专利名称：直线导轨自动校直机的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及直线导轨校直技术，特别是涉及一种具有高精度和高效率的直线导轨自动校直机的控制系统。
背景技术：
在机械工业的诸多领域中，许多生产线或机床上都会用到直线导轨，以便用于传递生产所需的工具或相关产品。直线导轨在制造中，导轨经过淬火以及磨削加工后产生弯曲变形，减小变形量，因而，校直已成为直线导轨在加工环节中的一道必不可少的工序。特别对高精度导轨而言尤为重要，即便细微的弯曲量也将影响后道工序加工精度，乃至造成使成品组合件达不到精度要求。在现有技术中，同行业的国内设备尚存在以下不足首先，现有的校直设备不能准确的确定需要校正点的位置和顺序，以致整个校正过程缓慢；其次，现有的校直设备不能有效地确定压入量数值，在校直的过程中校正压头欠压和过压致使重复方向操作量增多；再者，现有的校直设备不能自动选定导轨上弯曲部位的支撑间距，所以在校直过程中常使原始的弯曲形状初次校正后变成新的弯曲状态。所以，如何提供一种用平衡校正技术对直线导轨进行校正，且具有高精度和高效率的自动校直设备，以克服现有技术中存在的以上所述缺点实为相关领域之业者目前亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种直线导轨自动校直机的控制系统，可以准确地选定校正点和校正顺序，有效地确定压入量数值以及精准地选定导轨上弯曲部位的支撑间距，对直线导轨进行高精度和高效率的自动校直。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种直线导轨自动校直机的控制系统，所述直线导轨自动校直机中至少具有用以冲压直线导轨上正曲面压入点的校正压头以及用以分别顶靠所述直线导轨上负曲面二支撑点的二支撑件，其特征在于，所述控制系统包括类型选择模块，用以检测到所述直线导轨后进行类型判别，并在两个垂直方向上建立所述直线导轨的修正模型；向量分析模块，连接所述类型选择模块，用以统计所述直线导轨上的所有曲线段，并计算出各曲线段的曲率以获取各曲线段的正曲面压入点及负曲面二支撑点的位置坐标，然后依据各曲线段曲率的大小为优先级进行排序，以确定各曲线段的先后冲压次序；行程控制模块，连接所述类型选择模块，用以依据所述直线导轨之类型设定一基准线以及所述校正压头及二支撑件的最大修正量；校直控制模块，连接所述行程控制模块及向量分析模块，用以驱动所述二支撑件分别顶靠在选定曲线段的负曲面二支撑点上， 并参考设定的基准线驱动所述校正压头冲压选定曲线段的正曲面压入点以进行校直作业， 并在校直完成后进行量测，以确认合格后生成校直日志；数据库模块，连接所述类型选择模块、行程控制模块及校直控制模块，用以储存多种类型的直线导轨之属性参数，以及用以储存所述直线导轨的修正模型、最大修正量和校直日志，以便对较次优先级的曲线段进行校直时做行程补偿变量及数据修正。在本发明的直线导轨自动校直机的控制系统中，所述校直控制模块还包括一个检验单元，用于在校直完成后进行检验校直是否合格，当检验校直为不合格时，依据预先设定之基准线对所述校正压头与二支撑件的行程和方向进行修正，并记录在校直日志中。所述直线导轨之属性参数为导轨代号。在本发明的直线导轨自动校直机的控制系统中，还包括输出模块，连接所述数据库模块，用于输出所述数据库模块储存的修正模型、最大修正量以及校直日志。所述输出模块为一显示装置或打印装置。所述直线导轨自动校直机还具有至少由泵站、集装阀组、执行气、油缸、以及控制回路组成的气动及液压系统。在本发明的直线导轨自动校直机的控制系统中还包括气液热量处理模块，用于检测所述气动及液压系统的温度，以确保所述直线导轨自动校直机的自身热平衡。在本发明的直线导轨自动校直机的控制系统中，所述类型选择模块还包括一扫描单元，用以检测到所述直线导轨后进行扫描以判别所述直线导轨后类型。