本發(fā)明涉及數(shù)控加工領(lǐng)域，特別地，涉及一種數(shù)控車床銑削加工控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和精益生產(chǎn)理念的普及，工序集中化在機(jī)械切削加工中以其縮短加工周期等優(yōu)點(diǎn)，越來越被機(jī)械制造行業(yè)所接受。車銑合并加工也在這種趨勢中逐漸得以應(yīng)用。但具備車、帶Y軸銑功能的數(shù)控車削加工中心機(jī)床價(jià)格昂貴。對于正四邊、正六邊等簡單型面的銑削，若采用立式加工中心調(diào)取銑刀按型面軌跡走刀加工，則會導(dǎo)致需要昂貴的加工設(shè)備，勢必導(dǎo)致加工成本高；若采用傳統(tǒng)的臥銑，則需要采用車床對工件進(jìn)行車削加工后，轉(zhuǎn)移至臥銑設(shè)備上，導(dǎo)致工件加工成型需要周轉(zhuǎn)，且需要多次裝夾，且一般工件周轉(zhuǎn)等待的時(shí)間較長，且多次裝夾容易導(dǎo)致形位公差。

現(xiàn)有一種價(jià)格廉價(jià)的機(jī)床，在普通數(shù)控車床上新增動(dòng)力銑刀，以具備車銑復(fù)合功能。較之于帶Y軸的車銑中心，刀塔和動(dòng)力銑刀座只能整體在X，Z軸兩個(gè)方向移動(dòng)，Y軸方向無法移動(dòng)，業(yè)內(nèi)稱之為帶虛擬Y軸的數(shù)控車床。通過C軸和虛擬Y軸的CS輪廓銑削功能，以達(dá)到具備銑削功能的目的。但車銑功能的程序編制需要專業(yè)軟件的支持，對于正六方、正四方簡單型面的銑削會帶來較大的成本投入，對編程員的要求也較高，后處理輸出的NC代碼很冗長，導(dǎo)致校對工作量大，對編程員和機(jī)床操作者的要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種數(shù)控車床銑削加工控制方法及裝置，以解決如何簡化數(shù)控車床對簡單線性型面銑削加工的編程要求的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種數(shù)控車床銑削加工控制方法，該數(shù)控車床為帶虛擬Y軸的數(shù)控車床，其包括用于安裝車刀以進(jìn)行車削加工的刀塔、用于安裝銑刀的銑刀座及用于夾持待加工工件的主軸，主軸的旋轉(zhuǎn)角度可控，在進(jìn)行銑削加工之前先經(jīng)數(shù)控車床對待加工工件進(jìn)行車削加工，本發(fā)明銑削加工控制方法包括：

根據(jù)銑削加工要求的型面形狀建立相應(yīng)直角坐標(biāo)系，直角坐標(biāo)系以工件上銑削加工的幾何中心為原點(diǎn)，工件在銑削加工處的縱向剖面為直角坐標(biāo)系所在平面；

調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令控制主軸依次旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度及銑刀座驅(qū)動(dòng)銑刀同步銑削加工。

進(jìn)一步地，調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令控制主軸依次旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度及銑刀座驅(qū)動(dòng)銑刀同步銑削加工包括：

設(shè)定極坐標(biāo)插補(bǔ)平面，極坐標(biāo)插補(bǔ)平面的第一軸對應(yīng)銑刀座位移的X軸，極坐標(biāo)插補(bǔ)平面的第二軸對應(yīng)主軸的旋轉(zhuǎn)軸；

提取工件在直角坐標(biāo)系所在平面上的各端點(diǎn)的坐標(biāo)值；

將各端點(diǎn)的坐標(biāo)值賦值給極坐標(biāo)插補(bǔ)平面實(shí)現(xiàn)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)及銑刀座的移動(dòng)控制。

進(jìn)一步地，主軸依次取各端點(diǎn)的Y值實(shí)現(xiàn)相鄰端面間的轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給速度可調(diào)。

進(jìn)一步地，主軸在單次轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，銑刀在工件表面由距工件旋轉(zhuǎn)中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)逼近最近點(diǎn)、并由最近點(diǎn)到達(dá)工件表面，實(shí)現(xiàn)單邊的銑削加工。

