CN110977611A - 基于数控系统旋转台面的铝材加工方法及装置 - Google Patents

基于数控系统旋转台面的铝材加工方法及装置 Download PDF

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CN110977611A CN201911248505.9A CN201911248505A CN110977611A CN 110977611 A CN110977611 A CN 110977611A CN 201911248505 A CN201911248505 A CN 201911248505A CN 110977611 A CN110977611 A CN 110977611A
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Abstract

本发明涉及一种基于数控系统旋转台面的铝材加工方法及装置，方法包括以下步骤：启动加工；接收来自控制系统的加工指令；识别加工指令，以得到目标加工台面的坐标系；控制加工工件和旋转轴空行到安全位置；根据目标加工台面的坐标系，控制旋转轴转动指定角度，以使工件的目标加工台面的正面朝上；移动目标加工台面到加工起始位置，并反馈到位信号给控制系统；根据加工指令对工件的加工台面进行加工。本发明将工件的安装台面压紧安装于旋转轴，通过转动旋转轴来改变工件的实际加工台面，进而实现对于铝材的多角度加工，在不增加全铝加工的加工成本的同时，保证了产品的加工效率。

Description

基于数控系统旋转台面的铝材加工方法及装置
技术领域
本发明涉及数控加工领域，更具体地说是指一种基于数控系统旋转台面的铝材加工方法及装置。
背景技术
近几年，随着人们在绿色环保方面的意识加强，人们对家居环保提出了更高的要求，为了解决这个问题，全铝家居行业应运而生。全铝家居具有零甲醛、寿命长、可回收利用、防火防水防蚁等多种优势。而与之相配套的个性化定制也已快速进入人们的生活，以铝代木、远离甲醛的绿色家居产品，已经成为年轻一代的新选择。
全铝家居定制的兴起，对于原有铝型材加工切割雕刻等设备又是一项新的挑战，铝型材切割主要是指加工铝门窗边框、锁孔、连接孔、支持单面加工、翻转三面加工，替代低效率传统的手工加工，而真正意义的360任意角度旋转的数控系统又太贵，使用该系统会提升全铝家居的加工成本，进而必须提高全铝家居的售价，影响全铝家居产品的竞争力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供基于数控系统旋转台面的铝材加工方法及装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于数控系统旋转台面的铝材加工方法，包括以下步骤：
启动加工；
接收来自控制系统的加工指令；
识别加工指令，以得到目标加工台面的坐标系；
控制加工工件和旋转轴空行到安全位置；
根据目标加工台面的坐标系，控制旋转轴转动指定角度，以使工件的目标加工台面的正面朝上；
移动目标加工台面到加工起始位置，并反馈到位信号给控制系统；
根据加工指令对工件的加工台面进行加工。
进一步地，所述启动加工的步骤，包括：
判断刀具气缸是否打下；
若未打下，则打下对应的刀具气缸；
若打下，则启动主轴。
进一步地，所述启动加工的步骤之前，包括：
将工件的安装台面压紧安装于旋转轴；
设置工件的加工台面的工件原点；
设置工件的加工台面的A轴偏置角。
进一步地，所述根据目标加工台面的坐标系，控制旋转轴转动指定角度，以使工件的目标加工台面的正面朝上的步骤，包括：
根据目标加工台面对应的A轴偏置角控制旋转轴转动，以使工件的加工台面的正面朝上。
进一步地，所述接收来自控制系统的加工指令的步骤之后，还包括：
判断该加工指令是否为最后一条指令；
若是，则停止主轴，并回收刀具气缸，结束加工。
本发明还采用以下技术方案：一种基于数控系统旋转台面的铝材加工装置，其特征在于，包括：
启动单元，用于启动加工；
接收单元，用于接收来自控制系统的加工指令；
识别单元，用于识别加工指令，以得到目标加工台面的坐标系；
回位单元，用于控制加工工件和旋转轴空行到安全位置；
转动单元，用于根据目标加工台面的坐标系，控制旋转轴转动指定角度，以使工件的目标加工台面的正面朝上；
到位单元，用于移动目标加工台面到加工起始位置，并反馈到位信号给控制系统；