所述扫描单元为一激光扫描装置或光栅尺装置。如上所述，本发明的直线导轨自动校直机的控制系统与现有技术相比首先，本发明的直线导轨自动校直机具有优先校直点选择功能，以便设定各测量点的校直次序，使自动校直工作循环次数为最少，在其内部计算系统中，初期可先有人工设定各种导轨结构的经验参数，以后在每完成校准后自动进行判别并修改参数；其次，本发明的直线导轨自动校直机的压入量具有自适应功能，可以根据导轨结构规格及弯曲量的不同自动调整修正量大小，以适应工件弯曲度不同对校直行程的不同要求，并由内部计算系统进行对新资料的储存以及对前一次校正中储存的参数予以自动修改并储存；再者，本发明的直线导轨自动校直机根据弯曲变形的曲线段形状，由计算系统找出各拐点(例如曲率转变点)的数量和位置，确定支撑延轴向的移动量，使支撑的间距达到与弯曲率相匹配的尺寸，进而可以精准地选定导轨上弯曲部位的支撑间距。
图1显示为本发明的直线导轨自动校直机的控制系统原理框图。
具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式
加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。本发明提供一种直线导轨自动校直机的控制系统，于本实施方式中，所述直线导轨自动校直机中至少具有用以固定直线导轨的夹具、用以冲压直线导轨上正曲面压入点的校正压头、以及用以分别顶靠所述直线导轨上负曲面二支撑点的二支撑件，于具体的实施方式中，所述校正压头例如为气动及液压系统控制的油缸或汽缸，所述支撑件可例如为由伺服电机驱动的丝杆。更详而言之，所述直线导轨自动校直机还具有至少由泵站、集装阀组、执行气、油缸、以及控制回路组成的气动及液压系统。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想， 而上述之机械部件及具体结构非本发明保护之重点，因而并未于绘制图示。为方便阐述本发明之原理，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。请参阅图1，图1显示为本发明的直线导轨自动校直机的控制系统原理框图；如图所示，本发明的直线导轨自动校直机的控制系统1包括类型选择模块11，向量分析模块 12，行程控制模块13，校直控制模块14，数据库模块15，输出模块16，气液热量处理模块17。所述类型选择模块11用以检测到所述直线导轨后进行类型判别，并在两个垂直方向(即所述直线导轨同一截面XY二个方向)上建立所述直线导轨的修正模型，由于大多直线导轨的横截面近似为矩形，所以考虑两个方向的向量。于本实施方式中，所述类型选择模块11还包括一扫描单元111，用以检测到所述直线导轨后进行扫描以判别所述直线导轨后类型。具体地，所述扫描单元111例如为一激光扫描装置(例如激光扫描仪)或光栅尺
直O所述向量分析模块12连接所述类型选择模块11，依据所述类型选择模块11建立的直线导轨的修正模型，统计所述直线导轨上的所有曲线段，并计算出各曲线段的曲率以获取各曲线段的正曲面压入点及负曲面二支撑点的位置坐标，然后依据各曲线段曲率的大小为优先级进行排序，以确定各曲线段的先后冲压次序；换言之，所述向量分析模块12统计各曲线段的曲率大小、寻找相应作用点位置，按弯曲程度由大到小进行排列校准，考虑用合适的作用点和选择各点先后次序，进而解决了使用传统的校正方式很难校直导轨弯曲方向与平面不垂直的问题。所述行程控制模块13连接所述类型选择模块11，用以依据所述直线导轨之类型设定一基准线以及所述校正压头及二支撑件的最大修正量，进而有效地保护直线导轨不会被过量修正而压断或压裂或进入塑性变形。