本发明属于数控铣床技术领域，具体涉及一种用于数控平面铣床的双面铣削控制方法及其控制系统。
背景技术：
数控平面铣床是指专门为工件铣削平面的机床，结构上一般包括床身、铣削台、主轴驱动系统、伺服进给系统以及控制系统；铣削台用于固定工件，主轴驱动系统用于实现铣床的主运动(也即铣削运动)，伺服进给系统用于实现工件的进给，控制系统用于完成铣床的协调和控制功能。双面铣削在本发明中特指需要对工件的两个平行平面进行铣削加工的工艺，在现有技术中，当需要对工件做双面铣削时，一般需要在工件更换铣削面前后输入两次工艺参数，在加工第一个平面时，输入第一个铣削面的铣削量和定位基准(比如工件的厚度)，在加工第二个平面时，输入第二个铣削面的铣削量和定位基准——这样的铣削工艺存在如下缺陷：一、操作步骤多，影响铣削效率；二、需要记忆或现场计算工艺参数，实际生产中容易因偶然因素导致误差甚至错误，例如在加工第二个铣削面时，现场人员容易把两个面的工艺参数混淆或者因错把第二个面当成第一个面而输入错误的工艺参数；第三、传统多次输入或修正工艺参数的铣削工艺，数控系统需要进行多次运算，容易造成误差累积，影响铣削精度。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种只需要输入一次工艺参数即可完成工件双面铣削的控制方法以及相应的控制系统，该控制方法及其控制系统具有操作简单、不需要现场计算或记忆工艺参数、效率高、精度有保证的技术特点。
本发明为解决其技术问题而采用的双面铣削控制方法为：
一种用于数控平面铣床的双面铣削控制方法，其包括：参数接收步骤，接收来自输入设备的工艺参数，其中工艺参数包括工件总厚度th和铣削量参数，输入设备可以为键盘和/或触控面板，铣削量参数为总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1或a面铣削厚度mha、b面铣削厚度mhb；预运算步骤，根据工件总厚度th和铣削量参数确定工件的a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件的b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb；铣削步骤，根据工件的a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件的b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb，启动和/或停止数控平面铣床的主轴驱动系统和伺服进给系统，先后完成工件上两个面的铣削加工。
借助输入设备输入工艺参数后，系统会按照内置的算法计算出两个加工面的铣削量以及各自的定位基准，然后启动主轴驱动系统和伺服进给系统，即可先后完成a面和b面的铣削加工。在更换铣削面前后，不需要重新输入工艺参数，也不需要记忆或再次计算第二个铣削面的铣削量和定位基准，操作简单，效率高，精度有保证。
进一步地，在本发明提出的用于数控平面铣床的双面铣削控制方法中，所述铣削量参数为总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1；所述预运算步骤中采取如下算法完成a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb的计算：
a面基准厚度tha＝工件总厚度th，a面铣削厚度mha＝总铣削厚度tmh/2或者a面铣削厚度mha＝(工件总厚度th-铣削后总厚度th1)/2；
b面基准厚度thb＝工件总厚度th-a面铣削厚度mha，b面铣削厚度mhb＝总铣削厚度tmh/2或者b面铣削厚度mhb＝(工件总厚度th-铣削后总厚度th1)/2。
进一步地，在本发明提出的用于数控平面铣床的双面铣削控制方法中，所述铣削步骤之后还设置有光刀步骤，相应地，参数接收步骤接收到的工艺参数还包括光刀量pmh；当铣削量参数为总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1时，在预运算步骤中，可以采取如下算法完成a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb的计算：
a面基准厚度tha＝工件总厚度th，a面铣削厚度mha＝总铣削厚度tmh/2-光刀量pmh/2或者a面铣削厚度mha＝(工件总厚度th-铣削后总厚度th1)/2-光刀量pmh/2；
