专利名称：一种用于轧辊磨床的数控系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种数控系统及其控制方法，尤其涉及一种用于轧辊磨床的数控系统 及其控制方法。
背景技术：
目前对于轧辊磨床的数控系统，数控程序的生成或者依靠手工编程，或者先由CAD 软件画出工件图形，再生成NC程序，并作一定后处理操作，才能生成可用的数控程序。这两 种方式，不仅操作步骤复杂、不方便，而且由于人为原因，及其容易出错，造成重大的安全事 故，造成财产和人员损失。智能磨削是目前磨削技术发展的一个重要方向，智能磨削系统需要通过对多个传 感器信息的融合，并利用数据处理技术以及磨削加工工艺知识，确定出优化的磨削工艺参 数，通过NC控制器作用于磨削过程，以达到磨削过程的最优控制。实现智能磨削要求数控 系统具有强大的数据处理能力，人机友好的自动编程能力以及知识库的管理能力。目前众 多数控机床所采用的SIEMENS数控系统与FANUC数控系统，由于其可靠性高以及完善的数 控加工指令系统，得到了广泛的使用。然而，这类数控系统在数据库技术应用，传感器数据 采集与处理方面与计算机相比尚有一定差距。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于轧辊磨床的数控系统及 其控制方法，它使操作人员可以一次性生成适合系统要求的数控程序，进行加工，提高了工 作效率，并且提高了程序的可靠性和安全性。实现上述目的的技术方案是本发明之一的一种用于轧辊磨床的数控系统，包括通讯接口卡、与通讯接口卡相 连的主轴、电气控制装置、速度单元、位置检测装置，以及与所述的主轴、电气控制装置相连 的主轴电机机床电器设备、与所述的速度单元相连的进给电机，其中，还包括一与所述的通 讯接口卡相连的PC机，所述的PC机包括相连的人机接口模块和实时任务模块，其中所述的人机接口模块包括一人机接口模块本体以及与该人机接口模块本体相连 的轧辊磨床磨削加工模块，该轧辊磨床磨削加工模块实现为不同辊型、不同尺寸的轧辊工 件的磨削加工提供辊型几何参数设置、辊型轮廓二维及三维预览、轮廓自动插补计算、工艺 参数编辑、智能化数控程序生成以及数控程序的数据库管理；所述的实时任务模块与所述的通讯接口卡相连。上述的用于轧辊磨床的数控系统，其中，所述的实时任务模块包括依次相连的译 码模块、插补模块以及位控模块，其中所述的译码模块实现NC程序段译码以及刀补、软限位；所述的插补模块完成直线、圆弧的插补计算以及滞后误差补偿、螺距误差补偿计 算；
所述的位控模块完成位置偏差计算、位置控制量的输出。本发明之二的一种用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其中，包括以下步骤选择步骤，选择要磨削加工的轧辊号、轧辊模型以及所要设定的参数；生成步骤，根据选择步骤中选择以及设定的参数，自动生成辊型设定选项、工序编 辑选项以及程序预览选项；选中步骤，根据生成步骤中的内容选择所需要的内容；解释步骤，实现NC程序段译码以及刀补、软限位；插补步骤，完成直线、圆弧的插补计算以及滞后误差补偿、螺距误差补偿计算；位控步骤，完成位置偏差计算、位置控制量的输出。上述的用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其中，所述的生成步骤中，自动生 成辊型设定选项包括正弦辊型参数设定、抛物线辊型参数设定、HVC辊型参数设定、SMART CROWN辊型参数设定、阶梯轴几何参数设定。上述的用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其中，所述的正弦辊型参数设定、抛 物线辊型参数设定、HVC辊型参数设定、SMART CROWN辊型参数设定均包括设定辊型的基本 参数、曲线参数、辊型预览、以及辊型曲线加工坐标点的计算。上述的用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其中，所述的生成步骤中，自动生成 的工序编辑选项为对相应的辊型利用插补生成的加工点，针对不同的辊型曲线参数化编辑 不同的数控加工程序。上述的用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其中，所述的生成步骤中，自动生成 的程序预览选项自动生成数控程序的预览，该自动生成的程序以数据库形式保存。本发明的有益效果是本发明在PC机上实现了 CNC(数控机床)功能，这是实现形 式上的一种技术变革，它充分利用了 PC机的强大计算速度，来实现机床控制中的运动轨迹 生成和开关量的逻辑控制。随着PC计算机技术的发展，这种形式的数控系统将具有不可匹 敌的价格优势和可扩展性，有广阔的前途。本发明将轧辊磨床磨削加工模块装备于轧辊磨 床后，工艺或者操作人员可以在现场根据工件的工艺要求，一次性生成适合系统要求的数 控程序，进行加工，提高了工作效率，并且由于是系统自动生成的程序，不会出错，提高了程 序的可靠性和安全性。另外，生成的程序以数据库形式保存，操作人员可以随时查看、编辑 以往数控程序，不断进行优化，使加工程序更加完美。
图1是本发明之一的用于轧辊磨床的数控系统的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。请参阅图1，图中示出了本发明之一的一种用于轧辊磨床的数控系统，包括通讯接 口卡1、与通讯接口卡1相连的主轴、电气控制装置2、速度单元3、位置检测装置4，以及与 主轴、电气控制装置2相连的主轴电机机床电器设备5、与速度单元3相连的进给电机6，还 包括一与通讯接口卡1相连的PC机7，PC机7包括相连的人机接口(HMI)模块71和实时 任务模块72，其中
