CN112122627B - 一种双向同时切削设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双向同时切削设备，包括：机身、主轴箱、卡盘、第一刀架、第二刀架、摄像装置、温度传感器、尾架、冷却管、中控模块、显示屏、控制面板和轨道。所述摄像装置能够检测工件直径，所述中控模块根据工件材质确定吃刀深度和主轴转速并根据工件直径确定各所述刀架进给速度，当对工件进行粗加工时，两侧刀架同时相向的进行切削作业，当对工件进行精加工时，所述中控模块通过加工形式的不同选取对应的刀具并调整主轴转速，中控模块通过工件直径调整刀架进给速度，减少了人工跟换刀具、调整主轴转速和刀架进给速度的时间，提高了切削设备工作效率。

Description

一种双向同时切削设备

技术领域

本发明涉及机加工技术领域，尤其涉及一种双向同时切削设备。

背景技术

传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了，数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域，更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。

数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面和圆柱、圆锥螺纹等切削加工。

目前的主流数控车床只设有一个车刀，在加工较长工件时，加工时间长，工作效率低。

发明内容

为此，本发明提供一种双向同时切削设备，用以克服现有技术中无法在刀具温度过高时无法自主采取针对性的降温措施导致的工作效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种双向同时切削设备，包括：

机身，其用以支承和安装所述切削设备中的部件；

主轴箱，其设置在所述机身上，主轴箱内部设有电动机和变速箱；

卡盘，其与所述变速箱的输出轴相连，用以夹持工件，电动机启动后，电动机的输出轴带动变速箱的输出轴转动从而使卡盘带动夹持的工件转动；

第一刀架，其设置在所述机身上端面并位于所述卡盘的一侧，第一刀架能够在机身上端面的指定区域内进行横向和/或纵向运动，在第一刀架上装有用以加工工件的第一车刀组；

第二刀架，其设置在所述机身上端面并位于所述卡盘相对于所述第一刀架的一侧，第二刀架能够在机身上端面的指定区域内进行横向和/或纵向运动，在第二刀架上装有用以加工工件的第二车刀组；

防护罩，其罩设在所述机身上端面，用以阻挡切削设备运行时飞溅出的金属屑，在防护罩内设有摄像装置，用以检测加工工件与车刀刀头的相对坐标；

两个温度传感器，其分别设置在各所述刀架组上，用以分别检测各所述刀架对工件加工时车刀的温度；

尾架，其设置在所述机身上端面并位于机身右端，用以与所述主轴箱配合以将待加工工件固定在指定位置并辅助所述主轴箱带动待加工工件转动，尾架下方设有连接机身的轨道，尾架能够延轨道移动以使主轴箱能够与尾架对不同长度的待加工工件进行固定；

两个冷却管，其分别设置在各所述刀架上方，用以向所述车刀喷洒冷却液以降低车刀温度；

中控模块，其设置在所述机身内并分别与所述主轴箱、所述第一刀架、所述第二刀架、所述温度传感器和所述冷却管相连，用以调整各部件工作状态；

控制台，其设置在所述机身上端面并位于机身左端，在控制台侧壁分别设有用以显示各部件工作状态的显示屏和用以调控工作状态的键盘

所述中控模块内设有预设温度矩阵Q0、冷却管预设喷水量矩阵P0和进给速度变化量补偿参数矩阵d0；

对于所述预设温度矩阵Q0，Q0(Q1,Q2,Q3,Q4),其中，Q1为第一预设温度，Q2为预设第二温度，Q3为预设第三温度，Q4为预设第四温度，各预设温度的温度值按照顺序依次增大；

对于冷却管预设喷水量矩阵P0，P0(P1,P2,P3,P4),其中，P1为预设第一喷水量，P2为预设第二喷水量，P3为预设第三喷水量，P4为预设第四喷水量，各预设喷水量数值按照顺序依次增大；

对于进给速度变化量补偿参数矩阵d0，d0(d1,d2)，其中，d1为第一刀架进给速度变化量补偿参数，d2为第二刀架进给速度变化量补偿参数；

当所述切削设备工作时，各所述刀架同时进行切削作业，所述温度传感器依次检测各所述车刀产生的温度Qj,j＝1,2,并将检测到的结果传递至所述中控模块，中控模块将Qj与温度矩阵Q0内的各项参数做对比：

当Qj≤Q1时，中控模块调整冷却管喷水量为P1；

当Q1＜Qj≤Q2时，中控模块调整冷却管喷水量为P2；

当Q2＜Qj≤Q3时，中控模块调整冷却管喷水量为P3；

当Q3＜Qj≤Q4时，中控模块调整冷却管喷水量为P4；

当Qj＞Q4时，中控模块调整冷却管喷水量为P4并计算Qj与Q4的差值ΔQj,ΔQj＝Qj-Q4,中控模块根据ΔQj计算第j刀架进给速度变化量ΔDj,ΔDj＝ΔQj×Dj×dj,其中，Dj为Qj对应刀架的进给速度；