進(jìn)一步地，本發(fā)明數(shù)控車床銑削加工控制方法還包括：

調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令經(jīng)銑刀座控制銑刀的進(jìn)刀點(diǎn)、退刀點(diǎn)。

進(jìn)一步地，銑削加工的型面為正多邊形。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種數(shù)控車床銑削加工控制裝置，該數(shù)控車床為帶虛擬Y軸的數(shù)控車床，其包括用于安裝車刀以進(jìn)行車削加工的刀塔、用于安裝銑刀的銑刀座及用于夾持待加工工件的主軸，主軸的旋轉(zhuǎn)角度可控，在進(jìn)行銑削加工之前先經(jīng)數(shù)控車床對待加工工件進(jìn)行車削加工，本發(fā)明銑削加工控制裝置包括：

第一坐標(biāo)系模塊，用于根據(jù)銑削加工要求的截面形狀建立相應(yīng)直角坐標(biāo)系，直角坐標(biāo)系以工件上銑削加工的幾何中心為原點(diǎn)，工件在銑削加工處的縱向剖面為直角坐標(biāo)系所在平面；

加工控制模塊，用于調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令控制主軸依次旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度及銑刀座驅(qū)動(dòng)銑刀同步銑削加工。

進(jìn)一步地，加工控制模塊包括：

第二坐標(biāo)系模塊，用于設(shè)定極坐標(biāo)插補(bǔ)平面，極坐標(biāo)插補(bǔ)平面的第一軸對應(yīng)銑刀座位移的X軸，極坐標(biāo)插補(bǔ)平面的第二軸對應(yīng)主軸的旋轉(zhuǎn)軸；

坐標(biāo)提取模塊，用于提取工件在直角坐標(biāo)系所在平面上的各端點(diǎn)的坐標(biāo)值；

賦值轉(zhuǎn)換模塊，用于將各端點(diǎn)的坐標(biāo)值賦值給極坐標(biāo)插補(bǔ)平面實(shí)現(xiàn)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)及銑刀座的移動(dòng)控制。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明數(shù)控車床銑削加工控制方法及裝置，通過調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令控制主軸依次旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度及銑刀座驅(qū)動(dòng)銑刀同步銑削加工，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床上的銑削加工，有效避免了工件加工周轉(zhuǎn)導(dǎo)致的加工周期長及多次裝夾導(dǎo)致的加工誤差，且相對于數(shù)控車削加工中心，降低了采用專用設(shè)備帶來的額外成本，此外，本發(fā)明控制方法通過引入極坐標(biāo)控制，簡化了程序代碼，無需專業(yè)編程人員和編程軟件的輔助，操作性強(qiáng)，適用于多邊形的直線邊的銑削，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例數(shù)控車床銑削加工控制方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例正六方加工對應(yīng)的直角坐標(biāo)系的示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例極坐標(biāo)插補(bǔ)平面的示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例數(shù)控車床銑削加工控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種數(shù)控車床銑削加工控制方法，該數(shù)控車床為帶虛擬Y軸的數(shù)控車床，其包括用于安裝車刀以進(jìn)行車削加工的刀塔、用于安裝銑刀的銑刀座及用于夾持待加工工件的主軸，主軸的旋轉(zhuǎn)角度可控，在進(jìn)行銑削加工之前先經(jīng)數(shù)控車床對待加工工件進(jìn)行車削加工，即經(jīng)主軸夾持并帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，并在車工的配合下對工件進(jìn)行車削加工，在車削加工之后，該數(shù)控車床繼續(xù)進(jìn)行銑削加工，參照圖1，本實(shí)施例銑削加工控制方法包括：

步驟S100，根據(jù)銑削加工要求的型面形狀建立相應(yīng)直角坐標(biāo)系，直角坐標(biāo)系以工件上銑削加工的幾何中心為原點(diǎn)，工件在銑削加工處的縱向剖面為直角坐標(biāo)系所在平面；

步驟S200，調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令控制主軸依次旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度及銑刀座驅(qū)動(dòng)銑刀同步銑削加工。

