1.一种自动仿形编程系统,其特征在于,包括控制系统(1)、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、工作台(6)、靠模定位装置(8)、人机交互装置(9)及位置检测器;X轴驱动装置、Y轴驱动装置、人机交互装置(9)及位置检测器均与控制系统(1)连接,X轴驱动装置用于驱动工作台(6)或靠模定位装置(8)沿X轴移动,Y轴驱动装置用于驱动工作台(6)或靠模定位装置(8)沿Y轴移动,位置检测器用于检测工作台(6)或靠模定位装置(8)的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统(1),人机交互装置(9)用于向控制系统(1)输入指令;控制系统(1)通过控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台(6)或靠模定位装置(8)移动使工作台(6)相对靠模定位装置(8)移动。
2.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统,其特征在于,所述位置检测器为光栅尺位移传感器、磁栅尺位移传感器或编码器。
3.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统,其特征在于,所述靠模定位装置(8)为靠模轴承或靠模定位柱。
4.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统,其特征在于,所述人机交互装置(9)为操作盒。
5.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统,其特征在于,X轴驱动装置包括X轴电机(2)及X轴伺服驱动器(4),X轴电机(2)与工作台(6)连接,X轴伺服驱动器(4)与控制系统(1)连接用于驱动X轴电机(2)转动进而驱动工作台(6)沿X轴移动;Y轴驱动装置包括Y轴电机(3)及Y轴伺服驱动器(5),Y轴电机(3)与工作台(6)连接,Y轴伺服驱动器(5)与控制系统(1)连接用于驱动Y轴电机(3)转动进而驱动工作台(6)沿Y轴移动。
6.根据权利要求5所述的一种自动仿形编程系统,其特征在于,用于检测工作台(6)X轴位置的位置检测器为X轴电机(2)的编码器,X轴电机(2)的编码器将检测到的工作台(6)的X轴位置通过X轴伺服驱动器(4)传送至控制系统(1)保存;用于检测工作台(6)Y轴位置的位置检测器为Y轴电机(3)的编码器,Y轴电机(3)的编码器将检测到的工作台(6)的Y轴位置通过Y轴伺服驱动器(5)传送至控制系统(1)保存。
7.根据权利要求5所述的一种自动仿形编程系统,其特征在于,X轴伺服驱动器(4)包括力矩控制模式及位置控制模式,力矩控制模式下控制系统(1)通过X轴伺服驱动器(4)指令控制X轴电机(2)的输出扭矩,位置控制模式下控制系统(1)通过X轴伺服驱动器(4)指令控制X轴电机(2)的位置输出;Y轴伺服驱动器(5)包括力矩控制模式及位置控制模式,力矩控制模式下控制系统(1)通过Y轴伺服驱动器(5)指令控制Y轴电机(3)的输出扭矩,位置控制模式下控制系统(1)通过Y轴伺服驱动器(5)指令控制Y轴电机(3)的位置输出。
8.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统,其特征在于,人机交互装置(9)上设有手摇杆及控制按键,手摇杆通过控制系统(1)控制X轴驱动装置驱动工作台(6)或靠模定位装置(8)沿X轴移动,手摇杆通过控制系统(1)控制Y轴驱动装置驱动工作台(6)或靠模定位装置(8)沿Y轴移动,控制按键用于切换控制系统(1)的工作方式。
9.根据权利要求8所述的一种自动仿形编程系统,其特征在于,控制系统(1)的工作方式包括轨迹采集工作方式及自动加工工作方式。
10.一种自动仿形控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.建立移动轨迹的曲线模型:将仿形模板(7)安装在工作台(6)上,通过控制工作台(6)或靠模定位装置(8)的移动使得靠模定位装置(8)能够紧贴仿形模板(7)相对移动,移动过程中位置检测器检测工作台(6)或靠模定位装置(8)的坐标位置并将其发送至控制系统(1),控制系统(1)根据接收到的坐标位置建立移动轨迹的曲线模型;
S2.工件的自动加工:卸下仿形模板(7)将待加工的工件安装在工作台(6)上仿形模板(7)所在的位置,通过控制系统(1)控制工作台(6)或靠模定位装置(8)按照步骤S1所建立的移动轨迹的曲线模型移动。
