CN117206930B - 一种直驱铣削机系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铣削技术领域，尤其是一种直驱铣削机系统及其控制方法，包括铣床主体，还包括：支撑台，滑动安装在所述铣床主体上且位于所述卡盘组件前方；所述支撑台包括用于对棒料进行中心夹持的支撑组件，所述支撑组件与所述卡盘组件相对设置；本发明通过支撑组件对棒料的支撑，使得棒料在通过卡盘组件对棒料进行夹持的情况下，增加了支撑组件对棒料的夹持支撑，支撑组件与卡盘组件之间通过可拆卸连接的连接部连接后，形成了两个夹持的位置，并且形成了整体，进而通过增加夹持点来增加夹持过程中与棒料的接触面积，使得带动棒料转动需要的摩擦力可以在维持合理的夹持力情况下通过增加夹持面积来实现。

Description

一种直驱铣削机系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及铣削领域，尤其涉及一种直驱铣削机系统及其控制方法。

背景技术

铣削是指使用旋转的多刃刀具切削工件，是高效率的加工方法，工作时刀具旋转，工件移动，工件也可以固定，但此时旋转的刀具还必须移动，铣削用的机床有卧式铣床或立式铣床，也有大型的龙门铣床，这些机床可以是普通机床，也可以是数控机床，铣削一般在铣床或镗床上进行,适于加工平面、沟槽、各种成形面和模具的特殊形面。

现有技术中，卡盘在对工件的一端进行夹持定位的过程中，由于卡盘的活动卡爪对工件夹持的点有限，并且夹持的面积也同样有限，因此，对工件的稳定夹持需要通过增加夹持力和提供夹持垫片来保证对工件的夹持稳定，由于夹持力增大，会导致活动卡爪和工件的接触位置产生的刚性作用力偏大，容易对工件表面造成损伤。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种直驱铣削机系统及其控制方法。

第一方面，本发明提供一种直驱铣削机系统，包括铣床主体，所述铣床主体包括与所述铣床主体主轴相连的卡盘组件、在所述铣床主体上滑动调节的顶针组件和在所述铣床主体上滑动调节的铣刀组件，还包括：

支撑台，滑动安装在所述铣床主体上且位于所述卡盘组件前方；所述支撑台包括用于对棒料进行中心夹持的支撑组件，所述支撑组件与所述卡盘组件相对设置，且所述支撑组件设置有与所述卡盘组件可拆卸连接的连接部，以使所述卡盘组件工作时带动所述支撑组件转动；

控制装置，用于根据用户输入的待加工的棒料信息控制所述支撑台移动到对应的夹持位置；

所述控制装置还用于根据所述卡盘组件与所述支撑组件的连接状态控制加工程序的启动与停止；

操作者将需要加工的棒料夹持在支撑组件的中部，通过支撑组件对棒料进行夹持定位，卡盘组件的中心轴与顶针组件的顶针点以及支撑组件的中心点始终位于同一水平直线上，支撑组件带动棒料向卡盘组件的内部插接，在棒料与卡盘组件对齐完毕后，通过连接部连接卡盘组件与支撑组件，随后启动卡盘组件对棒料进行夹持固定，并且通过卡盘组件带动棒料旋转，同时控制铣刀组件同步启动对棒料进行铣削加工，因此，使得棒料在加工之前，通过对棒料的初夹持调节棒料的夹持位置，在棒料夹持加工的过程中，通过支撑组件对棒料的支撑，使得棒料不再需要通过卡盘组件独立对棒料进行夹持支撑，对夹持棒料的夹持力进行分散，从而有利于避免卡盘组件对棒料进行夹持的过程中夹持力过大从而造成棒料过度受力从而导致受损的情况发生。

优选的，还包括：

加工承托组件，滑动安装在所述铣床主体上；所述加工承托组件位于所述卡盘组件与所述顶针组件之间，其顶端设置有承托待加工的棒料下表面的承托部；

控制装置还用于根据所述铣刀组件的加工路径计算得到所述加工承托组件的移动状态信息，并根据移动状态信息控制加工承托组件在加工过程中与所述铣刀组件同步移动；

所述控制装置还用于控制加工承托组件主动对棒料进行主动接触支撑。

在棒料夹持定位完毕后启动铣刀组件对棒料进行加工时，控制装置控制加工承托组件与铣刀组件同步移动，加工承托组件位于铣刀组件铣刀的正下方，承托部对棒料的底部表面进行支撑，承托部对棒料底部表面的支撑位置位于对铣刀组件铣刀的加工位置的正下方，从而使得承托部能够对棒料上加工位置的底部进行支撑，并且能够随着铣刀组件铣刀的调整同步调整位置，从而使得承托部始终保持对加工位置的支撑，从而有利于避免铣刀组件的铣刀在对棒料进行加工时，铣刀组件铣刀对棒料施加的力使得棒料产生向下弯曲的趋势，从而使得棒料变形，影响棒料的加工精度的情况发生。

优选的，还包括：

冲水组件，固定设置于所述铣刀组件上，具有至少两个出水口，所述出水口分布在所述待加工的棒料两侧的上方；

所述控制装置还用于根据待加工的棒料的加工信息计算得到冲水控制信息，并根据所述冲水控制信息控制所述冲水组件进行冲洗作业；

所述待加工的棒料的加工信息包括铣削位置信息、铣削量信息、加工时间信息；

所述冲水控制信息包括出水口位置信息、各出水口的出水量信息和流速信息；

通过冲水组件的设置对承托部周围的空间进行清理，冲水组件的出水口分布在待加工的棒料两侧的上方，根据对待加工的棒料的加工信息，控制装置控制冲水组件调整位置进行清理，从而通过调节出水口位置、出水量、流速调整对棒料表面的清理力度，从而有利于在铣削加工的同时，对承托部与棒料接触点的附近堆积的碎料进行清理，避免碎料的堆积，从而有利于避免堆积的碎料对棒料表面造成划伤，并且有利于避免堆积的碎料阻碍棒料的转动。