加工单元，用于根据加工指令对工件的加工台面进行加工。
进一步地，所述启动单元包括启动判断模块、气缸打下模块和主轴启动模块；
所述启动判断模块，用于判断刀具气缸是否打下；
所述气缸打下模块，用于在刀具气缸未打下时，打下对应的刀具气缸；
所述主轴启动模块，在刀具气缸打下时，启动主轴。
进一步地，还包括工件安装单元、原点设置单元和偏置设置单元；
所述工件安装单元，用于将工件的安装台面压紧安装于旋转轴；
所述原点设置单元，用于设置工件的加工台面的工件原点；
所述偏置设置单元，用于设置工件的加工台面的A轴偏置角。
进一步地，所述转动单元包括偏置转动模块，用于根据目标加工台面对应的A轴偏置角控制旋转轴转动，以使工件的加工台面的正面朝上。
进一步地，还包括结束判断单元，用于判断该加工指令是否为最后一条指令；若是最后一条指令，则停止主轴，并回收刀具气缸，结束加工。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明将工件的安装台面压紧安装于旋转轴，通过转动旋转轴来改变工件的实际加工台面，进而实现对于铝材的多角度加工，在不增加全铝加工的加工成本的同时，保证了产品的加工效率。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于数控系统旋转台面的铝材加工方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的基于数控系统旋转台面的铝材加工方法的子流程示意图；
图3为本发明实施例提供的基于数控系统旋转台面的铝材加工方法的部分流程示意图；
图4为本发明另一实施例提供的基于数控系统旋转台面的铝材加工方法的部分流程示意图；
图5为本发明实施例提供的基于数控系统旋转台面的铝材加工装置的示意性框图；
图6为本发明实施例提供的基于数控系统旋转台面的铝材加工装置的启动单元的示意性框图；
图7为本发明实施例提供的基于数控系统旋转台面的铝材加工装置的转动单元的示意性框图；
图8为本发明另一实施例提供的基于数控系统旋转台面的铝材加工装置的示意性框图。
具体实施方式
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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
图1是本发明实施例提供的一种基于数控系统旋转台面的铝材加工方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括以下步骤S110至S170。
S110、启动加工。
在本实施例中，数控机床是数字控制机床(Computer numerical controlmachine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床由控制系统进行控制，在数控机床在启动时需要检查其刀具气缸是否打下，在刀具气缸打下的前提下才可以启动主轴，准备进行加工。
参考图2，在一实施例中，步骤S110包括步骤S111-S113。
S111、判断刀具气缸是否打下。
S112、若未打下，则打下对应的刀具气缸。
S113、若打下，则启动主轴。
在本实施例中，对刀具气缸的状态进行判断，在刀具气缸处于打下状态时，才能够启动主轴进行加工。因此在判定刀具气缸处于未打下状态时，则需要先打下刀具气缸才可以启动主轴进行加工。
参考图3，在一实施例中，步骤S110之前还包括步骤S10a、S10b和S10c。
S10a、将工件的安装台面压紧安装于旋转轴。
在本实施例中，工件可以是多面体，例如为长方体，长方体工件的一个侧面为安装台面，另外三个侧面为加工台面，安装台面用于安装紧固与旋转轴，跟随旋转轴同步转动，进而实现另外三个加工台面的自由切换，进而实现工件的多面多角度加工，提高了加工效率的同时，降低了加工成本。
S10b、设置工件的加工台面的工件原点。
在本实施例中，每个加工台面对应一个台面坐标系，假设铝材是一个长方体的工件，3个加工台面(加工台面1，加工台面2，加工台面3)，另一个为安装台面，安装连接在旋转轴上，控制系统可以在加工台面1设置G54坐标系的工件原点，在加工台面2设置G55坐标系的工件原点，加工台面3设置G56坐标系的工件原点，上述的工件原点用于在对具体加工台面进行加工时，作为定位基准提供加工定位。