人机接口模块71包括一人机接口模块本体711以及与该人机接口模块本体711 相连的轧辊磨床磨削加工模块712，该轧辊磨床磨削加工模块712实现为不同辊型、不同尺 寸的轧辊工件的磨削加工提供辊型几何参数设置、辊型轮廓二维及三维预览、轮廓自动插 补计算、工艺参数编辑、智能化数控程序生成以及数控程序的数据库管理；实时任务模块72与通讯接口卡1相连，它包括依次相连的译码模块721、插补模块 722以及位控模块723，其中译码模块721实现NC程序段译码以及刀补、软限位；插补模块722完成直线、圆弧的插补计算以及滞后误差补偿、螺距误差补偿计算；位控模块723完成位置偏差计算、位置控制量的输出。本发明之二的一种用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，包括以下步骤选择步骤，选择要磨削加工的轧辊号、轧辊模型以及所要设定的参数；生成步骤，根据选择步骤中选择以及设定的参数，自动生成辊型设定选项、工序编 辑选项以及程序预览选项；选中步骤，根据生成步骤中的内容选择所需要的内容；解释步骤，实现NC程序段译码以及刀补、软限位；插补步骤，完成直线、圆弧的插补计算以及滞后误差补偿、螺距误差补偿计算；位控步骤，完成位置偏差计算、位置控制量的输出。在生成步骤中，自动生成辊型设定选项包括正弦辊型参数设定、抛物线辊型参数 设定、HVC辊型参数设定、SMART CROWN辊型参数设定、阶梯轴几何参数设定，其中，正弦辊型 参数设定、抛物线辊型参数设定、HVC辊型参数设定、SMART CROWN辊型参数设定均包括设定 辊型的基本参数、曲线参数、辊型预览、以及辊型曲线加工坐标点的计算。生成步骤中，自动生成的工序编辑选项为对相应的辊型利用插补生成的加工点， 针对不同的辊型曲线参数化编辑不同的数控加工程序；自动生成的程序预览选项自动生成 数控程序的预览，该自动生成的程序以数据库形式保存。以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上 述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本 发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于轧辊磨床的数控系统，包括通讯接口卡、与通讯接口卡相连的主轴、电气控 制装置、速度单元、位置检测装置，以及与所述的主轴、电气控制装置相连的主轴电机机床 电器设备、与所述的速度单元相连的进给电机，其特征在于，还包括一与所述的通讯接口卡 相连的PC机，所述的PC机包括相连的人机接口模块和实时任务模块，其中所述的人机接口模块包括一人机接口模块本体以及与该人机接口模块本体相连的轧 辊磨床磨削加工模块，该轧辊磨床磨削加工模块实现为不同辊型、不同尺寸的轧辊工件的 磨削加工提供辊型几何参数设置、辊型轮廓二维及三维预览、轮廓自动插补计算、工艺参数 编辑、智能化数控程序生成以及数控程序的数据库管理；所述的实时任务模块与所述的通讯接口卡相连。
2.根据权利要求1所述的用于轧辊磨床的数控系统，其特征在于，所述的实时任务模 块包括依次相连的译码模块、插补模块以及位控模块，其中所述的译码模块实现NC程序段译码以及刀补、软限位；所述的插补模块完成直线、圆弧的插补计算以及滞后误差补偿、螺距误差补偿计算；所述的位控模块完成位置偏差计算、位置控制量的输出。
3.一种用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤选择步骤，选择要磨削加工的轧辊号、轧辊模型以及所要设定的参数；生成步骤，根据选择步骤中选择以及设定的参数，自动生成辊型设定选项、工序编辑选 项以及程序预览选项；选中步骤，根据生成步骤中的内容选择所需要的内容；解释步骤，实现NC程序段译码以及刀补、软限位；插补步骤，完成直线、圆弧的插补计算以及滞后误差补偿、螺距误差补偿计算；位控步骤，完成位置偏差计算、位置控制量的输出。
4.根据权利要求3所述的用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其特征在于，所述的 生成步骤中，自动生成辊型设定选项包括正弦辊型参数设定、抛物线辊型参数设定、HVC辊 型参数设定、SMART CROWN辊型参数设定、阶梯轴几何参数设定。
5.根据权利要求4所述的用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其特征在于，所述的 正弦辊型参数设定、抛物线辊型参数设定、HVC辊型参数设定、SMART CROWN辊型参数设定均 包括设定辊型的基本参数、曲线参数、辊型预览、以及辊型曲线加工坐标点的计算。
6.根据权利要求3所述的用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其特征在于，所述的 生成步骤中，自动生成的工序编辑选项为对相应的辊型利用插补生成的加工点，针对不同 的辊型曲线参数化编辑不同的数控加工程序。
7.根据权利要求3所述的用于轧辊磨床的数控系统的控制方法，其特征在于，所述的 生成步骤中，自动生成的程序预览选项自动生成数控程序的预览，该自动生成的程序以数 据库形式保存。
全文摘要
本发明公开了一种用于轧辊磨床的数控系统及控制方法，系统包括通讯接口卡、主轴、电气控制装置、速度单元、位置检测装置、主轴电机机床电器设备、进给电机，还包括一与通讯接口卡相连的PC机，所述的PC机包括相连的人机接口模块和实时任务模块，其中人机接口模块包括一人机接口模块本体以及与该人机接口模块本体相连的轧辊磨床磨削加工模块，方法包括选择步骤、生成步骤、选中步骤、解释步骤、插补步骤、位控步骤。本发明使操作人员可以一次性生成适合系统要求的数控程序，进行加工，提高了工作效率，并且提高了程序的可靠性和安全性。
文档编号G05B19/18GK102081373SQ20091019959
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者周吉, 尹冠群, 徐志明, 杨家荣, 王昌富, 王浩林, 程松, 董瑞刚 申请人:上海电气集团股份有限公司