优选的，还包括：

红外检测组件，设置于所述卡盘组件与所述支撑组件之间，以对所述连接部进行连接前的对齐检测；

所述控制装置还用于接收所述红外检测组件检测的对齐信息，并且根据所述对齐信息控制所述连接部进行组装连接；

连接部在连接前需要完成对齐，在连接部对齐完毕后，红外线发射仪与其中一个红外线检测仪对齐，红外线检测仪检测到红外信息，从而得知第二滑动箱体与定位槽对齐完毕，此时红外检测组件检测到对齐信息，并且将对齐信息发送至控制装置，使得控制装置根据对齐信息控制连接部进行连接，从而使得连接部的连接受到控制装置的控制，在连接部完成对齐后才进行连接，从而对连接部的连接时机进行确定，有利于避免连接部在未对齐时即进行连接从而无法连接造成失误的情况发生。第二方面，提供一种直驱铣削机系统控制方法，包括以下步骤：

获取待加工的棒料信息，所述待加工的棒料信息包括棒料的材质信息和尺寸信息；

根据所述待加工的棒料信息获取直驱铣削机系统的支撑台的夹持位置信息，并根据所述夹持位置信息控制所述支撑台移动到夹持位置；

在所述支撑台移动到夹持位置后，获取直驱铣削机系统的卡盘组件与支撑组件的连接状态信息，当所述连接状态信息为卡盘组件与支撑组件连接成功时，启动直驱铣削机系统的加工程序，否则禁止直驱铣削机系统启动加工程序。

优选的，所述直驱铣削机系统还包括加工承托组件，滑动安装在所述铣床主体上；所述加工承托组件位于所述卡盘组件与所述顶针组件之间，其顶端设置有承托待加工的棒料下表面的承托部；

所述直驱铣削机系统控制方法还包括以下步骤：

获取所述铣刀组件的加工路径；

根据所述铣刀组件的加工路径计算得到所述加工承托组件的移动状态信息，并根据移动状态信息控制加工承托组件在加工过程中与所述铣刀组件同步移动，并且在铣削时，控制加工承托组件主动对棒料进行主动接触支撑。

优选的，所述直驱铣削机系统还包括冲水组件，固定设置于所述铣刀组件上，具有至少两个出水口，所述出水口分布在所述待加工的棒料两侧的上方；

所述直驱铣削机系统控制方法还包括以下步骤：

获取待加工的棒料的加工信息，所述待加工的棒料的加工信息包括铣削位置信息、铣削量信息、加工时间信息；

根据待加工的棒料的加工信息计算得到冲水控制信息，所述冲水控制信息包括出水口位置信息、各出水口的出水量信息和流速信息；

根据所述冲水控制信息控制所述冲水组件进行冲洗作业。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过支撑组件对棒料的支撑，使得棒料在通过卡盘组件对棒料进行夹持的情况下，增加了支撑组件对棒料的夹持支撑，支撑组件与卡盘组件之间通过可拆卸连接的连接部连接后，形成了两个夹持的位置，并且形成了整体，进而通过增加夹持点来增加夹持过程中与棒料的接触面积，使得带动棒料转动需要的摩擦力可以在维持合理的夹持力情况下通过增加夹持面积来实现，从而有利于避免单靠加强卡盘组件的夹持力来维持对棒料夹持过程中需要的摩擦力，以对棒料进行同步旋转驱动，使得卡盘组件的夹持力过大从而造成棒料过度受力进而导致受损的情况发生。

2、本发明通过加工承托组件的设置，使得承托部能够对棒料上加工位置的底部进行支撑，并且能够随着铣刀组件铣刀的调整同步调整位置，从而使得承托部始终保持对加工位置的支撑，从而有利于避免铣刀组件的铣刀在对棒料进行加工时，铣刀组件铣刀对棒料施加的力使得棒料产生向下弯曲的趋势，从而使得棒料变形，影响棒料的加工精度的情况发生。

3、本发明通过冲水组件的设置，使得通过调节出水口位置、出水量、流速调整对棒料表面的清理力度，从而有利于在铣削加工的同时，对承托部与棒料接触点的附近堆积的碎料进行清理，避免碎料的堆积，从而有利于避免堆积的碎料对棒料表面造成划伤，并且有利于避免堆积的碎料阻碍棒料的转动。

附图说明

图1为本发明的控制方法的流程示意图。

图2为本发明在铣削工作状态的整体结构示意图。

图3为本发明图2中A处的放大结构示意图。

图4为本发明在安装棒料状态的外支撑件剖面后的结构示意图。

图5为本发明的图4中B处的放大结构示意图。

图6为本发明的图5中C处的放大结构示意图。

图7为本发明的定位槽剖面后的结构示意图。

图8为本发明的图7中D处的放大结构示意图。

图9为本发明的外支撑件剖面后的结构示意图。

图10为本发明的冲水组件相对棒料的分布状态的结构示意图。

图11为本发明的支架的结构示意图一。

图12为本发明的支架的结构示意图二。

图13为本发明的第一引导轨迹的示意图。

图14为本发明的第二引导轨迹的示意图。

图中：1、铣床主体；101、卡盘组件；102、顶针组件；103、铣刀组件；2、控制器；4、支撑台；5、外支撑件；6、转动内环；7、支撑箱体；8、定位块；9、直杆；10、第一转动盘；11、涡旋槽；12、第一锥齿轮；13、第二锥齿轮；14、连通箱；15、支架；16、第二转动盘；17、定位槽；18、第一磁块；19、第一滑动箱体；20、第二滑动箱体；21、第二磁块；22、电动推杆；23、第一压力检测器；24、红外线发射仪；25、红外线检测仪；26、固定箱体；27、第二升降台；28、第一气缸；29、弧形支撑面；30、转动辊；31、第二压力检测器；32、转动支撑台；34、第二滑动板；35、固定管；36、扭动管；37、电磁阀；38、滑动调节块。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图2至图10所示的一种直驱铣削机系统，包括铣床主体1，铣床主体1包括与铣床主体1主轴相连的卡盘组件101、在铣床主体1上滑动调节的顶针组件102和在铣床主体1上滑动调节的铣刀组件103，还包括：

