本发明涉及数控加工,尤其涉及一种工件加工方法及装置。
背景技术:
1、在数控系统中,有一些特定的加工领域,需要根据引导轴的加工路径,调整刀具的加工方向,使得刀具刃口方向与工件的轮廓轨迹始终处于一个平行的状态,其典型的加工场景包括:步冲时可转动的刀具切向调整、o型磨具加工时旋转的刀具姿态调整、使用锯条时工件校正的姿态跟踪、校正刀具向砂轮方向调整、剥离或纸张加工用小切削轮的方向调整、五轴焊接时以切向送入一根棒材等。
2、传统的加工工艺中,一般要求在后处理cam软件生成指令时自动完成刀具旋转轴的姿态编程,而现有后处理软件一般为三轴后处理软件,也就是针对盛放工件的移动平台的x轴、y轴和z轴进行自动变成的cam软件。在现有软件基础上,需要编程工艺人员利用小线段编程逼近真实的理论轨迹,也就是将工件的加工轨迹分为多个小线段,对每个小线段终点位置的x坐标、y坐标和旋转轴对应的旋转角度进行编程,其编程过程复制,也对工艺人员的要求较高。
技术实现思路
1、本发明提供一种刀具旋转轴角度调整方法及装置,用以解决现有技术中数控机床对工件进行加工时,对刀具旋转轴的姿态编程复杂的缺陷,实现一种简单高效的工件加工方法。
2、本发明提供一种工件加工方法,包括:
3、接收输入的对工作平台上工件加工的轨迹类型、加工参数和对工件加工的刀具的旋转轴的终止位置;
4、根据加工参数和终止位置,确定对工件加工的轨迹,根据旋转轴的最大随动长度将轨迹划分为第一工作区段;
5、在刀具位于每个第一工作区段的起点的情况下,确定旋转轴在工作平台上的位置,并根据轨迹类型确定刀具从每个第一工作区段的起点运行到终点的过程中旋转轴的运行角度;
6、根据旋转轴在工作平台上的位置和运行角度,控制旋转轴转动,以使用刀具对工件进行加工。
7、根据本发明提供的一种工件加工方法,轨迹类型包括直线、圆弧和螺旋线。
8、根据本发明提供的一种工件加工方法,根据旋转轴的最大随动长度将轨迹划分为第一工作区段的步骤包括:
9、根据工作平台的移动参数,将轨迹划分出多个第二工作区段;
10、在各第二工作区段的轨迹长度小于最大随动长度的情况下,将第二工作区段作为第一工作区段;
11、在各第二工作区段的轨迹长度大于或等于最大随动长度时,将各第二工作区段划分为轨迹长度小于最大随动长度的多个第一工作区段。
12、根据本发明提供的一种工件加工方法,将各第二工作区段划分为轨迹长度小于旋转轴最大随动长度的多个第一工作区段的步骤,包括:
13、将各第二工作区段划分出轨迹长度小于最大随动长度的第一工作区段,将各第二工作区段中划分出第一工作区段后的剩余部分作为新的第二工作区段;
14、继续从新的第二工作区段中划分出第一工作区段,直到新的第二工作区段的轨迹长度小于最大随动长度的第一工作区段。
15、根据本发明提供的一种工件加工方法,将各第二工作区段划分出轨迹长度小于最大随动长度的第一工作区段,将各第二工作区段中划分出第一工作区段后的剩余部分作为新的第二工作区段的步骤,包括:
16、将各第二工作区段的起点位置确定为各第二工作区段中首个第一工作区段的起点位置;
17、确定刀具在首个第一工作区段的起点位置时旋转轴在工作平台上的第一位置;
18、根据第一位置和最大随动长度,得到刀具位于首个第一工作区段的终点时旋转轴在工作平台上的第二位置,将旋转轴位于第二位置时刀具在第二工作区段的位置,作为首个第一工作区段的终点位置;
19、根据第一工作区段的起点位置和终点位置确定首个第一工作区段;
20、将首个第一工作区段的终点位置作为新的第二工作区段的起点位置;
21、将各第二工作区段的终点位置作为新的第二工作区段的终点位置;
