CN114619251B - 一种轴承座自动化加工系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴承座自动化加工系统及方法，该系统包括至少两个子系统，所述子系统包括依次连接的交互装置、控制装置和加工装置。本发明设置了存储于交互装置内的供控制装置读取调用的主工作数控和子工作数据，主工作数据为不同轴承座的共用参数数据，可通过交互装置修改相关参数，子工作数据为特定加工参数数据，主工作数据中设置有子工作数据指令，通过主工作数据可对子工作数据的查找和调用，方便对相关数据的查询和维护，有利于提升工作效率，且在编制工作数据时只需编入固定数据和待修改参数数据即可，无需针对每种轴承座编制特定的加工数据，大大的提升了编制效率，更加适于小批量轴承座的加工生产，保证生产效率和生成质量。

Description

一种轴承座自动化加工系统及方法

技术领域

本发明涉及数控加工的技术领域，具体而言，涉及一种轴承座自动化加工系统及方法。

背景技术

智能制造生产智能化，是通过数控机床、工业机器人等生产设备与互联网、大数据的联合应用，对生产过程全方位监控，生产数据全方面采集，使得生产进度透明，实现车间管理可视化，提高生产效率，而通过数控机床进行自动化加工，是智能化制造的重要组成部分。

目前，在轴承座的自动化加工过程中，轴承座的产品数量较多，结构尺寸存在差异，因此，每种轴承座产品均需要编制特定的加工程序，而在实际生产中，加工程序的数量不断增加，严重影响了编程工艺人员的编制效率，且不利于编程工艺人员和加工人员对加工程序的查找、维护和复用，降低生产效率，尤其不利于小批量轴承座的加工生产。

发明内容

本发明解决的问题是如何提供一种提升编程工艺人员的编制效率的轴承座的自动化加工系统和方法，在生产加工过程中，方便对加工程序的查找和调用，提升生产效率。

为解决上述问题，一方面，本发明提供一种轴承座自动化加工系统，包括至少两个子系统，所述子系统包括依次连接的交互装置、控制装置和加工装置；

任一所述子系统的所述控制装置用于实现下述操作：

获取通过所述交互装置输入的主工作数据，其中，所述主工作数据包括至少一个子工作数据指令，所述子工作数据指令包括调用指令和暂停指令；

根据所述调用指令获取通过所述交互装置输入的子工作数据，其中，所述子工作数据包括轴承座的平面加工数据、键槽加工数据、斜面加工数据和空刀槽加工数据中的至少一个；

根据所述主工作数据和所述子工作数据控制所述加工装置工作；

根据一子工作数据控制所述加工装置工作完成后，根据所述暂停指令控制所述加工装置暂停预设时间；

所述预设时间用于使其他所述子系统的所述控制装置完成上述操作。

可选地，所述加工装置包括镗杆和滑枕，所述镗杆和所述滑枕均与所述控制装置相连接，所述主工作数据还包括镗杆伸长量，所述子工作数据还包括加工起始值和加工完成值；

所述控制装置还用于：

获取通过所述交互装置输入的所述镗杆伸长量、所述加工起始值和所述加工完成值；

根据所述镗杆伸长量和所述加工完成值获取镗杆伸长量补偿值；

根据所述镗杆伸长量补偿值和所述加工起始值获取滑枕回缩量和滑枕回缩缓冲量；

根据所述镗杆伸长量、所述滑枕回缩量和所述滑枕回缩缓冲量控制所述镗杆伸长和所述滑枕回缩。

可选地，所述加工装置还包括工作台和刀具，所述刀具安装在所述镗杆上，所述镗杆位于所述工作台的一侧，所述镗杆和所述工作台均与所述控制装置相连接，所述工作台上固定有所述轴承座，所述轴承座的轴承孔中心与所述工作台的回转中心保持X轴同心，所述主工作数据还包括换刀指令和工作台旋转指令，所述换刀指令和所述工作台旋转指令均与所述子工作数据相对应；