支撑台4，滑动安装在铣床主体1上且位于卡盘组件101前方；支撑台4包括用于对棒料进行中心夹持的支撑组件，支撑组件与卡盘组件101相对设置，且支撑组件设置有与卡盘组件101可拆卸连接的连接部，以使卡盘组件101工作时带动支撑组件转动；

控制装置，用于根据用户输入的待加工的棒料信息控制支撑台4移动到对应的夹持位置；

控制装置具体为控制器2；

控制器2固定于铣床主体1的侧壁上；

控制装置还用于根据卡盘组件101与支撑组件的连接状态控制加工程序的启动与停止；

具体说明，卡盘在对工件的一端进行夹持定位的过程中，由于卡盘的活动卡爪对工件夹持的点有限，并且夹持的面积也同样有限，因此，对工件的稳定夹持需要通过增加夹持力和提供夹持垫片来保证对工件的夹持稳定，由于夹持力增大，会导致活动卡爪和工件的接触位置产生刚性作用力，容易对工件表面造成损伤，本发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，操作者将需要加工的棒料夹持在支撑组件的中部，通过支撑组件对棒料进行夹持定位，卡盘组件101的中心轴与顶针组件102的顶针点以及支撑组件的中心点始终位于同一水平直线上，支撑组件带动棒料向卡盘组件101的内部插接，在棒料与卡盘组件101对齐完毕后，通过连接部连接卡盘组件101与支撑组件，随后启动卡盘组件101对棒料进行夹持固定，并且通过卡盘组件101带动棒料旋转，同时控制铣刀组件103同步启动对棒料进行铣削加工，因此，使得棒料在加工之前，通过对棒料的初夹持调节棒料的夹持位置，在棒料夹持加工的过程中，通过支撑组件对棒料的支撑，使得棒料在通过卡盘组件101对棒料进行夹持的情况下，增加了支撑组件对棒料的夹持支撑，支撑组件与卡盘组件101之间通过可拆卸连接的连接部连接后，形成了两个夹持的位置，并且形成了整体，进而通过增加夹持点来增加夹持过程中与棒料的接触面积，使得带动棒料转动需要的摩擦力可以在维持合理的夹持力情况下通过增加夹持面积来实现，从而有利于避免单靠加强卡盘组件101的夹持力来维持对棒料夹持过程中需要的摩擦力，以对棒料进行同步旋转驱动，使得卡盘组件101的夹持力过大从而造成棒料过度受力进而导致受损的情况发生;

在进一步的实施过程中，直驱铣削机系统还包括：加工承托组件，滑动安装在铣床主体1上；加工承托组件位于卡盘组件101与顶针组件102之间，其顶端设置有承托待加工的棒料下表面的承托部；

在可选的实施例中，为了实现对加工承托组件承托位置的调节，加工承托组件还包括固定箱体26，固定箱体26通过第二滑动板34滑动连接于铣床主体1的顶部，固定箱体26的顶部通过第一气缸28固定有第二升降台27，固定箱体26与第二升降台27滑动连接，第二升降台27的顶部开设有弧形支撑面29；

在可选的实施例中，为了能够对承托部承托的位置进行识别控制，承托部包括转动支撑台32，弧形支撑面29的内弧面上呈圆周阵列设置有多组转动支撑台32，同组转动支撑台32之间转动安装有转动辊30，其中一组转动支撑台32与弧形支撑面29之间通过第二压力检测器31固定连接，其余转动支撑台32与弧形支撑面29之间直接固定连接；

控制装置还用于根据所述铣刀组件的加工路径计算得到所述加工承托组件的移动状态信息，并根据移动状态信息控制加工承托组件在加工过程中与所述铣刀组件同步移动；

需要说明的是，铣刀组件和加工承托组件均通过直线驱动机构，进行驱动，通过在控制装置内提前设定好PLC控制程序，使得直线驱动机构同步驱动铣刀组件和加工承托组件同步移动，移动状态信息即是根据铣刀组件的移动状态进行同步得到的。

所述控制装置还用于控制加工承托组件主动对棒料进行主动接触支撑。

应理解，在可选的实施例中，承托位置信息可以通过第二压力检测器31获取到的压力信息进行判断，识别到加工承托组件的承托部已经对棒料实现了接触支撑；

进一步理解，在第二压力检测器31受到压力后，第二压力检测器31将受压信息发送至控制装置，控制装置获取到第二压力检测器31受压后则判断加工承托组件的承托部已经对棒料实现了接触支撑，则完成对承托位置信息的判断。

在可选的实施方式中，承托位置顺序信息、承托位置停留时间信息可以通过程序提前设定的加工路径信息计算得到，加工承托组件的承托位置顺序信息就是根据铣刀组件103的移动进行同步移动，并且当铣刀组件103停止移动时，加工承托组件降低高度，停止承托。

