冷却液控制系统、数控机床及加工方法
【专利摘要】本发明提供了一种冷却液控制系统，包括输入装置、控制装置以及机床冷却控制装置；其中，所述输入装置通过所述控制装置连接所述机床冷却控制装置；所述输入装置用于人机交互进行冷却液控制参数设定；所述控制装置用于根据输入装置的输入控制信号控制所述机床冷却控制装置的开启或关闭。还包括RS232连接电缆和I/O控制信号线；所述输入装置通过所述RS232连接电缆连接所述控制装置；所述控制装置通过所述I/O控制信号线连接所述机床冷却控制装置。本发明还提供相应的数控机床和加工方法。本发明中的控制装置能够自动识别无切削数控刀路和空路径，精确控制冷却液喷出时间，降低切削油用量。本发明输入设备触摸屏能够接受用户对F值的修改，即对时间的修改，具有较大的柔性。
【专利说明】冷却液控制系统、数控机床及加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工技术，具体地，涉及一种冷却液控制系统、数控机床及加工方法。
【背景技术】
[0002]航空及航天领域加工诸多大型圆弧零件(壁板)都是靠数控程序来完成。但由于设计及工艺要求的特殊性，该零件在加工过程中主要呈现以下两种主要问题:如图1所示，由于设计及工艺要求的特殊性，为保证理论轮廓线1，数控刀具3走刀路径2为四次，前三次路径几乎是空切削。但数控机床不能自动识别前三次路径是空切削，冷却系统一直开启，造成冷却液大量浪费。如图3所示，由于零件(壁板)加工区面积大，如图2所示的加工区域，即加工特征3近一百个。数控刀具从特征位置A处移动至特征位置B处，数控机床不能自动识别此路径是空运行，冷却系统一直开启，造成冷却液大量浪费。基于数控机床冷却系统从运行程序开始就一直运行，不能自动识别走刀路径是否空运行，遭成冷却液大量浪费，污染坏境。因此如何找到精确控制冷切液喷出时间的装置在数控加工领域迫切要求。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于数控加工过程中精确控制冷却液喷出时间的冷却液控制系统、数控机床及加工方法。
[0004]根据本发明提供的冷却液控制系统，包括输入装置、控制装置以及机床冷却控制装置；
[0005]其中，所述输入装置通过所述控制装置连接所述机床冷却控制装置；所述输入装置用于人机交互进行冷却液控制参数设定；所述控制装置用于根据输入装置的输入控制信号控制所述机床冷却控制装置的开启或关闭。
[0006]优选地，还包括RS232连接电缆和I/O控制信号线；
[0007]所述输入装置通过所述RS232连接电缆连接所述控制装置；所述控制装置通过所述I/o控制信号线连接所述机床冷却控制装置。
[0008]优选地，所述输入装置采用输入设备触摸屏；所述控制装置采用可编程逻辑控制器 PLC。
[0009]本发明提供的数控机床，包括所述的冷却液控制系统和数控系统；
[0010]所述冷却液控制系统中的可编程逻辑控制器PLC连接所述数控系统；可编程逻辑控制器PLC根据所述冷却液控制系统中的输入装置的输入控制信号和所述数控机床的加工信号控制所述冷却液控制系统中的机床冷却控制装置的开启或关闭。
[0011]优选地，所述数控系统按进给量使数控机床运动；可编程冷却液控制器PLC以时间脉冲计数的方式工作。
[0012]本发明提供的所述数控机床进行批量加工的方法，包括如下步骤:
[0013]步骤1:将待加工零件放在数控机床的工作台面上，按加工工艺要求进行装夹，压紧；
[0014]步骤2:对单个待加工零件数控加工程序进行预处理，具体为，计算出单个待加工零件的无切削数控刀路轨迹运行时间以及相邻待加工零件的之间空路径的移动运行时间；
[0015]步骤3:根据所述无切削数控刀路轨迹运行时间和移动运行时间，所述冷却液控制系统中的输入设备触摸屏进行冷却液控制参数设定；
[0016]步骤4:启动机床，运行数控加工程序，所述冷却液控制系统的可编程逻辑控制器PLC与机床进行了通信，冷却液控制系统自动识别机床发出的切削信号，无切削数控刀路轨迹运行信号和空路径信号，从而控制所述冷却液控制系统中的所述机床冷却控制装置的开启或关闭。
[0017]优选地，所述冷却液控制参数以时间为基准根据所述数控程序中F值进行设定。
[0018]优选地，当所述冷却液控制系统识别到机床发出的切削信号时，控制所述机床冷却控制装置的开启；
[0019]当冷却液控制系统识别机床发出无切削数控刀路轨迹运行信号和空路径信号，控制所述机床冷却控制装置的关闭。