所述控制装置具体还用于：

获取通过所述交互装置输入的所述换刀指令和所述工作台旋转指令；

根据所述换刀指令控制所述镗杆上的所述刀具完成换刀，将换刀完成的所述刀具的切削参数、加工部位提醒、刀具提醒和毛坯余量信息在所述交互装置上显示；

根据所述工作台旋转指令控制所述工作台旋转。

可选地，所述子工作数据包括所述斜面加工数据，所述斜面加工数据包括所述轴承孔中心与所述回转中心之间的距离、所述轴承座的加工斜面的横向距离和所述加工斜面的竖向距离；

所述控制装置具体还用于：

获取通过所述交互装置输入的所述轴承孔中心与所述回转中心之间的距离、所述加工斜面的所述横向距离和所述竖向距离；

根据所述轴承孔中心与所述回转中心之间的距离、所述加工斜面的所述横向距离和所述竖向距离获取所述工作台旋转前和旋转后所述加工斜面的位置关系；

根据所述工作台旋转前和旋转后的所述加工斜面的位置关系控制所述镗杆上的所述刀具完成对所述加工斜面的加工。

可选地，所述子工作数据包括所述键槽加工数据；

所述控制装置具体还用于：

完成所述刀具的换刀和所述工作台的旋转，根据所述键槽加工数据，进行所述轴承座的键槽的加工，其中，完成换刀后的所述刀具为大进给铣刀；

当所述键槽的加工完成后，根据所述键槽加工数据，控制所述镗杆完成所述刀具的分层退刀，其中，所述分层退刀包括在所述刀具深度每层轴向上量1mm的过程中，每层减少径向上量0.2mm。

可选地，所述控制装置具体还用于：

在所述键槽加工过程中，控制所述镗杆完成所述刀具对所述键槽的拐点的圆滑过渡加工，其中，所述圆滑过渡加工的圆弧半径大于所述大进给铣刀的刀盘半径。

可选地，所述子工作数据包括所述空刀槽加工数据；

所述控制装置具体还用于：

完成所述刀具的换刀和所述工作台的旋转，根据所述空刀槽加工数据进行所述轴承座的空刀槽的加工，其中，完成换刀后的所述刀具为圆弧三面刃铣刀；

在所述空刀槽加工过程中，控制所述镗杆完成所述刀具对所述空刀槽的轴向插铣加工。

可选地，所述交互装置包括存储器和显示屏，所述存储器用于存储所述主工作数据和所述子工作数据，所述显示屏用于实时显示工作进程且用于输入和修改所述主工作数据与所述子工作数据，所述控制装置包括处理器，所述处理器分别与所述存储器、所述显示屏和所述加工装置相连接。

可选地，所述子系统的数量为7个。

另一方面，本发明提供一种轴承座自动化加工方法，应用于如上所述的轴承座自动化加工系统，包括如下步骤：

对于任一子系统，获取交互装置输入的主工作数据，其中，所述主工作数据包括至少一个子工作数据指令，所述子工作数据指令包括调用指令和暂停指令；

根据所述调用指令获取所述交互装置输入的子工作数据，其中，所述子工作数据为轴承座的平面加工数据、键槽加工数据、斜面加工数据和空刀槽加工数据中的任一个；

根据所述主工作数据和所述子工作数据控制所述加工装置工作；

在根据一所述子工作数据控制所述加工装置工作完成后，根据所述暂停指令控制所述加工装置暂停预设时间；

所述预设时间用于使其他所述子系统执行上述步骤。

相对于现有技术，本发明的有益效果包括：首先，本发明设置了存储于交互装置内的可供控制装置读取调用的主加工数控和至少一个子加工数据，主工作数据为不同轴承座加工参数的共用参数数据，加工人员可根据需要待加工的轴承座通过交互装置修改相关参数，达到符合待加工的轴承座的需要，子工作数据为特定的加工工序的相关参数数据，通过在主工作数据中加入子工作数据指令，达到在自动化加工中，通过主工作数据对子工作数据的查找和调用，方便编程人员对相关数据的查询和维护，有利于提升编程人员的工作效率，根据待加工轴承座的特点加工工序的相关参数，加工人员也可以实现子工作数据的快速查找、调用和修改，对加工人员的加工效率产生有利影响，且编程人员在预先编制主工作数据和子工作数据时只需编入固定数据和待修改参数数据即可，无需针对每种轴承座编制特定的加工数据，大大提升编程人员的编制效率，相关待修改参数可在加工时根据待加工的轴承座的参数进行修改，修改后的参数可存储在交互装置内，方便加工人员的下次使用，进一步降低了加工人员的加工准备时间，更加适于小批量轴承座的加工生产，保证生产效率和生成质量；其次，子系统为多个，任一子系统在根据一个子工作数据完成加工装置的工作后，会控制加工装置根据暂停指令暂停，暂停的时间为预设时间，即在一个特定的加工工序完成后，加工装置会停止工作，加工人员不但可以观察轴承座的加工情况，保证加工质量，修改加工问题参数，且方便加工人员在一子系统的加工装置暂停时去操作其他子系统，实现同时操作多个加工子系统，这个预设时间可以根据加工人员具体操作的加工子系统的数量进行预先设定，从而利用暂停指令形成节拍化的生产过程，在提升生产效率的同时降低了人力需要。

