[发明专利]一种基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法有效

专利信息
申请号: 201911291216.7 申请日: 2019-12-16
公开(公告)号: CN110968042B 公开(公告)日: 2023-03-28
发明(设计)人: 洪荣晶;张亚斌 申请(专利权)人: 南京工业大学;南京工大数控科技有限公司
主分类号: G05B19/4103 分类号: G05B19/4103
代理公司: 北京卓岚智财知识产权代理有限公司 11624 代理人: 蒋真
地址: 210000 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 运动 数控 倒角 参数 编程 加工 方法
【说明书】:

发明涉及了一种基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法,包括以下步骤:设定机床参数、齿轮参数、刀具参数、加工参数;根据输入基本参数计算剩余参数;根据输入与计算所得参数对加工齿形进行数值仿真;将基本参数输入,自动生成加工代码,运行加工程序实现倒角加工。本发明可实现直接驱动机床加工,免去转成G代码和NC程序的步骤。可以有效提高齿轮倒角加工的效率并保证加工质量。

技术领域

本发明属于自动化倒角加工技术领域,具体涉及一种基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法。

背景技术

齿轮倒角广泛应用于汽车、摩托车、农机等行业的变速箱换挡齿轮,由于国内齿轮倒角数控加工的研究开发较少,数控齿轮倒角机加工的调整参数较为复杂,因此严重影响齿轮倒角加工的效率。目前,市场上对数控系统不仅要在成本上有优势,更要在功能多样性上有需求。开放式数控系统是一个可以在各种平台上运行,与其他控制单元交换信息并为用户提供统一操作风格的系统。系统的每个部分都是一个独立的功能模块,可以被其他功能类似的模块替换。根据特殊应用,用户可以选择不同的功能模块来形成,改变或扩展系统的功能以满足应用需求。因此,开放式CNC具有互操作性,可配置和互补的特点。

对于齿轮倒角加工,其加工程序复杂,若采用手工编程耗时长,易出错,对操作人员技能要求高的问题。而借助CAD/CAM技术,在编程时需另外配备计算机及相关软件,对于加工对象单一的专用数控设备而言,成本增高,编程操作复杂,不能实现高效率、高质量、低成本的最优化目标。自动编程可以降低编程难度,可以大幅提高编程效率且代码准确率高。在数控系统中,开放式结构面向软件配置,可由用户定义接口和软件平台,不断将功能集成到控制系统中。开放式系统允许用户构造或集成自己的模块到人机控制接口(HMI)中。传统的数控齿轮倒角加工过程中,进给运动具有高速间歇性,合理的加减速能够减少冲击、失步、超程、振动等不良的现象出现。

发明内容

为解决现有技术存在的齿轮加工编程耗时长、易出错、质量难以保证、以及操作难的缺陷,本发明提供一种基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法,该方法结合齿轮倒角加工要具有实时性、运算量少、足够的柔性等特点,选择了固高运动控制卡。基于开放式数控系统平台的数控齿轮倒角自动编程技术,操作者通过输入齿轮参数、刀具参数、工艺参数等,通过调用固高运动控制卡的动态链接库,整合处理相关的参数,结合相应的插补算法,生成高速脉冲指令,驱动机床完成倒角加工。

为了达到上述目的,本发明的技术方案如下:

一种基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法,包括以下步骤:步骤(1)设置参数:

设置参数模块中,包括机床参数设置、齿轮参数设置、刀具参数设置和加工参数设置,参数设定选择为加工记录,或添加新的参数记录;

步骤(2)数值仿真:

根据输入的参数,进行数值仿真,绘制出加工齿形;

步骤(3)带入NURBS曲线插补算法:

步骤(4)生成加工程序:

由机床参数确定各轴偏置参数,由输入齿轮基本参数确定其余齿轮参数,由齿轮参数和刀具参数带入加工模型计算出的走到轨迹的四个关键点,由加工参数和刀具齿坯运动数学模型确定刀具、工件转速、粗精切进给量与走刀数目;

由操作人员检查在显示屏上检查生成的数控程序,选择修改或保存入系统进行加工。

所述步骤(3)带入NURBS曲线插补算法具体包括如下步骤:

插补过程中带入了自己设计的非均匀有理B样条曲线插补算法,考虑到运动卡的内存问题,将曲线分段分块插补;参数计算过程中直接约束误差得到参数的增量,在将插补步长转成参数增量过程中采用四阶龙格-库塔的算法去计算结果。利用反差法代替求导过程,大大减少了计算量,完成将轨迹空间中的进给步长Δl转化为一维空间的增量Δ(ui),参数增量可由下式推导出:

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