专利名称：数普兼容车床的制作方法
数普兼容车床技术领域-本发明主要涉及数控车床的设计领域，尤其涉及一种数普兼容车床。
技术背景-数控车床是一种高度自动化的机床，零件加工完全按照预定的加工程序自动运行。 需要按照规定的由文字、符号、数字组成的代码，遵循一定的格式编制零件加工程序。 为此数控车床的操作需要经过专业培训，这给数控车床的应用和发展带来诸多难度。 现有的数控车床纵向、横向进刀系统是编码输入一计算机—司服电机一滚珠丝杠一刀 架滑板系统，刀架滑板系统带动刀架做X向行走移动或YZ向行走移动。其主要存在以下 问题(1)、操作者需要有一定的专业知识；(2)、操作者需经专业培训；(3)、操作者 随机界入性不好。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种数普兼容车床。其在数控系 统的基础上设置手动的操作单元，手动操作单元设置于普通车床的溜板箱位置，便于工 人操作。操作者能像操作普通车床一样操作数控车床。其既具备数控车床的基本功能， 又具有普通车床的操作方式。本发明的目的可以通过釆用以下技术方案来实现所述的数普兼容车床的主轴箱 (2)、溜板箱(3)和尾座(8)设置在床身(1)上，刀架(4)和数控系统(5)设置在 溜板箱(3)上，其特点是还包括有在所述溜板箱(3)上设有手动操作单元(6)，手动 操作单元(6)上设有通过PLC控制器(9)与数控系统(5)相连的刀位选择开关(60)、 手轮输入装置(61)、螺纹加工控制开关(62)、手轮倍率调节开关(63)、档位微调节开 关(64)、主轴点动开关(65)、档位选择开关(66)、手动/自动切换开关(67)、十字开 关(68)、主轴正反转控制开关(69)和急停按钮(8)。所述的手轮输入装置(61)通过数控系统(5)与机床的X轴伺服单元(71)和Z 轴伺服单元(72)相连，X轴伺服单元(71)和Z轴伺服单元(72)分别与X轴伺服电机、Z轴的伺服电机对应相联接。主轴点动开关(65)、主轴正反转控制开关(69)和急 停按钮(8)通过数控系统(5)与机床的主轴变频器(9)相连，主轴变频器(9)与主 轴电机(10)相联接，主轴电机(10)上设有与数控系统(5)相连的旋转编码器(11)。 手轮倍率调节开关(63)与手轮输入装置(61)相联接。所述的十字开关(68)设为一 个控制快速进给，另一个低速进给。手动操作单元(6)上设有所述的手轮输入装置(61) 对应的转轮标记。手动操作单元(6)上设置的各部件的功能为-a、 刀位选择开关(60)，此车床采用标准的电动四位旋转刀架，手动拨段开关实施 对四个刀位进行选择。b、 手轮输入装置(61)，控制进给量。c、 螺纹加工控制开关(62)，通过三维拨段开关组合选择不同螺纹类型和走刀量。d、 手轮倍率调节开关(63)，控制手轮输入装置(61)每个脉冲的进给量，控制各 运动轴的快慢速度。e、 档位选择开关(66)，实施对不同的四个档位进行选择。f、 档位微调节开关(64)，通过控制变频器实现对各个档位内速度的无级调节。g、 主轴点动开关(65)，控制主轴点动，方便工人对刀。h、 手动/自动切换开关(67)，用来选择车床是以编程方式运行还是以手动操作方 式运行。以编程方式运行时，其操作方式和数控车床的操作完全相同，通过输入代码或 程序加工工件。以手动操作方式运行时，手动操作被激活，这时可像普通车床一样操作 运行。i、 十字开关(68)，控制进给速度的快慢选择。j、主轴正反转控制开关(69)，通过直接控制主轴电机实现主轴正反转，并设置空挡。k、急停按钮(8)，紧急停车用。 所述的数控系统(5)的显示(1)、刀架上运行车刀的刀尖直线运动轨迹，a.确定对刀原点；b.设定Z向或 X向运行长度的参数值Zl或X1; c.终点判别；或(2)、刀架上运行车刀的刀尖斜线运动轨迹，a.选择模块；b确定对刀原点； C.终点判别；或(3)、刀架上运行车刀的刀尖圆弧运动轨迹，a.从界面选择圆弧模块；b.设置 圆弧的起点、终点；或(4)、刀架上运行车刀的刀尖任意曲线运动轨迹，a.