[发明专利]材质自适应数字雕刻机

说明书

技术领域

本发明涉及一种材质自适应数字雕刻机，属于机电自动化控制领域。

背景技术

市场上现有的小型雕刻机多为开环控制系统，雕刻机控制软件根据G代码或M代码实现既定的运行路径，主轴转速、进刀率等都需要人工设定，加工效果的好坏很大程度上依赖操作人员的经验。若参数设定不合适，则会造成加工效率低下或者加工精度低、崩刀等问题。这样的缺点增加了雕刻机的使用难度，制约了雕刻机的推广使用，也增加了人力成本。

发明内容

为了解决目前的雕刻机使用过程中参数设定不合适造成加工效率低下、加工精度低以及崩刀的问题，本发明提出了一种材质适应能力强、人力成本低、适用范围广、不受操作人员操作经验影响的材质自适应数字雕刻机。

本发明所述的材质自适应数字雕刻机，其特征在于：包括由计算机组成的上位机和由控制器组成的下位机、雕刻机，所述的上位机、下位机和雕刻机之间连接有信号通讯线，所述的下位机连接用于检测所述的雕刻机平台上的震动信号的第一传感器、检测所述的雕刻机的进刀率的第二传感器、检测所述的雕刻机的主轴转速的第三传感器；

所述的上位机内设置有控制所述的雕刻机走刀路径的操纵模块、对G/M代码的解析和传输的解析模块、对振动信号的算法分析以获得材质特性的分析模块；

所述的下位机包括接收所述的上位机解析的代码并转换成路径信息并执行的执行模块、接收所述的第一传感器、第二传感器、第三传感器的信号并转送所述的上位机的转发模块；

所述的下位机、雕刻机、第一传感器、第二传感器、第三传感器组成控制闭环。

所述的上位机和下位机之间的通讯信号是G/M码。

所述的第一传感器安装在雕刻机平台上的振动敏感位置，并与所述的雕刻机的机械部分紧密连接。

使用时，由刀路生成软件产生G代码，然后将G代码下载到下位机的存储器中，下位机控制刀具实现对刀，设置原点，获得X、Y、Z轴的参考0点，然后上位机（或下位机）发送启动命令，启动初期雕刻机进行缓慢加速，第一传感器、第二传感器、第三传感器将进刀率和主轴转速以及对应的振动信号采样值送入上位机；上位机获取参数后进行分析，将分析结果（闭环控制的指导参数）送入下位机，然后下位机指挥雕刻机按闭环算法（调整进刀率和主轴转速）进行运行，直到工作结束。

本发明的有益效果是：所述的雕刻机能够根据加工材质的不同自动调整相关加工参数至最佳范围，节约人力成本、提高工作效率、适用范围广、不会受操作人员操作经验的影响。

附图说明

图1是本发明的主视图

图2是本发明的侧视图

图3是本发明的俯视图

图4是本发明的原理控制图

图5是本发明的软件控制图

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

本发明所述的材质自适应数字雕刻机，包括由计算机组成的上位机和由控制器组成的下位机、雕刻机1，所述的上位机、下位机和雕刻机1之间连接有信号通讯线，所述的下位机连接用于检测所述的雕刻机平台上的震动信号的第一传感器11、检测所述的雕刻机1的进刀率的第二传感器、检测所述的雕刻机1的主轴转速的第三传感器；

所述的上位机内设置有控制所述的雕刻机1走刀路径的操纵模块、对G/M代码的解析和传输的解析模块、对振动信号的算法分析以获得材质特性的分析模块；

所述的下位机包括接收所述的上位机解析的代码并转换成路径信息并执行的执行模块、接收所述的第一传感器、第二传感器、第三传感器的信号并转送所述的上位机的转发模块；

所述的下位机、雕刻机1、第一传感器、第二传感器、第三传感器组成控制闭环。

所述的上位机和下位机之间的通讯信号是G/M码。

所述的第一传感器11安装在雕刻机平台上的振动敏感位置，并与所述的雕刻机1的机械部分紧密连接。

使用时，由刀路生成软件产生G代码，然后将G代码下载到下位机的存储器中，下位机控制刀具实现对刀，设置原点，获得X、Y、Z轴的参考0点，然后上位机（或下位机）发送启动命令，启动初期雕刻机1进行缓慢加速，第一传感器、第二传感器、第三传感器将进刀率和主轴转速以及对应的振动信号采样值送入上位机；上位机获取参数后进行分析，将分析结果（闭环控制的指导参数）送入下位机，然后下位机指挥雕刻机1按闭环算法进行运行，直到工作结束。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。