计算完成后，所述中控模块根据ΔDj将第j刀架进给速度调整为Dj’，Dj’＝Dj-ΔDj；

所述中控模块将第j刀架进给速度调整为D’后，所述温度传感器检测所述各车刀产生的温度Qj’，重复上述操作，直至Qj’≤Q4；

当Qj≤Q1时，中控模块调整冷却管喷水量为P1并计算Qj与Q1的差值ΔQj,ΔQj＝Q1-Qj,中控模块根据ΔQj计算第j刀架进给速度变化量ΔDj,ΔDj＝ΔQj×Dj×dj；

计算完成后，所述中控模块根据ΔDj将第j刀架进给速度调整为Dj’，Dj’＝Dj+ΔDj；

所述中控模块将第j刀架进给速度调整为D’后，所述温度传感器检测所述各车刀产生的温度Qj’，重复上述操作，直至Qj’＞Q1。

进一步地，所述中控模块内还设有预设材质矩阵A0、吃刀深度矩阵B0和主轴转速矩阵C0；

对于所述材质矩阵A0，A0(A1,A2,A3,A4)，其中，A1为预设第一种材质，A2为预设第二种材质，A3为预设第三种材质，A4为预设第四种材质；

对于吃刀深度矩阵B0，B0(B1,B2,B3,B4),其中，B1为预设第一吃刀深度，B2为预设第二吃刀深度，B3为预设第三吃刀深度，B4为预设第四吃刀深度；

对于主轴转速矩阵C0，C0(C1,C2,C3,C4),其中，C1为预设第一主轴转速，C2为预设第二主轴转速，C3为预设第三主轴转速，C4为预设第四主轴转速；

当所述切削设备工作时，所述中控模块判定待加工工件的材质A并根据判定结果设置预设的吃刀深度和主轴转速：

当中控模块判定待加工材质为第一预设材质A1时，中控模块从矩阵B0中选取B1作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C1作为主轴转速；

当中控模块判定待加工材质为第二预设材质A2时，中控模块从矩阵B0中选取B2作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C2作为主轴转速；当中控模块判定待加工材质为第三预设材质A3时，中控模块从矩阵B0中选取B3作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C3作为主轴转速；

当中控模块判定待加工材质为第四预设材质A4时，中控模块从矩阵B0中选取B4作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C4作为主轴转速；

当所述中控模块调整各所述车刀的吃刀深度为Bi并调整主轴转速为Ci以对材质为Ai的工件进行粗加工时，i＝1，2，3，4；

所述摄像装置检测工件的直径R,所述中控模块将测得的R值与Bi和Ci联立以计算各所述刀架进给速度D，D＝R×α×Bi×β×Ci×γ，其中，α为工件直径R对刀架进给速度的补偿参数，β为吃刀深度Bi对刀架进给速度的补偿参数，γ为主轴转速Ci对刀架进给速度的补偿参数，计算完成后，所述中控模块调整刀架进给速度为D。

进一步地，所述中控模块内还设有第一预设刀具矩阵Ea0、第二预设刀具矩阵Eb0、加工形式矩阵F0和主轴转速补偿参数矩阵f0。

对于第一预设刀具矩阵Ea0，Ea0(Ea1,Ea2,Ea3,Ea4),其中，Ea1为第一刀具组第一类刀具，E2为第一刀具组第二类刀具，E3为第一刀具组第三类刀具，E4为第一刀具组第四类刀具；

对于第二预设刀具矩阵Eb0，Eb0(Eb1,Eb2,Eb3,Eb4),其中，Eb1为第二刀具组第一类刀具，E2为第二刀具组第二类刀具，E3为第二刀具组第三类刀具，E4为第二刀具组第四类刀具；

对于加工形式矩阵F0，F0(F1,F2,F3,F4),其中，F1为第一类加工形式，F2为第二类加工形式，F3为第三类加工形式，F4为第四类加工形式；

对于主轴转速补偿参数矩阵f0，f0(f1,f2,f3,f4),其中，f1为第一预设主轴转速补偿参数，f2为第二预设主轴转速补偿参数，f3为第三预设主轴转速补偿参数，f4为第四预设主轴转速补偿参数；

各所述刀具组中分别包括多种用于不同加工形式的刀具，当所述设备对待加工工件进行精加工时，中控模块能够根据加工需求控制各所述刀架从对应的刀具组中选取指定的刀具以对待加工工件进行加工：

当所述第一刀架进行F1加工时，中控模块从选取Ea0矩阵中选取Ea1刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f1作为主轴转速补偿参数；

当所述第一刀架进行F2加工时，中控模块从选取Ea0矩阵中选取Ea2刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f2作为主轴转速补偿参数；

当所述第一刀架进行F3加工时，中控模块从选取Ea0矩阵中选取Ea3刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f3作为主轴转速补偿参数；

当所述第一刀架进行F4加工时，中控模块从选取Ea0矩阵中选取Ea4刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f4作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架进行F1加工时，中控模块从选取Eb0矩阵中选取Eb1刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f1作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架进行F2加工时，中控模块从选取Eb0矩阵中选取Eb2刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f2作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架进行F3加工时，中控模块从选取Eb0矩阵中选取Eb3刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f3作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架进行F4加工时，中控模块从选取Eb0矩阵中选取Eb4刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f4作为主轴转速补偿参数；

