[发明专利]数控磨床凸轮磨削的速度优化控制方法

权利要求书

1.一种数控磨床凸轮磨削的速度优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，向计算机输入凸轮升程表中的基本数据，包括：基圆半径、滚子半径、砂轮半径、从动件的旋转角度以及对应的升程、初始的恒角速度；

步骤二，建立凸轮磨削过程运动学模型，计算砂轮架的进给量和凸轮的旋转角度；

步骤三，为了避免直接计算出来的凸轮旋转角度与砂轮进给量疏密化影响的严重性，对其值进行三次样条插值计算，计算出砂轮圆心轨迹曲线上各点的值；

步骤四，在恒角速度基础上，基于经典公式设计速度调节系数，对砂轮进给速度、加速度和凸轮旋转轴的速度和加速度进行优化；

步骤五，对步骤四中计算的修正后砂轮架进给速度、加速度和修正后的凸轮转速、加速度进行三次样条曲线拟合，得到光滑曲线，由编程软件自动生成数控加工子程序G代码；

步骤六，利用以上得到的G代码对实际凸轮片进行实际磨削，并利用凸轮检测仪检测加工的凸轮，计算轮廓误差，并对升程进行补偿，最后再由计算机自动得出数控加工G代码，接着对凸轮进行磨削，直至磨削结果获得满意。

2.根据权利要求1所述的数控磨床凸轮磨削的速度优化控制方法，其特征在于，步骤二所述的磨削过程运动学模型建立步骤如下：

步骤一，按几何关系得出以下坐标表达式：

x=x1-r0·Vxy=y1-r0·Vy---(3)]]>

式中，r为凸轮基圆半径，r₀为滚轮半径，为凸轮的升程值，为从动件的旋转角度，(x₁,y₁)为滚轮圆心的轨迹坐标，即理论轮廓，(V_x,V_y)为滚轮圆心的单位法向量，(x,y)为实际凸轮轮廓的表达式；

步骤二，利用反转法思想，假定凸轮并不转动，而砂轮一方面以大小相同但方向相反的角速度绕凸轮反转，同时砂轮又以原有运动规律相对机架往复运动，此时砂轮中心点的运动轨迹与凸轮轮廓轨迹相比，二者是间距为R的等距曲线，且二者的方向向量相同，这样砂轮中心点的轨迹坐标可由以下公式获得：

x2=x+R·Vxy2=y+R·Vy---(4)]]>

式中，R为砂轮半径，(x₂,y₂)为砂轮中心点的轨迹坐标；

步骤三，计算出砂轮进给量和凸轮旋转角度：

X=x22+y22---(5)]]>

θ=arctany2x2---(6)]]>

式中，X为砂轮进给量，θ为凸轮的旋转角度。