本實(shí)施例通過調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令控制主軸依次旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度及銑刀座驅(qū)動(dòng)銑刀同步銑削加工，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床上的銑削加工，有效避免了工件加工周轉(zhuǎn)導(dǎo)致的加工周期長及多次裝夾導(dǎo)致的加工誤差，且相對于數(shù)控車削加工中心，降低了采用專用設(shè)備帶來的額外成本，此外，本發(fā)明控制方法通過引入極坐標(biāo)控制，簡化了程序代碼，無需專業(yè)編程人員和編程軟件的輔助，操作性強(qiáng)，適用于多邊形的直線邊的銑削，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

以銑削正六方型面為例，采用帶虛擬Y軸的數(shù)控車床進(jìn)行加工時(shí)，若使用專業(yè)軟件編制銑削正六方的程序，后處理出的NC代碼如下：

T1010(D＝10)

G0 G54 X46.125 Z5.

C6.77

M8

M124 S650 P2

Z2.

G98 G1 Z-13.5 F2000

X36.412 C-14.36

X34.582 C-13.51

X32.79 C-12.585

X31.036 C-11.565

X29.32 C-10.445

X27.644 C-9.205

X26.008 C-7.83

X24.413 C-6.295

X22.861 C-4.575

X21.354 C-2.635

X20.487 C-1.375 F200

G41 X19.63 C0.F160

X18.866 C-4.3

X18.22 C-8.905

X17.703 C-13.785

X17.323 C-18.895

X17.086 C-24.175

X16.998 C-29.545

X17.06 C-34.915

X17.271 C-40.21

X17.625 C-45.34

X18.115 C-50.245

X18.734 C-54.875

X19.162 C-57.51

X19.63 C-60.

X18.866 C-64.3

X18.221 C-68.905

X17.704 C-73.785

X17.324 C-78.895

X17.088 C-84.175

X17.001 C-89.545

X17.063 C-94.915

X17.273 C-100.205

X17.628 C-105.335

X18.119 C-110.24

X18.738 C-114.87

X19.164 C-117.49

X19.63 C-120.

X18.866 C-124.305

X18.222 C-128.905

X17.705 C-133.79

X17.326 C-138.9

X17.09 C-144.175

X17.003 C-149.545

X17.065 C-154.915

X17.276 C-160.205

X17.631 C-165.335

X18.122 C-170.235

X18.742 C-174.87

X19.169 C-177.49

X19.63 C-180.

X18.866 C-184.3

X18.22 C-188.905

X17.703 C-193.785

X17.323 C-198.895

X17.086 C-204.175

X16.998 C-209.545

X17.06 C-214.915

X17.271 C-220.21

X17.625 C-225.34

X18.115 C-230.245

X18.734 C-234.875

X19.162 C-237.51

X19.63 C-240.

X18.866 C-244.3

X18.221 C-248.905

X17.704 C-253.785

X17.324 C-258.895

X17.088 C-264.175

X17.001 C-269.545

X17.063 C-274.915

X17.273 C-280.205

X17.628 C-285.335

X18.119 C-290.24

X18.738 C-294.87

X19.164 C-297.49

X19.63 C-300.

X18.866 C-304.305

X18.222 C-308.905

X17.705 C-313.79

X17.326 C-318.9

X17.09 C-324.175

X17.003 C-329.545

X17.065 C-334.915

X17.276 C-340.205

X17.631 C-345.335

X18.122 C-350.235

X18.742 C-354.87

X19.169 C-357.49

X19.63 C-360.

X18.865 C-364.3

X18.383 C-367.625

X17.967 C-371.115

X19.498 C-372.65

X21.062 C-373.975

X22.657 C-375.13

X24.284 C-376.145

X25.942 C-377.045

X27.631 C-377.85

X29.352 C-378.575

X31.105 C-379.225F1000

X32.89 C-379.815

X34.708 C-380.355

X36.08 C-380.725F2000

G40X37.454 C-381.07

G0 Z5.

M9

G0 X100.

Z100.

