專利名稱：一種非圓切削加工控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削加工控制裝置及控制方法，尤其涉及一種采用復(fù)合加工軸的非圓加工件切削加工控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
按照主軸的轉(zhuǎn)動周期來同步控制刀具在工件徑向(橫向)上的位移，則可加工出非圓截面形狀的工件，這種加工方法稱為非圓截面車削。目前加工非圓截面輪廓的方法主要有仿形加工、特種加工和數(shù)控車削。仿形加工法利用靠?？刂频毒吆凸ぜ南鄬\(yùn)動軌跡，形成所需的表面形狀，這種方法加工范圍廣，可加工復(fù)雜截面形狀的工件，但是效率低、調(diào)整復(fù)雜而且加工精度較差；特種加工可用于非圓零件的精加工，但是加工成本高，效率 低，而且對于橫截面與軸截面的形狀都很復(fù)雜的工件則難以加工；數(shù)控車削的加工原理是在非圓截面工件的加工過程中，刀具在X方向(橫向)上跟蹤主軸旋轉(zhuǎn)角度，實(shí)時調(diào)整刀具位置，實(shí)現(xiàn)刀具在X軸方向的往復(fù)運(yùn)動，從而加工出所需的非圓型線，但是目前數(shù)控系統(tǒng)X軸的響應(yīng)頻率不能滿足高速往復(fù)運(yùn)動的要求，車削加工精度不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上問題，本發(fā)明提出一種非圓切削加工控制裝置，所述加工控制裝置包括控制裝置、旋轉(zhuǎn)軸，主副復(fù)合加工軸，切削刀，移動軸、電機(jī)；所述控制裝置用于計算加工件形狀并轉(zhuǎn)換為插補(bǔ)算法對旋轉(zhuǎn)軸、主副復(fù)合加工軸及移動軸運(yùn)動進(jìn)行控制；所述旋轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動，用于帶動加工件旋轉(zhuǎn)；所述主副復(fù)合加工軸為主軸和副軸復(fù)合而成，副軸安裝于主軸上，所述主軸和副軸由電機(jī)驅(qū)動，主軸用于做大行程運(yùn)動，副軸用于做小行程高頻切削加工。所述移動軸由電機(jī)驅(qū)動，用于帶動主副復(fù)合加工軸在加工件軸向方向移動；所述切削刀機(jī)械固定安裝于主副復(fù)合加工軸副軸切削端上。進(jìn)一步的所述電機(jī)為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)；進(jìn)一步的所述主副復(fù)合軸主軸和副軸電機(jī)為直線電機(jī)；進(jìn)一步的所述控制裝置包括信息輸入單元，用于控制信息的輸入；數(shù)據(jù)計算單元，用于對信息輸入單元輸入信息進(jìn)行計算處理后轉(zhuǎn)化為插補(bǔ)運(yùn)算并輸出給信息輸出單兀；信息輸出單元，用于將數(shù)據(jù)計算單元的處理信息輸出給旋轉(zhuǎn)軸、主副復(fù)合加工軸及移動軸；本發(fā)明還提出一種非圓切削加工控制方法，所述加工控制方法包括如下步驟I、對非圓加工件形狀進(jìn)行計算，并轉(zhuǎn)換為控制系統(tǒng)插補(bǔ)算法；2、旋轉(zhuǎn)軸帶動加工件旋轉(zhuǎn)；
3、控制系統(tǒng)控制切削軸進(jìn)行切削加工；其中所述切削軸為主副復(fù)合加工軸，主軸運(yùn)動至距離加工件設(shè)定位置處停止，主軸停止后副軸帶動切削刀開始做高頻進(jìn)退切削插補(bǔ)運(yùn)動；4、控制系統(tǒng)根據(jù)加工件形狀控制切削軸在加工件旋轉(zhuǎn)軸向方向移動加工，切削形成加工件。進(jìn)一步的所述步驟I中對非圓加工件形狀進(jìn)行計算為通過極坐標(biāo)方式對加工件形狀進(jìn)行計算；進(jìn)一步的步驟3中所述主副復(fù)合加工軸為主軸主要做大行程快速移動，副軸主要做小行程高頻切削；
進(jìn)一步的步驟3中所述設(shè)定位置可設(shè)置；進(jìn)一步的步驟I中所述加工件形狀可為各種形狀；有益效果本發(fā)明具備對于加工件形狀計算準(zhǔn)確，加工速度快，效率高，精度高及易于對復(fù)雜形狀加工件進(jìn)行切削加工的優(yōu)點(diǎn)。