人工设置坐标点数值；b. 软件智能平滑拟合；C.确定对刀原点；d.设定切削用量；e.终点判别；或(5)、刀架上运行车刀的刀尖矩形循环运动轨迹，a.选择模块；b.确定对刀原点；C.输入参数Z，或X,的值；d.输入循环次数；e.输入每次循环的吃刀深度t1; f.终点判别；或(6)、刀架上运行车刀的刀尖车削阶梯运动轨迹，a.人工确定用矩形循环车削 阶梯形的组合方式，每一个矩形循环车削完成后，重新对刀，重新设置循环；b.设 置矩形循环车削的组合方式，自动循环；或(7)、刀架上运行车刀的刀尖车削锥面的循环运动轨迹，a.选择模块；b.输入 参数Z,、 Z2、 X,、 X2的值；C.确定对刀原点；d.输入循环次数；e.输入每次循环的吃 刀深度ti; f.终点判别；或(8)、刀架上运行车刀的刀尖车削曲面的循环运动轨迹，a.圆心固定，每次循 环增加半径Ri的循环方式；b.半径Ri固定，每次循环移动圆心坐标Z,或X，值的循环 方式；或(9)、刀架上运行车刀的刀尖车螺纹运动轨迹，a.选择模块；b.输入螺纹长度；C.输入退刀长度；d.确定对刀原点；e.输入循环次数；f.输入每次循环的吃刀深度 t,; g.终点判别。所述的数控系统(5)显示动态数据为a.界面上设置有正在进行切削的参数显示； b.界面上设置有未进行切削的参数显示；C.界面上设置有正在进行切削状态的图形显 示。本发明的有益效果是，1. 本发明在数控车床的基础上增加了宜人化的操作方式，操作者在使用该机床时， 与操作一台普通车床的感觉完全一样。使得这种车床具有了三种操作方式其一完全数控的操作方式。用代码编写程序，实现按程序的加工方式；其二以数控技术为基础的模拟普通车床的操作方式。设置与普通车床完全相仿的手柄、手轮操作方式。在此种模式下工人操作车床的方式与普通车床完全一样；其三手动与数控相结合的操作方式。借助预先编制好的软件，在数控系统的显示屏上显示图形化的人机对话界面；在选定的人机对话框中输入数据，设定车削循环的程序；人工对刀、确定走刀原点；启动车削循环程序，车床按设定的程序运行。车床实现不需要编写程序的手动与数控相结合的操作方式。2. 图形化的人机对话框其具有图形化的人机对话界面。图形化的人机对话界面其底层技术依然是数控程序， 为了便于操作将典型的走刀循环模块通过界面显示出来，操作者在界面的对话框中输入 所需参数，不需要再用代码编写运动程序。
-图1为本发明实施例的主视图；图2本发明实施例的系统控制示意图；图3本本发明实施例的手动操作站操作面板示意图；图4(a)本发明实施例的显示装置显示示意图；图4(b)本发明实施例的显示装置显示示意图；图4 (c)本发明实施例的显示装置显示示意图；图4(d)本发明实施例的显示装置显示示意图；图4(e)本发明实施例的显示装置显示示意图； 图4 (f)本发明实施例的显示装置显示示意图；图4(g)本发明实施例的显示装置显示示意图； 图4(h)本发明实施例的显示装置显示示意图； 图4(i)本发明实施例的显示装置显示示意图；图4 (j)本发明实施例的显示装置显示示意图； 图4 (k)本发明实施例的显示装置显示示意图； 图4(1)本发明实施例的显示装置显示示意图。
具体实施例方式以下结合附图所示之最佳实施例做进一步详述见图1、 2、 3，所述的数普兼容车床的主轴箱2、溜板箱3和尾座8设置在床身1 上，刀架4和数控系统5设置在溜板箱3上，其特点是还包括有在所述溜板箱3上设有 手动操作单元6，手动操作单元6上设有通过PLC控制器9与数控系统5相连的刀位选 择开关60、手轮输入装置61、螺纹加工控制开关62、手轮倍率调节开关63、档位微调 节开关64、主轴点动开关65、档位选择开关66、手动/自动切换开关67、十字开关68、 主轴正反转控制开关69和急停按钮8。所述的手轮输入装置61通过数控系统5与车床的X轴伺服单元71和Z轴伺服单元 72相连，X轴伺服单元71和Z轴伺服单元72分别与X轴伺服电机、Z轴的伺服电机对应相联接。