S10c、设置工件的加工台面的A轴偏置角。
在本实施例中，如上所述，控制系统使用A轴坐标，G54、G55、G56坐标系都要设置A轴偏置角，例如设置加工台面1的G54坐标系的A轴偏置为-90°，加工台面2的G55坐标系的A轴偏置为0°，加工台面3的G56坐标系的A轴偏置为90°，加工过程中如果遇到G54坐标系，先移动旋转轴到固定点(安全位置)，并将A轴旋转轴转到-90°(A轴偏置角)，并继续加工加工台面G54坐标系下面的指令。同理，遇到加工台面2、加工台面3时也是如此。
S120、接收来自控制系统的加工指令。
在本实施例中，在启动数控机床加工后，控制系统下发加工指令，加工指令中包含有加工参数，以及目标加工台面(待加工)对应的坐标系信息，例如加工台面1为目标加工台面，则加工指令中包含有目标加工台面(加工台面1)对应的坐标系信息G54坐标系。
S130、识别加工指令，以得到目标加工台面的坐标系。
在本实施例中，加工指令包含有目标加工台面(待加工)对应的坐标系信息，通过识别该目标加工台面对应的坐标系信息，可以根据该坐标系信息转动旋转轴并以使目标加工台面处于待加工的朝向，保证加工的准确进行。
S140、控制加工工件和旋转轴空行到安全位置。
在本实施例中，在转动旋转轴之前，将工件和旋转轴移动到安全位置，避免变换加工台面时，工件与数控机床其他结构发生干涉，保证加工的安全性。
S150、根据目标加工台面的坐标系，控制旋转轴转动指定角度，以使工件的目标加工台面的正面朝上。
在本实施例中，不同加工台面的坐标系对应的A轴偏置角不同，加工台面的坐标系的A轴偏置角根据工件本身结构一开始及设定好，例如当工件为长方体时，加工台面1的G54坐标系的A轴偏置为-90°，加工台面2的G55坐标系的A轴偏置为0°，加工台面3的G56坐标系的A轴偏置为90°，加工过程中如果遇到G54坐标系，先移动旋转轴到固定点(安全位置)，并将A轴旋转轴转到-90°，即可将工作台面1正面朝上，位于待加工的朝向。
应该理解的是，工件还可以是其他形状的多面体，例如六面体，三面体等等。
具体的，步骤S150包括步骤S151，根据目标加工台面对应的A轴偏置角控制旋转轴转动，以使工件的加工台面的正面朝上。
S160、移动目标加工台面到加工起始位置，并反馈到位信号给控制系统。
在本实施例中，在将目标加工台面旋转到正面朝上，也即是朝向待加工方向时，移动旋转轴以使工件的目标加工台面到达加工起始位置，才能够对目标加工台面进行加工。并且在目标加工台面到达加工起始位置时，给控制系统一个反馈信号，告诉控制系统工件已经到位，可以根据加工指令中的加工参数对工件进行加工。
S170、根据加工指令对工件的加工台面进行加工。
在本实施例中，加工指令中包含有加工参数，根据加工参数可以对工件进行加工，配合旋转轴，提高了数控机床的加工角度和加工平面。
参考图4，在本实施例中，步骤S120之后还包括步骤S12a和S12b。
S12a、判断该加工指令是否为最后一条指令。
S12b、若是，则停止主轴，并回收刀具气缸，结束加工。
在本实施例中，在接收到加工指令时，需要判断该加工指令是否为该次加工的最后一条指令，若是，则，则停止主轴，并回收刀具气缸，结束加工。
本发明将工件的安装台面压紧安装于旋转轴，通过转动旋转轴来改变工件的实际加工台面，进而实现对于铝材的多角度加工，在不增加全铝加工的加工成本的同时，保证了产品的加工效率。
图5是本发明实施例提供的一种基于数控系统旋转台面的铝材加工装置的示意性框图。如图5所示，对应于以上一种基于数控系统旋转台面的铝材加工方法，本发明还提供一种基于数控系统旋转台面的铝材加工装置。该一种基于数控系统旋转台面的铝材加工装置包括用于执行上述一种基于数控系统旋转台面的铝材加工方法的单元，该装置可以被配置于台式电脑、平板电脑、手提电脑、等终端中。具体地，请参阅图5，该基于数控系统旋转台面的铝材加工装置包括启动单元10，接收单元20，识别单元30，回位单元40，转动单元50，到位单元60和加工单元70。
启动单元10，用于启动加工。
在本实施例中，数控机床是数字控制机床(Computer numerical controlmachine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床由控制系统进行控制，在数控机床在启动时需要检查其刀具气缸是否打下，在刀具气缸打下的前提下才可以启动主轴，准备进行加工。