[0020]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0021]1、本发明中的控制装置能够自动识别无切削数控刀路和空路径，精确控制冷却液喷出时间，降低切削油用量。
[0022]2、本发明输入设备触摸屏能够接受用户对F值的修改，即对时间的修改，具有较大的柔性；
[0023]3、本发明具有一定的通用性，通过对冷却液可编程控制系统的裁剪移植可嵌入其他控制系统中，以到达精确控制冷却液，达到降低成本保护坏境的功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0025]图1为本发明中冷却液控制系统的结构示意图。
[0026]图2为本发明中数控机床的一种加工示意图；
[0027]图3为本发明中数控机床的另一种加工示意图；
[0028]图中:
[0029]I为输入设备触摸屏；
[0030]2为RS232连接电缆；
[0031 ]3为可编程逻辑控制器PLC ;
[0032]4为I/O控制信号线；
[0033]5为机床冷却控制设备；
[0034]6为机床输入信号；
[0035]7为零件理论轮廓；
[0036]8为走刀轨迹；
[0037]9为数控刀具；
[0038]10为安全高度；
[0039]11为加工特征。
【具体实施方式】
[0040]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0041]在本实施例中，本发明提供的冷却液控制系统，包括输入装置、控制装置以及机床冷却控制装置；
[0042]其中，所述输入装置通过所述控制装置连接所述机床冷却控制装置；所述输入装置用于人机交互进行冷却液控制参数设定；所述控制装置用于根据输入装置的输入控制信号控制所述机床冷却控制装置的开启或关闭。
[0043]本发明提供的冷却液控制系统还包括RS232连接电缆2和I/O控制信号线4 ;所述输入装置通过所述RS232连接电缆2连接所述控制装置；所述控制装置通过所述I/O控制信号线连接所述机床冷却控制装置。所述输入装置采用输入设备触摸屏I ;所述控制装置采用可编程逻辑控制器PLC3。本发明自动识别无切削路径和空路径，以达到精确控制冷却液喷出时间，降低油量喷出量，降低成本，保护坏境。
[0044]本发明提供的数控机床，包括所述的冷却液控制系统和数控系统；
[0045]所述冷却液控制系统中的可编程逻辑控制器PLC连接所述数控系统；可编程逻辑控制器PLC根据所述冷却液控制系统中的输入装置的输入控制信号和所述数控机床的加工信号控制所述冷却液控制系统中的机床冷却控制装置的开启或关闭。所述数控系统按进给量使数控机床运动；可编程冷却液控制器PLC以时间脉冲计数的方式工作。
[0046]本发明提供的冷却液控制系统采用所述数控机床进行批量加工的方法，包括如下步骤:
[0047]步骤1:将待加工零件放在数控机床的工作台面上，按加工工艺要求进行装夹，压紧；
[0048]步骤2:对单个待加工零件数控加工程序进行预处理，具体为，计算出单个待加工零件的无切削数控刀路轨迹运行时间以及相邻待加工零件的之间空路径的移动运行时间；
[0049]步骤3:根据所述无切削数控刀路轨迹运行时间和移动运行时间，所述冷却液控制系统中的输入设备触摸屏进行冷却液控制参数设定；
[0050]步骤4:启动机床，运行数控加工程序，所述冷却液控制系统的可编程逻辑控制器PLC与机床进行了通信，冷却液控制系统自动识别机床发出的切削信号，无切削数控刀路轨迹运行信号和空路径信号，从而控制所述冷却液控制系统中的所述机床冷却控制装置的开启或关闭。所述冷却液控制参数以时间为基准根据所述数控程序中F值进行设定。当所述冷却液控制系统识别到机床发出的切削信号时，控制所述机床冷却控制装置的开启；当冷却液控制系统识别机床发出无切削数控刀路轨迹运行信号和空路径信号，控制所述机床冷却控制装置的关闭。
[0051]本发明的核心思想在于:对零件数控加工程序进行预处理，由于零件是批量生产，程序有规律可寻。如图2、图3所示，计算出单个特征无切削数控刀路轨迹运行的时间，及特征A移动到特征B空运行的时间；若该零件(壁板)有一百个如图2所示的特征，有一百次如图3所示的空运行路径。加工的规律是重复一百次如图2和图3所示的步骤。
[0052]时间的计算与转换是本发明的核心内容，由于数控系统是按进给量使机床运动，而可编程冷却液控制系统中PLC是以时间脉冲计数的方式工作。
[0053]在运行本发明提供的数控机床时，以数控系统F值5000计算的方式，F值5000为每分钟移动5M，移动图示所述的距离所消耗的时间为X*5000/60秒.
