一种加工车床的控制方法及车床系统与流程

本发明涉及加工车床领域，特别是加工车床的控制方法及车床系统。

背景技术：

传统的加工车床，在控制刀头工作时，需要人为的操控，控制刀头接近工件，再逐步加工工件，操作比较麻烦；

现今自动化控制逐渐进入到加工车床领域，但是现有的控制方法在对刀头的控制上不够灵活，例如，人为在操作刀头接近工件时，可以根据人为的判断，刀头接近产品时，会逐步放慢刀头靠近速度，以防止刀头以较快的下刀速度直接冲击到工件上，人工较易操作；而采用自动化操作，刀头从初始位置接近工件，一般刀头距离工件有一定的距离，传统的自动化控制方法，都是控制刀头缓慢靠近，需要耗费较长的时间，而也有部分控制方法，按照大致的参数控制刀头快速靠近，然后经过减速后作用在刀头上，但是此控制方式并不稳定，由于工件的形状变化或者需要加工的速度不同，导致快进下刀的距离也会发生改变，导致容易出错。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种灵活设定距离以及速度参数并且提供误差缓冲空间以实现稳定加工的加工车床控制方法及车床系统。

本发明采用的技术方案是：

一种加工车床的控制方法，包括以下步骤：

预设下刀总距离以及工件加工距离；

预设刀头加工速度以及允许调整距离；

得出快进下刀距离并依据预设下刀总距离、工件加工距离、快进下刀距离以及允许调整距离控制刀头运行。

设定校刀零点，记录下刀移动轨迹，并且根据刀头下刀移动轨迹生成退刀移动轨迹并控制刀头退刀。

当刀头退刀达到工件加工距离而离开工件表面时，沿刀头离开工件表面时的方向延时运行缓冲距离后退刀至校刀零点。

下刀移动轨迹至少包括竖向行程以及横向行程，所述快进下刀距离包括竖向快进距离以及横向快进距离，当在刀头快进下刀时，刀头发生竖向与横向切换时，暂停预设切换延时值后改变移动方向。

所述刀头加工速度包括竖向加工速度以及横向加工速度，分别预设竖向加工速度以及横向加工速度或者预设竖向加工速度与横向加工速度的函数变化关系以控制刀头运行。

当工件加工距离大于下刀总距离的一半，取消快进下刀操作。

一种车床系统，包括操作面板、主控模块、刀头驱动机构以及至少一个刀头，刀头驱动机构与刀头连接并且驱使刀头运行，主控模块分别与操作面板、刀头驱动机构电性连接，主控模块根据上述一种加工车床的控制方法控制刀头驱动机构运行。

所述操作面板上设置有距离设定单元以及加工速度设定单元以设定预设下刀总距离和/或工件加工距离和/或预设刀头加工速度和/或减速距离。

还包括储存模块，储存模块储存有若干种工件加工模式，主控模块与储存模块电性连接，操作面板上设置有能够选取工件加工模式的模式选择单元。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

本发明加工车床的控制方法，预设下刀总距离、工件加工距离、刀头加工速度以及允许调整距离，刀头的快进下刀速度以及减速时的加速度可设定或者固定，当视作匀减速过程，从快进下刀速度以及减速加速度可以得知刀头所需的减速距离，从而得出刀头可以快进下刀的距离，而在实际情况下，刀头减速时的加速度并不是稳定的，因此，系统通过匀减速运算得出的减速距离可能存在偏差，而此时，允许调整距离起到对刀头的加工速度缓冲调整的作用，而由于设定的刀头加工速度的不同，此处的允许调整距离也会发生变化，本设计提供了用户根据不同参数来设定的空间，从而保证刀头能够以预设的刀头加工速度作用在工件上，同时加快加工的进程，提高效率，参数根据工件的不同可灵活设定；

本发明还公开了一种车床系统，用户可以在操作面板上设定距离和速度参数，主控模块根据参数并按照上述控制方法控制刀头驱动机构驱动刀头运行，用户根据工件的不同灵活设定参数，并且控制刀头快速、稳定运行。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本发明控制方法的流程图。

图2是本发明车床系统的原理结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种加工车床的控制方法，其特征在于,包括以下步骤：

预设下刀总距离以及工件加工距离；

预设刀头加工速度以及允许调整距离；

得出快进下刀距离并依据预设下刀总距离、工件加工距离、快进下刀距离以及允许调整距离控制刀头运行。

其中，在某些实施例中，下刀总距离可以在安装机床时设定(即刀头距离工位的距离)，作为机床固有参数之一；而下刀中距离也可以由工作人员根据实际情况修改设定；

而工件加工距离、刀头加工速度以及允许调整距离由工作人员根据实际加工工件的参数进行设定。

预设下刀总距离、工件加工距离、刀头加工速度以及允许调整距离，刀头的快进下刀速度以及减速时的加速度可设定或者固定，减速时的加速度并不能保证全个减速过程恒定，存在一定程度的偏差，当视作匀减速过程，由快进下刀速度、刀头加工速度由匀减速公式可以得知减速距离，从而得出刀头可以快进下刀的距离，而在实际情况下，减速距离可能存在偏差，而此时，允许调整距离起到对刀头的加工速度缓冲调整的作用；