b面基准厚度thb＝工件总厚度th-(a面铣削厚度mha+pmh/2)，b面铣削厚度mhb＝总铣削厚度tmh/2-光刀量pmh/2或者b面铣削厚度mhb＝(工件总厚度th-铣削后总厚度th1)/2-光刀量pmh/2。
进一步地，在本发明提出的用于数控平面铣床的双面铣削控制方法中，所述铣削量参数为a面铣削厚度mha和b面铣削厚度mhb；在预运算步骤中，a面基准厚度tha＝工件总厚度th，b面基准厚度thb＝工件总厚度th-a面铣削厚度mha；或者，b面基准厚度thb＝工件总厚度th，a面基准厚度tha＝工件总厚度th-b面铣削厚度mhb；其中mha和mhb可以相等，也可以不相等。
进一步地，在本发明提出的用于数控平面铣床的双面铣削控制方法中，所述参数接收步骤接收到的工艺参数中还包括工艺类型参数，工艺类型参数分为单面铣削参数和双面铣削参数；相应地，在预运算步骤之前还设置有工艺类型判断步骤，如果控制系统判定当前工艺类型为双面铣削，则执行预运算步骤，进行铣削量和定位基准的预运算。
与前述各种双面铣削控制方法相对应，本发明为解决其技术问题而提供的双面铣削控制系统为：
一种用于数控平面铣床的双面铣削控制系统，其特征在于：该用于数控平面铣床的双面铣削控制系统包括参数接收模块、预运算模块和铣削控制模块；参数接收模块用于接收来自输入设备的工艺参数，其中工艺参数包括工件总厚度th和铣削量参数；输入设备为键盘和/或触控面板，铣削量参数为总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1或a面铣削厚度mha、b面铣削厚度mhb；预运算模块用于根据接收到的工艺参数，确定工件的a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件的b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb；铣削控制模块用于根据工件的a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件的b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb，启动和/或停止数控平面铣床的主轴驱动系统和伺服进给系统，先后完成工件上两个面的铣削加工。
进一步地，在本发明提出的双面铣削控制系统中，所述铣削量参数为总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1；预运算模块采取如下算法完成a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb的计算：
a面基准厚度tha＝工件总厚度th，a面铣削厚度mha＝总铣削厚度tmh/2或a面铣削厚度mha＝(总铣削厚度th-铣削后总厚度th1)/2；
b面基准厚度thb＝工件总厚度th-a面铣削厚度mha，b面铣削厚度mhb＝总铣削厚度tmh/2或b面铣削厚度mhb＝(总铣削厚度th-铣削后总厚度th1)/2。
进一步地，本发明提出的用于数控平面铣床的双面铣削控制系统还包括光刀模块，相应地，参数接收模块中接收到的工艺参数还包括光刀量pmh；当铣削量参数为总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1时，在预运算模块中，可以采用如下算法完成a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb的计算：
a面基准厚度tha＝工件总厚度th，a面铣削厚度mha＝总铣削厚度tmh/2-光刀量pmh/2或者a面铣削厚度mha＝(总铣削厚度th-铣削后总厚度th1)/2-pmh/2；
b面基准厚度thb＝工件总厚度th-(a面铣削厚度mha+光刀量pmh/2)，b面铣削厚度mhb＝总铣削厚度tmh/2-光刀量pmh/2或者b面铣削厚度mhb＝(总铣削厚度th-铣削后总厚度th1)/2-pmh/2。
进一步地，在本发明提出的双面铣削控制系统中，所述铣削量参数为a面铣削厚度mha和b面铣削厚度mhb，在预运算模块中，a面基准厚度tha＝工件总厚度th，b面基准厚度thb＝工件总厚度th-a面铣削厚度mha；或者，b面基准厚度thb＝工件总厚度th，a面基准厚度tha＝工件总厚度th-b面铣削厚度mhb；其中mha和mhb可以相等，也可以不相等。