主轴点动开关65、主轴正反转控制开关69和急停按钮8通过数控系统5与 机床的主轴变频器9相连，主轴变频器9与主轴电机10相联接，主轴电机10上设有与 数控系统5相连的旋转编码器11。手轮倍率调节开关63与手轮输入装置61相联接。十 字开关68设为一个控制快速进给，另一个低速进给。手动操作单元6上设有所述的手轮 输入装置61对应的转轮标记。手动操作单元6上设置的各部件的功能为a、 刀位选择开关60，此车床采用标准的电动四位旋转刀架，手动拨段开关实施对 四个刀位进行选择。b、 手轮输入装置61，控制进给量。c、 螺纹加工控制开关62，通过三维拨段开关组合选择不同螺纹类型和走刀量。d、 手轮倍率调节开关63，控制手轮输入装置61每个脉冲的进给量，控制各运动 轴的快慢速度。e、 档位选择开关66，实施对不同的四个档位进行选择。f、 档位微调节开关64，通过控制变频器实现对各个档位内速度的无级调节。g、 主轴点动开关65，控制主轴点动，方便工人对刀。h、 手动/自动切换开关67，用来选择车床是以编程方式运行还是以手动操作方式 运行。以编程方式运行时，其操作方式和数控车床的操作完全相同，通过输入代码或程 序加工工件。以手动操作方式运行时，手动操作被激活，这时可像普通车床一样操作运 行。i、 十字开关68，控制进给速度的快慢选择。j、主轴正反转控制开关69，通过直接控制主轴电机实现主轴正反转，并设置空挡。 k、急停按钮8，紧急停车用。见图4，所述的数普兼容式车床的数控系统5的显示有加工轴类零件，图4(a)显示刀架上运行车刀的刀尖直线运动轨迹，a.确定对刀原 点；b.设定Z向或X向运行长度的参数值Z,或X" c.终点判别；图4(b)显示刀架上运行车刀的刀尖斜线运动轨迹，a.选择模块；b确定对刀原点； c.终点判别；图4(c)显示刀架上运行车刀的刀尖圆弧运动轨迹，a.从界面选择圆弧模块；b.设 置圆弧的起点、终点；图4(d)显示刀架上运行车刀的刀尖任意曲线运动轨迹，a.人工设置坐标点数值； b.软件智能平滑拟合；c.确定对刀原点；d.设定切削用量；e.终点判别；图4(e)显示刀架上运行车刀的刀尖矩形循环运动轨迹，a.选择模块；b.确定对刀 原点；C.输入参数Zi或Xi的值；d.输入循环次数；e.输入每次循环的吃刀深度ti; f.终点判别；图4(f)显示刀架上运行车刀的刀尖车削阶梯运动轨迹，a.人工确定用矩形循环车 削阶梯形的组合方式，每一个矩形循环车削完成后，重新对刀，重新设置循环；b.设置 矩形循环车削的组合方式，自动循环；图4(g)显示刀架上运行车刀的刀尖车削锥面的循环运动轨迹，a.选择模块；b.输 入参数Z,、 Z2、 Xi、 Xa的值；C.确定对刀原点；d.输入循环次数；e.输入每次循环的吃刀 深度t,; f.终点判别；图4(h、 i、 j)显示刀架上运行车刀的刀尖车削曲面的循环运动轨迹，a.圆心固定， 每次循环增加半径Ri的循环方式；b.半径R,固定，每次循环移动圆心坐标Zi或X,值的循 环方式；图4(k、 l)显示刀架上运行车刀的刀尖车螺纹运动轨迹，a.选择模块；b.输入螺纹 长度；c.输入退刀长度；d.确定对刀原点；e.输入循环次数；f.输入每次循环的吃刀深度ti; g.终点判别。本发明的数控系统5显示动态数据为a.界面上设置有正在进行切削的参数显示； b.界面上设置有未进行切削的参数显示；C.界面上设置有正在进行切削状态的图形显示。
权利要求
1.一种数普兼容车床，包括有所述的数普兼容车床的主轴箱(2)、溜板箱(3)和尾座(8)设置在床身(1)上，刀架(4)和数控系统(5)设置在溜板箱(3)上，其特征是还包括有在所述溜板箱(3)上设有手动操作单元(6)，手动操作单元(6)上设有通过PLC控制器(9)与数控系统(5)相连的刀位选择开关(60)、手轮输入装置(61)、螺纹加工控制开关(62)、手轮倍率调节开关(63)、档位微调节开关(64)、主轴点动开关(65)、档位选择开关(66)、手动/自动切换开关(67)、十字开关(68)、主轴正反转控制开关(69)和急停按钮(8)。