附图说明

图1为本发明实施例子系统的结构示意图；

图2为本发明实施例轴承座旋转180度的结构示意图；

图3为本发明实施例轴承座旋转90度/270度的结构示意图；

图4为本发明实施例轴承座旋转0度的结构示意图；

图5为本发明实施例轴承座侧立的结构示意图；

图6为本发明实施例交互装置的模板程序主界面示意图；

图7为本发明实施例交互装置的模板程序自定义界面示意图；

图8为本发明实施例空刀槽镗削加工的示意图；

图9为本发明实施例空刀槽的结构示意图；

图10为本发明实施例空刀槽轴向插铣加工的示意图；

图11为本发明实施例键槽的结构示意图；

图12为图11中A-A的剖面图；

图13为图11中B的放大示意图；

图14为本发明实施例自动化加工方法的流程图。

附图标记说明：

1-轴承座；11-加工斜面；12-键槽；121-实际走刀轨迹；122-刀盘半径；123-拐点的图纸尺寸；13-空刀槽；14-侧脖结构；2-镗杆；3-刀具。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

一方面，本发明的实施例提供一种轴承座自动化加工系统，如图1至图5所示，包括至少两个子系统，子系统包括依次连接的交互装置、控制装置和加工装置；

任一子系统的控制装置用于实现下述操作：

获取通过交互装置输入的主工作数据，其中，主工作数据包括至少一个子工作数据指令，子工作数据指令包括调用指令和暂停指令；

根据调用指令获取通过交互装置输入的子工作数据，其中，子工作数据包括轴承座1的平面加工数据、键槽加工数据、斜面加工数据和空刀槽加工数据中的至少一个；

根据主工作数据和子工作数据控制加工装置工作；

根据一子工作数据控制加工装置工作完成后，根据暂停指令控制加工装置暂停预设时间；

预设时间用于使其他子系统的控制装置实现上述操作。

在本实施例中，进行轴承座1的自动化加工的过程中，首先，加工人员根据需要加工的轴承座1的参数通过交互装置修改主工作数据中的相关参数，使其满足轴承座1的加工需要，且根据在主工作数据中加入需要调用的子工作数据的指令，完成初步加工准备；其次，加工人员通过交互装置开启控制装置，控制装置获取交互装置内的主工作数据，根据主工作数据控制加工装置进行相关工作，且根据子工作数据的指令中的调用指令调取交互装置存储的子工作数据，根据主工作数据和子工作数据共同控制加工装置工作，满足自动化加工的需要；最后，在控制装置读取一个子工作数据并控制加工装置完成相应工作后，控制装置会根据暂停指令控制加工装置暂停一个预设时间，方便加工人员观察完成一个加工工序后的轴承座1的加工情况，有利于加工人员实时掌握轴承座1的加工情况，及时发现问题，针对加工数据的错误能够通过交互装置及时修改，保证加工精度。

值得说明的是，在本实施例中，首先，主工作数据和子工作数据是编程工艺人员预先编制完成后传输至交互装置，方便加工人员调用，主工作数据和子工作数据组合使用完成轴承座1的相关加工工序；其次，主工作数据为不同轴承座1加工参数的共用参数数据，加工人员可根据需要待加工的轴承座1通过交互装置修改相关参数，达到符合待加工的轴承座1的需要，子工作数据为特定的加工工序的相关参数数据，通过在主工作数据中加入子工作数据指令，达到在自动化加工中，通过主工作数据对子工作数据的查找和调用，方便编程人员对相关数据的查询和维护，有利于提升编程人员的工作效率，根据待加工轴承座1的特点加工工序的相关参数，加工人员也可以实现子工作数据的快速查找、调用和修改，对加工人员的加工效率产生有利影响；最后，编程人员在预先编制主工作数据和子工作数据时只需编入固定数据和待修改参数数据即可，无需针对每种轴承座1编制特定的加工数据，大大的提升编程人员的编制效率，且相关待修改参数可在加工时根据待加工的轴承座1的参数进行修改，且修改后的参数可存储在交互装置内，方便加工人员的下次使用，进一步降低了加工人员的加工准备时间，且更加适于小批量轴承座1的加工生产，保证生产效率和生成质量。