圖I為非圓切削加工控制裝置示意圖；圖2為非圓切削加工控制裝置原理框圖；圖3為非圓切削加工控制方法流程示意具體實(shí)施例方式實(shí)施例一如圖I、圖2，一種非圓加工控制裝置，包括控制裝置、旋轉(zhuǎn)軸I、主副復(fù)合加工軸
10、切削刀3，移動軸8，電機(jī)；所述控制裝置對加工件2的形狀進(jìn)行計算并轉(zhuǎn)換為插補(bǔ)算法后對旋轉(zhuǎn)軸I、主副復(fù)合加工軸10及移動軸8運(yùn)動進(jìn)行控制；所述旋轉(zhuǎn)軸I由電機(jī)驅(qū)動，用于帶動非圓加工件2旋轉(zhuǎn)；所述主副復(fù)合加工軸10由主軸6、副軸4復(fù)合組成，副軸4安裝在主軸6上，并可在主軸6上移動；所述主軸6由直線電機(jī)7驅(qū)動，所述副軸4由直線電機(jī)5驅(qū)動，所述切削刀3機(jī)械固定安裝在副軸4的一端；其中所述直線電機(jī)7和直線電機(jī)5可以用伺服電機(jī)替換。所述移動軸8由電機(jī)驅(qū)動，用于帶動主副復(fù)合加工軸10在加工件軸向9的方向上移動；非圓加工控制裝置運(yùn)動過程為通過控制裝置中非圓輸入單元輸入非圓加工件2形狀信息，數(shù)據(jù)計算單元對非圓加工件2形狀通過極坐標(biāo)方式進(jìn)行計算，并將計算結(jié)果轉(zhuǎn)換為插補(bǔ)運(yùn)算并輸出給信息輸出單元，信息輸出單元將數(shù)據(jù)計算單元的處理信息輸出給旋轉(zhuǎn)軸1，主副復(fù)合加工軸10及移動軸8，旋轉(zhuǎn)軸I根據(jù)指令信息帶動非圓加工件2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，主副復(fù)合加工軸10根據(jù)指令信息進(jìn)行切削加工，其中主軸6帶動副軸4快速運(yùn)動至距離加工件設(shè)定距離處，副軸4根據(jù)指令開始帶動切削刀3做快速切削加工；根據(jù)計算出的非圓加工件形狀，移動軸8帶動主副復(fù)合加工軸10在非圓加工件軸向9方向進(jìn)行移動完成加工件加工。實(shí)施例二 如圖3，一種非圓切削加工控制方法，所述加工控制方法包括如下步驟步驟1，通過極坐標(biāo)方式對非圓加工件2形狀進(jìn)行計算，并轉(zhuǎn)換為控制系統(tǒng)插補(bǔ)算法；其中加工件可以為各種形狀；步驟2，旋轉(zhuǎn)軸I帶動加工件2旋轉(zhuǎn)； 步驟3，控制系統(tǒng)控制切削軸進(jìn)行切削加工；所述切削軸為主副復(fù)合加工軸10，主軸6運(yùn)動至距離加工件設(shè)定位置處停止，主軸6停止后副軸4帶動切削刀3開始做高頻進(jìn)退切削插補(bǔ)運(yùn)動；其中，所述主軸6主要做大行程快速移動，副軸4主要做小行程高頻切削；步驟4，控制系統(tǒng)根據(jù)加工件形狀控制切削軸在加工件旋轉(zhuǎn)軸向9方向上移動加工，切削形成加工件。盡管已經(jīng)參考實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明的一種非圓切削加工控制裝置及控制方法進(jìn)行了說明，但是上述公開的內(nèi)容僅是為了更好的了解本發(fā)明，而不是以任何方式限制權(quán)利要求的范圍，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的結(jié)構(gòu)、特征及原理所作的等化或修飾，均包括于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種非圓切削加工控制裝置，其特征在于所述加工控制裝置包括控制裝置、旋轉(zhuǎn)軸，主副復(fù)合加工軸，切削刀，移動軸、電機(jī)； 所述控制裝置用于計算加工件形狀并轉(zhuǎn)換為插補(bǔ)算法對旋轉(zhuǎn)軸、主副復(fù)合加工軸及移動軸運(yùn)動進(jìn)行控制； 所述旋轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動，用于帶動加工件旋轉(zhuǎn)； 所述主副復(fù)合加工軸為主軸和副軸復(fù)合而成，副軸安裝于主軸上，所述主軸和副軸由電機(jī)驅(qū)動，主軸用于做大行程運(yùn)動，副軸用于做小行程高頻切削加工； 所述移動軸由電機(jī)驅(qū)動，用于帶動主副復(fù)合加工軸在加工件軸向方向移動； 所述切削刀機(jī)械固定安裝于主副復(fù)合加工軸副軸切削端上。
