一种数控卷圆机控制算法
【专利摘要】本发明涉及一种数控卷圆机控制算法，所述算法对数控卷圆机进行控制，所述数控卷圆机包括控制单元、同步齿轮、主滚、左滚和右滚，左滚和右滚并排左右排列，主滚位于左滚和右滚的上方，采用线性导轨和高精度丝杆作为主滚、左滚和右滚三者间距的运动调节执行机构，同步齿轮使主滚、左滚和右滚同步运动，所述算法根据工件长度，自行给出卷圆时左滚和右滚需要的运动量。本发明算法简单、实用性强，效果好，数据可记录分析，使得数据显示单元上呈现，同时自动调节功能，功能更加完善。
【专利说明】
一种数控卷圆机控制算法
技术领域
[0001] 本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种数控卷圆机控制算法。
【背景技术】
[0002] 近年来，卷圆机在市场上并不少见，但对于铝制工件及其他某些材料的工件存在 着塑性变形，这样会影响对圆计算的几何尺寸的结果，特别是容易出现不合格品，严重影响 生产产品的质量。当卷园的应力超过材料的弹性极限，则产生的变形在外力去除后不能全 部恢复，而残留一部分变形，材料不能恢复到原来的形状，这种残留的变形是不可恢复的。 然而，市场上常见的卷圆机功能单一，只能手动调节数据，无法对数据进行记忆，精度低，功 耗大。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，提出了一种数控卷圆机控制算法，所述算法便于数据 传输与记录，并进行相关分析;具有自动功能且卷圆数据范围可调;低功耗，安全性高，不仅 可以记录以前的卷圆数据，提供历史数据曲线，还可以成为下次卷圆数据段的重要参考数 据。
[0004] 本发明的技术方案为:一种数控卷圆机控制算法，所述算法对数控卷圆机进行控 制，所述数控卷圆机包括控制单元、同步齿轮、主滚、左滚和右滚，左滚和右滚并排左右排 列，主滚位于左滚和右滚的上方，采用线性导轨和高精度丝杆作为主滚、左滚和右滚三者间 距的运动调节执行机构，同步齿轮使主滚、左滚和右滚同步运动，所述算法根据工件长度， 自行给出卷圆时左滚和右滚需要的运动量，算法如下： 第一步，初始化，初始状态下，设定卷圆机的右滚和左滚所在圆的上方公切线为水平 线：tyO,右滚与水平线tyO相切，位于tyO下方的右滚初始的圆心为D，主滚圆心为B，与右滚 起点圆心距为BD，卷圆成型后的圆心为A，主滚圆B与圆A的切点为T，右滚与其相切处圆心C， 此时，BC的斜率为135° ; 第二步，计算 1) 根据第一步可知，工件轨迹圆A，半径为R1，主滚圆心B，半径为R2，右滚运动后的终点 圆心为圆心C，与工件A相切，半径R3，右滚初始位置圆心为圆心D，与水平面相切，半径设 R3;则相切时的右滚圆C与工件轨迹圆心A的圆心距， 0P1=R1+R3； 右滚圆初始位置圆心D到与主滚圆心B之间的垂直距离： 0P2=R2+R3 主滚与工件轨迹圆心距，〇P3=Rl_R2 2) 求TC线段 三角形ATC与三角形BTC共用边线， ATC直角三角形的勾股定理： 0P12=(TC)2+(BT+0P3)2 TC通过上式可求出； 4)求线段X_>绿线， 利用线段Κ)=0Ρ2*^?，及TC的计算，可求出⑶之间的距离： X=〇P2* 屬-TC 第三步，修正 当卷圆时工件提前接触到了主滚，此时，工件所在圆与水平线轴有切点E，同时与主滚 有切点F，与右滚有相切点G，EFG三切点确认一个新的圆，此时要修正X的值，使之减小，但 不能使得卷圆过小，修改X为〇. 6X。
