专利名称：一种非圆切削加工控制装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种切削加工控制装置及控制方法，尤其涉及一种采用复合加工轴的非圆加工件切削加工控制装置及控制方法。
背景技术：
按照主轴的转动周期来同步控制刀具在工件径向(横向)上的位移，则可加工出非圆截面形状的工件，这种加工方法称为非圆截面车削。目前加工非圆截面轮廓的方法主要有仿形加工、特种加工和数控车削。仿形加工法利用靠模控制刀具和工件的相对运动轨迹，形成所需的表面形状，这种方法加工范围广，可加工复杂截面形状的工件，但是效率低、调整复杂而且加工精度较差；特种加工可用于非圆零件的精加工，但是加工成本高，效率 低，而且对于横截面与轴截面的形状都很复杂的工件则难以加工；数控车削的加工原理是在非圆截面工件的加工过程中，刀具在X方向(横向)上跟踪主轴旋转角度，实时调整刀具位置，实现刀具在X轴方向的往复运动，从而加工出所需的非圆型线，但是目前数控系统X轴的响应频率不能满足高速往复运动的要求，车削加工精度不够理想。
发明内容
为解决以上问题，本发明提出一种非圆切削加工控制装置，所述加工控制装置包括控制装置、旋转轴，主副复合加工轴，切削刀，移动轴、电机；所述控制装置用于计算加工件形状并转换为插补算法对旋转轴、主副复合加工轴及移动轴运动进行控制；所述旋转轴由电机驱动，用于带动加工件旋转；所述主副复合加工轴为主轴和副轴复合而成，副轴安装于主轴上，所述主轴和副轴由电机驱动，主轴用于做大行程运动，副轴用于做小行程高频切削加工。所述移动轴由电机驱动，用于带动主副复合加工轴在加工件轴向方向移动；所述切削刀机械固定安装于主副复合加工轴副轴切削端上。进一步的所述电机为伺服电机或步进电机；进一步的所述主副复合轴主轴和副轴电机为直线电机；进一步的所述控制装置包括信息输入单元，用于控制信息的输入；数据计算单元，用于对信息输入单元输入信息进行计算处理后转化为插补运算并输出给信息输出单兀；信息输出单元，用于将数据计算单元的处理信息输出给旋转轴、主副复合加工轴及移动轴；本发明还提出一种非圆切削加工控制方法，所述加工控制方法包括如下步骤I、对非圆加工件形状进行计算，并转换为控制系统插补算法；2、旋转轴带动加工件旋转；
3、控制系统控制切削轴进行切削加工；其中所述切削轴为主副复合加工轴，主轴运动至距离加工件设定位置处停止，主轴停止后副轴带动切削刀开始做高频进退切削插补运动；4、控制系统根据加工件形状控制切削轴在加工件旋转轴向方向移动加工，切削形成加工件。进一步的所述步骤I中对非圆加工件形状进行计算为通过极坐标方式对加工件形状进行计算；进一步的步骤3中所述主副复合加工轴为主轴主要做大行程快速移动，副轴主要做小行程高频切削；
进一步的步骤3中所述设定位置可设置；进一步的步骤I中所述加工件形状可为各种形状；有益效果本发明具备对于加工件形状计算准确，加工速度快，效率高，精度高及易于对复杂形状加工件进行切削加工的优点。
图I为非圆切削加工控制装置示意图；图2为非圆切削加工控制装置原理框图；图3为非圆切削加工控制方法流程示意具体实施例方式实施例一如图I、图2，一种非圆加工控制装置，包括控制装置、旋转轴I、主副复合加工轴
10、切削刀3，移动轴8，电机；所述控制装置对加工件2的形状进行计算并转换为插补算法后对旋转轴I、主副复合加工轴10及移动轴8运动进行控制；所述旋转轴I由电机驱动，用于带动非圆加工件2旋转；所述主副复合加工轴10由主轴6、副轴4复合组成，副轴4安装在主轴6上，并可在主轴6上移动；所述主轴6由直线电机7驱动，所述副轴4由直线电机5驱动，所述切削刀3机械固定安装在副轴4的一端；其中所述直线电机7和直线电机5可以用伺服电机替换。所述移动轴8由电机驱动，用于带动主副复合加工轴10在加工件轴向9的方向上移动；非圆加工控制装置运动过程为通过控制装置中非圆输入单元输入非圆加工件2形状信息，数据计算单元对非圆加工件2形状通过极坐标方式进行计算，并将计算结果转换为插补运算并输出给信息输出单元，信息输出单元将数据计算单元的处理信息输出给旋转轴1，主副复合加工轴10及移动轴8，旋转轴I根据指令信息带动非圆加工件2进行旋转，主副复合加工轴10根据指令信息进行切削加工，其中主轴6带动副轴4快速运动至距离加工件设定距离处，副轴4根据指令开始带动切削刀3做快速切削加工；根据计算出的非圆加工件形状，移动轴8带动主副复合加工轴10在非圆加工件轴向9方向进行移动完成加工件加工。