值得说明的是，在本实施例中，子系统为多个，任一子系统在根据一个子工作数据完成加工装置的工作后，会控制加工装置根据暂停指令暂停，暂停的时间为预设时间，即在一个特定的加工工序完成后，加工装置会停止工作，加工人员不但可以观察轴承座的加工情况，保证加工质量，修改加工问题参数，且方便加工人员在一子系统的加工装置暂停时去操作其他子系统，实现同时操作多个加工子系统，这个预设时间可以根据加工人员具体操作的加工子系统的数量进行预先设定，从而利用暂停指令形成节拍化的生产过程，在提升生产效率的同时降低了人力需要。

示例性的，利用数控程序和数控机床实现上述功能：如图6和图7所示，将主加工数据和子加工数据编制为数控程序，主加工数据为主程序，子加工数据为子程序，通过软件将数控程序及工艺简图进行结合做成编程模板，在轴承座1的加工过程中，每次只需要修改相应的特征参数，就能自动生成数控程序，解决了轴承座类产品单件小批量生产加工的难题，并且编制数控程序时通过主程序调用子程序的模式，在每个子程序结尾增加“M0暂停指令”，然后通过“子程序名”进行具体加工部位的检索，使得编程模式清晰明确，解决了数控程序不好检索，不好修改的难题，这样，根据产品的特点及结构，根据积累的数控程序模板，通过修改相关特征量，实现快速生产数控程序，有效缩短单件产品工艺准备时间，进一步提升加工效率。

可选地，如图2、图3、图4、图5和图8所示，加工装置包括镗杆2和滑枕，镗杆2和滑枕均与控制装置相连接，主工作数据包括镗杆伸长量，子工作数据包括加工起始值和加工完成值；

控制装置还用于：

获取通过交互装置输入的镗杆伸长量、加工起始值和加工完成值；

根据镗杆伸长量和加工完成值获取镗杆伸长量补偿值；

根据镗杆伸长量补偿值和加工起始值获取滑枕回缩量和滑枕回缩缓冲量；

根据镗杆伸长量、滑枕回缩量和滑枕回缩缓冲量控制镗杆2伸长和滑枕回缩。

现有技术中，如图2至图4所示，由于轴承座1两侧有两个侧脖结构14，加工此部位时，每次镗杆2都需伸长，在镗杆2伸长进行加工的情况下就会引起长具长度补偿失效，目前，需要加工人员人为控制镗杆2的伸长，然后进行对刀操作，这个过程不但对加工人员要求比较高，而且加工质量无法保证，加工效率较低。

在本实施例中，为了满足轴承座1的加工需要的同时保证加工效率和加工质量，利用了滑枕的回缩对镗杆2的伸长进行补偿，即通过待加工的轴承座1的加工完成值和镗杆伸长量来获取镗杆伸长量的补偿值，在利用镗杆伸长量的补偿值和加工起始值来获取滑枕的回缩值，利用滑枕对镗杆2的相对移动，缩短镗杆2加工时的伸长量，降低长具长度补偿失效出现的几率，且为了进一步提升加工时的稳定性，在加工时根据镗杆伸长量的补偿值和加工起始值获得滑枕回缩的缓冲量，利用缓冲作用，降低滑枕回缩对加工稳定性的影响，进而提升加工稳定性，保证加工质量。

示例性的，利用数控程序和数控机床实现上述功能：在轴承座1的自动化加工前，编制人员在编制加工程序时，在主程序中定义镗杆伸长量，在相应的子程序中，定义加工坐标参数和加工参数以及滑枕回缩量和滑枕回缩缓冲量的计算式，通过镗杆2的伸长和滑枕缩短进行联动的原理编制程序，保证对轴承座1加工时的零点统一。当然，每次的镗杆伸长量根据试验的伸长量数据在程序中设为一个参数，在实际加工中，根据具体加工的轴承座1的尺寸进行灵活修改，保证加工质量。

可选地，图2、图3、图4、图5、图8和图12所示，加工装置还包括工作台和刀具3，刀具3安装在镗杆2上，镗杆2位于工作台的一侧，镗杆2和工作台均与控制装置相连接，工作台上固定有轴承座1，轴承座1的轴承孔中心与工作台的回转中心保持X轴同心，主工作数据还包括换刀指令和工作台旋转指令，换刀指令和工作台旋转指令均与子工作数据相对应；