具体的实施过程中：

当铣削开始前，控制加工承托组件对安装好的棒料进行支撑承托，承托铣刀组件铣削位置的正下方；

当铣削时，控制加工承托组件与铣刀组件103同步移动，以对所有的铣削位置进行支撑；

当铣削完成后，控制加工承托组件取消承托，以为下料提供空间。

具体承托的方式可以有以下实施方式：

可选的实施例，加工承托组件的承托面位置正对棒料的下方，与铣刀组件的铣削进刀方向正对，提供支撑；

可选的实施例，加工承托组件的承托面可以为弧形面，对棒料的正下方，以及对棒料两侧弧面进行贴合支撑，增加支撑的面积，进一步增加支撑点。

在棒料夹持定位完毕后启动铣刀组件103对棒料进行加工时，控制装置控制加工承托组件与铣刀组件103同步移动，加工承托组件位于铣刀组件103的铣刀的正下方，启动第一气缸28，第一气缸28启动后通过伸缩杆推动第二升降台27向上移动，第二升降台27向上移动后带动弧形支撑面29对棒料的底部进行支撑，弧形支撑面29能够对棒料上加工位置的底部进行支撑，并且能够随着铣刀组件103的铣刀的调整同步调整位置，从而使得弧形支撑面29始终保持对加工位置的支撑，从而有利于避免铣刀组件103的铣刀在对棒料进行加工时，铣刀组件103的铣刀对棒料施加的力使得棒料产生向下弯曲的趋势，从而使得棒料变形，影响棒料的加工精度的情况发生，承托部对棒料的底部表面进行支撑，承托部对棒料底部表面的支撑位置位于对铣刀组件103的铣刀的加工位置的正下方，弧形支撑面29的内壁上通过转动支撑台32转动安装有转动辊30，从而使得棒料在转动时，转动辊30能够随着棒料同步转动，从而使得棒料在转动过程中能够减小与弧形支撑面29之间的摩擦阻力，从而有利于避免弧形支撑面29与棒料之间的摩擦阻力使得棒料产生扭转趋势，而造成棒料产生形变，从而影响棒料加工精度的情况发生，在转动辊30向上移动对棒料底部进行支撑时，转动辊30受到棒料的向下挤压力，从而使得第二压力检测器31检测到压力信息，使得在转动辊30完成对棒料的支撑后控制器2控制第一气缸28关闭，确定对棒料的支撑位置，从而使得承托部能够对棒料上加工位置的底部进行支撑，并且能够随着铣刀组件103的铣刀的调整同步调整位置，从而使得承托部始终保持对加工位置的支撑，从而有利于避免铣刀组件103的铣刀在对棒料进行加工时，铣刀组件103的铣刀对棒料施加的力使得棒料产生向下弯曲的趋势，从而使得棒料变形，影响棒料的加工精度的情况发生。

在进一步的实施过程中，直驱铣削机系统还包括：冲水组件，固定设置于铣刀组件103上，具有至少两个出水口，出水口分布在待加工的棒料两侧的上方；

控制装置还用于根据待加工的棒料的加工信息计算得到冲水控制信息，并根据冲水控制信息控制冲水组件进行冲洗作业；

待加工的棒料的加工信息包括铣削位置信息、铣削量信息、加工时间信息；

应理解，在加工前，根据棒料的长度和粗细度值以及需要铣削的涡轮槽的深度，对铣削进刀的量和对棒料的起始切削点g、最终完成点及铣削的深度进行了提前设定，在铣削的过程中，铣削的深度越大、铣削的长度越长，对应铣削的量（即铣削量信息）也越大；

关于加工的时间（即加工时间信息），也根据提前对加工设定的铣削时间进行等同设定，铣削的时间多长，对应的冲水的时间也持续多长，以保证在铣削的过程中，持续对铣削位置进行冲水清理，有利于避免碎料的停留对加工承托组件的承托面造成污染而影响承载面整洁的情况发生；

冲水控制信息包括出水口位置信息、各出水口的出水量信息和流速信息；

具体的实施过程中，具体具有以下控制方式；

可选的实施方式，当铣削量比较大时（大于一个预设值，根据实际需要进行设置），针对铣削位置增大水流量（即上述的出水量信息）和流速；

可选的实施方式，当铣削量比较小时（小于一个预设值，根据实际需要进行设置），则应该减小流量和流速。

为了实现上述冲水组件实现的作用，在可选的实施例中，具体的，冲水组件包括：

连通箱14，通过滑动件与铣刀组件103的壳体连接，通过水泵与水箱连接以提供水源；

固定式出水管件，具有至少两个，通过支架15的支撑定位后与连通箱14连通，以对齐加工承托组件的两侧对其进行清理；具体的实施过程中，将支架15固定于连通箱14的侧壁上，固定式出水管件具体可以是固定管35，固定管35贯穿支架15后与连通箱14固定连通；

电磁阀37，固定于固定管35的出水端口；

控制装置还用于根据铣刀组件103的进给量信息调节电磁阀37的开启量，以控制固定式出水管件与活动式出水管件的清理强度；

具体的实施过程中，具体具有以下控制方式；

可选的实施方式，当铣刀组件103的进给量大时，对棒料的加工深度增加，增大电磁阀37的开启量；

可选的实施方式，当铣刀组件103的进给量变小（在一定的进给量设定值范围）时，对棒料的加工深度减小，减小电磁阀37的开启量；

应理解，根据需要对棒料加工的槽的螺旋方向，操作者能够调节滑动调节块38的位置，使得滑动调节块38带动扭动管36调节位置，并且能够扭转扭动管36的形状，使得扭动管36在扭转调节后能够对准铣刀组件103的铣刀的加工位置进行清理，固定管35的位置固定，能够对棒料的两侧进行固定清理，根据铣刀组件103的进给量能够得知对棒料的加工深度，从而根据铣刀组件103的进给量信息调节电磁阀37的开启量，在对棒料的加工深度增加时，增大电磁阀37的开启量，从而提高扭动管36和固定管35端部出水口处对棒料附近的清理力度，从而能够在加工碎料增多时增加清理力度，从而有利于保持对棒料周围的清理效果。

应理解，结合图2、图3和图10的示意，可选择的设置两个出水口，两个出水口示意为对应实施过程中的固定管35，直驱铣削机系统还包括对卡盘组件进行旋转驱动的驱动电机，通过设定好的程序控制驱动电机的旋转驱动方向，进而实现卡盘组件的特定方向的转动；