[0005] 第四步，内置卷圆统一的公式 1) (xl-x2)/(yl-y2)=(x3-x4)/(y3-y4) 这里xl, x2, x3, x4指卷圆工件长度，yl, y2, y3, y4指右滚的圆心在横向和纵向的 位移量； 2) km=5y/kx 这里的km指的是材料的塑性变形系数对卷圆时，右滚的圆心在横向和纵向的位移量的 影响系数，和指的右滚的圆心在横向和纵向的位移量的差值，Kx指的是工件长度。
[0006] 本发明具有如下有益效果： 1)本发明算法简单、实用性强，效果好，数据可记录分析，使得数据显示单元上呈现，同 时自动调节功能，功能更加完善。
[0007] 2)本发明为了使用户使用的更加方便，使用了无参数操作。当用户使用一种长度 工件后，我们不需要要像其他的卷圆机一样输入参数。而是操作先卷一个圆，如果不合适的 话，使用机器自带的手轮作为调整工具，调整卷圆的大小。
[0008] 3)如果用户有许多不同种类的工件，只需要将当前数据按下保存，便会记录工件 的加工程序，等下次要使用时，只需要调出即可，非常方便。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明算法原理示意图。
[0010] 图2是本发明算法修正原理示意图。
[0011] 图中：1-圆心A; 2-圆心Β; 3-圆心C; 4-圆心D。
[0012]下面对本发明进行详细的说明。
[0013]
【具体实施方式】： 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0014] 参见图1和图2所示，本发明的所述算法对数控卷圆机进行控制，所述数控卷圆机 包括控制单元、同步齿轮、主滚、左滚和右滚，左滚和右滚并排左右排列，主滚位于左滚和右 滚的上方，采用线性导轨和高精度丝杆作为主滚、左滚和右滚三者间距的运动调节执行机 构，同步齿轮使主滚、左滚和右滚同步运动，所述算法根据工件长度，自行给出卷圆时左滚 和右滚需要的运动量，本发明的左滚的计算方法与右滚的类似，下面给出算法如下： 第一步，初始化，初始状态下，设定卷圆机的右滚和左滚所在圆的上方公切线为水平 线：tyO,右滚与水平线tyO相切，位于tyO下方的右滚初始的圆心为D，主滚圆心为B，与右滚 起点圆心距为BD，卷圆成型后的圆心为A，即圆心A1，主滚圆以圆心B2的圆B与以圆心A1为圆 心的圆A的切点为T，右滚与其相切处圆心C3，此时，BC的斜率为135° ; 第二步，计算 1) 根据第一步可知，工件轨迹圆A，半径为R1，主滚圆心为圆心B2，半径为R2，右滚运动 后的终点圆的圆心为圆心C3，与工件A相切，半径R3，右滚初始位置圆心为D，与水平面相切 ，半径设R3;则相切时的右滚圆心C3与工件轨迹圆心A1的圆心距， 0P1=R1+R3； 右滚圆初始位置圆心D4到与主滚圆心B2之间的垂直距离： 0P2=R2+R3 主滚与工件轨迹圆心距，〇P3=Rl_R2 2) 求TC线段 三角形ATC与三角形BTC共用边线， ATC直角三角形的勾股定理： 0P12=(TC)2+(BT+0P3)2 TC通过上式可求出； 4)求线段X->绿线， 利用线段即=(^2*，逐，及TC的计算，可求出⑶之间的距离： Χ=〇Ρ2*^?； -TC； 第三步，修正 当卷圆时工件提前接触到了主滚，此时，工件所在圆与水平线轴有切点F，同时与主滚 有切点G，与右滚有相切点H，FGH三切点确认一个新的圆，此时要修正X的值，使之减小，但 不能使得卷圆过小，修改X为〇. 6X; 第四步，内置卷圆统一的公式 1) (xl-x2)/(yl-y2)=(x3-x4)/(y3_y4) 这里xl, x2, x3, x4指卷圆工件长度，yl, y2, y3, y4指右滚的圆心在横向和纵向的 位移量； 2) km=5y/kx 这里的km指的是材料的塑性变形系数对卷圆时，右滚的圆心在横向和纵向的位移量的 影响系数，和指的右滚的圆心在横向和纵向的位移量的差值，Kx指的是工件长度。