实施例二 如图3，一种非圆切削加工控制方法，所述加工控制方法包括如下步骤步骤1，通过极坐标方式对非圆加工件2形状进行计算，并转换为控制系统插补算法；其中加工件可以为各种形状；步骤2，旋转轴I带动加工件2旋转； 步骤3，控制系统控制切削轴进行切削加工；所述切削轴为主副复合加工轴10，主轴6运动至距离加工件设定位置处停止，主轴6停止后副轴4带动切削刀3开始做高频进退切削插补运动；其中，所述主轴6主要做大行程快速移动，副轴4主要做小行程高频切削；步骤4，控制系统根据加工件形状控制切削轴在加工件旋转轴向9方向上移动加工，切削形成加工件。尽管已经参考实施例及附图，对本发明的一种非圆切削加工控制装置及控制方法进行了说明，但是上述公开的内容仅是为了更好的了解本发明，而不是以任何方式限制权利要求的范围，故凡依本发明专利申请范围所述的结构、特征及原理所作的等化或修饰，均包括于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种非圆切削加工控制装置，其特征在于所述加工控制装置包括控制装置、旋转轴，主副复合加工轴，切削刀，移动轴、电机； 所述控制装置用于计算加工件形状并转换为插补算法对旋转轴、主副复合加工轴及移动轴运动进行控制； 所述旋转轴由电机驱动，用于带动加工件旋转； 所述主副复合加工轴为主轴和副轴复合而成，副轴安装于主轴上，所述主轴和副轴由电机驱动，主轴用于做大行程运动，副轴用于做小行程高频切削加工； 所述移动轴由电机驱动，用于带动主副复合加工轴在加工件轴向方向移动； 所述切削刀机械固定安装于主副复合加工轴副轴切削端上。
2.如权利要求I所述非圆切削加工控制装置，其特征在于所述电机为伺服电机或步进电机。
3.如权利要求I所述非圆切削加工控制装置，其特征在于所述主副复合加工轴主轴和副轴驱动电机为直线电机。
4.如权利要求I或2或3所述非圆切削加工控制装置，其特征在于所述控制装置包括 信息输入单兀，用于控制信息的输入； 数据计算单元，用于对信息输入单元输入信息进行计算处理后转化为插补运算并输出给信息输出单元； 信息输出单元，用于将数据计算单元的处理信息输出给旋转轴、主副复合加工轴及移动轴。
5.一种非圆切削加工控制方法，其特征在于所述加工控制方法包括如下步骤 步骤I、对非圆加工件形状进行计算，并转换为控制系统插补算法； 步骤2、旋转轴带动加工件旋转； 步骤3、控制系统控制切削轴进行切削加工；其中所述切削轴为主副复合加工轴，主轴运动至距离加工件设定位置处停止，主轴停止后副轴带动切削刀开始做高频进退切削插补运动； 步骤4、控制系统根据加工件形状控制切削轴在加工件旋转轴向方向移动加工，切削形成加工件。
6.如权利要求5所述非圆切削加工控制方法，其特征在于所述步骤I中对非圆加工件形状进行计算为通过极坐标方式对加工件形状进行计算。
7.如权利要求5或6所述非圆切削加工控制方法，其特征在于步骤3中所述主副复合加工轴为主轴主要做大行程快速移动，副轴主要做小行程高频切削。
8.如权利要求7所述非圆切削加工控制方法，其特征在于步骤3中所述设定位置可设置。
9.如权利要求7所述非圆切削加工控制方法，其特征在于步骤I中所述加工件形状为各种形状。
全文摘要
本发明涉及一种非圆切削加工控制装置及控制方法，所述加工控制装置包括控制装置、旋转轴，主副复合加工轴，切削刀，移动轴、电机；所述控制装置用于计算加工件形状并转换为插补算法对旋转轴、主副复合加工轴及移动轴运动进行控制；所述旋转轴由电机驱动，用于带动加工件旋转；所述主副复合加工轴为主轴和副轴复合而成，副轴安装于主轴上，主轴和副轴由电机驱动，主轴用于做大行程运动，副轴用于做小行程高频切削加工。所述移动轴由电机驱动，用于带动主副复合加工轴在加工件轴向方向移动；所述切削刀机械固定安装于主副复合加工轴副轴切削端上。本发明具备对加工件形状计算准确，加工速度快，精度高及易于对复杂形状加工件进行切削加工的优点。
文档编号B23B5/00GK102736556SQ201210225168
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者曾逸, 王晓刚 申请人:深圳众为兴技术股份有限公司