编制的错误率，提高工件的质量稳定性、提高同系统各类机床的程序通用性。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种数控装置的柔性切削参数自动设定方法，其特征在于，包括：

以用户宏程序为基础，通过列表跳转法建立刀具切削数据库；

调用用户宏程序设定的材料参数和刀具参数，并利用所述材料参数和所述刀具参数在所述刀具切削数据库中进行相应的查表运算；

根据查表运算的结果与预设的机床运行数据计算刀具的柔性切削参数；

将计算得到的刀具的柔性切削参数写入数控装置，所述数控装置以该柔性切削参数控制所述刀具运行。

2.根据权利要求1所述的数控装置的柔性切削参数自动设定方法，其特征在于，所述材料参数为不同待切削材料的种类代号，所述刀具参数包括刀具直径、刀具切削系数和刀具齿数，所述柔性切削参数包括主轴转速、径向进给量、轴向下刀进给量和斜线下刀进给量，预设的机床运行数据包括修正系数和机床稳定运行转速。

3.根据权利要求2所述的数控装置的柔性切削参数自动设定方法，其特征在于，所述根据查表运算的结果与预设的机床运行数据计算刀具的柔性切削参数具体包括：

根据查表运算得出刀具对应所述材料参数和所述刀具参数的运转线速度以及每齿进给量；

根据修正系数和机床稳定运行转速以及所述运转线速度计算得出主轴转速、径向进给量、轴向下刀进给量和斜线下刀进给量。