由于设定的刀头加工速度的不同，需要减速的时间也不同，因此不同时间下，产生的偏差值也不同，偏差值小，所需允许调整距离也会变小，因此，用户也可以人为对允许调整距离进行设定，

本设计提供了用户根据不同参数来设定的空间，从而保证刀头能够以预设的刀头加工速度作用在工件上，同时加快加工的进程，提高效率，参数根据工件的不同可灵活设定。

在设定下刀总距离、工件加工距离、刀头加工速度以及允许调整距离前，设定校刀零点，记录下刀移动轨迹，并且根据刀头下刀移动轨迹生成退刀移动轨迹并控制刀头退刀，从而使得刀头在加工完毕后有序退刀，自动运行。

在某些实施例中，当刀头退刀达到工件加工距离而离开工件表面时，沿刀头离开工件表面时的方向延时运行缓冲距离后退刀至校刀零点。

根据工件加工距离的设定，能够得知在退刀时哪个位置离开工件表面，并且刀头在离开工件表面时会以一个方向退出，通过延时控制使得刀头维持该退出方向运行缓冲距离后，此处延时为0.8-1.2s，再回到校刀零点，从而使得刀头会不会对工件的表面造成损伤。

下刀移动轨迹至少包括竖向行程以及横向行程，快进下刀距离包括竖向快进距离以及横向快进距离，当在刀头快进下刀时，刀头发生竖向与横向切换时，暂停预设切换延时值后改变移动方向。

在快速下刀的过程中，由于运行速度较快，因此在进行竖向与横向切换操作时，通过延时控制来进行暂停，此处一般暂定0.3-0.5s，从而给予驱动电机或者气缸等部件一定的缓存时间，使得机床耐久都更高。

在某些实施例中，刀头加工速度包括竖向加工速度以及横向加工速度，分别预设竖向加工速度以及横向加工速度或者预设竖向加工速度与横向加工速度的函数变化关系以控制刀头运行。

设定竖向加工速度和横向加工速度，能够驱动刀头在平面坐标中以斜向直线加工工件，进一步地，也可以设定横向、竖向的函数变化关系来驱动刀头在平面坐标以抛物曲线或者圆弧线加工工件。

在某些实施例中，当工件加工距离大于下刀总距离的一半，取消快进下刀操作，从而防止由于快进距离过短而导致系统控制紊乱。

本发明具体实施例还公开了一种车床系统，如图2所示，包括操作面板1、主控模块2、刀头驱动机构3以及至少一个刀头4，刀头驱动机构3与刀头4连接并且驱使刀头4运行，主控模块2分别与操作面板1、刀头驱动机构3电性连接，主控模块2根据包括上述任一实施例公开的一种加工车床的控制方法控制刀头驱动机构运行。

在某些实施例中，操作面板1可以是显示屏与机械按键结合，或者也可以是触摸屏，主控模块2可以是cpu或者mcu及显示驱动电路、计时电路、晶振电路、信号放大电路等的外围电路，而刀头4可以有多个，每个刀头都相应配置有刀头驱动机构3，刀头驱动机构3由电机、气缸等驱动部件配合横向移动模组、竖向移动模组、旋转驱动模组等来构成，从而驱使刀头4转动、横向移动以及竖向移动等功能；

操作面板1上设置有距离设定单元11以及加工速度设定单元12以设定预设下刀总距离和/或工件加工距离和/或预设刀头加工速度和/或减速距离。

用户可以在操作面板1上设定距离和速度参数，主控模块2根据参数并按照上述控制方法控制刀头驱动机构3驱动刀头运行，用户根据工件的不同灵活设定参数，并且控制刀头快速、稳定运行。

还包括储存模块5，储存模块5储存有若干种工件加工模式，主控模块2与储存模块5电性连接，操作面板1上设置有能够选取工件加工模式的模式选择单元13，选取不同的工件加工模式，主控模块2可以控制刀头自动运行，并且用户新增的工件加工模式也可以添加到储存模块5中以供下次使用。

例如对工件加工，能够进行车坡口、止口的机床，可包括左右两组刀头组件，根据工件的加工形状，可能存在以下几种参数，均可以进行设定或者经过上述任一实施例公开的一种加工车床的控制方法的设定得出；

止口加工距离；

止口快退距离：车完止口后，刀头将向后退，贴近端板外圆，可对端板外圆精车；

外圆快下距离：外圆精车后的位置，车刀即往下运行；

车坡口加工距离：车坡口的距离设置越大，快进下刀距离就越短，当车坡口加工距离大于下刀总距离和退刀距离时，取消快进下刀距离；

下刀总距离、车坡口加工速度、外圆刀快进距离、向下车外圆距离、槽刀快退距离、槽刀快下距离等等；

用户在加工时，可以对以上参数进行设定，优化对工件的加工过程。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述优选方式可以自由地组合和叠加。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。