参考图6，在一实施例中，启动单元10包括启动判断模块11、气缸打下模块12和主轴启动模块13。
启动判断模块11，用于判断刀具气缸是否打下。
气缸打下模块12，用于在刀具气缸未打下时，打下对应的刀具气缸。
主轴启动模块13，在刀具气缸打下时，启动主轴。
在本实施例中，对刀具气缸的状态进行判断，在刀具气缸处于打下状态时，才能够启动主轴进行加工。因此在判定刀具气缸处于未打下状态时，则需要先打下刀具气缸才可以启动主轴进行加工。
接收单元20，用于接收来自控制系统的加工指令。
在本实施例中，在启动数控机床加工后，控制系统下发加工指令，加工指令中包含有加工参数，以及目标加工台面(待加工)对应的坐标系信息，例如加工台面1为目标加工台面，则加工指令中包含有目标加工台面(加工台面1)对应的坐标系信息G54坐标系。
识别单元30，用于识别加工指令，以得到目标加工台面的坐标系。
在本实施例中，加工指令包含有目标加工台面(待加工)对应的坐标系信息，通过识别该目标加工台面对应的坐标系信息，可以根据该坐标系信息转动旋转轴并以使目标加工台面处于待加工的朝向，保证加工的准确进行。
回位单元40，用于控制加工工件和旋转轴空行到安全位置。
在本实施例中，在转动旋转轴之前，将工件和旋转轴移动到安全位置，避免变换加工台面时，工件与数控机床其他结构发生干涉，保证加工的安全性。
转动单元50，用于根据目标加工台面的坐标系，控制旋转轴转动指定角度，以使工件的目标加工台面的正面朝上。
在本实施例中，不同加工台面的坐标系对应的A轴偏置角不同，加工台面的坐标系的A轴偏置角根据工件本身结构一开始及设定好，例如当工件为长方体时，加工台面1的G54坐标系的A轴偏置为-90°，加工台面2的G55坐标系的A轴偏置为0°，加工台面3的G56坐标系的A轴偏置为90°，加工过程中如果遇到G54坐标系，先移动旋转轴到固定点(安全位置)，并将A轴旋转轴转到-90°，即可将工作台面1正面朝上，位于待加工的朝向。
应该理解的是，工件还可以是其他形状的多面体，例如六面体，三面体等等。
参考图7，在一实施例中，转动单元50包括偏置转动模块51，用于根据目标加工台面对应的A轴偏置角控制旋转轴转动，以使工件的加工台面的正面朝上。
到位单元60，用于移动目标加工台面到加工起始位置，并反馈到位信号给控制系统。
在本实施例中，在将目标加工台面旋转到正面朝上，也即是朝向待加工方向时，移动旋转轴以使工件的目标加工台面到达加工起始位置，才能够对目标加工台面进行加工。并且在目标加工台面到达加工起始位置时，给控制系统一个反馈信号，告诉控制系统工件已经到位，可以根据加工指令中的加工参数对工件进行加工。
加工单元70，用于根据加工指令对工件的加工台面进行加工。
在本实施例中，加工指令中包含有加工参数，根据加工参数可以对工件进行加工，配合旋转轴，提高了数控机床的加工角度和加工平面。
本发明将工件的安装台面压紧安装于旋转轴，通过转动旋转轴来改变工件的实际加工台面，进而实现对于铝材的多角度加工，在不增加全铝加工的加工成本的同时，保证了产品的加工效率。
图8是本发明另一实施例提供的一种基于数控系统旋转台面的铝材加工装置的示意性框图。如图8所示，本实施例的基于数控系统旋转台面的铝材加工装置是上述实施例的基础上增加了工件安装单元10a、原点设置单元10b、偏置设置单元10c和结束判断单元20a。
工件安装单元10a，用于将工件的安装台面压紧安装于旋转轴。
在本实施例中，工件可以是多面体，例如为长方体，长方体工件的一个侧面为安装台面，另外三个侧面为加工台面，安装台面用于安装紧固与旋转轴，跟随旋转轴同步转动，进而实现另外三个加工台面的自由切换，进而实现工件的多面多角度加工，提高了加工效率的同时，降低了加工成本。
原点设置单元10b，用于设置工件的加工台面的工件原点。
在本实施例中，每个加工台面对应一个台面坐标系，假设铝材是一个长方体的工件，3个加工台面(加工台面1，加工台面2，加工台面3)，另一个为安装台面，安装连接在旋转轴上，控制系统可以在加工台面1设置G54坐标系的工件原点，在加工台面2设置G55坐标系的工件原点，加工台面3设置G56坐标系的工件原点，上述的工件原点用于在对具体加工台面进行加工时，作为定位基准提供加工定位。
偏置设置单元10c，用于设置工件的加工台面的A轴偏置角。