控制装置具体还用于：

获取通过交互装置输入的换刀指令和工作台旋转指令；

根据换刀指令控制镗杆2上的刀具3完成换刀，将换刀完成的刀具3的切削参数、加工部位提醒、刀具提醒和毛坯余量信息在交互装置上显示；

根据工作台旋转指令控制工作台旋转。

目前，对轴承座1进行加工时，需要旋转工作台，在旋转工作台后，轴承座1和镗杆2的对应关系会发生变化，需要加工人员目视进行二次对刀，沿着影响加工时的加工精度和加工效率，因此，在本实施例中，将轴承座1使用定心工具固定在工作台上，在主工作数据中加入换刀指令和工作台旋转指令，利用换刀指令完成刀具3的换刀，并得出换刀后的刀具3的切削参数、加工部位和毛坯余量在交互装置上显示，提醒加工人员的同时，利用轴承座1为对称结构的特点，保证工作台旋转后，刀具3与轴承座1的对应关系保持一致，这样刀具3能够对轴承座1的待加工区域进行精准定位，保证加工质量。

值得说明的是，在本实施例中，工作台旋转后，轴承座1的位置分别为0度、90度/270度、180度和侧立，分别对轴承座1的六个面和内部进行加工。

值得说明的是，在本实施例中，对轴承座1进行定心固定的定心工具具体可参考公开号为CN201921294523.6的中国实用新型专利公开的一种轴承座全序数控化自动定心工具，具体结构在此不再赘述。

示例性的，利用数控程序和数控机床实现上述功能：在轴承座1的自动化加工前，编制人员在编制加工程序时，在主程序中加入工作台的旋转角度和换刀指令以及相应的子程序指令，在相应的子程序中，定义加工坐标参数和刀具3的加工参数，通过主程序和子程序的联动，保证对轴承座1加工时的轴承座1与刀具3的对应统一，保证加工质量。

可选地，如图2和图5所示，子工作数据为斜面加工数据，斜面加工数据包括轴承孔中心与回转中心之间的距离、轴承座1的加工斜面11的横向距离和加工斜面11的竖向距离；

控制装置具体还用于：

获取通过交互装置输入的轴承孔中心与回转中心之间的距离、加工斜面11的横向距离和竖向距离；

根据轴承孔中心与回转中心之间的距离、加工斜面11的横向距离和竖向距离获取工作台旋转前和旋转后加工斜面11的位置关系；

根据工作台旋转前和旋转后的加工斜面11的位置关系控制镗杆2上的刀具3完成对加工斜面11的加工。

在本实施例中，利用工作台带动轴承座1的旋转，实现对轴承座1上的加工斜面11的加工，即在轴承座1的轴承孔中心与工作台的旋转中心保持X轴同心的基础上，根据轴承孔中心到工作台中心距离、加工斜面11的横向及竖向距离这些已知数据，再通过三角函数理论的计算推导出工作台回转前后轴承座1的加工斜面11的位置关系，进而控制刀具3在工作台回转后仍然能够保证刀具3和加工斜面11的准确对应，保证轴承座1的加工斜面11的加工精度。

值得说明的是，在本实施例中，加工斜面11包括图2中所示的25度倾斜的加工斜面11和图5所示的45度倾斜的加工斜面11。

示例性的，利用数控程序和数控机床实现上述功能：在轴承座1的自动化加工前，编制人员在编制加工程序时，将斜面加工数据编制为子程序，在子程序中定义加工坐标参数和刀具3的加工参数，通过主程序和子程序的联动，保证对轴承座1加工时的加工斜面11与刀具3的对应统一，保证加工质量。

可选地，如图3、图4、图5、图11和图12所示，子工作数据为键槽加工数据；

控制装置具体还用于：

完成刀具3的换刀和工作台的旋转，根据键槽加工数据，进行轴承座1的键槽12的加工，其中，完成换刀后的刀具3为大进给铣刀；

当键槽12的加工完成后，根据键槽加工数据，控制镗杆2完成刀具3的分层退刀，其中，分层退刀包括在刀具3深度每层轴向上量1mm的过程中，每层减少径向上量0.2mm。

目前，轴承座1的产品来料的毛坯面硬度较硬，加工过程中，镗杆2的加工刚性补正，导致原有高上量的刀具3的磨损严重，单位时间的进给不足，极大的降低了加工效率。

因此，在本实施例中，利用大进给铣刀作为刀具3，代替原有的高上量的刀具3，单位时间内的进给切削效率大大提升，有效提升了加工效率，弥补了镗杆2加工时刚性不足的问题，降低了刀具3的磨损，提高了刀具3的使用寿命。当然，针对轴承座1的一些结构，利用大进给铣刀作为刀具3也会带来一些问题，在轴承座1粗加工键槽12时，使用大进给铣刀替代常规的玉米铣能够较大的提高加工效率，但是在高进给加工情况下加工键槽12时，通常刀具3会出现较大的刀具振动，刀具耐用度变差。