2. 如权利要求1所述的数普兼容车床，其特征是所述的手轮输入装置(61)通过数 控系统(5)与机床的X轴伺服单元(71)和Z轴伺服单元(72)相连，X轴伺服单 元(71)和Z轴伺服单元(72)分别与X轴伺服电机、Z轴的伺服电机对应相联接。
3. 如权利要求1所述的数普兼容车床，其特征是所述的主轴点动开关(65)、主轴正 反转控制开关(69)和急停按钮(8)通过数控系统(5)与机床的主轴变频器(9) 相连，主轴变频器(9)与主轴电机(10)相联接，主轴电机(10)上设有与数控系 统(5)相连的旋转编码器(11)。
4. 如权利要求1所述的数普兼容车床，其特征是所述的手轮倍率调节开关(63)与 手轮输入装置(61)相联接。
5. 如权利要求1所述的数普兼容车床，其特征是所述的十字开关(68)设为一个控 制快速进给，另一个低速进给。
6. 如权利要求1所述的数普兼容车床，其特征是所述的手动操作单元(6)上设有所 述的手轮输入装置(61)对应的转轮标记。
7. 如权利要求1所述的数普兼容车床，，其特征是所述的数控系统(5)的显示-(1)、刀架上运行车刀的刀尖直线运动轨迹，a.确定对刀原点；b.设定Z向或X向运行长度的参数值Zi或X1; C.终点判别；或(2)、刀架上运行车刀的刀尖斜线运动轨迹，a.选择模块；b确定对刀原点； C.终点判别；或(3)、刀架上运行车刀的刀尖圆弧运动轨迹，a.从界面选择圆弧模块；b.设置圆弧的起点、终点；或(4)、刀架上运行车刀的刀尖任意曲线运动轨迹，a.人工设置坐标点数值；b.软件智能平滑拟合；C.确定对刀原点；d.设定切削用量；e.终点判别；或(5)、刀架上运行车刀的刀尖矩形循环运动轨迹，a.选择模块；b.确定对刀原点；C.输入参数Zi或Xi的值；d.输入循环次数；e.输入每次循环的吃刀深度ti; f. 终点判别；或(6)、刀架上运行车刀的刀尖车削阶梯运动轨迹，a.人工确定用矩形循环车削 阶梯形的组合方式，每一个矩形循环车削完成后，重新对刀，重新设置循环；b.设 置矩形循环车削的组合方式，自动循环；或(7)、刀架上运行车刀的刀尖车削锥面的循环运动轨迹，a.选择模块；b.输入参数Z,、 Z2、 X、&的值；C.确定对刀原点；d.输入循环次数；e.输入每次循环的吃刀深度t" f.终点判别；或(8)、刀架上运行车刀的刀尖车削曲面的循环运动轨迹，a.圆心固定，每次循 环增加半径R的循环方式；b.半径Ri固定，每次循环移动圆心坐标Z,或X,值的循环 方式；或(9)、刀架上运行车刀的刀尖车螺纹运动轨迹，a.选择模块；b.输入螺纹长度； C.输入退刀长度；d.确定对刀原点；e.输入循环次数；f.输入每次循环的吃刀深度 ti; g.终点判别。
8.如权利要求7所述的数普兼容车床，，其特征是所述的数控系统(5)显示动态数 据为a.界面上设置有正在进行切削的参数显示；b.界面上设置有未进行切削的 参数显示；c.界面上设置有正在进行切削状态的图形显示。
全文摘要
本发明尤其涉及一种数普兼容车床。其包括有主轴箱(2)、溜板箱(3)和尾座(8)设置在床身(1)上，刀架(4)和数控系统(5)设置在溜板箱(3)上，其特点是还包括有在所述溜板箱(3)上设有手动操作单元(6)，手动操作单元(6)上设有通过PLC控制器(9)与数控系统(5)相连的刀位选择开关(60)、手轮输入装置(61)、螺纹加工控制开关(62)、手轮倍率调节开关(63)、档位微调节开关(64)、主轴点动开关(65)、档位选择开关(66)、手动/自动切换开关(67)、十字开关(68)、主轴正反转控制开关(69)和急停按钮(8)。本发明在数控车床的基础上增加了宜人化的操作方式，具有了三种操作方式，图形化的人机对话框。
文档编号B23Q15/00GK101259540SQ20071030653
公开日2008年9月10日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者李维谦 申请人:天水星火机床有限责任公司