[发明专利]一种背板并片非圆车削加工控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种背板并片非圆车削加工控制系统，其特征在于，包括上位机模块、控制器模块、IO执行元件模块、X轴伺服电机模块、Z轴伺服电机模块、S主轴伺服电机模块、U轴直线电机模块；上位机模块与控制器模块采用网络连接；控制器模块通过信号电线与IO执行元件模块连接，并以数字量电压信号控制IO执行元件模块；控制器模块分别与X轴伺服电机模块和Z轴伺服电机模块连接，并以脉冲方向方式控制X轴伺服电机模块和Z轴伺服电机模块；控制器模块通过信号电缆与S主轴伺服电机模块的伺服驱动器连接，并以模拟量电压信号控制S主轴伺服电机；控制器模块通过网线电缆与U轴直线电机模块的伺服驱动器连接，并以EtherCat总线方式控制U轴直线电机。

2.根据权利要求1所述的一种背板并片非圆车削加工控制系统，其特征在于，所述背板并片非圆车削加工控制系统的Z轴为水平方向运动轴，X轴为垂直于水平方向的车削粗定位轴，S轴为车削主轴，U轴则是执行高频进给的非圆车削轴，U轴安装于X轴之上；控制系统在Z轴、X轴、S轴进行传统车削加工的同时，根据背板并片安装的轮廓尺寸拟合计算出U轴即垂直于水平方向的进给轨迹，控制U轴高速高精高频进给，完成背板并片非圆车削。

3.根据权利要求1所述的一种背板并片非圆车削加工控制系统，其特征在于，所述上位机模块包含界面编辑模块、参数状态管理模块、运动程序编辑器模块、非圆车削轨迹拟合器模块；界面编辑模块用于人机交互操作，包括数据输入、文件导入和状态显示；参数状态管理模块用于控制系统的参数和运行状态的编辑与管理；运动程序编辑器模块用于完成传统车削部分的运动程序设置，包括Z轴运动位移、Z轴进给速度、X轴运动位移、S主轴转速和运动反向延时的数据设置；非圆车削轨迹拟合器模块用于生成整个非圆轮廓曲面中U轴直线电机的高频进给轨迹，以执行高速高精的并片非圆车削加工。

4.根据权利要求1所述的一种背板并片非圆车削加工控制系统，其特征在于，所述控制器模块包含参数与状态管理模块、IO控制模块、运动插补器、非圆车削进给控制器；参数与状态管理模块用于控制器模块的参数和运行状态的编辑与管理；IO控制模块用于外部输入信号的采集与控制信号的输出；运动插补器用于Z轴、X轴的运动插补及S轴的模拟量输出控制；非圆车削进给控制器用于根据当前Z轴和S轴的实时位置读取上位机下载的背板并行非圆车削轨迹数据进行高速高精高频进给运动。

5.根据权利要求1所述的一种背板并片非圆车削加工控制系统，其特征在于，所述IO执行元件模块包含输入类信号执行元件和输出类执行元件，所述输入类信号执行元件包含位置传感器、按钮，所述输出类执行元件包含夹紧气缸、切屑液启动。

6.根据权利要求1所述的一种背板并片非圆车削加工控制系统，其特征在于，所述Z轴伺服电机模块包含水平方向进给的Z轴伺服驱动器和驱动电机；所述X轴伺服电机模块包含垂直于水平方向作粗定位用的X轴伺服驱动器和伺服电机；所述S主轴伺服电机模块包含车削主轴的伺服驱动器和伺服电机；所述U轴直线电机模块包含做非圆车削进给的伺服驱动器和直线电机。