M30

％

由上可見，由軟件編制后的程序冗長且不易校對，會給加工帶來安全隱患，對編程員和機(jī)床操作者的要求高。

本實(shí)施例中，極坐標(biāo)插補(bǔ)是一種輪廓控制，其將笛卡爾坐標(biāo)系內(nèi)的編程指令轉(zhuǎn)換為直線軸的移動(dòng)(刀具的移動(dòng))和旋轉(zhuǎn)軸的移動(dòng)(工件的旋轉(zhuǎn))，本實(shí)施例調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令控制主軸依次旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度及銑刀座驅(qū)動(dòng)銑刀同步銑削加工包括：

設(shè)定極坐標(biāo)插補(bǔ)平面，參照圖3，極坐標(biāo)插補(bǔ)平面的第一軸(直線軸)對應(yīng)銑刀座位移的X軸，極坐標(biāo)插補(bǔ)平面的第二軸(旋轉(zhuǎn)軸)對應(yīng)主軸的旋轉(zhuǎn)軸；

提取工件在直角坐標(biāo)系所在平面上的各端點(diǎn)的坐標(biāo)值；

將各端點(diǎn)的坐標(biāo)值賦值給極坐標(biāo)插補(bǔ)平面實(shí)現(xiàn)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)及銑刀座的移動(dòng)控制。

本實(shí)施例通過引入極坐標(biāo)插補(bǔ)指令來實(shí)現(xiàn)對工件上直線型面的銑削加工，簡化了利用帶虛擬Y軸的數(shù)控車床上實(shí)現(xiàn)銑削加工的編程控制，編程簡單，控制簡便。且零件可以集車削、銑削加工于一體，不需要兩次或多次裝夾，并省卻了從車削至銑削的轉(zhuǎn)工，節(jié)省了加工周期。

優(yōu)選地，主軸依次取各端點(diǎn)的Y值實(shí)現(xiàn)相鄰端面間的轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給速度可調(diào)，以滿足加工的精度要求。

本實(shí)施例中，主軸在單次轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，銑刀在工件表面由距工件旋轉(zhuǎn)中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)逼近最近點(diǎn)、并由最近點(diǎn)到達(dá)工件表面，實(shí)現(xiàn)單邊的銑削加工。具體地，夾持棒料的主軸可以數(shù)字控制一角度(即帶C軸功能)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)銑刀離工件旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)；隨著零件的旋轉(zhuǎn)，刀具離工件的旋轉(zhuǎn)中心越來越近，此時(shí)到達(dá)最近點(diǎn)；在上述銑刀離工件旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)至最近的過程中，工件不停的旋轉(zhuǎn)，刀具不斷逼近至最近點(diǎn)，每旋轉(zhuǎn)一個(gè)細(xì)小的角度，刀具就逼近一點(diǎn)，可以看成是一個(gè)連續(xù)的過程，即實(shí)現(xiàn)了采用編程軟件實(shí)現(xiàn)擬合銑削控制的效果；銑刀到達(dá)距離工件旋轉(zhuǎn)中心最近點(diǎn)后，工件繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，刀具離工件的旋轉(zhuǎn)中心越來越遠(yuǎn)，以至到達(dá)最遠(yuǎn)點(diǎn)，此時(shí)就銑削完一條邊。在上述銑刀離工件旋轉(zhuǎn)中心由最近至最遠(yuǎn)的過程中，工件不停的旋轉(zhuǎn)，刀具不斷逼近至最遠(yuǎn)點(diǎn)，每旋轉(zhuǎn)一個(gè)細(xì)小的角度，刀具就遠(yuǎn)離一點(diǎn)，也可以看成是一個(gè)連續(xù)的過程。重復(fù)上述加工六次，即可加工完一個(gè)六方體的銑削加工。

可選地，本實(shí)施例數(shù)控車床銑削加工控制方法還包括：

調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令經(jīng)銑刀座控制銑刀的進(jìn)刀點(diǎn)、退刀點(diǎn)。

下面以一個(gè)車工后零件的外圓上正六方體銑削加工為例，對本實(shí)施例方法的編程控制過程進(jìn)行介紹，具體如下：

參照圖2，以正六方的幾何O為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，圖中各點(diǎn)的坐標(biāo)分別如下：

A(14.722，8.5)

B(4.907，-8.5)

C(-4.907，-8.5)

D(-9.815，0)

E(-4.907，8.5)

F(4.907，8.5)

G(14.722，-8.5)

現(xiàn)調(diào)用極坐標(biāo)，將C軸(即主軸)值取上述A至G的Y值，NC代碼如下：

T1010M124S600P2

M08

M63……C軸模式啟動(dòng)

G98G0X40.