并且铣刀组件103的移动方向也是通过提前设定的程序进行提前设定好，从棒料表面的起点移动至棒料表面切削的终点，提前设定好了铣削的距离，在对棒料进行铣削的过程中，通过提前设定好的程序先确定好卡盘组件的旋转方向和确定铣刀组件103的移动方向，进而间接实现对棒料旋转驱动方向和铣刀组件103的移动方向提前设定，冲水控制信息的出水口位置信息通过驱动电机的旋转驱动方向和铣刀组件103的移动方向进行确定，蜗杆（棒料的铣削目标）表面被铣削处的槽会先出现在加工承托组件与棒料接触支撑的第一侧位置b；

那么可以选择性的将其中一个固定管35出水方向设置成朝向棒料先出现槽的第一侧位置b，碎料会顺着槽的轨迹向背离该出水口位置的方向移动，将另一个固定管35出水方向设置成朝向棒料与加工承托组件接触第二侧位置c，因此，两个固定管35设置的位置根据在加工过程中产生的碎料在棒料与加工承托组件接触面的两端的分布情况进行设置，是可以根据碎料提前设定好的；

因此，棒料先出现槽的第一侧位置b的碎料会沿着槽滑落，碎料多，棒料与加工承托组件接触位置远离出现槽的一侧会滑落部分铣削产生的碎料，碎料相对较少；

因此根据提前设定好的卡盘组件的旋转方向和铣刀组件103的移动轨迹，即可确定第一侧位置b、第二侧位置c的待冲洗位置的碎料量，进而可以根据提前设定好的卡盘组件的旋转方向和铣刀组件103的移动轨迹的程序设定，提前设定好控制程序，设定好第一侧位置b和第二侧位置c分别对应的固定管35的出水量信息和流速信息，确定需要控制出水口朝向第一侧位置b的固定管35产生较大的出水量和较高的出水速度，以使得气流的力度增加，有利于将较多的碎料吹离加工承托组件与棒料接触支撑的位置，另一个固定式出水管件的出水方向设置成朝向棒料与加工承托组件接触的第二侧位置c，第二侧位置c处滑落的碎料相对第一侧位置b处的碎料较少，提前设定好控制程序，确定需要控制朝向第二侧位置c的固定管35相对出水朝向第一侧位置b的固定管35维持较低的出水速度和出水量，即可实现将滑落的碎料进行清理；

因此，冲水控制信息的出水口位置信息、各出水口的出水量信息和流速信息通过铣削位置信息、铣削量信息、加工时间信息进行确定。

进一步说明的是，通过设置电磁阀37即可实现控制各出水口的出水量，并且结合控制水泵的泵送力，在电磁阀37阀口一样的情况下，调节水泵的泵送力，进而实现流速的控制。

在通过承托部对棒料进行支撑时，由于棒料的底部表面受到支撑遮挡，从而导致铣削过程中的碎料受到遮挡，从而存在碎料堆积在承托部的周围，对棒料的底部表面造成划伤甚至对棒料的转动造成阻碍的情况发生，本发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，通过冲水组件的设置对承托部周围的空间进行清理，冲水组件的出水口分布在待加工的棒料两侧的上方，根据对待加工的棒料的加工信息，控制装置控制冲水组件调整位置进行清理，从而通过调节出水口位置、出水量、流速调整对棒料表面的清理力度，从而有利于在铣削加工的同时，对承托部与棒料接触点的附近堆积的碎料进行清理，避免碎料的堆积，从而有利于避免堆积的碎料对棒料表面造成划伤，并且有利于避免堆积的碎料阻碍棒料的转动。

具体控制不同位置出水口的过程中，具体的实施方式如下：

可选的实施方式，采用固定式的出水口（即固定式出水管件），固定好冲洗方向，根据碎料在棒料两侧的堆积量的情况控制棒料两侧的固定式的出水口的出水量大小和出水速度大小，碎料堆积多的一侧加大出水量和提高出水速度。

在进一步的实施例中，为了实现上述冲水组件实现的作用，在可选的实施例中，具体的，冲水组件还包括：

活动式的出水口，具体为活动式出水管件，与连通箱14固定连通；活动式出水管件包括与支架15滑动连接的滑动调节块38以及设置在滑动调节块38端部的扭动管36，通过驱动滑动调节块38在支架15上的位置以带动活动式出水管件根据棒料加工的槽的螺旋方向滑动并且扭转调节清理位置，以实现扭动管36的冲水方向从切削点g向碎料较多的一侧方向吹动清理；扭动管36通过连接管与连通箱14相连通；扭动管36的出水端口固定安装上电磁阀37；

在具体的实施过程中，支架15固定于连通箱14的侧壁上，扭动管36通过连接管与连通箱14相连通；

控制装置还用于根据铣刀组件103的进给量信息调节电磁阀37的开启量，以控制活动式出水管件的清理强度；

应理解，在上述实施例的基础上，设置了活动式出水管件，活动式出水管件的扭动管36的出水端口朝向铣刀组件103与棒料的切削点g，并且可以根据可以铣削成的槽，将滑动调节块38向第二侧位置c的一侧驱动，然后在滑动调节块38的限制下使得扭动管36的出水方向对准铣刀组件103与棒料的切削点g方向的同时偏向第一侧位置b的方向，以至于可以将碎料向冲洗力度强的一侧集中，有利于对碎料的充分清理。

具体对活动式出水管件的控制过程中，具体的实施方式如下：

在可选的实施例中，滑动调节块38具体可以为电动滑块，控制装置可以根据提前设定好的程序控制电动滑块在按照图3所示的支架15上开设的引导槽内移动，以便于带动扭动管36进行移动，以便于扭动管36端部可以通过手动拨动后向远离第一侧位置b偏移一定距离后，扭动扭动管36，使得扭动管36有空间将扭动管36的端部指向铣刀组件103与棒料的切削点g位置，并且冲洗角度向第一侧位置b方向偏移。