2.如權(quán)利要求I所述非圓切削加工控制裝置，其特征在于所述電機(jī)為伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。
3.如權(quán)利要求I所述非圓切削加工控制裝置，其特征在于所述主副復(fù)合加工軸主軸和副軸驅(qū)動電機(jī)為直線電機(jī)。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述非圓切削加工控制裝置，其特征在于所述控制裝置包括 信息輸入單兀，用于控制信息的輸入； 數(shù)據(jù)計算單元，用于對信息輸入單元輸入信息進(jìn)行計算處理后轉(zhuǎn)化為插補(bǔ)運(yùn)算并輸出給信息輸出單元； 信息輸出單元，用于將數(shù)據(jù)計算單元的處理信息輸出給旋轉(zhuǎn)軸、主副復(fù)合加工軸及移動軸。
5.一種非圓切削加工控制方法，其特征在于所述加工控制方法包括如下步驟 步驟I、對非圓加工件形狀進(jìn)行計算，并轉(zhuǎn)換為控制系統(tǒng)插補(bǔ)算法； 步驟2、旋轉(zhuǎn)軸帶動加工件旋轉(zhuǎn)； 步驟3、控制系統(tǒng)控制切削軸進(jìn)行切削加工；其中所述切削軸為主副復(fù)合加工軸，主軸運(yùn)動至距離加工件設(shè)定位置處停止，主軸停止后副軸帶動切削刀開始做高頻進(jìn)退切削插補(bǔ)運(yùn)動； 步驟4、控制系統(tǒng)根據(jù)加工件形狀控制切削軸在加工件旋轉(zhuǎn)軸向方向移動加工，切削形成加工件。
6.如權(quán)利要求5所述非圓切削加工控制方法，其特征在于所述步驟I中對非圓加工件形狀進(jìn)行計算為通過極坐標(biāo)方式對加工件形狀進(jìn)行計算。
7.如權(quán)利要求5或6所述非圓切削加工控制方法，其特征在于步驟3中所述主副復(fù)合加工軸為主軸主要做大行程快速移動，副軸主要做小行程高頻切削。
8.如權(quán)利要求7所述非圓切削加工控制方法，其特征在于步驟3中所述設(shè)定位置可設(shè)置。
9.如權(quán)利要求7所述非圓切削加工控制方法，其特征在于步驟I中所述加工件形狀為各種形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非圓切削加工控制裝置及控制方法，所述加工控制裝置包括控制裝置、旋轉(zhuǎn)軸，主副復(fù)合加工軸，切削刀，移動軸、電機(jī)；所述控制裝置用于計算加工件形狀并轉(zhuǎn)換為插補(bǔ)算法對旋轉(zhuǎn)軸、主副復(fù)合加工軸及移動軸運(yùn)動進(jìn)行控制；所述旋轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動，用于帶動加工件旋轉(zhuǎn)；所述主副復(fù)合加工軸為主軸和副軸復(fù)合而成，副軸安裝于主軸上，主軸和副軸由電機(jī)驅(qū)動，主軸用于做大行程運(yùn)動，副軸用于做小行程高頻切削加工。所述移動軸由電機(jī)驅(qū)動，用于帶動主副復(fù)合加工軸在加工件軸向方向移動；所述切削刀機(jī)械固定安裝于主副復(fù)合加工軸副軸切削端上。本發(fā)明具備對加工件形狀計算準(zhǔn)確，加工速度快，精度高及易于對復(fù)雜形狀加工件進(jìn)行切削加工的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B23B5/00GK102736556SQ201210225168
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者曾逸, 王曉剛 申請人:深圳眾為興技術(shù)股份有限公司