Z-13.5.

G12.1……調(diào)用極坐標(biāo)

G41G1X14.722C8.5F160……起刀點(diǎn)，C值取A點(diǎn)的Y值，以下類推

X4.907C-8.5……C值取B點(diǎn)的Y值，以下類推

X-9.815C0.

X-4.907C8.5

X4.907C-9.5

X14.722C-8.5

G40X75.F1000……銑削完成，刀路軌跡離開零件。

G13.1……取消極坐標(biāo)

M64……取消C軸模式

M125

G0Z100.

M09

M01

……

可見，本實(shí)施例NC程序簡潔快捷，方便校對，條理清晰。以上僅為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，三角形、正四方等其它直線型面的銑削都可以使用此方法。

對此類機(jī)床的數(shù)控編程，其NC代碼簡潔快捷，不需要專業(yè)編程員和編程軟件的支持。機(jī)床操作者在掌握此規(guī)律后，即編制程序，并加工出合格的產(chǎn)品。此方法適用于正四方，三角形等直線邊的銑削，尺寸公差±0.025。由于正六邊形(六角頭螺栓)、四邊形等輪廓的加工應(yīng)用面廣，且能帶來成本的下降、管理難度的降低和生產(chǎn)效率的提高，有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種數(shù)控車床銑削加工控制裝置，該數(shù)控車床為帶虛擬Y軸的數(shù)控車床，其包括用于安裝車刀以進(jìn)行車削加工的刀塔、用于安裝銑刀的銑刀座及用于夾持待加工工件的主軸，主軸的旋轉(zhuǎn)角度可控，在進(jìn)行銑削加工之前先經(jīng)數(shù)控車床對待加工工件進(jìn)行車削加工，參照圖4，本實(shí)施例銑削加工控制裝置包括：

第一坐標(biāo)系模塊100，用于根據(jù)銑削加工要求的截面形狀建立相應(yīng)直角坐標(biāo)系，直角坐標(biāo)系以工件上銑削加工的幾何中心為原點(diǎn)，工件在銑削加工處的縱向剖面為直角坐標(biāo)系所在平面；

加工控制模塊200，用于調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令控制主軸依次旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度及銑刀座驅(qū)動(dòng)銑刀同步銑削加工。

本實(shí)施例中，加工控制模塊200包括：

第二坐標(biāo)系模塊201，用于設(shè)定極坐標(biāo)插補(bǔ)平面，極坐標(biāo)插補(bǔ)平面的第一軸對應(yīng)銑刀座位移的X軸，極坐標(biāo)插補(bǔ)平面的第二軸對應(yīng)主軸的旋轉(zhuǎn)軸；

坐標(biāo)提取模塊202，用于提取工件在直角坐標(biāo)系所在平面上的各端點(diǎn)的坐標(biāo)值；

賦值轉(zhuǎn)換模塊203，用于將各端點(diǎn)的坐標(biāo)值賦值給極坐標(biāo)插補(bǔ)平面實(shí)現(xiàn)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)及銑刀座的移動(dòng)控制。

本實(shí)施例銑削加工控制裝置與上述銑削加工控制方法對應(yīng)，具體實(shí)現(xiàn)過程可以參照上述方法實(shí)施例，在此不再贅述。

本實(shí)施例數(shù)控車床銑削加工控制方法及裝置，通過調(diào)用極坐標(biāo)插補(bǔ)指令控制主軸依次旋轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)角度及銑刀座驅(qū)動(dòng)銑刀同步銑削加工，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床上的銑削加工，有效避免了工件加工周轉(zhuǎn)導(dǎo)致的加工周期長及多次裝夾導(dǎo)致的加工誤差，且相對于數(shù)控車削加工中心，降低了采用專用設(shè)備帶來的額外成本，此外，本發(fā)明控制方法通過引入極坐標(biāo)控制，簡化了程序代碼，無需專業(yè)編程人員和編程軟件的輔助，操作性強(qiáng)，適用于多邊形的直線邊的銑削，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。