在本实施例中，为了降低大进给铣刀在高进给加工情况下加工键槽12时产生的刀具振动对刀具3和轴承座1的表明质量的影响，当键槽12的加工完成即将退刀时，控制镗杆2完成刀具3的分层退刀，如图12所示，即在刀具3深度每层轴向上量1mm的过程中，每层减少径向上量0.2mm。这样，保证了刀具3在振动时不会与键槽12的加工面产生接触，在完成退刀的基础上，既保证刀具3不对键槽12的加工质量产生影响，又降低了振动对刀具3的寿命影响。

示例性的，原有刀具3使用维地亚90度的D160刀具，进给只能达到1000m/min，现有刀具3采用了森拉天时D160大进给铣刀，刀盘型号为AHFC.160.R.11-19，进给切削速度能够提高到3000m/min.切深1mm，在保证加工质量的基础上，加工效率提高3倍，而且降低了工具成本50％以上，因此，以高进给刀具加工替代高上量刀具加工的方式能够提高轴承座1的加工效率,弥补机床镗杆2刚性不足的情况，提高加工效率，大大提高了刀具3耐用度.

可选地，如图11和图13所示，控制装置具体还用于：

在键槽12加工过程中，控制镗杆2完成刀具3对键槽12的拐点的圆滑过渡加工，其中，圆滑过渡加工的圆弧大于大进给铣刀的刀盘半径122。

为了进一步降低大进给的刀具3在加工键槽12时，刀具3的振动产生的影响，在本实施例中，使用了圆滑过渡加工的方式对键槽12的拐点进行加工，即键槽12加工时的刀具3的实际走刀轨迹121、刀具3的刀盘半径122和拐点的图纸尺寸123的半径依次减小，这样，在加工时，实际走刀轨迹121和拐点的图纸尺寸123之间存在过渡即刀盘半径122，在刀具3产生振动时，不会对键槽12产生影响，在保证加工效率的基础上，进一步保证了键槽12的表面质量和刀具3的耐用度。

可选地，如图8至图10所示，子工作数据为空刀槽加工数据；

控制装置具体还用于：

完成刀具3的换刀和工作台的旋转，根据空刀槽加工数据，进行轴承座1的空刀槽13的加工，其中，完成换刀后的刀具3为圆弧三面刃铣刀；

在空刀槽13加工过程中，控制镗杆2完成刀具3对空刀槽13的轴向插铣加工。

目前，如图3至图5所示，由于轴承座1两侧都有两个空刀槽13，以往加工此部位都需要沿着槽的轴线进行镗削加工，但是刀具3伸长振动大，极大影响了加工效率。

因此，为了解决此问题，在本实施例中，将刀具3替换为圆弧三面刃铣刀，利用轴向插铣加工的方式代替原有的镗削加工的方式，轴向插铣加工即为插铣法又称为Z轴铣削法，是实现高切除率金属切削最有效的加工方法之一。对于难加工材料的曲面加工、切槽加工以及刀具悬伸长度较大的加工，插铣法的加工效率远远高于常规的端面铣削法。事实上，在需要快速切除大量金属材料时，采用插铣法可使加工时间缩短一半以上。此外，插铣加工还具有以下优点：可减小工件变形；可降低作用于机床的径向切削力，这意味着轴系已磨损的主轴仍可用于插铣加工而不会影响工件加工质量；刀具悬伸长度较大，这对于工件凹槽或表面的铣削加工十分有利。因此，利用镗杆2伸长较长的特点，在满足空刀槽13加工的基础上，消除刀具3的伸长振动影响，保证空刀槽13的表面光洁度和加工效率，且避免了现有技术中为了加工空刀槽13需要更换机床加工的弊端，进一步满足自动化加工的要求。

示例性的，刀具3选用圆弧三面刃铣刀，刀具型号为R331.32-162Q40K MQ，确定利用轴向插铣的加工方式代替原有的镗削的加工方式，将空刀槽13加工出来，在满足光洁度要求的同时，也提高了产品的加工效率。

可选地，交互装置包括存储器和显示屏，存储器用于存储主工作数据和子工作数据，显示屏用于实时显示工作进程且用于输入和修改主工作数据与子工作数据，控制装置包括处理器，处理器分别与存储器、显示屏和加工装置相连接。当然的，存储器可存储根据主工作数据和子工作数据编制而成的数控程序，方便处理器的及时读取调用和显示屏的显示以便提醒加工人员当前加工的进程。

