[发明专利]一种双加工点共轨运动控制方法、加工方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于数控技术领域，更具体地，涉及一种双加工点共轨运动控制方法、加工方法及其装置。

背景技术

在数控技术领域中，切线跟随技术常用在纺织、皮革、玻璃等切割行业，将具有一定长度的刀具等效成为具有一定长度的直线，在加工过程中保证该直线在加工轮廓轨迹的切线方向上，且保证其与加工轮廓轨迹相切，该切点作为加工点实现加工得到轮廓轨迹。

在公开号为CN102180592A中国专利申请中，公开了一种基于切线跟随玻璃切割系统的高速切割方法，除了需要控制普通的平动轴X、Y以外，还需要控制玻璃切割刀的方向，使玻璃切割刀的旋转轴始终沿着切割路径的切线方向。在两条直线相交组成的转角不为零的连接处，采用圆弧对刀路进行修正，以保证刀具所在的直线在加工轮廓轨迹的切线方向上。

以上技术中，在加工轮廓轨迹时，刀具与被加工的轮廓轨迹的接触点均为一个，将该点称为加工点，在整个加工过程中只需要保证该加工点与加工轮廓相接触即可。但是，该技术无法解决实际加工过程中，有两个加工点均要求在轮廓轨迹上的加工要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种双加工点共轨运动控制方法、加工方法及其装置，其目的在于提供一种加工轮廓轨迹过程中主加工点和副加工点同时都保持在加工轨迹上的控制方法，且可选其中任一加工点作为编程点，由此解决目前加工方法中不能同时使加工点和副加工点同时位于加工的轮廓轨迹上的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种双加工点共轨运动控制方法，用于控制主加工点和副加工点同时位于轮廓轨迹上，主加工点与副加工点相距一段距离且始终保持同步运动，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据主加工点的坐标、行进方向以及副加工点与主加工点间的距离一共三个参数，计算副加工点在所述轮廓轨迹上的位置，根据主加工点位置和副加工点位置计算连接主加工点和副加工点的线段的方向，该线段即为弦线；

S2：根据时间和主加工点的线速度，计算主加工点在下一个指令时刻的工件坐标系下的坐标，接着按照所述步骤S1计算副加工点的位置，根据该位置获得此时所述弦线的方向；

S3：根据所述步骤S1中弦线的方向和所述步骤S2中弦线的方向计算该弦线旋转的角度，以机床旋转轴旋转的角度表征所述弦线旋转角度；

S4：根据所述步骤S3，轨迹为曲线时，弦线的旋转会引起弦线偏移轮廓轨迹，通过平移一个矢量，使主加工点和副加工点保持在加工的轮廓轨迹上，实现双加工点共轨运动控制，该平移量称为补偿量；

S5：根据步骤S4中，结合工件坐标系和机床坐标系的换算关系，计算主加工点和副加工点在机床坐标系下的下一个指令时刻的绝对坐标，根据该绝对坐标使弦线由当前位置运动到下一指令时刻位置，实现双加工点共轨运动控制。

进一步的，所述轮廓轨迹包括直线、圆弧、椭圆弧以及样条曲线中的一种或者多种。

进一步的，所述工件坐标系为计算时候自行设定的坐标系，所述工件坐标系的X轴、Y轴以及Z轴分别与机床坐标系下的X轴、Y轴和Z轴相平行。

进一步的，所述步骤S3中，所述机床旋转轴与弦线为一个整体或者所述机床旋转轴与夹持被加工工件的工作台为一个整体，且所述机床旋转轴与所述工作台所处的平面垂直；

当所述机床旋转轴与弦线为一个整体时，通过旋转加工点和跟随点实现双端点均位于曲线轮廓上进行共轨运动，即采用弦线旋转方式实现双端点共轨运动控制；

当所述机床旋转轴与所述工作台为一个整体时，通过旋转工作台实现加工点和跟随点位于曲线轮廓上进行共轨运动，即采用工作台旋转方式实现双端点共轨运动控制。

按照本发明的第二个方面，还提供一种双加工点共轨运动加工方法，其特征在于，其采用如上所述控制方法对加工设备进行控制，使其加工过程中保证进行切削的主加工点和与主加工点同步运动的副加工点同时位于被加工工件的轮廓轨迹上，且主加工点与副加工点相距一段固定距离且始终保持同步运动。

进一步的，所述轮廓轨迹包括直线、圆弧、椭圆弧以及样条曲线中的一种或者多种。

按照本发明的第三个方面，还提供一种可进行双加工点共轨运动的装置，其特征在于，数控机床包括控制器，该控制器中集成有实现如上所述控制方法的系统或者软件或者操作系统，能够实现加工轮廓轨迹时，主加工点和副加工点均位于轮廓轨迹上，主加工点与副加工点相距一段固定距离且始终保持同步运动，轮廓轨迹包括直线、圆弧、椭圆弧以及样条曲线中的一种或者多种。