进一步地，在本发明提出的双面铣削控制系统中，所述参数接收模块中接收到的工艺参数还包括工艺类型参数，工艺类型参数用于识别当前的加工工艺为单面铣削工艺还是双面铣削工艺；相应地，该用于数控平面铣床的双面铣削控制系统还包括工艺类型判断模块，如果当前加工工艺被判定为双面铣削工艺，则执行预运算模块，进行两个加工面铣削量和定位基准的预运算。
本发明相比现有技术有益的技术效果：
在铣削前一次性输入工件总厚度th和铣削量参数，进而借助内置的算法分别计算出两个铣削面的铣削量以及各自的定位基准，避免了在更换铣削面后重新输入工艺参数的繁琐操作，简化了流程，提高了铣削效率，预防了偶然误差和累积误差的产生，保证了加工精度。
为使本发明的技术方案及技术效果更加清楚、明确，以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明公开的用于数控平面铣床的双面铣削控制方法及其控制系统进行详细说明。
附图说明
图1：本发明双面铣削控制系统的功能模块连接关系示意图。
图2：本发明双面铣削控制方法的控制流程示意图。
具体实施方式
以下通过传统双面铣削工艺和利用本申请提出的控制方法和控制系统的双面铣削工艺之间的对比，介绍本申请双面铣削控制方法及其控制系统的创新点和技术效果。传统的双面铣削工艺如下：
固定工件(可利用电磁吸盘和/或专用的夹具实现工件的固定)；
输入a面的工艺参数；
启动主轴驱动系统和伺服进给系统，完成a面的加工；
将工件的铣削面更换为b面，再次固定工件；
输入b面的工艺参数；
启动主轴驱动系统和伺服进给系统，完成b面的加工。
利用本申请提出的控制方法和控制系统实现的双面铣削工艺如下：
固定工件(可利用电磁吸盘和/或专用的夹具实现工件的固定)；
输入双面铣削的工艺参数；
启动主轴驱动系统和伺服进给系统，完成a面的加工；
将工件的铣削面更换为b面，再次固定工件；
启动主轴驱动系统和伺服进给系统，完成b面的加工。
由以上工艺对比可知，利用本申请提出的控制方法和控制系统，可以省略传统铣床上双面铣削工艺的第二次参数输入操作，具有工艺简洁、机床效率高、人力负担轻的特点。另一方面，由于生产过程中，不需要记忆或再次计算工艺参数，本申请提出的双面铣削控制方法和控制系统，还具有预防产生偶然误差和累积误差的技术效果，有利于保证铣削加工的精度。
本申请提出的双面铣削控制方法包括如下实现步骤：
参数接收步骤，接收来自输入设备的工艺参数，其中工艺参数包括工件总厚度th和铣削量参数，输入设备包括键盘和/或触控面板，铣削量参数可以是总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1或a面铣削厚度mha、b面铣削厚度mhb；以铣削量参数为总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1为例，本步骤的实现语句可以为：
th＝input1()，tmh＝input2()；或
th＝input1()，th1＝input2()；
预运算步骤，根据工件总厚度th和铣削量参数，确定a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb；以铣削量参数为总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1为例，本步骤的实现语句和算法可以为：
tha＝th，mha＝tmh/2；
thb＝th-mha，mhb＝tmh/2；或
tha＝th，mha＝(th-th1)/2；
thb＝th-mha，mhb＝(th-th1)/2。
铣削步骤，根据工件的a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb，确定数控平面铣床的主轴进刀量和进刀时间，启动主轴驱动系统和伺服进给系统，先后完成工件上两个面的铣削加工。本步骤的语句和算法可以为：
fxa＝l0-(tha-mha)；/*a面铣削时的主轴进刀量fxa＝铣刀距离基准面的距离l0-(a面基准厚度tha-a面铣削厚度mha)*/
t1＝fxa/v0；/*a面铣削时的进刀时间t1＝主轴进刀量fxa/进刀速度v0*/
x1＝on；/*启动主轴进给伺服驱动马达*/
delay(t1)/*主轴进刀时间为t1*/
x1＝off；/*停止主轴进给伺服驱动马达*/
x2＝on；/*启动铣刀主轴电机*/
fd＝on；/*启动伺服进给马达*/
……
fxb＝l0-(thb-mhb)；/*b面铣削时的主轴进刀量fxb＝铣刀距离基准面的距离l0-(b面基准厚度thb-b面铣削厚度mhb)*/
t2＝fxb/v0；/*b面铣削时的进刀时间t2＝主轴进刀量fxb/进刀速度v0*/