可选地，子系统的数量为7个。

在本实施例中，示例性的，单个子系统即为一个数控加工中心，在匹配生产线7台数控加工中心工作量达到节拍化生产，按生产线的“421”即4台机床半精加工、2台卧精加工、1台立精加工，搭载模块化程序确保生产线产能，实现全程序加工螺纹孔、连续精孔、工件旋转加工等，能实现批量化生产；且能够实现3人控制5台数控加工中心，大大降低了人力需要。

值得说明的是，按“421”生产模式，固化工艺流程及数控加工全程序，实现自动化加工，满足目前生产产品要求越来越高的生产复杂性和工件的多样性。轴承座单件加工节约生产时间33.4％，传统生产单件轴承座加工成本＝31432元，轴承座数控化、智能化加工生产线单件轴承座加工成本＝22000元，生产基地年产轴承座350件，利润＝(原加工成本-现加工成本)×产量＝(31432元-22000元)×350件＝330万元，大大降低了工业生产的加工成本。

另一方面，本发明的实施例提供一种轴承座自动化加工方法，如图14所示，该方法包括以下步骤：

S101、对于任一子系统，获取通过交互装置输入的主工作数据，其中，主工作数据包括至少一个子工作数据指令，子工作数据指令包括调用指令和暂停指令；

S102、根据调用指令获取通过交互装置输入的子工作数据，其中，子工作数据为轴承座1的平面加工数据、键槽加工数据、斜面加工数据和空刀槽加工数据中的至少一个；

S103、根据主工作数据和子工作数据控制加工装置工作；

S104、在根据一子工作数据控制加工装置工作完成后，根据暂停指令控制加工装置暂停预设时间；

S105、预设时间用于使其他子系统执行步骤S101至S104。

示例性的，本实施例还对使用现有技术对轴承座1进行加工的相关数据和使用本发明的轴承座自动化加工系统和方法对轴承座1进行加工的相关数据进行了对比，如下表所示：

表1现有技术对轴承座1进行加工的相关数据

表2使用本发明的轴承座自动化加工系统和方法对轴承座1进行加工的相关数据

根据表1和表2对比可知：相对于现有技术对轴承座1的加工，本发明的轴承座自动化加工系统和方法对轴承座1的加工效率大大提升，加工效率整体提高30％，每件产品的工艺准备时间从原来的1个月，缩短到5天-7天，工艺准备时间缩短70％。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轴承座自动化加工系统，其特征在于，包括至少两个子系统，所述子系统包括依次连接的交互装置、控制装置和加工装置；

任一所述子系统的所述控制装置用于实现下述操作：

获取通过所述交互装置输入的主工作数据，其中，所述主工作数据包括共用参数数据和至少一个子工作数据指令，所述共用参数数据包括所有轴承座(1)的共用加工参数，所述子工作数据指令包括调用指令和暂停指令；

根据所述调用指令获取通过所述交互装置输入的子工作数据，其中，所述子工作数据包括所述轴承座(1)的平面加工数据、键槽加工数据、斜面加工数据和空刀槽加工数据中的至少一个；

根据所述共用参数数据和所述子工作数据控制所述加工装置工作；

根据一所述子工作数据控制所述加工装置工作完成后，根据所述暂停指令控制所述加工装置暂停预设时间；

所述预设时间用于使其他所述子系统的所述控制装置实现上述操作。

2.根据权利要求1所述的轴承座自动化加工系统，其特征在于，所述加工装置包括镗杆(2)和滑枕，所述镗杆(2)和所述滑枕均与所述控制装置相连接，所述共用参数数据包括镗杆伸长量，所述子工作数据还包括加工起始值和加工完成值；

所述控制装置还用于：

获取通过所述交互装置输入的所述镗杆伸长量、所述加工起始值和所述加工完成值；

根据所述镗杆伸长量和所述加工完成值获取镗杆伸长量补偿值；

根据所述镗杆伸长量补偿值和所述加工起始值获取滑枕回缩量和滑枕回缩缓冲量；

根据所述镗杆伸长量、所述滑枕回缩量和所述滑枕回缩缓冲量控制所述镗杆(2)伸长和所述滑枕回缩。

3.根据权利要求2所述的轴承座自动化加工系统，其特征在于，所述加工装置还包括工作台和刀具(3)，所述刀具(3)安装在所述镗杆(2)上，所述镗杆(2)位于所述工作台的一侧，所述镗杆(2)和所述工作台均与所述控制装置相连接，所述工作台上固定有所述轴承座(1)，所述轴承座(1)的轴承孔中心与所述工作台的回转中心保持X轴同心，所述共用参数数据还包括换刀指令和工作台旋转指令，所述换刀指令和所述工作台旋转指令均与所述子工作数据相对应；