当选取Eki刀具对工件进行Fi形式的加工时，k＝a,b,中控模块调整主轴转速至C’,C’＝C×fi，其中，C为所述工件粗加工对应的标准速度。

进一步地，所述中控模块还设有精加工进给速度矩阵组D0和工件加工部位直径矩阵R0；

对于工件加工部位直径矩阵R0，R0(R1,R2,R3,R4)，其中，R1为预设第一直径，R2为预设第二直径，R2为预设第三直径，R2为预设第四直径，各所述直径参数按照顺序依次增大；

对于精加工进给速度矩阵组D0,D0(D1,D2,D3,D4),其中，D1为预设第一加工形式进给速度矩阵，D2为预设第二加工形式进给速度矩阵，D3为预设第三加工形式进给速度矩阵，D4为预设第四加工形式进给速度矩阵；

对于第i加工形式进给速度矩阵Di,i＝1，2，3，4，Di(Di0,di1,di2,di3,d14),其中，Di0为第i加工形式标准进给速度，di1为第i加工形式进给速度第一补偿参数，di2为第i加工形式进给速度第二补偿参数，di3为第i加工形式进给速度第三补偿参数，di4为第i加工形式进给速度第四补偿参数；

当所述中控模块选取第i加工形式对工件进行精加工时，将初始进给速度设置为Di0，设置完成后，所述摄像装置检测工件直径R并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块将R与矩阵R0内的参数进行对比：

当R≤R1时，中控模块从矩阵Di中选取di1对进给速度Di0进行补偿；

当R1＜R≤R2时，中控模块从矩阵Di中选取di2对进给速度Di0进行补偿；

当R2＜R≤R3，中控模块从矩阵Di中选取di3对进给速度Di0进行补偿；

当R3＜R≤R4时，中控模块从矩阵Di中选取di4对进给速度Di0进行补偿；

当中控模块选取dij对Di0进行补偿时，j＝1，2，3，4，中控模块计算直径差值ΔR，ΔR＝Rj-R，中控模块通过ΔR和dij对Di0进行补偿，计算补偿完成后进给速度Di0’：

Di0’＝Di0×dij×ΔR

计算完成后，中控模块将刀架进给速度调整为Di0’。

进一步地，所述中控模块内设有平面坐标系，当两侧刀架同时工作时，中控模块能够根据一侧刀架工作的进程与速度对另一侧刀架进行调整。

进一步地，当对进给速度进行三次调整后车刀产生的温度Qj’仍大于Q4时，所述中控模块判断刀具出现损坏，无法继续进行加工，中控模块控制刀架退刀到安全位置并停止主轴箱内部工作，所述显示屏提示换刀。

进一步地，所述防护罩设设有安全门，当切削设备工作时，必须关闭安全门才能进行，防护罩上设有材质为玻璃钢的观测口，用以加工时观测各部件工作状态。

进一步地，工作人员能够通过键盘编写加工程序，控制台侧壁上设有外设接口，工作人员能够通过连接外设将编写完成的加工程序导入设备。

进一步地，所述中控模块内还设有模拟加工程序，在所述切削设备对待加工工件加工前，工作人员能够通过模拟加工程序对切削设备准备运行的程序进行检验，当启动模拟加工程序时，所述显示屏能够显示模拟工件的加工视频。

进一步地，所述吃刀深度Bi为材质Ai的工件最大吃刀深度，工作人员能够根据实际情况设置程序减小实际吃刀深度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述中控模块内设有材质矩阵A0(A1,A2,A3,A4)、吃刀深度矩阵B0(B1,B2,B3,B4)和主轴转速矩阵C0(C1,C2,C3,C4)，所述摄像装置能够检测工件直径，所述中控模块根据工件材质确定吃刀深度和主轴转速并根据工件直径确定各所述刀架进给速度，当对工件进行粗加工时，两侧刀架同时相向的进行切削作业，降低了工作时间，提高了切削设备工作效率。

进一步地，所述中控模块还设有刀具矩阵E0(E1,E2,E3,E4)、加工形式矩阵F0(F1,F2,F3,F4)、精加工进给速度矩阵组D0(D1,D2,D3,D4)和工件加工部位直径矩阵R0(R1,R2,R3,R4)，当对工件进行精加工时，所述中控模块通过加工形式的不同选取对应的刀具并调整主轴转速，中控模块通过工件直径调整刀架进给速度，减少了人工跟换刀具、调整主轴转速和刀架进给速度的时间，进一步提高了切削设备工作效率。

进一步地，所述中控模块内设有温度矩阵Q0(Q1,Q2,Q3,Q4)和冷却管喷水量矩阵P0(P1,P2,P3,P4)，当所述切削设备工作时，各所述刀架同时进行切削作业，所述温度传感器检测所述各车刀产生的温度Qj，j＝1,2,并将检测到的结果传递至所述中控模块，中控模块将Qj与温度矩阵Q0内的各项参数做对比，确定冷却管喷水量为Pi,i＝1,2,3,4,当刀具温度超过冷却管冷却能力时，中控模块根据Qj与Q4的差值ΔQ调整刀架进给速度，防止加工温度过高出现刀具损毁或工件变形的情况，降低了设备磨损度和工件报废率，降低了工件的生产成本。

进一步地，所述机身上还设有防护罩，当切削设备工作时，必须关闭防护罩才能进行，防护罩上设有材质为玻璃钢的观测口，用以加工时观测各部件工作状态，增加了工件加工时人员与设备的安全性。