x1＝on；/*启动主轴进给伺服驱动马达*/
delay(t2)/*主轴进刀时间为t2*/
x1＝off；/*停止主轴进给伺服驱动马达*/
x2＝on；/*启动铣刀主轴电机*/
fd＝on；/*启动伺服进给马达*/
……
与上述双面铣削控制方法相对应，本申请提出的双面铣削控制系统包括参数接收模块、预运算模块和铣削控制模块；参数接收模块用于接收来自输入设备的工艺参数，其中工艺参数包括工件总厚度th和铣削量参数；输入设备包括键盘和/或触控面板，铣削量参数可以是总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1或a面铣削厚度mha、b面铣削厚度mhb；预运算模块用于根据接收到的工艺参数，确定工件的a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb；铣削控制模块用于根据工件a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha以及工件b面基准厚度thb和b面铣削厚度mhb，确定数控平面铣床的主轴进刀量和进刀时间，启动数控平面铣床的主轴驱动系统和伺服进给系统，先后完成工件上两个面的铣削加工。双面铣削控制系统中各个功能模块的算法和语句与相应的双面铣削控制方法的各个步骤相同，在此不做赘述。
为改善铣削面的质量，在本发明另一个改进的实施例中，双面铣削控制方法及其控制系统中还分别包括光刀步骤和光刀模块，该光刀步骤和光刀模块用于对铣削面进行慢进给、高转速的精细铣削加工，以使得铣削面具有一定的光洁度。相应地，在参数接收步骤和参数接收模块中接收到的工艺参数中还包括光刀量pmh；以铣削量参数为总铣削厚度tmh或铣削后总厚度th1为例，在预运算步骤和预运算模块中可以采用如下语句和算法得到a面基准厚度tha、a面铣削厚度mha、工件b面基准厚度thb以及b面铣削厚度mhb：
tha＝th；
mha＝tmh/2-pmh/2；
thb＝th-(mha+pmh/2)；
mhb＝tmh/2-pmh/2；
……
或者，
tha＝th；
mha＝(th-th1)/2-pmh/2；
thb＝th-(mha+pmh/2)；
mhb＝(th-th1)/2-pmh/2；
……
本优选实施例中的铣削步骤和铣削控制模块与前述实施例相似，在此不做赘述。
为提高数控平面铣床的适应性，在本发明又一个改进的实施例中，在参数接收步骤和参数接收模块之后还分别设置有工艺类型判断步骤和工艺类型判断模块，相应地，参数接收步骤和参数接收模块中接收到的工艺参数中还包括有工艺类型参数，该工艺类型参数包括单面铣削参数和双面铣削参数，用于识别当前的加工工艺为单面铣削还是双面铣削；如果当前工艺被判定为双面铣削工艺，则执行预运算步骤和预运算模块，进行两个加工面铣削量和定位基准的运算；如果当前工艺被判定为单面铣削，则按单面铣削工艺确定工件铣削量和定位基准。工艺类型判断步骤和工艺类型判断模块可以采用如下语句和算法完成流程控制或模块功能：
arttype＝input3()
ifarttype＝2then/*工艺类型为双面铣削，执行预运算模块和预运算步骤*/
……
else/*工艺类型为单面铣削*/
……
endif
本优选实施例中的其他步骤或模块可以和前述任一实施例相同，在此不做赘述。
需要特别说明的是，以上各种实施例中无论是铣削量还是光刀量的分配算法，均是基于a、b两个面是对称加工的，也即两个加工面的铣削量和/或光刀量都是相同的，这种算法可以满足几乎所有现有工业应用的铣削加工。为了能适应非对称加工的工业应用，进一步扩展数控平面铣床的适用范围，在本发明另一个改进的实施例中，参数接收步骤和参数接收模块中接收到的工艺参数中还包括a面铣削厚度mha和b面铣削厚度mhb，也即铣削量参数为a面铣削厚度mha和b面铣削厚度mhb，总铣削厚度tmh是通过两个参数mha和mhb输入的，预运算步骤和预运算模块可以通过如下的语句和算法实现a、b两个面定位基准的确定：
tha＝th；
thb＝th-mha；
或者：
thb＝th；
tha＝th-mhb；
其中的a面铣削厚度mha和b面铣削厚度mhb，可以相等，也可以不相等。
以上结合说明书附图对本发明的优选实施例进行了详细阐述，应该说明的是，本发明的保护范围包括但不限于上述实施例；说明书附图中公开的具体结构也只是本发明的较佳实施方式，所述领域的技术人员还可以在此基础上开发出其他实施例，任何不脱离本发明创新理念的简单变形或等同替换，均涵盖于本发明，属于本发明的保护范围。