所述控制装置具体还用于：

获取通过所述交互装置输入的所述换刀指令和所述工作台旋转指令；

根据所述换刀指令控制所述镗杆(2)上的所述刀具(3)完成换刀，将换刀完成的所述刀具(3)的切削参数、加工部位提醒、刀具提醒和毛坯余量信息在所述交互装置上显示；

根据所述工作台旋转指令控制所述工作台旋转。

4.根据权利要求3所述的轴承座自动化加工系统，其特征在于，所述子工作数据包括所述斜面加工数据，所述斜面加工数据包括所述轴承孔中心与所述回转中心之间的距离、所述轴承座(1)的加工斜面(11)的横向距离和所述加工斜面(11)的竖向距离；

所述控制装置具体还用于：

获取通过所述交互装置输入的所述轴承孔中心与所述回转中心之间的距离、所述加工斜面(11)的所述横向距离和所述竖向距离；

根据所述轴承孔中心与所述回转中心之间的距离、所述加工斜面(11)的所述横向距离和所述竖向距离获取所述工作台旋转前和旋转后所述加工斜面(11)的位置关系；

根据所述工作台旋转前和旋转后的所述加工斜面(11)的位置关系控制所述镗杆(2)上的所述刀具(3)完成对所述加工斜面(11)的加工。

5.根据权利要求3所述的轴承座自动化加工系统，其特征在于，所述子工作数据包括所述键槽加工数据；

所述控制装置具体还用于：

完成所述刀具(3)的换刀和所述工作台的旋转，根据所述键槽加工数据，进行所述轴承座(1)的键槽(12)的加工，其中，完成换刀后的所述刀具(3)为大进给铣刀；

当所述键槽(12)的加工完成后，根据所述键槽加工数据，控制所述镗杆(2)完成所述刀具(3)的分层退刀，其中，所述分层退刀包括在所述刀具(3)深度每层轴向上量1mm的过程中，每层减少径向上量0.2mm。

6.根据权利要求5所述的轴承座自动化加工系统，其特征在于，

所述控制装置具体还用于：

在所述键槽(12)加工过程中，控制所述镗杆(2)完成所述刀具(3)对所述键槽(12)的拐点的圆滑过渡加工，其中，所述圆滑过渡加工的圆弧半径大于所述大进给铣刀的刀盘半径(122)。

7.根据权利要求3所述的轴承座自动化加工系统，其特征在于，所述子工作数据包括所述空刀槽加工数据；

所述控制装置具体还用于：

完成所述刀具(3)的换刀和所述工作台的旋转，根据所述空刀槽加工数据进行所述轴承座(1)的空刀槽(13)的加工，其中，完成换刀后的所述刀具(3)为圆弧三面刃铣刀；

在所述空刀槽(13)加工过程中，控制所述镗杆(2)完成所述刀具(3)对所述空刀槽(13)的轴向插铣加工。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的轴承座自动化加工系统，其特征在于，所述交互装置包括存储器和显示屏，所述存储器用于存储所述主工作数据和所述子工作数据，所述显示屏用于实时显示工作进程且用于输入和修改所述主工作数据与所述子工作数据，所述控制装置包括处理器，所述处理器分别与所述存储器、所述显示屏和所述加工装置相连接。

9.根据权利要求8所述的轴承座自动化加工系统，其特征在于，所述子系统的数量为7个。

10.一种轴承座自动化加工方法，应用于如权利要求1至9任一项所述的轴承座自动化加工系统，其特征在于，包括如下步骤：

对于任一子系统，获取交互装置输入的主工作数据，其中，所述主工作数据包括共用参数数据和至少一个子工作数据指令，所述共用参数数据包括所有轴承座(1)的共用加工参数，所述子工作数据指令包括调用指令和暂停指令；

根据所述调用指令获取所述交互装置输入的子工作数据，其中，所述子工作数据为所述轴承座(1)的平面加工数据、键槽加工数据、斜面加工数据和空刀槽加工数据中的任一个；

根据所述共用参数数据和所述子工作数据控制所述加工装置工作；

在根据一所述子工作数据控制所述加工装置工作完成后，根据所述暂停指令控制所述加工装置暂停预设时间；

所述预设时间用于使其他所述子系统执行上述步骤。

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