[发明专利]一种数控系统中的珩磨往复运动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控系统控制研究领域，具体涉及珩磨设备的数控方法。

背景技术

数控技术是用电子技术以及软件技术对机械设备的执行部件进行驱动的控制技术，它是将传统的机械制造技术、计算机软件技术、自动控制技术和传感器检测技术以及电子技术等集于一体的制造业复合加工控制技术，并具有高精度、高效率以及柔性自动化等特点。数控技术的应用给装备制造业带来了革命性的变化，大幅提高了装备制造业的技术水平，已成为衡量制造业先进与否的重要标志，成为工业化革命的象征。随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对关系国计民生的诸多行业的发展起着越来越重要的作用。

如图1的珩磨装置的原理示意图，往复运动控制是珩磨加工中最基本，也是最重要的一种控制过程，如图1，主轴1旋转运动，珩磨头3跟随主轴在内孔2也做旋转运动，并在内孔2内纵向作往复运动。珩磨往复控制手段的好坏直接决定了珩磨加工的精度和效率，珩磨往复后形成的交叉网纹，对发动机缸体或者缸套起到特有的含油润滑作用，大大改善了高速运动时耦合件的工作条件，对提高其运行速度、使用寿命和节约能源都起着关键作用。在传统的珩磨机床中，往复运动控制通常采用机械档块来实现往复换向位置调节，精度差，控制方法落后，使用寿命短，已不满足高精度的缸体加工要求，因此采用数控技术，选择一种优良的往复控制技术成为了提高珩磨加工精度的迫切要求。

在数控系统应用过程中，最常用的往复运动方式即为采用GOTO跳转指令来实现，如图2所示，此种方式虽然简单，容易理解，但由于采用GOTO跳转，数控系统由于任务切换，在使用GOTO跳转实现往复循环时，往复换向控制存在滞后，无法和顺序执行时的换向节拍保持一致，因此在换向过程中，影响网纹加工质量。且无法灵活调整往复行程和加减速参数，因此不满足高精度珩磨加工的要求。

在利用GOTO指令实现往复循环时，常将某一个宏变量和PLC信号结合起来，假设宏变量为#8001，对应的PLC信号为G200.0，外部气动量仪到位信号为X5.0，当珩磨往复过程中，气动量仪检测到内孔2尺寸到位后，发出到位信号X5.0，数控系统检测到此信号后，对PLC信号G200.0置1，从而结束跳转，完成往复循环动作。

……

N40M04；

N50G01Z100G90F2000；//正向往复终点为Z100

N60G01Z0G90F2000；//反向往复终点为Z0

N70IF[#8001！＝1]GOTO 50；

N80M30；

……

对应的梯形图如图3所示。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种数控系统中的珩磨往复运动控制方法，该方法是在普通数控系统软件架构基础上进行二次开发，能够方便的实现高精度的珩磨往复控制，且无需增加硬件成本。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种数控系统中的珩磨往复运动控制方法，包括如下步骤：

编辑CNC零件程序，输入珩磨往复M指令；

启动程序运行；

检测M指令的存在，并启动执行M指令；

M指令驱动往复运动，并等待M指令结束；

M指令结束信号到，指令结束；

程序执行结束。

具体包括如下步骤：

a、在CNC零件程序中输入珩磨往复专用的M指令，然后启动M指令执行，则将对应的数据保存在数据缓冲区；

b、数控系统检测到数据缓冲区中有M指令需要执行，启动往复执行功能，对PLC的F信号进行处理，等待M指令执行完成；

c、数控系统中PLC模块检测到珩磨往复的PLC对应F信号后，开始逻辑处理，将对应的PLC的G信号置位，等待往复完成信号；

d、数控系统的定时中断实时控制模块检测到珩磨往复G信号有效，则开始珩磨往复运动控制处理，包括步骤d1-d11的处理；

d1、珩磨往复控制首先对往复起动运行标志进行处理；

d2、进行正向截面测量数据处理，计算加工缸体锥度，判断是否需要调整往复行程，若加工缸体锥度合格则进行步骤d3，若加工缸体锥度不合格则结束程序执行；

d3、进行往复行程获取，根据步骤d2的结果，计算正向往复的终点位置；

d4、珩磨往复正向加减速初始化处理，为珩磨正向往复运动提供加减速数据处理；

d5、珩磨往复正向运动控制，根据加减速参数，往复运动行程终点，每个插补周期输出对应的脉冲量，发送到伺服驱动器，驱动执行机构正向运动到要求的位置；