[发明专利]一种包络线法加工软片裁片倒坡口的设备及方法

权利要求书

1.一种包络线法加工软片裁片倒坡口的设备，包括床身、真空吸盘、大臂、小臂、升降臂、刀盘和驱动控制装置，真空吸盘设在床身的真空室上，大臂通过床身两侧导轨设置在床身上，小臂设在大臂上，升降臂垂直设在小臂上，大臂和床身之间，小臂和大臂之间，升降臂和小臂之间由滚珠丝杠或齿形带或齿轮齿条传动，靠直线导轨实现直线进给运动，其特征在于所述升降臂上装有迴转刀架，迴转刀架上装有摆臂，摆臂上装有主轴电机，刀盘装在主轴电机的轴头上。

2.根据权利要求1所述的包络线法加工软片裁片倒坡口的设备，其特征在于所述控制装置是进行五轴三联动控制，即大、小臂驱动轴和刀架迴转轴三轴联动，升降臂的升降轴和摆动轴单独控制，以上五轴均由伺服电机或步进电机驱动。

3.权利要求1所述包络线法加工软片裁片倒坡口的设备的加工方法，其特征在于该方法必须使用圆片形裁制刀具，刀具直径必须小于待加工件最小的曲率半径，加工时主轴电机带动圆片形刀具连续旋转且必须保持刀片与待加工工件的曲边相切，切削速度为1500～2000mm/min。

4.根据权利要求3所述包络线法加工软片裁片倒坡口的设备的加工方法，其特征在于该方法的加工过程按以下步骤执行：

步骤1  CAD画图

画出待加工软片的CAD图

步骤2

插补算法，建立X轴，Y轴，Z轴以及刀架迴转轴联动关系

(x₁-a)²+(y₁-b)²＝R²

式中：x₁，y₁为机床坐标轴，a，b为待加工件的圆心坐标，R待加工件的曲率半径；

a，b，R由待加工件的CAD图提供；

刀架迴转轴的轴线运动轨迹为：

                (x₂-a)²+(y₂-b)²＝(R+r)²

微分后

x·2y·2=y2-bx2-a---(1)]]>

式中：x₂，y₂为刀架轴线运动轨迹上的坐标变量，a，b为待加工件的圆心坐标，R为待加工件的曲率半径；

刀架迴转的角速度

θ·=s·1r]]>

式中：为刀盘与圆弧切点沿刀架迴转轴线移动轨迹的线速度；

式中：为刀架绕待加工件圆心转动的角速度；

为刀架轴线绕待加工件圆心转动的线速度；

θ·=s·1r=Rx·22+y·22r(R+r)---(2)]]>

根据式(1)和式(2)即可建立插补算法

输入x轴，y轴，z轴以及刀架迴转轴角速度和方向以及摆臂的摆角；

步骤3自动生成NC代码并下载到控制器中；

步骤4启动真空泵、伺服驱动器及数控程序；

步骤5自动完成切边和倒坡口操作；

步骤6取下加工好的软片进行下一轮操作。