电动滑块的移动实现的原理是电动滑轨的运动原理，电动滑轨的运动原理是利用电动机的动力,通过传动装置将动力传递到导轨上,从而使滑块在导轨上运动。具体来说,电动机的动力通过传动装置传递到导轨上,导轨上的滑块则受到动力的作用而运动。在滑块运动的过程中,导轨起到了支撑和引导的作用,从而保证了滑块的运动轨迹。

在进一步的实施例中，如图11、图12、图13和图14所示，支架15表面开设的引导槽的引导轨迹分解为第一引导轨迹e和第二引导轨迹f，第一引导轨迹e为电动滑块以棒料为轴线的画弧轨迹，第二引导轨迹f为以铣刀组件103与棒料的切削点g为圆心的画弧轨迹；

应理解，在需要调节的过程中，控制装置可以控制电动滑块向远离第一侧位置b的一侧移动，在移动的过程中，扭动管36在电动滑块的带动下自动调整位置，但是扭动管36的出水方向朝向始终对准铣刀组件103与棒料的切削点g，并且在电动滑块远离第一侧位置b移动的过程中，扭动管36的出水方向会始终指向铣刀组件103与棒料的切削点g，并且向偏向第一侧位置b的方向偏移，有利于将碎料向冲水量大和流速快的第一侧位置b方向冲洗引流，和第一侧位置b对应位置的冲水量大和流速快的固定管35进行配合将碎料快速清理，使碎料远离加工承托组件。

在可选的实施例中，支撑组件包括外支撑件5和内支撑件，外支撑件5与内支撑件转动连接；

内支撑件包括对棒料进行夹持的夹持件；

在可选的实施例中，夹持件包括转动内环6和第一转动盘10，转动内环6转动安装于外支撑件5的内圈，第一转动盘10转动安装于转动内环6的内部，第一转动盘10的侧壁上开设有涡旋槽11，转动内环6的内壁上通过呈圆周阵列设置的多个支撑箱体7滑动连接有定位块8，定位块8的侧壁上固定有与涡旋槽11滑动配合的直杆9，第一转动盘10的侧壁上固定有第一锥齿轮12，转动内环6的内壁上呈圆周阵列转动安装有多个第二锥齿轮13，全部第二锥齿轮13均与第一锥齿轮12相啮合，操作者能够借助起子等工具转动第二锥齿轮13；

在夹持件对棒料进行夹持后，内支撑件通过连接部与卡盘组件101连接以同步转动，并且共同夹持支撑棒料进行加工；

在棒料放置在转动内环6的内部时，操作者借助外部的工具转动第二锥齿轮13，第二锥齿轮13带动与之啮合的第一锥齿轮12转动，第一锥齿轮12带动第一转动盘10转动，第一转动盘10转动后带动涡旋槽11转动，涡旋槽11具体为阿基米德螺旋槽，是卡盘机构中驱动卡件移动的通用的螺旋槽，涡旋槽11转动后通过涡旋形的槽带动其内部滑动连接的直杆9移动，直杆9的移动轨迹被支撑箱体7限定，使得直杆9带动定位块8沿着支撑箱体7伸出，多个伸出的定位块8同步对棒料进行夹持，从而完成对棒料的夹持定位，在对棒料完成定位后，由于直杆9在涡旋槽11的内部，直杆9对涡旋槽11的反作用力接近于涡旋槽11的法线方向，同时通过设置第一转动盘10与转动内环6的材质为橡胶材质，使得第一转动盘10与转动内环6存在摩擦阻力，从而与直杆9和涡旋槽11之间推动涡旋槽11转动方向的反作用力相抵消，使得定位块8完成对棒料的夹持后具有自锁作用。

在可选的实施例中，连接部包括：

定位槽17，圆周阵列设置于卡盘组件101的卡盘边缘；

电推动组件，电推动组件与内支撑件连接；

第二滑动箱体20，通过电推动组件与内支撑件连接，与定位槽17数量相同，电推动组件用于推动第二滑动箱体20向定位槽17插接；

电推动组件包括第一滑动箱体19，第一滑动箱体19固定于第二转动盘16的侧壁上，第二转动盘16与转动内环6固定连接，第二滑动箱体20滑动套设于第一滑动箱体19的外壁上，第二滑动箱体20与第一滑动箱体19之间固定有电动推杆22；

磁吸组件，磁吸组件安装于定位槽17与第二滑动箱体20之间，以通过磁吸力带动第二滑动箱体20转动对齐定位槽17；

磁吸组件包括第一磁块18和第二磁块21，第一磁块18固定于定位槽17的内部，第二磁块21固定于第二滑动箱体20的端部，第二磁块21与第一磁块18异极相对；

其中一个第二滑动箱体20的侧壁上固定有第一压力检测器23；

在可选的实施例中，直驱铣削机系统还包括：

第二转动盘16，第二转动盘16固定连接在转动内环6的侧面；

红外检测组件，设置于卡盘组件101与支撑组件之间，以对连接部进行连接前的对齐检测；

红外检测组件包括红外线发射仪24与多个红外线检测仪25，全部红外线检测仪25呈圆周阵列固定于第二转动盘16的侧壁上，红外线发射仪24固定于卡盘组件101的卡盘侧壁顶部，红外线发射仪24与红外线检测仪25相适配；

控制装置还用于接收红外检测组件检测的对齐信息，并且根据对齐信息控制连接部进行组装连接；

连接部在连接前需要完成对齐，在连接部对齐完毕后，红外线发射仪24与其中一个红外线检测仪25对齐，红外线检测仪25检测到红外信息，从而得知第二滑动箱体20与定位槽17对齐完毕，此时红外检测组件检测到对齐信息，并且将对齐信息发送至控制装置，使得控制装置根据对齐信息控制连接部进行连接，从而使得连接部的连接受到控制装置的控制，在连接部完成对齐后才进行连接，从而对连接部的连接时机进行确定，有利于避免连接部在未对齐时即进行连接从而造成连接受阻的情况发生。

