[发明专利]机床及其操作方法

说明书

一种机床(2)，所述机床被配置为：接收限定待机加工到工件(20)上的轮廓(40、70、100)的输入数据，所述轮廓被限定在垂直于所述工件的旋转轴线(18)的平面中、并且在所述平面中为非圆形的；和使用进化算法计算工件速度曲线(60、90、120)，所述工件速度曲线对应于在所述机加工期间，所述工件在所述工件的至少一部分旋转期间被所述工件安装架旋转的速度。然后，所述机床(2)在对所述工件进行机加工期间根据所述工件速度曲线使所述工件旋转(20)。

技术领域

本公开涉及机床及其操作方法。更具体地，本发明涉及一种在旋转工件上形成非圆形的周向表面的机床。

背景技术

通过机床在旋转的工件上形成的非圆形轮廓的众所周知的示例是凸轮轴上的凸轮凸角。凸轮轮廓通常由一系列升程值来描述，这些值表示凸轮表面围绕凸轮表面以一系列角度定义的增量沿径向与“基圆直径”间隔隔开的距离。例如，一系列升程值可以在指定360个升程值的升程表中列出为凸轮旋转每一度一个升程值。

具有砂轮的机床可以用于当工件绕纵向轴线旋转时，通过控制砂轮的进给位置而在工件上形成所需的凸轮轮廓。在US 3,619,581中披露了一种用于在工件上产生凸轮轮廓的数控系统。非圆形工件轮廓与圆形砂轮之间的接触点的位置将随着工件旋转绕砂轮周向运动，并且在确定砂轮相对于工件的进给运动时需要考虑这种周向运动。

砂轮朝着工件逐渐进给，以便接近工件的目标完成轮廓。以向完成尺寸逐渐变小的一系列增量实现进给，以用于抛光(sparking out)的在完成尺寸的工件的一或两圈旋转来结束。增量的大小(即“切削深度”)确定了材料去除率，该材料去除率应保持在阈值以下，以避免对工件造成热损伤或砂轮过度磨损。US 4,905,418描述了一种借助于数控凸轮轴磨床磨削凸轮轴的凸轮的过程。

发明内容

本公开提供了一种用于机加工工件的机床，所述机床包括：刀具安装架，所述刀具安装架用于承载刀具；工件安装架，所述工件安装架用于承载工件并使所述工件绕旋转轴线旋转；驱动机构，所述驱动机构用于使所述刀具安装架和所述工件安装架中的至少一者相对于另一者而运动；以及控制装置，所述控制装置用于控制所述工件安装架和所述驱动机构，其中，所述机床被配置为：

在所述控制装置中接收输入数据，所述输入数据限定待机加工到所述工件上的轮廓，所述轮廓被限定在垂直于所述旋转轴线的平面中、并且在所述平面内为非圆形的；

通过所述控制装置，使用进化算法计算工件速度曲线，所述工件速度曲线对应于在安装在所述刀具安装架中的刀具对所述工件进行机加工期间，所述工件在所述工件的至少一部分旋转期间被所述工件安装架旋转的速度；以及

在安装在所述刀具安装架中的刀具对工件进行机加工期间，通过所述工件安装架根据所述工件速度曲线使所述工件旋转。

所述工件速度曲线取决于几个参数，进化算法特别有益于这些情况，因为进化算法能够确定由多个参数限定的复杂搜索空间内的解。

优选地，所述进化算法为遗传算法。

根据优选示例，进化算法生成候选工件速度曲线种群，并且每个候选工件速度曲线的拟合度都由控制装置参考所述工件的旋转持续时间根据所述候选工件速度曲线来确定。然后，根据拟合度度量或函数获得最高排名的候选工件速度曲线可以被进化算法用于生成候选工件速度曲线的另一种群，并且然后可以确定所述另一种群中每个候选工件速度曲线的拟合度以识别最合适的候选工件速度曲线。以这种方式，所述速度曲线从每一种群演变为下一种群。因此，进化算法能够探索搜索空间以找到对于给定的工件曲线为工件的旋转提供了较短的持续时间的速度曲线。