[0015] 3)塑性变形方面 铝制工件及其他材料的工件存在着塑性变形，会影响我们对圆计算的几何尺寸的结 果；当应力超过材料的弹性极限，则产生的变形在外力去除后不能全部恢复，而残留一部分 变形，材料不能恢复到原来的形状，这种残留的变形是不可逆的塑性变形。此时要修正X的 值，使之减小，经验值为:修改X为0.6Χ。
[0016] 本发明的无参数化编程 为了使用户使用的更加方便，本发明创新的使用了无参数操作。
[0017] 当用户使用一种长度工件后，不需要要像其他的卷圆机一样输入参数。而是操作 先卷一个圆，如果不合适的话，使用机器自带的手轮作为调整工具，调整卷圆的大小。
[0018]本发明的数据保存 如果用户有许多不同种类的工件，只需要将当前数据按下保存，便会记录工件的加工 程序，等下次要使用时，只需要调出即可，非常方便。
【主权项】
1. 一种数控卷圆机控制算法，所述算法对数控卷圆机进行控制，所述数控卷圆机包括 控制单元、同步齿轮、主滚、左滚和右滚，左滚和右滚并排左右排列，主滚位于左滚和右滚的 上方，采用线性导轨和高精度丝杆作为主滚、左滚和右滚Ξ者间距的运动调节执行机构，同 步齿轮使主滚、左滚和右滚同步运动，所述算法根据工件长度，自行给出卷圆时左滚和右滚 需要的运动量，其特征是： 具体计算算法如下： 第一步，初始化，初始状态下，设定卷圆机的右滚和左滚所在圆的上方公切线为水平 线：tyO,右滚与水平线tyO相切，位于tyO下方的右滚初始的圆屯、为D，主滚圆屯、为B，与右滚 起点圆屯、距为抓，卷圆成型后的圆屯、为A，主滚圆B与圆A的切点为T，右滚与其相切处圆屯、C， 此时，BC的斜率为135% 第二步，计算 1) 根据第一步可知，工件轨迹圆A，半径为R1，主滚圆屯、B，半径为R2,右滚运动后的终点 圆屯、为圆屯、C，与工件A相切，半径R3，右滚初始位置圆屯、为圆屯、D，与水平面相切，半径设 R3;则相切时的右滚圆C与工件轨迹圆屯、A的圆屯、距， 0P1=R1+R3； 右滚圆初始位置圆屯、D到与主滚圆屯、B之间的垂直距离： 0P2=R化R3 主滚与工件轨迹圆屯、距，〇P3=Rl-R2 2) 求TC线段 Ξ角形ATC与Ξ角形BTC共用边线， ATC直角Ξ角形的勾股定理： 0P12=(TC)2+(BT+0P3)2 TC通过上式可求出； 4)求线段X-〉绿线， 利用线段抓=〇P2* ·^，及TC的计算，可求出CD之间的距离： Χ=0Ρ2Φ^ -TC 第Ξ步，修正 当卷圆时工件提前接触到了主滚，此时，工件所在圆与水平线轴有切点Ε，同时与主滚 有切点F，与右滚有相切点G，EFGS切点确认一个新的圆，此时要修正X的值，使之减小，但 不能使得卷圆过小，修改X为0.6X; 第四步，内置卷圆统一的公式 1) (xl-x2)/(yl-y2)=(x3-x4)/(y3-y4) 运里xl, x2, x3, x4指卷圆工件长度，yl, y2, y3, y4指右滚的圆屯、在横向和纵向的 位移量； 2. km=5y/kx 运里的km指的是材料的塑性变形系数对卷圆时，右滚的圆屯、在横向和纵向的位移量的 影响系数，Sy指的右滚的圆屯、在横向和纵向的位移量的差值，Κχ指的是工件长度。
【文档编号】G05B19/4093GK105974888SQ201610608508
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】柴叶飞
【申请人】青岛魁罡精密模具有限公司