CN117193175A - 数控机床系统中实现多z轴联动控制的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法，包括以下步骤：将刀路中的Z指令运动分发给各Z轴；计算各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度；其非运动距离最长的Z轴按照运动距离最长的Z轴的运动比例进行等比例运动；如果当前运动中的各Z轴的运动速度存在相同的运动，则与前后运动连续计算速度；如果当前运动中各Z轴与前后运动中的各Z轴存在相同的运动，则与前后运动连续计算运动速度。本发明还涉及一种数控机床系统中用于实现多Z轴联动控制的装置、处理器及可读存储介质。采用了本发明的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，以更多的计算换取运动环节的减少，以达到提高生产效率的目的。

Description

数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法、装置、处理器及 其计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及数控机床系统领域，尤其涉及数控机床系统的运动控制领域，具体是指一种数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

背景技术

现有技术：对于多Z轴的机床，进行加工之前需要将各Z轴工件坐标调整到相同值。步骤是：

1、确定各Z轴的目标工件坐标。

2、调整各Z轴运动到目标工件坐标。

如图1所示。运动①为步骤2产生的运动。运动②为刀路指令多Z联动加工产生的运动，各Z轴从调整平面运动到刀路中指令的平面。

后续多Z联动加工时，使用第一个有效的Z轴计算运动控制信息，将算出的运动控制信息发送到所有Z轴，使所有Z轴运动均相同。

缺陷：如换刀、对刀、切换坐标系等所有使各Z轴的工件坐标发生变化的功能执行后，各Z轴的工件坐标不一致，都需要执行上述调整流程。每次执行调整流程都需要消耗时间，降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足操作简便、生产效率高、适用范围较为广泛的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

为了实现上述目的，本发明的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：

该数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)将刀路中的Z指令运动分发给各Z轴；

(2)计算各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度；

(3)其非运动距离最长的Z轴按照运动距离最长的Z轴的运动比例进行等比例运动；

(4)判断当前运动中的各Z轴的运动速度是否存在相同的运动，如果是，则与前后运动连续计算速度；否则，不与前后运动连续计算运动速度；

(5)判断当前运动中各Z轴与前后运动中的各Z轴是否存在相同的运动，如果是，则与前后运动连续计算运动速度；否则，不与前后运动连续计算运动速度。

较佳地，所述的步骤(2)中各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度为与其他非Z轴计算合速度的Z轴的运动速度，其中合速度受指令的进给速度等对于合速度的限制。

较佳地，所述的步骤(3)中进行等比例运动的运动速度小于等于(2)中各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度。

较佳地，所述的方法中不与前后运动连续计算运动速度，即满足运动相连处的速度与无相邻运动时速度相同。

该数控机床系统中用于实现多Z轴联动控制的装置，其中所述的装置包括：

处理器，被配置成执行计算机可执行指令；

存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的各个步骤。

该数控机床系统中用于实现多Z轴联动控制的处理器，其中所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的各个步骤。

该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的各个步骤。

采用了本发明的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，以更多的计算换取运动环节的减少，以达到提高生产效率的目的。本发明达到了多Z轴不执行额外的调整过程，即可以直接按加工刀路指令运动的效果。提高了加工效率。

附图说明

图1为现有技术的有多Z调整过程示意图。

图2为本发明的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的无多Z调整过程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的该数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法，其中包括以下步骤：

(1)将刀路中的Z指令运动分发给各Z轴；

(2)计算各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度；

(3)其非运动距离最长的Z轴按照运动距离最长的Z轴的运动比例进行等比例运动；

(4)判断当前运动中的各Z轴的运动速度是否存在相同的运动，如果是，则与前后运动连续计算速度；否则，不与前后运动连续计算运动速度；

(5)判断当前运动中各Z轴与前后运动中的各Z轴是否存在相同的运动，如果是，则与前后运动连续计算运动速度；否则，不与前后运动连续计算运动速度。

作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(2)中各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度为与其他非Z轴计算合速度的Z轴的运动速度，其中合速度受指令的进给速度等对于合速度的限制。

作为本发明的优选实施方式，所述的步骤(3)中进行等比例运动的运动速度小于等于(2)中各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度。

作为本发明的优选实施方式，所述的方法中不与前后运动连续计算运动速度，即满足运动相连处的速度与无相邻运动时速度相同。

本发明的该数控机床系统中用于实现多Z轴联动控制的装置，其中所述的装置包括：

处理器，被配置成执行计算机可执行指令；

存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的各个步骤。

本发明的该数控机床系统中用于实现多Z轴联动控制的处理器，其中所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的各个步骤。

本发明的该计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的各个步骤。

本发明的具体实施方式中，为了解决上述问题，本发明主要的目的在于提供一种多Z联动控制的方法。本方法不需单独执行上述调整各Z轴工件坐标的流程，各Z轴直接运动到刀路中指令的平面，达到提高生产效率的效果。

本发明通过消除多Z调整过程来达到目的。如图2所示，本发明的方案使处于不同工件坐标下的多个Z轴，在加工刀路的第一个Z指令运动后，均到达刀路指令的平面。

本发明的具体措施如下：

1、将刀路中的Z指令运动分发给各Z轴；

2、选取各Z轴中运动距离最长的轴进行运动速度的计算。该Z轴的速度能达到指定的运动速度；

3、其非运动距离最长的Z轴按步骤2中Z轴计算出的运动比例，等比例运动。其速度小于等于步骤2中Z轴的运动速度；

例：如运动中各Z轴运动分别为Z1＝30、Z2＝0、Z3＝50，指定的Z运动速度为100，则Z3因运动距离最长，Z3的速度可达到100。Z1的速度＝Z1的运动距离×Z3的速度/Z3的运动距离。即当Z3达到速度100时，Z1的速度＝30×100/50＝60。