所述校直控制模块14连接所述行程控制模块13及向量分析模块12，用以驱动所述二支撑件分别顶靠在选定曲线段的负曲面二支撑点上，并参考设定的基准线驱动所述校正压头冲压选定曲线段的正曲面压入点以进行校直作业，并在校直完成后进行量测，以确认合格后生成校直日志，于本实施方式中，所述校直控制模块14还包括一个检验单元141， 用于在校直完成后进行检验校直是否合格，当检验校直为不合格时，依据预先设定之基准线对所述校正压头与二支撑件的行程和方向进行修正，并记录在校直日志中。于具体的实施方式中，所述校直控制模块14对校直机繁杂而有序的动作都是在它的程序控制下执行完成，处理系统相互通讯并协调控制各执行部件有序的进行夹紧、旋转、测量、校直部位选择、加压修正等动作，其中的检验单元141为“自我学习功能”不断修正原始数据，在以后的校正过程中，校准、检测的每一次校直作业，若合格由记入数据库，若不合格，由将校正前后两曲线段方向与基准线对比，判断方向和大小修正行程，并记录在校直日志中。数据库模块15连接所述类型选择模块11、行程控制模块13及校直控制模块14，
6用以储存多种类型的直线导轨之属性参数，以及用以储存所述直线导轨的修正模型、最大修正量和校直日志，以便对较次优先级的曲线段进行校直时做行程补偿变量及数据修正。 于具体的实施方式中，所述直线导轨之属性参数为导轨代号。所述输出模块16连接所述数据库模块15，用于输出所述数据库模块15储存的修正模型、最大修正量以及校直日志。于具体的实施方式中，所述输出模块16例如为一显示装置(例如显示屏)或打印装置(例如打印机)。所述气液热量处理模块17用于检测所述气动及液压系统的温度，以确保所述直线导轨自动校直机的自身热平衡。由于泵站、集装阀组、执行气、油缸，控制回路等组成了校直机复杂的气动及液压系统，为防止液压系统冷热变化影响校直机工作时的精确性、稳定性、可靠性，进行回路卸荷方式设计，以确保所述直线导轨自动校直机的自身热平衡。在实际对直线导轨进行校直的过程中，当被校直线导轨就位后，由夹具将其两端卡紧，由扫描单元111检测面，然后直角回转，检测另一面，此时判别所述直线导轨后类型， 并建立所述直线导轨的修正模型，以统计出直线导轨上的所有曲线段，并依据曲线段的曲率确定正曲面压入点、负曲面二支撑点的位置坐标及各曲线段的先后冲压次序，在设定所述校正压头及二支撑件的最大修正量后，支撑点间距变动，两端夹具向校正压头方向作轴向移动，定位后，所述直线导轨被下放到二支撑件上就位，在确定导轨的弯曲程度和方向后，参考设定的基准线，驱动所述二支撑件分别顶靠在选定曲线段的负曲面二支撑点，驱动所述校正压头冲压选定曲线段的正曲面压入点以进行校直作业，在两个方向交替进行校直，然后再由检验单元141进行检验校直是否合格，当检验校直为不合格时，依据预先设定之基准线对所述校正压头与二支撑件的行程和方向进行修正，具体是指实行位移量检验以外，还进行角度检验。对检验结果进行判断，若每个截面的实测径向跳动量都在允许公差范围以内，则此工件为合格品，不需再进行校直。两夹具放松退回，动梁托起工件移出测量、校正工位。反之，若实测值不但超出公差范围，也超出了可校直的上、下限临界点，则该导轨需要另行处理。只有当导轨的测量结果介于校直范围，即超出合格品界限，但小于最大测量值的临界点时，才开始按校正程序对所述直线导轨执行校直。综上所述，本发明的直线导轨自动校直机具有优先校直点选择功能，以便设定各测量点的校直次序，使自动校直工作循环次数为最少，在其内部计算系统中，初期可先有人工设定各种导轨结构的经验参数，以后在每完成校准后自动进行判别并修改参数；而且，本发明的直线导轨自动校直机的压入量具有自适应功能，可以根据导轨结构规格及弯曲量的不同自动调整修正量大小，以适应工件弯曲度不同对校直行程的不同要求，并由内部计算系统进行对新资料的储存以及对前一次校正中储存的参数予以自动修改并储存；再者，本发明的直线导轨自动校直机根据弯曲变形的曲线段形状，由计算系统找出各拐点(例如曲率转变点)的数量和位置，确定支撑延轴向的移动量，使支撑的间距达到与弯曲率相匹配的尺寸，进而可以精准地选定导轨上弯曲部位的支撑间距。