进一步地，所述中控模块内还设有模拟加工程序，当加工人员对编写的程序存有疑虑时，能够通过模拟加工程序对程序进行检验，当启动模拟加工程序时，所述显示屏能够显示模拟工件的加工视频，通过模拟加工降低了设备磨损度和工件报废率，进一步降低了工件的生产成本。

附图说明

图1为本发明所述一种双向同时切削设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述一种双向同时切削设备的结构示意图，本发明所述一种双向同时切削设备包括：机身1、主轴箱2、卡盘3、第一刀架4、第二刀架5、摄像装置6、温度传感器7、尾架8、冷却管9、中控模块10、显示屏11、控制面板12和轨道13。

所述机身1用以支承和安装所述切削设备的其他各部件，机身1表面精度很高，用以保证其他各部件相对位置的精准；所述主轴箱2设置在所述机身1上并位于机身1左侧，主轴箱2内部设有电动机和变速箱，用以带动加工工件转动；所述卡盘3与所述主轴箱2上，用以夹持工件，并带动工件一起转动；第一刀架4设置在所述机身1上并能够在所在水平面做任意移动，第一刀架4上装有加工工件用的车刀；第二刀架5设置在所述机身1上并与所述第一刀架4相对的一侧，第二刀架5能够在所在水平面做任意移动并装有加工工件用的车刀；摄像装置6设置在所述机身1上方，用以检测加工工件与车刀刀头的相对坐标；温度传感器7设置在各所述刀架上，用以检测工件加工时各所述车刀的温度；尾架8设置在所述机身1上并位于机身1右侧，用以辅助主轴箱2带动加工工件转动，尾架8下方设有连接机身1的轨道13，尾架8能够延轨道13移动；冷却管9设置在各所述刀架上方，用以向所述车刀喷洒冷却液，降低车刀温度；中控模块10设置在所述机身1上，用以调整各部件工作状态；显示屏11设置在所述机身1上并与所述中控模块10相连，用以显示各部件工作状态；

当所述设备运行时，所述中控模块10内设有预设温度矩阵Q0、冷却管9预设喷水量矩阵P0和进给速度变化量补偿参数矩阵d0；

对于所述预设温度矩阵Q0，Q0(Q1,Q2,Q3,Q4),其中，Q1为第一预设温度，Q2为预设第二温度，Q3为预设第三温度，Q4为预设第四温度，各预设温度的温度值按照顺序依次增大；

对于冷却管9预设喷水量矩阵P0，P0(P1,P2,P3,P4),其中，P1为预设第一喷水量，P2为预设第二喷水量，P3为预设第三喷水量，P4为预设第四喷水量，各预设喷水量数值按照顺序依次增大；

对于进给速度变化量补偿参数矩阵d0，d0(d1,d2)，其中，d1为第一刀架4进给速度变化量补偿参数，d2为第二刀架5进给速度变化量补偿参数；

当所述切削设备工作时，各所述刀架同时进行切削作业，所述温度传感器7依次检测各所述车刀产生的温度Qj,j＝1,2,并将检测到的结果传递至所述中控模块10，中控模块10将Qj与温度矩阵Q0内的各项参数做对比：

当Qj≤Q1时，中控模块10调整冷却管9喷水量为P1；

当Q1＜Qj≤Q2时，中控模块10调整冷却管9喷水量为P2；

当Q2＜Qj≤Q3时，中控模块10调整冷却管9喷水量为P3；

当Q3＜Qj≤Q4时，中控模块10调整冷却管9喷水量为P4；

当Qj＞Q4时，中控模块10调整冷却管9喷水量为P4并计算Qj与Q4的差值ΔQj,ΔQj＝Qj-Q4,中控模块10根据ΔQj计算第j刀架进给速度变化量ΔDj,ΔDj＝ΔQj×Dj×dj,其中，Dj为Qj对应刀架的进给速度；

计算完成后，所述中控模块10根据ΔDj将第j刀架进给速度调整为Dj’，Dj’＝Dj-ΔDj；

所述中控模块10将第j刀架进给速度调整为D’后，所述温度传感器7检测所述各车刀产生的温度Qj’，重复上述操作，直至Qj’≤Q4；

当Qj≤Q1时，中控模块10调整冷却管9喷水量为P1并计算Qj与Q1的差值ΔQj,ΔQj＝Q1-Qj,中控模块10根据ΔQj计算第j刀架进给速度变化量ΔDj,ΔDj＝ΔQj×Dj×dj；

计算完成后，所述中控模块10根据ΔDj将第j刀架进给速度调整为Dj’，Dj’＝Dj+ΔDj；

所述中控模块10将第j刀架进给速度调整为D’后，所述温度传感器7检测所述各车刀产生的温度Qj’，重复上述操作，直至Qj’＞Q1。

具体而言，所述中控模块10内还设有预设材质矩阵A0、吃刀深度矩阵B0和主轴转速矩阵C0；

对于所述材质矩阵A0，A0(A1,A2,A3,A4)，其中，A1为预设第一种材质，A2为预设第二种材质，A3为预设第三种材质，A4为预设第四种材质；

对于吃刀深度矩阵B0，B0(B1,B2,B3,B4),其中，B1为预设第一吃刀深度，B2为预设第二吃刀深度，B3为预设第三吃刀深度，B4为预设第四吃刀深度；

对于主轴转速矩阵C0，C0(C1,C2,C3,C4),其中，C1为预设第一主轴转速，C2为预设第二主轴转速，C3为预设第三主轴转速，C4为预设第四主轴转速；

当所述切削设备工作时，所述中控模块10判定待加工工件的材质A并根据判定结果设置预设的吃刀深度和主轴转速：

当中控模块10判定待加工材质为第一预设材质A1时，中控模块10从矩阵B0中选取B1作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C1作为主轴转速；