22、根据新的第二工作区段的起点位置和终点位置确定新的第二工作区段。
23、根据本发明提供的一种工件加工方法,在刀具位于每个第一工作区段的起点的情况下,确定旋转轴在工作平台上的位置,并根据轨迹类型确定刀具从每个第一工作区段的起点运行到终点的过程中旋转轴的运行角度的步骤包括:
24、在当前第一工作区段对应的轨迹类型为直线,且当前第一工作区段为首个第一工作区段的情况下,将旋转轴在工作平台上的初始位置作为刀具运行于当前工作区段时旋转轴在工作平台上的起始位置,根据当前第一工作区段的轨迹矢量与工作平台的预设方向矢量之间的第一夹角,以及当前第一工作区段的轨迹矢量与下一个第一工作区段的轨迹矢量之间的第二夹角,确定刀具从当前第一工作区段的起点运行到终点的过程中旋转轴的运行角度;
25、在当前第一工作区段对应的轨迹类型为直线,且当前第一工作区段不为首个第一工作区段的情况下,将刀具运行于上一个第一工作区段的终点位置时旋转轴位于工作平台上的位置作为起始位置,根据刀具在上一个第一工作区段运行时旋转轴的运行角度,以及第二夹角,确定刀具从当前工作区段的起点运行到终点的过程中旋转轴的运行角度。
26、根据本发明提供的一种工件加工方法,在刀具位于每个第一工作区段的起点的情况下,确定旋转轴在工作平台上的位置,并根据轨迹类型确定刀具从每个第一工作区段的起点运行到终点的过程中旋转轴的运行角度的步骤包括:
27、在当前第一工作区段对应的轨迹类型为圆弧,且当前第一工作区段为首个第一工作区段的情况下,将旋转轴在工作平台上的初始位置作为刀具运行于当前工作区段时旋转轴在工作平台上的起始位置,根据当前第一工作区段的轨迹矢量的切线与工作平台的预设方向矢量之间的第三夹角,以及当前第一工作区段的轨迹对应的弧的度数矢量,确定刀具从当前第一工作区段的起点运行到终点的过程中旋转轴的运行角度;
28、在当前第一工作区段对应的轨迹类型为圆弧,且当前第一工作区段不为首个第一工作区段的情况下,将刀具运行于上一个第一工作区段的终点位置时旋转轴位于工作平台上的位置作为起始位置,根据刀具在上一个第一工作区段运行时旋转轴的运行角度,以及弧的度数矢量,确定刀具从当前第一工作区段的起点运行到终点的过程中旋转轴的运行角度。
29、根据本发明提供的一种工件加工方法,在轨迹类型为直线的情况下,终止位置包括旋转轴在工作平台上的坐标;
30、在轨迹类型为圆弧的情况下,终止位置包括旋转轴在工作平台上的坐标和轨迹类型对应的轨迹的圆心在工作平台上的坐标。
31、本发明还提供一种工件加工装置,包括:
32、接收模块,用于接收输入的对工作平台上工件加工的轨迹类型、加工参数和对工件加工的刀具的旋转轴的终止位置;
33、划分模块,用于根据加工参数和终止位置,确定对工件加工的轨迹,根据旋转轴的最大随动长度将轨迹划分为第一工作区段;
34、确定模块,用于在刀具位于每个第一工作区段的起点的情况下,确定旋转轴在工作平台上的位置,并根据轨迹类型确定刀具从每个第一工作区段的起点运行到终点的过程中旋转轴的运行角度;
35、加工模块,用于根据旋转轴在工作平台上的位置和运行角度,控制旋转轴转动,以使用刀具对工件进行加工。
36、本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时实现如上述任一种工件加工方法。
37、本发明提供的工件加工方法及装置,通过输入的工件加工的轨迹类型、加工参数和待加工的轨迹类型,即可基于旋转轴的最大随动长度实现对轨迹的划分,通过刀具和工作平台的配合依次加工每个划分得到的第一工作区段的轨迹,进而完成对工件的加工,简化了工件加工时的编程过程,同时保障了工件加工的精度。