[发明专利]一种数控机床的自动跟随加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控机床的加工方法，尤其涉及一种针对大型长轴类零件的数控机床的自动跟随加工方法。

背景技术

通过数控机床加工长轴类零件时，由于零件的轴径比过大，一般采用首尾夹持的加工方式，但是由于零件自重原因，会在水平方向上产生两头高中间凹的变形，影响加工尺寸和加工精度。为了提高加工尺寸的精度，目前采用的方法是在刀具前面设置跟刀支撑，并且在零件下方相应位置设置前、后两组跟随工件支撑机构，加工时根据Z轴实际位置，通过加工程序编程控制前、后跟随工件支撑机构先后升、降，以保证既能够减小零件变形又能够让加工体通过。但是该方法存在以下不足：下方跟随工件支撑机构的支撑消失时，零件形变变化会影响加工尺寸和加工精度；刀片损坏频繁；更换加工零件时，前、后支撑机构的调整繁琐；加工程序及PLC编程复杂。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种数控机床的自动跟随加工方法，在保证大型长轴类零件的加工精度的同时，简化加工工序。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种数控机床的自动跟随加工方法，所述方法包括如下步骤：

(1)根据工件加工要求编写加工主程序、设定跟随精度范围，调整跟随刀具沿Z轴移动并实时测量工件上相应点在竖直方向上变形量的测量装置，启动数控机床；

(2)通过步骤(1)中的测量装置测量变形量，并判断变形量是否达到设定范围，若判断结果为否，则通过主程序加工；

(3)若步骤(2)中的判断结果为是，则启动系统中断子程序，微调刀具在竖直方向的上下位置，使刀具中心跟随零件轴线移动，以消除工件变形对加工造成的不利影响。

(4)中断子程序返回，继续主程序加工；

(5)判断加工是否结束，若判断结果为否，则返回步骤(2)

(6)若步骤(5)中的判断结果为是，则加工结束。

所述测量装置包括感应块、随动杆、沿加工工件表面滚动的随动滚轮、和检测感应块竖直方向位移的感应块检测元件，所述感应块和随动滚轮都固定在随动杆上；所述感应块检测元件固定在竖直方向的刀具轴上。

使用时，随动杆通过随动滚轮跟随工件的加工在工件表面移动，感应块在竖直方向上产生移动，感应块检测元件实时检测感应块在竖直方向上的位移量，即检测加工工件相应位置在竖直方向上的位移量。

所述感应块包括上感应块和下感应块，所述感应块检测元件包括检测上感应块竖直方向位移的上感应块检测元件和检测下感应块竖直方向位移的下感应块检测元件；所述上感应块和下感应块固定在随动杆上，上感应块检测元件和下感应块检测元件固定在竖直方向的刀具轴上。

上感应块和下感应块可以分别检测加工工件在在竖直方向上向下变形和向上变形的变形量；对于长轴类零件的两头高中间凹的变形，至少可以将加工零件在在最低点处分成两段进行加工，对于分成的这两段就可以通过不同的感应块进行检测。

所述上感应块的位置可以高于下感应块，这样，上感应块检测元件即低于上感应块的位置，下感应块检测元件即高于下感应块的位置。

所述检测元件可以采用接近开关，或者采用红外线距离检测元件进行精确检测。

有益效果：本发明提供的一种数控机床的自动跟随加工方法，在加工长轴类零件时，可以取消跟随工件支撑机构，避免由于跟随工件支撑机构的支撑变化时所导致的问题，能够保证加工精度要求。

附图说明

图1为使用本发明方法加工的零件的结构示意图；

图2为加工图1所示零件使用的刀具及刀具方向示意图；

图3为测量装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

一种使用数控机床的自动跟随加工方法加工图1所示加工零件的结构示意图，其使用的刀具及刀具方向的设定如图2所示。被加工工件长度为12000mm，直径200mm，其轴径尺寸比达到60∶1。实线为工件理想外形轮廓，虚线为工件弯曲外形轮廓。根据工件中心C点将被加工工件分成两段进行加工：A-C′段，记为a段；C′-B段，记为b段，具体的加工方法如下：

(1)根据工件加工要求编写加工主程序、设定跟随精度范围，调整跟随刀具沿Z轴移动并实时测量工件上相应点在竖直方向上变形量的测量装置，启动数控机床；

(2)通过步骤(1)中的测量装置测量变形量，并判断变形量是否达到设定范围，若判断结果为否，则通过主程序加工；