在本实施例中，如上所述，控制系统使用A轴坐标，G54、G55、G56坐标系都要设置A轴偏置角，例如设置加工台面1的G54坐标系的A轴偏置为-90°，加工台面2的G55坐标系的A轴偏置为0°，加工台面3的G56坐标系的A轴偏置为90°，加工过程中如果遇到G54坐标系，先移动旋转轴到固定点(安全位置)，并将A轴旋转轴转到-90°(A轴偏置角)，并继续加工加工台面G54坐标系下面的指令。同理，遇到加工台面2、加工台面3时也是如此。
结束判断单元20a，用于判断该加工指令是否为最后一条指令；若是最后一条指令，则停止主轴，并回收刀具气缸，结束加工。
在本实施例中，在接收到加工指令时，需要判断该加工指令是否为该次加工的最后一条指令，若是，则，则停止主轴，并回收刀具气缸，结束加工。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述一种基于数控系统旋转台面的铝材加工装置和各单元的具体实现过程，可以参考前述方法实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于数控系统旋转台面的铝材加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
启动加工；
接收来自控制系统的加工指令；
识别加工指令，以得到目标加工台面的坐标系；
控制加工工件和旋转轴空行到安全位置；
根据目标加工台面的坐标系，控制旋转轴转动指定角度，以使工件的目标加工台面的正面朝上；
移动目标加工台面到加工起始位置，并反馈到位信号给控制系统；
根据加工指令对工件的加工台面进行加工。
2.根据权利要求1所述的基于数控系统旋转台面的铝材加工方法，其特征在于，所述启动加工的步骤，包括：
判断刀具气缸是否打下；
若未打下，则打下对应的刀具气缸；
若打下，则启动主轴。
3.根据权利要求2所述的基于数控系统旋转台面的铝材加工方法，其特征在于，所述启动加工的步骤之前，包括：
将工件的安装台面压紧安装于旋转轴；
设置工件的加工台面的工件原点；
设置工件的加工台面的A轴偏置角。
4.根据权利要求3所述的基于数控系统旋转台面的铝材加工方法，其特征在于，所述根据目标加工台面的坐标系，控制旋转轴转动指定角度，以使工件的目标加工台面的正面朝上的步骤，包括：
根据目标加工台面对应的A轴偏置角控制旋转轴转动，以使工件的加工台面的正面朝上。
5.根据权利要求1所述的基于数控系统旋转台面的铝材加工方法，其特征在于，所述接收来自控制系统的加工指令的步骤之后，还包括：
判断该加工指令是否为最后一条指令；
若是，则停止主轴，并回收刀具气缸，结束加工。
6.一种基于数控系统旋转台面的铝材加工装置，其特征在于，包括：
启动单元，用于启动加工；
接收单元，用于接收来自控制系统的加工指令；
识别单元，用于识别加工指令，以得到目标加工台面的坐标系；
回位单元，用于控制加工工件和旋转轴空行到安全位置；
转动单元，用于根据目标加工台面的坐标系，控制旋转轴转动指定角度，以使工件的目标加工台面的正面朝上；
到位单元，用于移动目标加工台面到加工起始位置，并反馈到位信号给控制系统；
加工单元，用于根据加工指令对工件的加工台面进行加工。
7.根据权利要求6所述的基于数控系统旋转台面的铝材加工装置，其特征在于，所述启动单元包括启动判断模块、气缸打下模块和主轴启动模块；
所述启动判断模块，用于判断刀具气缸是否打下；
所述气缸打下模块，用于在刀具气缸未打下时，打下对应的刀具气缸；
所述主轴启动模块，在刀具气缸打下时，启动主轴。
8.根据权利要求6所述的基于数控系统旋转台面的铝材加工装置，其特征在于，还包括工件安装单元、原点设置单元和偏置设置单元；
所述工件安装单元，用于将工件的安装台面压紧安装于旋转轴；
所述原点设置单元，用于设置工件的加工台面的工件原点；
所述偏置设置单元，用于设置工件的加工台面的A轴偏置角。
9.根据权利要求8所述的基于数控系统旋转台面的铝材加工装置，其特征在于，所述转动单元包括偏置转动模块，用于根据目标加工台面对应的A轴偏置角控制旋转轴转动，以使工件的加工台面的正面朝上。
10.根据权利要求6所述的基于数控系统旋转台面的铝材加工装置，其特征在于，还包括结束判断单元，用于判断该加工指令是否为最后一条指令；若是最后一条指令，则停止主轴，并回收刀具气缸，结束加工。
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