当中控模块10判定待加工材质为第二预设材质A2时，中控模块10从矩阵B0中选取B2作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C2作为主轴转速；当中控模块10判定待加工材质为第三预设材质A3时，中控模块10从矩阵B0中选取B3作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C3作为主轴转速；

当中控模块10判定待加工材质为第四预设材质A4时，中控模块10从矩阵B0中选取B4作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C4作为主轴转速；

当所述中控模块10调整各所述车刀的吃刀深度为Bi并调整主轴转速为Ci以对材质为Ai的工件进行粗加工时，i＝1，2，3，4；

所述摄像装置6检测工件的直径R,所述中控模块10将测得的R值与Bi和Ci联立以计算各所述刀架进给速度D，D＝R×α×Bi×β×Ci×γ，其中，α为工件直径R对刀架进给速度的补偿参数，β为吃刀深度Bi对刀架进给速度的补偿参数，γ为主轴转速Ci对刀架进给速度的补偿参数，计算完成后，所述中控模块10调整刀架进给速度为D。

具体而言，所述中控模块10内还设有第一预设刀具矩阵Ea0、第二预设刀具矩阵Eb0、加工形式矩阵F0和主轴转速补偿参数矩阵f0。

对于第一预设刀具矩阵Ea0，Ea0(Ea1,Ea2,Ea3,Ea4),其中，Ea1为第一刀具组第一类刀具，E2为第一刀具组第二类刀具，E3为第一刀具组第三类刀具，E4为第一刀具组第四类刀具；

对于第二预设刀具矩阵Eb0，Eb0(Eb1,Eb2,Eb3,Eb4),其中，Eb1为第二刀具组第一类刀具，E2为第二刀具组第二类刀具，E3为第二刀具组第三类刀具，E4为第二刀具组第四类刀具；

对于加工形式矩阵F0，F0(F1,F2,F3,F4),其中，F1为第一类加工形式，F2为第二类加工形式，F3为第三类加工形式，F4为第四类加工形式；

对于主轴转速补偿参数矩阵f0，f0(f1,f2,f3,f4),其中，f1为第一预设主轴转速补偿参数，f2为第二预设主轴转速补偿参数，f3为第三预设主轴转速补偿参数，f4为第四预设主轴转速补偿参数；

各所述刀具组中分别包括多种用于不同加工形式的刀具，当所述设备对待加工工件进行精加工时，中控模块10能够根据加工需求控制各所述刀架从对应的刀具组中选取指定的刀具以对待加工工件进行加工：

当所述第一刀架4进行F1加工时，中控模块10从选取Ea0矩阵中选取Ea1刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f1作为主轴转速补偿参数；

当所述第一刀架4进行F2加工时，中控模块10从选取Ea0矩阵中选取Ea2刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f2作为主轴转速补偿参数；

当所述第一刀架4进行F3加工时，中控模块10从选取Ea0矩阵中选取Ea3刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f3作为主轴转速补偿参数；

当所述第一刀架4进行F4加工时，中控模块10从选取Ea0矩阵中选取Ea4刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f4作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架5进行F1加工时，中控模块10从选取Eb0矩阵中选取Eb1刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f1作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架5进行F2加工时，中控模块10从选取Eb0矩阵中选取Eb2刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f2作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架5进行F3加工时，中控模块10从选取Eb0矩阵中选取Eb3刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f3作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架5进行F4加工时，中控模块10从选取Eb0矩阵中选取Eb4刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f4作为主轴转速补偿参数；

当选取Eki刀具对工件进行Fi形式的加工时，k＝a,b,中控模块10调整主轴转速至C’,C’＝C×fi，其中，C为所述工件粗加工对应的标准速度。

具体而言，所述中控模块10还设有精加工进给速度矩阵组D0和工件加工部位直径矩阵R0；

对于工件加工部位直径矩阵R0，R0(R1,R2,R3,R4)，其中，R1为预设第一直径，R2为预设第二直径，R2为预设第三直径，R2为预设第四直径，各所述直径参数按照顺序依次增大；

对于精加工进给速度矩阵组D0,D0(D1,D2,D3,D4),其中，D1为预设第一加工形式进给速度矩阵，D2为预设第二加工形式进给速度矩阵，D3为预设第三加工形式进给速度矩阵，D4为预设第四加工形式进给速度矩阵；

对于第i加工形式进给速度矩阵Di,i＝1，2，3，4，Di(Di0,di1,di2,di3,d14),其中，Di0为第i加工形式标准进给速度，di1为第i加工形式进给速度第一补偿参数，di2为第i加工形式进给速度第二补偿参数，di3为第i加工形式进给速度第三补偿参数，di4为第i加工形式进给速度第四补偿参数；