4、若一个运动中，各运动的Z轴运动不相同，则该运动不能与前后运动连续计算运动速度。若相同，则该运动可以与前后运动连续计算运动速度。

例1：如运动中各Z轴运动分别为Z1＝-3、Z2＝0、Z3＝-5，则该运动因存在运动的Z1与Z3运动不相同，不能与前后运动连续计算运动速度；

例2：如运动中各Z轴运动分别为Z1＝0、Z2＝2、Z3＝2，则该运动因存在运动的Z2与Z3运动相同，可以与前后运动连续计算运动速度；

5、若一个运动中，运动的Z轴与前/后运动中的运动的Z轴不相同，则该运动不能与前/后运动连续计算运动速度。若相同，则该运动可以与前/后运动连续计算运动速度。

例1：如运动1中各Z轴运动分别为Z1＝3、Z2＝0、Z3＝3，运动2中各Z轴运动分别为Z1＝0、Z2＝5、Z3＝5，则运动1与运动2不能连续计算运动速度；

例2：如运动1中各Z轴运动分别为Z1＝3、Z2＝0、Z3＝3，运动2中各Z轴运动分别为Z1＝5、Z2＝0、Z3＝5，则运动1与运动2可以连续计算运动速度；

上述“不能与前后运动连续计算运动速度”指的是该运动的速度与仅存在该运动时的运动速度相同，即该运动的运动速度与从停止状态开始运动，再到运动结束各轴停止的速度相同。

在本发明的实施例中，本发明的具体实施方式的步骤如下：

(1)移除多Z调整过程；

(2)移除将单Z运动速度计算后的运动控制信息发送到各Z轴的步骤；

(3)增加在计算每个运动之前，把刀路中的Z指令的目标位置分发给各Z轴；

(4)进行运动速度相关计算时，增加选取各Z轴中运动距离最长的轴进行运动速度计算；

(5)增加将非运动距离最长的Z轴，按运动距离最长的Z轴的运动比例，等比例运动；

(6)判断当前运动是否与前后运动连续计算运动速度时，增加判断当前运动中的运动的各Z轴运动是否相同。若不相同，则不与前后运动连续计算速度。若相同，则可以与前后运动连续计算速度；

(7)判断当前运动是否与前后运动连续计算运动速度时，增加判断当前运动中运动的各Z轴与前后运动中的运动的各Z轴是否相同。若不相同，则不与前后运动连续计算速度。若相同则可以与前后运动连续计算速度。

本发明的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法，多Z不需进行调整，可直接按照刀路指令运动到指定的刀路平面，节省了时间。

本方案在计算每个运动之前，把刀路中的Z指令的目标位置分发给各Z轴。

本方案需选取各Z轴中运动距离最长的轴进行运动速度计算。

各Z轴运动不同时，运动距离最长的Z轴的运动速度与指定速度相同。

非运动距离最长的Z轴，按运动距离最长的Z轴的运动比例，等比例运动因此各Z轴运动可以不同。

运动中运动的各Z轴运动相同时，可以与前后运动连续计算速度；运动中运动的各Z轴运动不相同时，不与前后运动连续计算速度，即运动相连处的速度与没有相邻运动时相同。

相邻运动中运动的Z轴相同时，运动速度可以连续计算；相邻运动中运动的Z轴不相同时，运动速度不连续计算，即运动相连处的速度与没有相邻运动时相同。

本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，相应的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

采用了本发明的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，以更多的计算换取运动环节的减少，以达到提高生产效率的目的。本发明达到了多Z轴不执行额外的调整过程，即可以直接按加工刀路指令运动的效果。提高了加工效率。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)将刀路中的Z指令运动分发给各Z轴；

(2)计算各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度；

(3)其非运动距离最长的Z轴按照运动距离最长的Z轴的运动比例进行等比例运动；

(4)判断当前运动中的各Z轴的运动速度是否存在相同的运动，如果是，则与前后运动连续计算速度；否则，不与前后运动连续计算运动速度；

(5)判断当前运动中各Z轴与前后运动中的各Z轴是否存在相同的运动，如果是，则与前后运动连续计算运动速度；否则，不与前后运动连续计算运动速度。

2.根据权利要求1所述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度为与其他非Z轴计算合速度的Z轴的运动速度，其中合速度受指令的进给速度等对于合速度的限制条件所约束。

3.根据权利要求1所述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中进行等比例运动的运动速度小于等于(2)中各Z轴中运动距离最长的轴的运动速度。

4.根据权利要求1所述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法，其特征在于，所述的方法中不与前后运动连续计算运动速度，即满足运动相连处的速度与无相邻运动时速度相同。

5.一种数控机床系统中用于实现多Z轴联动控制的装置，其特征在于，所述的装置包括：

处理器，被配置成执行计算机可执行指令；

存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至4中任一项所述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的各个步骤。

6.一种数控机床系统中用于实现多Z轴联动控制的处理器，其特征在于，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至4中任一项所述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的各个步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至4中任一项所述的数控机床系统中实现多Z轴联动控制的方法的各个步骤。