[发明专利]一种在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用数控系统在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法，适合数控轧辊铣削机床在轧辊月牙槽内任意文字的加工。

背景技术

为了标识各种螺纹钢的规格，特别是方便各轧钢厂对产品品牌的推广，都迫切需要在轧辊槽内加工出厂商标识和规格编码等文字。

通常在轧辊槽内加工出厂商标识等文字的实现方法是对用户需要使用的有限的几个字，根据特定的槽规格，手工编写一行一行的直线插补指令。每一行直线插补指令描述文字横、竖、撇、捺四种基本笔形的中的一个笔画。在此直线插补指令里，X轴的旋转角度决定了当前笔画的高度，Y轴的旋转角度决定宽度，这两个角度都依赖特定的轧辊直径和凹槽半径。

这种实现方法的缺点是：当槽规格变化时，必须再仿造编写另一个不同的加工程序（导致使用起来很容易混淆或出错）；如果字的倾斜角度要作变化，或者更改厂商标识，则必须由数控系统厂商到现场重新设计。

发明内容

针对上述提到的普通轧辊铣床数控系统存在的缺点，本发明的目的在于提供一种在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法。在已知槽规格和字斜角的情况下，用户能在现场通过本发明方法自动编程并完成在轧辊月牙槽内任意文字的刻画，大大简化了编程方法，实现了加工的自动化。

为了在轧辊件上半圆形凹槽内加工文字，铣床数控系统需驱动三个轴：X轴带动铣刀围绕摆头旋转中心作90度内的左右摆幅运动(对应于字形高度方向的切削)，Y轴带动轧辊件作360度的旋转运动(对应于字形宽度方向的切削)，Z轴带动铣刀在字深方向上作直线运动，并根据实际的加工参数变换成直线插补指令。

为实现在轧辊月牙槽内加工任意文字，本发明采用如下技术方案：

一种在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法，数控轧辊铣削机床包括分别由交流伺服电机驱动的三个轴，X轴带动铣刀围绕摆头旋转中心作90度内的左右摆幅运动，Y轴带动轧辊件作360度的旋转运动，Z轴带动铣刀在字深方向上作直线运动，所述的方法包括如下步骤：

1）输入文字加工参数，包括字规格信息和字斜角参数K，字规格信息包括轧辊直径、孔型直径、字高和字宽，产生字加工指令； 

2）根据加工文字的字符，修改步骤1）产生的各字加工指令中字编号参数N的取值；每一个N值分别代表图素库中一个字符；修改各字符间的间距；

3）图素管理模块内置图素库，至少包括10个阿拉伯数字和26个英文字母正立字模型，并以字编号N索引各字符；提取字加工指令中的字编号参数N，由N索引到特定字符的正立字模型；

4）取出描述字符的第一个笔画信息，如果是笔画变换的起止信息则根据字深参数，添加Z轴进退刀直线插补数据，输出到Z轴交流伺服驱动器，继续取出下一个笔画信息；如果是坐标信息则再取出第二个坐标信息；

5）根据字规格信息作缩放处理，根据字斜角作倾斜处理，将处理后的两个笔画坐标计算出运动矢量，该矢量信息以直线插补数据输出到X、Y轴交流伺服驱动器；

6）X、Y、Z各轴交流伺服驱动器带动伺服电机正向或反向旋转，伺服电机驱动丝杠或蜗轮作直线或旋转运动，完成一个笔画的铣削加工；

7）从字的第二个笔画坐标元素起，每次取出下一个坐标元素并循环到5）步骤。直到处理完所有笔画坐标元素，完成该字符的铣削加工；

8）重复上述步骤3）至7），直至完成全部字符加工。

本发明所述的字加工指令，其格式为：G78 Y_ Z_ N_ R_ K_ U_ I_ J_ F_

其中各参数意义如下：

Y：加工水平笔画的速度，单位:度/分钟

Z：字深，单位:mm

R：轧辊直径，单位:mm

U：孔型直径，单位:mm

I：字高，单位:mm

J：字宽，单位:mm

K：槽升角标量，为有符号数，K>0表示右旋升角，K<0表示左旋升角，其计算方法是：100*tan（螺纹角β）

N:字编号

F：加工速度，单位:度/分钟。

所述的字加工指令通过调用数控系统内置的“字加工程序”模块产生，加工程序还包括辅助功能（如开主轴电机、冷却泵）指令、快移功能（定位到各字的中心）指令。加工程序可永久保存在数控系统里，也可转存到电脑或其它数据系统里，不受掉电影响，方便用户进行加工程序管理和批量生产。