CN218938825U - 一种机加工自动刀补控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种机加工自动刀补控制系统，包括：用于刀具测量的测量仪器、用于与机加工设备通讯和处理刀补数据的设备控制器以及机加工设备；所述设备控制器包含硬件接口单元、设备通讯单元和数据处理单元；所述测量仪器连接到设备控制器，机加工设备也与设备控制器连接，或者所述测量仪器连接到机加工设备，机加工设备与设备控制器连接。通过上述方式，解决了传统的机加工设备的刀具补偿受人为主观的因素影响大，并存在产品一致性差、加工效率低以及加工成本增加等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及数控机床技术领域，尤其是涉及一种机加工自动刀补控制系统。
背景技术
随着现代科技的高速发展，对机加工设备的性能、精度以及速度要求越来越高。在使用的过程中，刀具会发生不同程序的磨损，使工件的加工精度降低，表面粗糙度增大。目前为了达到加工精度的要求，需要经过计算并修改机加工设备内的刀具补偿值；而目前只能操作员设置固定加工个数来作为是否需要刀具测量的条件，手动测量加工工件的尺寸，经过计算并手动修改机加工设备内的刀具补偿值，往往需要多次试切和测量才能达到加工精度的要求，机床加工效率低，无法有效避免刀具磨损所引发的加工精度问题。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提出了一种机加工自动刀补控制系统。
本实用新型的主要内容包括：一种机加工自动刀补控制系统，包括：用于刀具测量的测量仪器、用于与机加工设备通讯和处理刀补数据的设备控制器以及机加工设备；
所述设备控制器包含硬件接口单元、设备通讯单元和数据处理单元；
所述测量仪器连接到设备控制器，机加工设备也与设备控制器连接，或者所述测量仪器连接到机加工设备，机加工设备与设备控制器连接。
优选地，所述测量仪器包含测头和/或对刀仪，可单独使用或混合使用，所述测头安装到刀柄上，刀柄装入机加工设备的主轴中，所述对刀仪安装于机加工设备的工作平面上。
优选地，所述对刀仪为接触式对刀仪，移动刀具沿所选定的某个轴，使刀尖靠向且碰到对刀盘顶平面，通过压变感应输出测量信号给机加工设备或设备控制器。
优选地，所述硬件接口单元包含至少2个RJ45接口，至少1个RS232/RS485接口，至少 1个IO接口，所述IO接口包含DI通道4路以及DO通道2路。
所述设备通讯单元4用于采集机加工设备2的坐标以及负载等信息、测量仪器3的测量信号，设置机加工设备2的刀补数据等；
所述数据处理单元5负责刀具补偿值的计算，测量宏程序的管理以及刀具异常的预警提示；
所述设备控制器1根据测量仪器3的类型选择对应的测量宏程序，并启动机加工设备2 进行尺寸测量或者刀具测量；
设备控制器1监控测量仪器3的测量信号，读取并记录测量信号触发时机加工设备2的瞬时坐标位置，经过多次测量后根据坐标的几何关系计算刀具补偿值；若计算出来的刀具补偿值误差超过设定门槛值，即认为刀具已破损超过了允许的磨损，则设备控制器1置位报警地址位，触发机床自动报警并停机，提醒操作员进行更换刀具操作；设备控制器1将计算的刀具补偿值发送到机加工设备系统定义的刀补地址或者自定义的宏变量中，同时可将写入的数值读出进行数据校验；
设备控制器1实时采集机加工设备2的主轴负载信息，判断是否处于正常的负载阈值范围内，当超出正常的负载阈值范围后，等待本次加工结束后，设备控制器1置位提示地址位，机加工设备2提示进行自动刀补动作。
本实用新型的有益效果在于：
1、实时采集主轴的负载信息，作为判断是否需要刀具测量的条件，相较于以往以固定加工个数来判断，提高了机床的加工效率，并且能够避免刀具磨损所引发的加工精度问题；
2、设备控制器不仅支持RJ45以及RS232/485通讯方式采集发那科、三菱等市面常见的机加工设备，还支持硬接线与老旧机加工交互IO信号，适用范围广；
3、设备控制器可实现刀具自动测量，刀补自动写入以及刀补数据校验等功能，实现刀补的自动控制，避免由人工测量以及手动输入出现的错误。
附图说明
图1为一种机加工自动刀补控制系统实施例1的结构示意图；
图2为一种机加工自动刀补控制系统实施例2的结构示意图；
附图标记：1-设备控制器，2-加工设备，3-测量仪器，4-设备通讯单元，5-数据处理单元，6-IO接口，7-RJ45接口，8-RS232/485接口，9-测头，10-对刀仪，11-硬件接口单元。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型所保护的技术方案做具体说明。
实施例1