在棒料夹持完毕后，内支撑件带动棒料向卡盘组件101插接，第二转动盘16向卡盘组件101靠近时，在磁吸组件的作用下，异极相对的第二磁块21与第一磁块18之间相互吸引，从而使得在磁吸力的作用下带动第二转动盘16转动，使得第二转动盘16转动至第二滑动箱体20与定位槽17对齐，从而将第二转动盘16调节至方便与卡盘组件101卡接的位置，在第二滑动箱体20与定位槽17对齐完毕后，红外线发射仪24与其中一个红外线检测仪25对齐，红外线检测仪25检测到红外信息，从而得知第二滑动箱体20与定位槽17对齐完毕，此时控制器2控制电推动组件启动，使得电动推杆22启动后通过伸缩杆推动第二滑动箱体20向定位槽17移动，使得第二滑动箱体20插入定位槽17的内部，完成第二转动盘16与卡盘组件101卡盘的对齐连接，从而使得卡盘组件101的卡盘带动棒料转动时，对棒料进行支撑的第二转动盘16能够同步转动，从而有利于使得第二转动盘16带动转动内环6转动，使得转动内环6能够在保持同步转动的同时对棒料进行支撑。

如图1所示的一种直驱铣削机系统控制方法，包括以下步骤：

获取待加工的棒料信息，待加工的棒料信息包括棒料的材质信息和尺寸信息；

根据待加工的棒料信息获取直驱铣削机系统的支撑台的夹持位置信息，并根据所述夹持位置信息控制支撑台移动到夹持位置；

应理解，棒料的长短粗细在加工前都会通过测量得到相关数据，然后铣削的位置的长度都会提前测定好，在棒料表面做好标记，控制装置控制支撑台移动至靠近标记的位置。

在支撑台移动到夹持位置后，获取直驱铣削机系统的卡盘组件101与支撑组件的连接状态信息，当所述连接状态信息为卡盘组件101与支撑组件连接成功时，启动直驱铣削机系统的加工程序，否则禁止直驱铣削机系统启动加工程序。

进一步，还包括：

直驱铣削机系统还包括加工承托组件，滑动安装在铣床主体1上；加工承托组件位于卡盘组件101与顶针组件102之间，其顶端设置有承托待加工的棒料下表面的承托部；

直驱铣削机系统控制方法还包括以下步骤：

获取铣刀组件103的加工路径；

根据所述铣刀组件的加工路径计算得到所述加工承托组件的移动状态信息，并根据移动状态信息控制加工承托组件在加工过程中与所述铣刀组件同步移动，并且在铣削时，控制加工承托组件主动对棒料进行主动接触支撑。

进一步，还包括：

直驱铣削机系统还包括冲水组件，固定设置于铣刀组件103上，具有至少两个出水口，出水口分布在待加工的棒料两侧的上方；

直驱铣削机系统控制方法还包括以下步骤：

获取待加工的棒料的加工信息，待加工的棒料的加工信息包括铣削位置信息、铣削量信息、加工时间信息；

根据待加工的棒料的加工信息计算得到冲水控制信息，冲水控制信息包括出水口位置信息、各出水口的出水量信息和流速信息；

根据冲水控制信息控制冲水组件进行冲洗作业。

本发明工作原理：操作者将需要加工的棒料夹持在支撑组件的中部，通过支撑组件对棒料进行夹持定位，卡盘组件101的中心轴与顶针组件102的顶针点以及支撑组件的中心点始终位于同一水平直线上，支撑组件带动棒料向卡盘组件101的内部插接，在棒料与卡盘组件101对齐完毕后，通过连接部连接卡盘组件101与支撑组件，随后启动卡盘组件101对棒料进行夹持固定，并且通过卡盘组件101带动棒料旋转，同时控制铣刀组件103同步启动对棒料进行铣削加工，因此，使得棒料在加工之前，通过对棒料的初夹持调节棒料的夹持位置，在棒料夹持加工的过程中，通过支撑组件对棒料的支撑，使得棒料不再需要通过卡盘组件101独立对棒料进行夹持支撑，对夹持棒料的夹持力进行分散，从而有利于避免卡盘组件101对棒料进行夹持的过程中夹持力过大从而造成棒料过度受力从而导致受损的情况发生。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种直驱铣削机系统，包括铣床主体（1），所述铣床主体（1）包括与所述铣床主体（1）主轴相连的卡盘组件（101）、在所述铣床主体（1）上滑动调节的顶针组件（102）和在所述铣床主体（1）上滑动调节的铣刀组件（103），其特征在于，还包括：

支撑台（4），滑动安装在所述铣床主体（1）上且位于所述卡盘组件（101）前方；所述支撑台（4）包括用于对棒料进行中心夹持的支撑组件，所述支撑组件与所述卡盘组件（101）相对设置，且所述支撑组件设置有与所述卡盘组件（101）可拆卸连接的连接部，以使所述卡盘组件（101）工作时带动所述支撑组件转动；

控制装置，用于根据用户输入的待加工的棒料信息控制所述支撑台（4）移动到对应的夹持位置；

所述控制装置还用于根据所述卡盘组件（101）与所述支撑组件的连接状态控制加工程序的启动与停止；

加工承托组件，滑动安装在所述铣床主体（1）上；所述加工承托组件位于所述卡盘组件（101）与所述顶针组件（102）之间，其顶端设置有承托待加工的棒料下表面的承托部；

所述加工承托组件还包括固定箱体（26），所述固定箱体（26）通过第二滑动板（34）滑动连接于所述铣床主体（1）的顶部，所述固定箱体（26）的顶部通过第一气缸（28）固定有第二升降台（27），所述固定箱体（26）与所述第二升降台（27）滑动连接，所述第二升降台（27）的顶部开设有弧形支撑面（29）；