所以，与现有技术相比，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种直线导轨自动校直机的控制系统，所述直线导轨自动校直机中至少具有用以冲压直线导轨上正曲面压入点的校正压头以及用以分别顶靠所述直线导轨上负曲面二支撑点的二支撑件，其特征在于，所述控制系统至少包括类型选择模块，用以检测用户输入的所述直线导轨的属性参数后，生成类型和规格数据，并在两个相对垂直方向上的轨面上建立所述导轨的修正模型；向量分析模块，连接所述类型选择模块，用以统计分析所述直线导轨两个相邻轨面上的所有曲线段，并计算出每一个曲线段的曲率以获取各曲线段的正曲面压入点及负曲面二支撑点的位置坐标及压入量，然后依据各曲线段曲率的大小为优先级进行排序，以确定各曲线段的先后冲压次序；行程控制模块，连接所述类型选择模块，用以依据所述直线导轨之类型设定一基准线以及所述校正压头及二支撑件的最大修正量；校直控制模块，连接所述行程控制模块及向量分析模块，用以驱动所述二支撑件分别顶靠在选定曲线段的负曲面二支撑点上，并参考设定的基准线驱动所述校正压头冲压选定曲线段的正曲面压入点以进行校直作业，并在校直完成后进行量测，以确认合格后生成校直日志；数据库模块，连接所述类型选择模块、行程控制模块及校直控制模块，用以储存多种类型的直线导轨之属性参数，以及用以储存所述直线导轨的修正模型、最大修正量和校直日志，以便对较次优先级的曲线段进行校直时做行程补偿变量及数据修正。
2.根据权利要求1所述的直线导轨自动校直机的控制系统，其特征在于所述校直控制模块还包括一个检验单元，用于在校直完成后进行检验校直是否合格，当检验校直为不合格时，依据预先设定之基准线对所述校正压头与二支撑件的行程和方向进行修正，并记录在校直日志中。
3.根据权利要求1所述的直线导轨自动校直机的控制系统，其特征在于所述控制系统还包括输出模块，连接所述数据库模块，用于输出所述数据库模块储存的修正模型、最大修正量以及校直日志。
4.根据权利要求3所述的直线导轨自动校直机的控制系统，其特征在于所述输出模块为一显示装置或打印装置。
5.根据权利要求1所述的直线导轨自动校直机的控制系统，其特征在于所述直线导轨自动校直机还包括至少由泵站、集装阀组、执行气、油缸、以及控制回路组成的气动及液压系统。
6.根据权利要求5所述的直线导轨自动校直机的控制系统，其特征在于所述控制系统还具有气液热量处理模块，用于检测所述气动及液压系统的温度，以确保所述直线导轨自动校直机的自身热平衡。
7.根据权利要求1所述的直线导轨自动校直机的控制系统，其特征在于所述类型选择模块还包括一扫描单元，用以检测到所述直线导轨后进行扫描以判别所述直线导轨后类型。
8.根据权利要求7所述的直线导轨自动校直机的控制系统，其特征在于所述扫描单元为一激光扫描装置或光栅尺装置。
9.根据权利要求1所述的直线导轨自动校直机的控制系统，其特征在于所述直线导轨之属性参数为导轨代号。
全文摘要
本发明提供一种直线导轨自动校直机的控制系统，所述直线导轨自动校直机中至少具有校正压头及二支撑件，该控制系统首先在两个垂直方向上建立所述直线导轨的修正模型，各以面上测量点连接成连续曲线，统计出直线导轨上的所有曲线，并依据曲线段的曲率确定正曲面压入点、负曲面二支撑点的位置坐标及各曲线段的先后冲压次序，在设定所述校正压头及二支撑件的最大修正量后，驱动二支撑件分别顶靠在选定曲线段的负曲面二支撑点上，使校正压头冲压选定曲线段的正曲面压入点以进行校直作业，并将直线导轨的修正模型、最大修正量以及校直日志，以便对较次优先级的曲线段进行校直时做行程补偿变量及数据修正，以对直线导轨进行高精度和高效率的校直。
文档编号B21D3/10GK102151720SQ20111002779
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者钱敏, 陆弘道 申请人:上海莱必泰数控机床股份有限公司