如图1，一种机加工自动刀补控制系统，包含测量仪器3，设备控制器1以及机加工设备 2，所述设备控制器1由硬件接口单元11、设备通讯单元4和数据处理单元5构成，设备控制器1通过硬件接口单元11连接机加工设备2和测量仪器3，测量仪器3有测头9和对刀仪10两种类型，测头9和对刀仪10可单独使用，可通过手动触碰接触来判断其工作状态；设备通讯单元4负责与测量仪器3和机加工设备2的数据交互，数据处理单元5连接设备通讯单元4，负责计算刀补和管理测量宏程序。
所述硬件接口单元10包含IO接口6，RJ45接口7以及RS232/485接口8，IO接口6设有4路输入，2路输出，RJ45接口7设置有2个，RS232/485接口8设置有1个；
实施例2
如图2，一种机加工自动刀补控制系统，包含测量仪器3，设备控制器1以及机加工设备 2，所述设备控制器1由硬件接口单元11、设备通讯单元4和数据处理单元5构成，设备控制器1通过硬件接口单元11连接机加工设备2，机加工设备2再连接测量仪器3，测量仪器3有测头9和对刀仪10两种类型，测头9和对刀仪10可单独使用，可通过手动触碰接触来判断其工作状态；设备通讯单元4负责与测量仪器3和机加工设备2的数据交互，数据处理单元5连接设备通讯单元4，负责计算刀补和管理测量宏程序。
实施例2与实施例1的区别在于，测量仪器3接入机加工设备2的输入点，并修改机加工设备2的PMC程序，完成测量仪器3与机加工设备2的测量信号交互，机加工设备2连接设备控制器1的硬件接口单元11；
所述测头9的测量步骤如下：数据处理单元5选择对应的测量宏程序，通知设备通讯单元4发送给机加工设备2，机加工设备2主轴选择测头9，控制运动轴移动至第一个被测点位置，缓慢移动靠近工件表面等待测头9的测量信号触发，设备通讯单元4获取当前机加工设备2的瞬时坐标值并发送给数据处理单元5，然后机加工设备2快速返回至测试起始位置，移动至第二个被测点位置，继续上述动作，等待所有被测点测量完毕，数据处理单元5根据记录的被测点坐标的几何关系计算刀具补偿值，最后通过设备通讯单元4发送给机加工设备 2进行刀补；
所述对刀仪10的测量步骤如下：数据处理单元5选择对刀宏程序，通知设备通讯单元4 发送给机加工设备2，机加工设备2自动换刀选择要测量的刀具，控制运动轴移动至对刀仪 10的位置，缓慢靠近对刀盘表面等待对刀仪10的测量信号触发，设备通讯单元4获取当前机加工设备2的瞬时坐标值并发送给数据处理单元5，机加工设备2快速返回至测试起始位置，数据处理单元5根据记录的坐标与标准刀的坐标计算刀具补偿值，可通过多次测量计算平均值来提高测量精度，最后通过设备通讯单元4发送给机加工设备2进行刀补；
设备通讯单元4实时获取机加工设备2的主轴负载，发送给数据处理单元5生成标准刀的负载阈值曲线；数据处理单元5实时获取设备通讯单元4采集的负载来判断是否处于正常阈值范围内，若超出阈值范围后，通知设备通讯单元4置位机加工设备2并提示进行刀补操作；
数据处理单元5根据计算的刀具补偿值，判断是否超出设定的最大误差，若超出通知设备通讯单元4置位机加工设备2并报警和停机，操作员更换刀具。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种机加工自动刀补控制系统，其特征在于，包括：用于刀具测量的测量仪器、用于与机加工设备通讯和处理刀补数据的设备控制器以及机加工设备；
所述设备控制器包含硬件接口单元、设备通讯单元和数据处理单元；
所述测量仪器连接到设备控制器，机加工设备也与设备控制器连接，或者所述测量仪器连接到机加工设备，机加工设备与设备控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种机加工自动刀补控制系统，其特征在于，所述测量仪器包含测头和/或对刀仪，可单独使用或混合使用，所述测头安装到刀柄上，刀柄装入机加工设备的主轴中，所述对刀仪安装于机加工设备的工作平面上。
3.根据权利要求2所述的一种机加工自动刀补控制系统，其特征在于，所述对刀仪为接触式对刀仪，移动刀具沿所选定的某个轴，使刀尖靠向且碰到对刀盘顶平面，通过压变感应输出测量信号给机加工设备或设备控制器。
4.根据权利要求1所述的一种机加工自动刀补控制系统，其特征在于，所述硬件接口单元包含至少2个RJ45接口，至少1个RS232/RS485接口，至少1个IO接口。
5.根据权利要求4所述的一种机加工自动刀补控制系统，其特征在于，所述IO接口包含DI通道4路以及DO通道2路。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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2022
- 2022-07-14 CN CN202221820965.1U patent/CN218938825U/zh active Active
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