所述承托部包括转动支撑台（32），所述弧形支撑面（29）的内弧面上呈圆周阵列设置有多组所述转动支撑台（32），同组所述转动支撑台（32）之间转动安装有转动辊（30），其中一组所述转动支撑台（32）与所述弧形支撑面（29）之间通过第二压力检测器（31）固定连接，其余所述转动支撑台（32）与所述弧形支撑面（29）之间直接固定连接；

控制装置还用于根据所述铣刀组件（103）的加工路径计算得到所述加工承托组件的移动状态信息，并根据移动状态信息控制加工承托组件在加工过程中与所述铣刀组件（103）同步移动；

所述控制装置还用于控制加工承托组件主动对棒料进行主动接触支撑；

冲水组件，固定设置于所述铣刀组件（103）上，具有至少两个出水口，所述出水口分布在所述待加工的棒料两侧的上方；

所述控制装置还用于根据待加工的棒料的加工信息计算得到冲水控制信息，并根据所述冲水控制信息控制所述冲水组件进行冲洗作业；

所述待加工的棒料的加工信息包括铣削位置信息、铣削量信息、加工时间信息；

所述冲水控制信息包括出水口位置信息、各出水口的出水量信息和流速信息；

所述冲水组件包括：

连通箱（14），通过滑动件与所述铣刀组件（103）的壳体连接，通过水泵与水箱连接以提供水源；

固定式出水管件，具有至少两个，通过支架（15）与所述连通箱（14）连通，以对所述加工承托组件的两侧进行清理；

活动式出水管件，与所述连通箱（14）固定连通；所述活动式出水管件包括与所述支架（15）滑动连接的滑动调节块（38）以及设置在滑动调节块（38）端部的扭动管（36），以带动所述活动式出水管件根据棒料加工的槽的螺旋方向滑动并且扭转调节清理位置；

所述出水口设置于所述固定式出水管件与所述活动式出水管件的端部；

电磁阀（37），固定于所述固定式出水管件与所述活动式出水管件的出水口；

所述控制装置还用于根据所述铣刀组件（103）的进给量信息调节所述电磁阀（37）的开启量，以控制所述固定式出水管件与所述活动式出水管件的清理强度；

所述滑动调节块（38）包括电动滑块，所述控制装置还用于控制所述电动滑块在所述支架（15）上开设的引导槽内滑动；

所述引导槽的引导轨迹分解为第一引导轨迹e和第二引导轨迹f，所述第一引导轨迹e为所述电动滑块以棒料为轴线的画弧轨迹，所述第二引导轨迹f为以所述铣刀组件（103）与棒料的切削点g为圆心的画弧轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种直驱铣削机系统，其特征在于，还包括：

红外检测组件，设置于所述卡盘组件（101）与所述支撑组件之间，以对所述连接部进行连接前的对齐检测；

所述控制装置还用于接收所述红外检测组件检测的对齐信息，并且根据所述对齐信息控制所述连接部进行组装连接。

3.根据权利要求2所述的一种直驱铣削机系统，其特征在于，所述支撑组件包括：

外支撑件（5）和内支撑件，所述外支撑件（5）与所述内支撑件转动连接；

所述内支撑件包括对棒料进行夹持的夹持件；

在所述夹持件对棒料进行夹持后，所述内支撑件通过连接部与所述卡盘组件（101）连接以同步转动，并且共同夹持支撑棒料以对棒料增加夹持点。

4.根据权利要求3所述的一种直驱铣削机系统，其特征在于，所述连接部包括：

定位槽（17），圆周阵列设置于所述卡盘组件（101）的卡盘边缘；

第二滑动箱体（20），通过电推动组件与所述内支撑件连接，与所述定位槽（17）数量相同，所述电推动组件用于推动所述第二滑动箱体（20）向所述定位槽（17）插接；

磁吸组件，所述磁吸组件安装于所述定位槽（17）与所述第二滑动箱体（20）之间，以通过磁吸力带动所述第二滑动箱体（20）转动对齐所述定位槽（17）。

5.一种直驱铣削机系统控制方法，应用于如权利要求1-4任一所述的直驱铣削机系统，其特征在于，包括以下步骤：

获取待加工的棒料信息，所述待加工的棒料信息包括棒料的材质信息和尺寸信息；

根据所述待加工的棒料信息获取直驱铣削机系统的支撑台的夹持位置信息，并根据所述夹持位置信息控制所述支撑台移动到夹持位置；

在所述支撑台移动到夹持位置后，获取直驱铣削机系统的卡盘组件（101）与支撑组件的连接状态信息，当所述连接状态信息为卡盘组件（101）与支撑组件连接成功时，启动直驱铣削机系统的加工程序，否则禁止直驱铣削机系统启动加工程序。

6.根据权利要求5所述的一种直驱铣削机系统控制方法，其特征在于，所述直驱铣削机系统还包括加工承托组件，滑动安装在所述铣床主体（1）上；所述加工承托组件位于所述卡盘组件（101）与所述顶针组件（102）之间，其顶端设置有承托待加工的棒料下表面的承托部；

所述直驱铣削机系统控制方法还包括以下步骤：

获取所述铣刀组件（103）的加工路径；

根据所述铣刀组件（103）的加工路径计算得到所述加工承托组件的移动状态信息，并根据移动状态信息控制加工承托组件在加工过程中与所述铣刀组件（103）同步移动，并且在铣削时，控制加工承托组件主动对棒料进行主动接触支撑。

7.根据权利要求6所述的一种直驱铣削机系统控制方法，其特征在于，所述直驱铣削机系统还包括冲水组件，固定设置于所述铣刀组件（103）上，具有至少两个出水口，所述出水口分布在所述待加工的棒料两侧的上方；

获取待加工的棒料的加工信息，所述待加工的棒料的加工信息包括铣削位置信息、铣削量信息、加工时间信息；

根据待加工的棒料的加工信息计算得到冲水控制信息，所述冲水控制信息包括出水口位置信息、各出水口的出水量信息和流速信息；

根据所述冲水控制信息控制所述冲水组件进行冲洗作业。