CN114167809A - 基于西门子系统的多轴联动加工控制系统 - Google Patents

基于西门子系统的多轴联动加工控制系统 Download PDF

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邵毅
刘洪强
宫生龙
叶露潇
马吉人
陈�光
安鑫
方恩辉
黄丽梅
吕文卓
沈俊
艾莉
白雅静
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SHENYANG MACHINE TOOL CO Ltd
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    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
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Abstract

本发明属于机床电子控制领域，涉及一种基于西门子系统的多轴联动加工控制系统，包括多轴联动控制模块、NC通讯模块和耦合轴监测模块，所述多轴联动控制模块被配置为以下程序：设定几何轴Y1、Z1工件坐标系零点；设定非几何轴Y2、Z2工件坐标系零点；刀补D1生效到几何轴Y1、Z1的刀具轴上；刀补D2生效到非几何轴Y2、Z2的刀具轴上；非几何轴和几何轴耦合联动；所述的耦合轴监测模块被配置为以下程序：Y1轴和Y2轴开启同步后的位置差；Y1轴和Y2轴启动同步后的加工实时位置差；Y1轴和Y2轴同步后差值与加工实时位置差值的差；Y差值后的报警值。对非几何刀具轴进行刀具补偿，并在通讯模块和耦合轴监测模块的结合下实时监测耦合轴位置同步。

Description

基于西门子系统的多轴联动加工控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制系统，特别是一种基于西门子系统的多轴联动加工控制系统，属于机床电子控制技术领域。
背景技术
机床用西门子控制系统，内部仅设定X1、Y1和Z1三个几何轴，组成一个功能直角坐标系，也就是基本坐标系BCS，加工时采用刀具补偿功能只能对几何刀具轴生效，对其他非几何刀具轴不生效，进而，在轴耦合后，由于加工情况复杂，会出现加工时耦合位置不同步情况，因为缺少报警系统，不会引起操作人员注意，系统也不会停止作业。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于西门子系统的多轴联动加工控制系统，对非几何刀具轴进行刀具补偿，并在通讯模块和耦合轴监测模块的结合下实时监测耦合轴位置同步。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：基于西门子系统的多轴联动加工控制系统，包括多轴联动控制模块、NC通讯模块和耦合轴监测模块，所述多轴联动控制模块被配置为以下程序：
设定几何轴Y1、Z1工件坐标系零点；
设定非几何轴Y2、Z2工件坐标系零点；
刀补D1生效到几何轴Y1、Z1的刀具轴上；
刀补D2生效到非几何轴Y2、Z2的刀具轴上；
非几何轴和几何轴耦合联动。
所述的耦合轴监测模块被配置为以下程序：
Y1轴和Y2轴开启同步后的位置差；
Y1轴和Y2轴启动同步后的加工实时位置差；
Y1轴和Y2轴同步后差值与加工实时位置差值的差；
Y差值后的报警值。
所述的NC通讯模块用于耦合轴关系建立后检测信号及耦合轴位置差值。
本发明带来的有益效果为：实现非几何轴的刀具补偿，进而实现多轴联动，同时通过NC通讯模块和耦合轴监测模块的配合，实时监测耦合轴的位置。
附图说明
图1为非几何轴刀补生效示意图。
图2为多轴协同加工生效示意图。
图3为耦合位置判断示意图。
图4为耦合位置监测示意图。
图5为耦合轴位置停止监测示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示，基于西门子系统的多轴联动加工控制系统，包括多轴联动控制模块、NC通讯模块和耦合轴监测模块，所述多轴联动控制模块被配置为以下程序：
设定几何轴Y1、Z1工件坐标系零点；
设定非几何轴Y2、Z2工件坐标系零点；
刀补D1生效到几何轴Y1、Z1的刀具轴上；
刀补D2生效到非几何轴Y2、Z2的刀具轴上；
非几何轴和几何轴耦合联动。
所述的耦合轴监测模块被配置为以下程序：
Y1轴和Y2轴开启同步后的位置差；
Y1轴和Y2轴启动同步后的加工实时位置差；
Y1轴和Y2轴同步后差值与加工实时位置差值的差；
Y差值后的报警值。
所述的NC通讯模块用于耦合轴关系建立后检测信号及耦合轴位置差值。
实施例：
1、非几何轴刀补：
1.1）1号刀补在Z1轴方向生效后Z1轴运行到工件坐标系零点处；
1.2）Z2轴与Z1轴进行几何轴交换，2号刀补在Z2轴方向生效后，Z2轴运行到工件坐标系零点处；
1.3）Z1轴与Z2轴解除几何轴交换，1号刀补重新在Z1轴方向生效；
1.4）Y2轴与Y1轴在工件坐标系内建立起耦合关系，Y2轴跟随Y1轴运动；
1.5）Z2轴与Z1轴在工件坐标系内建立起耦合关系，Z2轴跟随Z1轴运动；
2、加工过程中NC通讯模块与PLC配合实时监测耦合轴位置：
2.1）1号刀补在Z1轴方向生效后Z1轴运行到工件坐标系零点处；
2.2）Z2轴与Z1轴进行几何轴交换；
2.3）2号刀补在Z2轴方向生效；
2.4）Z2轴运行到工件坐标系零点处；
2.5）Z1轴与Z2轴解除几何轴交换；
2.6）1号刀补重新在Z1轴方向生效；
2.7）Y2轴与Y1轴在工件坐标系内建立起耦合关系，Y2轴跟随Y1轴运动；
2.8）Z2轴与Z1轴在工件坐标系内建立起耦合关系，Z2轴跟随Z1轴运动；
2.9）NC执行M76，PLC执行一次耦合位置初始值计算；
2.10）NC执行$A_DBB[2]=1，PLC执行实时耦合轴位置计算；
3、加工过程中PLC停止监测
3.1）Y2轴与Y1轴在工件坐标系内关闭耦合关系；
3.2）Z2轴与Z1轴在工件坐标系内建立起耦合关系；
3.3）NC执行$A_DBB[2]=1；
3.4）PLC停止耦合轴间位置检测。
以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.基于西门子系统的多轴联动加工控制系统，其特征在于，包括多轴联动控制模块、NC通讯模块和耦合轴监测模块，所述多轴联动控制模块被配置为以下程序：
设定几何轴Y1、Z1工件坐标系零点；
设定非几何轴Y2、Z2工件坐标系零点；
刀补D1生效到几何轴Y1、Z1的刀具轴上；
刀补D2生效到非几何轴Y2、Z2的刀具轴上；
非几何轴和几何轴耦合联动；
所述的耦合轴监测模块被配置为以下程序：
Y1轴和Y2轴开启同步后的位置差；
Y1轴和Y2轴启动同步后的加工实时位置差；
Y1轴和Y2轴同步后差值与加工实时位置差值的差；
Y差值后的报警值。
2.如权利要求1所述的基于西门子系统的多轴联动加工控制系统，其特征在于，所述的NC通讯模块用于耦合轴关系建立后检测信号及耦合轴位置差值。
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