[0054]本发明提供的冷却液控制系统中输入设备触摸屏接受用户的F值，只是为了方便人机交互。真正控制时间的在可编程冷却液控制器PLC中编程实现的。在可编程冷却液控制器PLC中对上述的参数编程，通过I/O信号线控制机床冷却控制设备。
[0055]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种冷却液控制系统，其特征在于，包括输入装置、控制装置以及机床冷却控制装置； 其中，所述输入装置通过所述控制装置连接所述机床冷却控制装置；所述输入装置用于人机交互进行冷却液控制参数设定；所述控制装置用于根据输入装置的输入控制信号控制所述机床冷却控制装置的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的冷却液控制系统，其特征在于，还包括RS232连接电缆和I/O控制信号线； 所述输入装置通过所述RS232连接电缆连接所述控制装置；所述控制装置通过所述I/O控制信号线连接所述机床冷却控制装置。
3.根据权利要求1所述的冷却液控制系统，其特征在于，所述输入装置采用输入设备触摸屏；所述控制装置采用可编程逻辑控制器PLC。
4.一种数控机床，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的冷却液控制系统和数控系统； 所述冷却液控制系统中的可编程逻辑控制器PLC连接所述数控系统；可编程逻辑控制器PLC根据所述冷却液控制系统中的输入装置的输入控制信号和所述数控机床的加工信号控制所述冷却液控制系统中的机床冷却控制装置的开启或关闭。
5.根据权利要求4所述的数控机床，其特征在于，所述数控系统按进给量使数控机床运动；可编程冷却液控制器PLC以时间脉冲计数的方式工作。
6.一种采用权利要求4或5任一项所述数控机床进行批量加工的方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:将待加工零件放在数控机床的工作台面上，按加工工艺要求进行装夹，压紧； 步骤2:对单个待加工零件数控加工程序进行预处理，具体为，计算出单个待加工零件的无切削数控刀路轨迹运行时间以及相邻待加工零件的之间空路径的移动运行时间； 步骤3:根据所述无切削数控刀路轨迹运行时间和移动运行时间，所述冷却液控制系统中的输入设备触摸屏进行冷却液控制参数设定； 步骤4:启动机床，运行数控加工程序，所述冷却液控制系统的可编程逻辑控制器PLC与机床进行了通信，冷却液控制系统自动识别机床发出的切削信号，无切削数控刀路轨迹运行信号和空路径信号，从而控制所述冷却液控制系统中的所述机床冷却控制装置的开启或关闭。
7.根据权利要求6所述的进行批量加工的方法，其特征在于，所述冷却液控制参数以时间为基准根据所述数控程序中F值进行设定。
8.根据权利要求6所述的进行批量加工的方法，其特征在于，当所述冷却液控制系统识别到机床发出的切削信号时，控制所述机床冷却控制装置的开启； 当冷却液控制系统识别机床发出无切削数控刀路轨迹运行信号和空路径信号，控制所述机床冷却控制装置的关闭。
【文档编号】G05B19/414GK104503368SQ201410753358
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】张 浩, 祝思龙, 孙程成, 杨叶, 梁星慧, 计来华, 杨伟 申请人:上海航天精密机械研究所