当所述中控模块10选取第i加工形式对工件进行精加工时，将初始进给速度设置为Di0，设置完成后，所述摄像装置6检测工件直径R并将检测结果传递至所述中控模块10，中控模块10将R与矩阵R0内的参数进行对比：

当R≤R1时，中控模块10从矩阵Di中选取di1对进给速度Di0进行补偿；

当R1＜R≤R2时，中控模块10从矩阵Di中选取di2对进给速度Di0进行补偿；

当R2＜R≤R3，中控模块10从矩阵Di中选取di3对进给速度Di0进行补偿；

当R3＜R≤R4时，中控模块10从矩阵Di中选取di4对进给速度Di0进行补偿；

当中控模块10选取dij对Di0进行补偿时，j＝1，2，3，4，中控模块10计算直径差值ΔR，ΔR＝Rj-R，中控模块10通过ΔR和dij对Di0进行补偿，计算补偿完成后进给速度Di0’：

Di0’＝Di0×dij×ΔR

计算完成后，中控模块10将刀架进给速度调整为Di0’。

具体而言，所述中控模块10内设有平面坐标系，当两侧刀架同时工作时，中控模块10能够根据一侧刀架工作的进程与速度对另一侧刀架进行调整。

具体而言，当对进给速度进行三次调整后车刀产生的温度Qj’仍大于Q4时，所述中控模块10判断刀具出现损坏，无法继续进行加工，中控模块10控制刀架退刀到安全位置并停止主轴箱2内部工作，所述显示屏11提示换刀。

具体而言，所述防护罩设设有安全门，当切削设备工作时，必须关闭安全门才能进行，防护罩上设有材质为玻璃钢的观测口，用以加工时观测各部件工作状态。

具体而言，工作人员能够通过键盘编写加工程序，控制台侧壁上设有外设接口，工作人员能够通过连接外设将编写完成的加工程序导入设备。

具体而言，所述中控模块10内还设有模拟加工程序，在所述切削设备对待加工工件加工前，工作人员能够通过模拟加工程序对切削设备准备运行的程序进行检验，当启动模拟加工程序时，所述显示屏11能够显示模拟工件的加工视频。

具体而言，所述吃刀深度Bi为材质Ai的工件最大吃刀深度，工作人员能够根据实际情况设置程序减小实际吃刀深度。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述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 (10)

1.一种双向同时切削设备，其特征在于，包括：

机身，其用以支承和安装所述切削设备中的部件；

主轴箱，其设置在所述机身上，主轴箱内部设有电动机和变速箱；

卡盘，其与所述变速箱的输出轴相连，用以夹持工件，电动机启动后，电动机的输出轴带动变速箱的输出轴转动从而使卡盘带动夹持的工件转动；

第一刀架，其设置在所述机身上端面并位于所述卡盘的一侧，第一刀架能够在机身上端面的指定区域内进行横向和/或纵向运动，在第一刀架上装有用以加工工件的第一车刀组；

第二刀架，其设置在所述机身上端面并位于所述卡盘相对于所述第一刀架的一侧，第二刀架能够在机身上端面的指定区域内进行横向和/或纵向运动，在第二刀架上装有用以加工工件的第二车刀组；

防护罩，其罩设在所述机身上端面，用以阻挡切削设备运行时飞溅出的金属屑，在防护罩内设有摄像装置，用以检测加工工件与车刀刀头的相对坐标；

两个温度传感器，其分别设置在各所述刀架组上，用以分别检测各所述刀架对工件加工时车刀的温度；

尾架，其设置在所述机身上端面并位于机身右端，用以与所述主轴箱配合以将待加工工件固定在指定位置并辅助所述主轴箱带动待加工工件转动，尾架下方设有连接机身的轨道，尾架能够延轨道移动以使主轴箱能够与尾架对不同长度的待加工工件进行固定；

两个冷却管，其分别设置在各所述刀架上方，用以向所述车刀喷洒冷却液以降低车刀温度；

中控模块，其设置在所述机身内并分别与所述主轴箱、所述第一刀架、所述第二刀架、所述温度传感器和所述冷却管相连，用以调整各部件工作状态；

控制台，其设置在所述机身上端面并位于机身左端，在控制台侧壁分别设有用以显示各部件工作状态的显示屏和用以调控工作状态的键盘

所述中控模块内设有预设温度矩阵Q0、冷却管预设喷水量矩阵P0和进给速度变化量补偿参数矩阵d0；

对于所述预设温度矩阵Q0，Q0(Q1,Q2,Q3,Q4),其中，Q1为第一预设温度，Q2为预设第二温度，Q3为预设第三温度，Q4为预设第四温度，各预设温度的温度值按照顺序依次增大；

对于冷却管预设喷水量矩阵P0，P0(P1,P2,P3,P4),其中，P1为预设第一喷水量，P2为预设第二喷水量，P3为预设第三喷水量，P4为预设第四喷水量，各预设喷水量数值按照顺序依次增大；