11.根据权利要求10所述的一种自动仿形控制方法,其特征在于,步骤S1中,人机交互装置(9)将控制系统(1)切换至轨迹采集工作方式,控制系统(1)通过控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台(6)移动使仿形模板(7)紧贴靠模定位装置(8)移动,移动过程中位置检测器用于检测工作台(6)的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统(1)保存,控制系统(1)根据接收到的工作台(6)的X轴位置与Y轴位置建立工作台(6)移动轨迹的曲线模型。
12.根据权利要求11所述的一种自动仿形控制方法,其特征在于,步骤S2中,卸下靠模定位装置(8)并将与靠模定位装置(8)尺寸相同的刀具安装在靠模定位装置(8)所在的位置处,通过人机交互装置(9)将控制系统(1)切换至自动加工工作方式,控制系统(1)根据已建立的工作台(6)移动轨迹的曲线模型控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台(6)沿X轴及Y轴移动,以完成刀具对待加工工件的自动加工。
13.根据权利要求11所述的一种自动仿形控制方法,其特征在于,步骤S1中建立工作台(6)移动轨迹的曲线模型的方式为手动建立方式:利用人机交互装置(9)向控制系统(1)实时输入力矩指令,使控制系统(1)通过X轴伺服驱动器(4)指令X轴电机(2)以输入的力矩值驱动工作台(6)沿X轴移动,通过Y轴伺服驱动器(5)指令Y轴电机(3)以输入的力矩值驱动工作台(6)沿Y轴移动,以使仿形模板(7)紧贴靠模定位装置(8)移动,移动过程中X轴电机(2)的编码器及Y轴电机(3)的编码器分别检测工作台(6)的X轴位置及 Y轴位置并将其发送至控制系统(1)保存,控制系统(1)根据接收到的工作台(6)的X轴位置与Y轴位置建立工作台(6)移动轨迹的曲线模型。
14.根据权利要求11所述的一种自动仿形控制方法,其特征在于,步骤S1中建立工作台(6)移动轨迹的曲线模型的方式为手动加自动建立方式:利用人机交互装置(9)向控制系统(1)实时输入力矩指令,使控制系统(1)通过X轴伺服驱动器(4)指令X轴电机(2)以输入的力矩值驱动工作台(6)沿X轴移动,通过Y轴伺服驱动器(5)指令Y轴电机(3)以输入的力矩值驱动工作台(6)沿Y轴移动,以使仿形模板(7)紧贴靠模定位装置(8)移动一定距离以产生第一段前导轨迹段,移动过程中X轴电机(2)的编码器及Y轴电机(3)的编码器分别检测工作台(6)的X轴位置及 Y轴位置并将其发送至控制系统(1)保存以得到手动建立的工作台(6)移动轨迹的曲线模型;利用人机交互装置(9)指令控制系统(1)打开力矩自动控制功能,控制系统(1)根据采集到的工作台(6)第一段前导轨迹段的曲线数据计算出第一段前导轨迹段终点位置处靠模定位装置(8)施加给仿形模板(7)的法向力矩与切向力矩,控制系统(1)将该法向力矩与切向力矩转换为X轴伺服驱动器(4)及Y轴伺服驱动器(5)指令给X轴电机(2)及Y轴电机(3)的扭矩,X轴电机(2)及Y轴电机(3)根据该扭矩驱动工作台(6)沿X轴及Y轴移动使仿形模板(7)紧贴靠模定位装置(8)继续移动,移动过程中X轴电机(2)的编码器及Y轴电机(3)的编码器分别检测工作台(6)的X轴位置及 Y轴位置并将其发送至控制系统(1)保存以得到自动建立的工作台(6)移动轨迹的曲线模型,并作为后一段的前导轨迹,以此形成连续曲线模型;控制系统(1)将手动建立的工作台(6)移动轨迹的曲线模型与自动建立的工作台(6)移动轨迹的连续曲线模型组合起来以建立工作台(6)移动轨迹的完整曲线模型。
15.根据权利要求11所述的一种自动仿形控制方法,其特征在于,步骤S1中建立工作台(6)移动轨迹的曲线模型的方式为完全自动建立方式:利用人机交互装置(9)指令控制系统(1)打开力矩自动控制功能,通过人机交互装置(9)向控制系统(1)输入一个初始的力矩指令,使控制系统(1)通过X轴伺服驱动器(4)指令X轴电机(2)以初始的力矩值驱动工作台(6)沿X轴移动,通过Y轴伺服驱动器(5)指令Y轴电机(3)以初始的力矩值驱动工作台(6)沿Y轴移动,以使仿形模板(7)紧贴靠模定位装置(8)移动,移动过程中X轴电机(2)的编码器及Y轴电机(3)的编码器分别检测工作台(6)的X轴位置及 Y轴位置并将其发送至控制系统(1)保存以得到完全自动建立的工作台(6)移动轨迹的曲线模型。
16.根据权利要求14所述的一种自动仿形控制方法,其特征在于,所述第一段前导轨迹段不小于1㎜。
17.根据权利要求13或14所述的一种自动仿形控制方法,其特征在于,利用人机交互装置(9)向控制系统(1)实时输入力矩指令时,控制系统(1)根据人机交互装置(9)上的手摇杆输入信号的方向大小控制X轴电机(2)及Y轴电机(3)驱动工作台(6)沿X轴及Y轴移动。
18.根据权利要求11或12所述的一种自动仿形控制方法,其特征在于,通过点击人机交互装置(9)上相应的控制按键以将控制系统(1)切换至轨迹采集工作方式或自动加工工作方式。