对于进给速度变化量补偿参数矩阵d0，d0(d1,d2)，其中，d1为第一刀架进给速度变化量补偿参数，d2为第二刀架进给速度变化量补偿参数；

当所述切削设备工作时，各所述刀架同时进行切削作业，所述温度传感器依次检测各所述车刀产生的温度Qj,j＝1,2,并将检测到的结果传递至所述中控模块，中控模块将Qj与温度矩阵Q0内的各项参数做对比：

当Qj≤Q1时，中控模块调整冷却管喷水量为P1；

当Q1＜Qj≤Q2时，中控模块调整冷却管喷水量为P2；

当Q2＜Qj≤Q3时，中控模块调整冷却管喷水量为P3；

当Q3＜Qj≤Q4时，中控模块调整冷却管喷水量为P4；

当Qj＞Q4时，中控模块调整冷却管喷水量为P4并计算Qj与Q4的差值ΔQj,ΔQj＝Qj-Q4,中控模块根据ΔQj计算第j刀架进给速度变化量ΔDj,ΔDj＝ΔQj×Dj×dj,其中，Dj为Qj对应刀架的进给速度；

计算完成后，所述中控模块根据ΔDj将第j刀架进给速度调整为Dj’，Dj’＝Dj-ΔDj；

所述中控模块将第j刀架进给速度调整为D’后，所述温度传感器检测所述各车刀产生的温度Qj’，重复上述操作，直至Qj’≤Q4；

当Qj≤Q1时，中控模块调整冷却管喷水量为P1并计算Qj与Q1的差值ΔQj,ΔQj＝Q1-Qj,中控模块根据ΔQj计算第j刀架进给速度变化量ΔDj,ΔDj＝ΔQj×Dj×dj；

计算完成后，所述中控模块根据ΔDj将第j刀架进给速度调整为Dj’，Dj’＝Dj+ΔDj；

所述中控模块将第j刀架进给速度调整为D’后，所述温度传感器检测所述各车刀产生的温度Qj’，重复上述操作，直至Qj’＞Q1。

2.根据权利要求1所述的一种双向同时切削设备，其特征在于，所述中控模块内还设有预设材质矩阵A0、吃刀深度矩阵B0和主轴转速矩阵C0；

对于所述材质矩阵A0，A0(A1,A2,A3,A4)，其中，A1为预设第一种材质，A2为预设第二种材质，A3为预设第三种材质，A4为预设第四种材质；

对于吃刀深度矩阵B0，B0(B1,B2,B3,B4),其中，B1为预设第一吃刀深度，B2为预设第二吃刀深度，B3为预设第三吃刀深度，B4为预设第四吃刀深度；

对于主轴转速矩阵C0，C0(C1,C2,C3,C4),其中，C1为预设第一主轴转速，C2为预设第二主轴转速，C3为预设第三主轴转速，C4为预设第四主轴转速；

当所述切削设备工作时，所述中控模块判定待加工工件的材质A并根据判定结果设置预设的吃刀深度和主轴转速：

当中控模块判定待加工材质为第一预设材质A1时，中控模块从矩阵B0中选取B1作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C1作为主轴转速；

当中控模块判定待加工材质为第二预设材质A2时，中控模块从矩阵B0中选取B2作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C2作为主轴转速；当中控模块判定待加工材质为第三预设材质A3时，中控模块从矩阵B0中选取B3作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C3作为主轴转速；

当中控模块判定待加工材质为第四预设材质A4时，中控模块从矩阵B0中选取B4作为各所述车刀吃刀深度并从矩阵C0中选取C4作为主轴转速；

当所述中控模块调整各所述车刀的吃刀深度为Bi并调整主轴转速为Ci以对材质为Ai的工件进行粗加工时，i＝1，2，3，4；

所述摄像装置检测工件的直径R,所述中控模块将测得的R值与Bi和Ci联立以计算各所述刀架进给速度D，D＝R×α×Bi×β×Ci×γ，其中，α为工件直径R对刀架进给速度的补偿参数，β为吃刀深度Bi对刀架进给速度的补偿参数，γ为主轴转速Ci对刀架进给速度的补偿参数，计算完成后，所述中控模块调整刀架进给速度为D。

3.根据权利要求1所述的一种双向同时切削设备，其特征在于，所述中控模块内还设有第一预设刀具矩阵Ea0、第二预设刀具矩阵Eb0、加工形式矩阵F0和主轴转速补偿参数矩阵f0；

对于第一预设刀具矩阵Ea0，Ea0(Ea1,Ea2,Ea3,Ea4),其中，Ea1为第一刀具组第一类刀具，E2为第一刀具组第二类刀具，E3为第一刀具组第三类刀具，E4为第一刀具组第四类刀具；

对于第二预设刀具矩阵Eb0，Eb0(Eb1,Eb2,Eb3,Eb4),其中，Eb1为第二刀具组第一类刀具，E2为第二刀具组第二类刀具，E3为第二刀具组第三类刀具，E4为第二刀具组第四类刀具；

对于加工形式矩阵F0，F0(F1,F2,F3,F4),其中，F1为第一类加工形式，F2为第二类加工形式，F3为第三类加工形式，F4为第四类加工形式；

对于主轴转速补偿参数矩阵f0，f0(f1,f2,f3,f4),其中，f1为第一预设主轴转速补偿参数，f2为第二预设主轴转速补偿参数，f3为第三预设主轴转速补偿参数，f4为第四预设主轴转速补偿参数；

各所述刀具组中分别包括多种用于不同加工形式的刀具，当所述设备对待加工工件进行精加工时，中控模块能够根据加工需求控制各所述刀架从对应的刀具组中选取指定的刀具以对待加工工件进行加工：

当所述第一刀架进行F1加工时，中控模块从选取Ea0矩阵中选取Ea1刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f1作为主轴转速补偿参数；

当所述第一刀架进行F2加工时，中控模块从选取Ea0矩阵中选取Ea2刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f2作为主轴转速补偿参数；

当所述第一刀架进行F3加工时，中控模块从选取Ea0矩阵中选取Ea3刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f3作为主轴转速补偿参数；

当所述第一刀架进行F4加工时，中控模块从选取Ea0矩阵中选取Ea4刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f4作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架进行F1加工时，中控模块从选取Eb0矩阵中选取Eb1刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f1作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架进行F2加工时，中控模块从选取Eb0矩阵中选取Eb2刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f2作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架进行F3加工时，中控模块从选取Eb0矩阵中选取Eb3刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f3作为主轴转速补偿参数；

当所述第二刀架进行F4加工时，中控模块从选取Eb0矩阵中选取Eb4刀具作为加工刀具，从f0矩阵中选取f4作为主轴转速补偿参数；

当选取Eki刀具对工件进行Fi形式的加工时，k＝a,b,中控模块调整主轴转速至C’,C’＝C×fi，其中，C为所述工件粗加工对应的标准速度。

4.根据权利要求3所述的一种双向同时切削设备，其特征在于，所述中控模块还设有精加工进给速度矩阵组D0和工件加工部位直径矩阵R0；

对于工件加工部位直径矩阵R0，R0(R1,R2,R3,R4)，其中，R1为预设第一直径，R2为预设第二直径，R2为预设第三直径，R2为预设第四直径，各所述直径参数按照顺序依次增大；

对于精加工进给速度矩阵组D0,D0(D1,D2,D3,D4),其中，D1为预设第一加工形式进给速度矩阵，D2为预设第二加工形式进给速度矩阵，D3为预设第三加工形式进给速度矩阵，D4为预设第四加工形式进给速度矩阵；

对于第i加工形式进给速度矩阵Di,i＝1，2，3，4，Di(Di0,di 1,di2,di3,d14),其中，Di0为第i加工形式标准进给速度，di 1为第i加工形式进给速度第一补偿参数，di2为第i加工形式进给速度第二补偿参数，di3为第i加工形式进给速度第三补偿参数，di4为第i加工形式进给速度第四补偿参数；

当所述中控模块选取第i加工形式对工件进行精加工时，将初始进给速度设置为Di0，设置完成后，所述摄像装置检测工件直径R并将检测结果传递至所述中控模块，中控模块将R与矩阵R0内的参数进行对比：

当R≤R1时，中控模块从矩阵Di中选取di 1对进给速度Di0进行补偿；

当R1＜R≤R2时，中控模块从矩阵Di中选取di2对进给速度Di0进行补偿；

当R2＜R≤R3时，中控模块从矩阵Di中选取di3对进给速度Di0进行补偿；

当R3＜R≤R4时，中控模块从矩阵Di中选取di4对进给速度Di0进行补偿；

当中控模块选取dij对Di0进行补偿时，j＝1，2，3，4，中控模块计算直径差值ΔR，ΔR＝Rj-R，中控模块通过ΔR和dij对Di0进行补偿，计算补偿完成后进给速度Di0’：

Di0’＝Di0×dij×ΔR

计算完成后，中控模块将刀架进给速度调整为Di0’。

5.根据权利要求1所述的一种双向同时切削设备，其特征在于，所述中控模块内设有平面坐标系，当两侧刀架同时工作时，中控模块能够根据一侧刀架工作的进程与速度对另一侧刀架进行调整。

6.根据权利要求1所述的一种双向同时切削设备，其特征在于，当对进给速度进行三次调整后车刀产生的温度Qj’仍大于Q4时，所述中控模块判断刀具出现损坏，无法继续进行加工，中控模块控制刀架退刀到安全位置并停止主轴箱内部工作，所述显示屏提示换刀。

7.根据权利要求1所述的一种双向同时切削设备，其特征在于，所述防护罩设有安全门，当切削设备工作时，必须关闭安全门才能进行，防护罩上设有材质为玻璃钢的观测口，用以加工时观测各部件工作状态。

8.根据权利要求1所述的一种双向同时切削设备，其特征在于，工作人员能够通过键盘编写加工程序，控制台侧壁上设有外设接口，工作人员能够通过连接外设将编写完成的加工程序导入设备。

9.根据权利要求1所述的一种双向同时切削设备，其特征在于，所述中控模块内还设有模拟加工程序，在所述切削设备对待加工工件加工前，工作人员能够通过模拟加工程序对切削设备准备运行的程序进行检验，当启动模拟加工程序时，所述显示屏能够显示模拟工件的加工视频。

10.根据权利要求2所述的一种双向同时切削设备，其特征在于，所述吃刀深度Bi为材质Ai的工件最大吃刀深度，工作人员能够根据实际情况设置程序减小实际吃刀深度。

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