加工機臺切削速度的控制方法、控制系統(tǒng)及控制設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種切削速度的控制方法，特別是加工機臺切削速度的控制方法、控制系統(tǒng)和控制裝置。
【背景技術】
[0002]在機床加工制造產業(yè)中，為達成提升產業(yè)競爭力的目的，高效率的生產制造技術為關鍵的指針，其中對于制造加工的速度控制更是極為重要的一環(huán)。然而，在此環(huán)節(jié)中，為了配合機床機構可承受的負載范圍，因此對于加工制造速度必存在理想上限值，以防止過大的機構抖動，影響機床的使用年限與加工生產的質量。但擬定此加工速度的上限具有一定的困難度，通常必須依照經驗法則以設定適當數(shù)值，但若采用過低的加工制造速度限制，又會造成生產效率不佳，于是如何在能夠權衡機床使用年限與加工生產效率的情況下，調整適當?shù)募庸ぶ圃焖俣?，便成為一項重要的課題。
[0003]通常此加工制造速度，是由用戶透過描述工件外型的加工程序指定于其中，例如:附圖1為加工過程控制程序示意圖，其中的F1000代表加工制造速度的上限值為1000 mm/min，控制裝置便按照此設定速度做運動上的規(guī)劃，若控制裝置未做額外的速度限制，加工制造速度會直接以加工程序輸入的速度為其上限值。除了加工制造速度限制的外，加工路徑上的規(guī)劃亦為一重要影響加工的因素，并且路徑上的規(guī)劃也有可能影響加工制造的速度限制。通常加工過程控制程序所描述的加工路徑都為單純的工件外型，但由于實際工件的加工必須仰賴切削工具(例如:刀具、砂輪、刀片等)方以完成加工，如附圖2所示，切削工具本體中心21多半與加工程序所直接描述的工件外型加工路徑22，存在半徑的差量，此差量一般稱為刀具半徑23。因此，在進行加工時，控制裝置必須在針對刀具半徑進行補償后，重新規(guī)劃切削工具的實際加工路徑，使其可完成所描述的工件外型。
[0004]然而，復雜的工件外型，基本上是以若干小段的加工路徑所組成，而依照加工路徑的輪廓分類，大致上可簡易分成直線與圓弧兩大類。如附圖3所示的直線加工路徑，加工程序的原始路徑31與刀具半徑補償后的路徑32皆為直線，因此加工制造速度會直接以加工程序輸入的速度為上限值，控制裝置不會做額外的速度調整；若附圖4所示的圓弧加工路徑，加工程序的原始路徑41與刀具半徑補償后的路徑42皆為圓弧，兩者的輪廓雖相同，但其對應的加工程序原始的圓弧半徑43與實際刀具的圓弧半徑44卻存在一刀具半徑的差距45，因此對應的加工程序原始的圓弧路徑長與實際刀具的圓弧徑長也會有所差異。于是一般來說，皆會讓刀具與工件表面接觸的合成切線速度保持在用戶所指定的加工制造速度，來進行等速率圓弧切削運動，以維持工件的加工質量。
[0005]然而，影響工件加工質量的因素，除了切削工具與工件表面的切削速度的外，工件的材料性質、機床工作環(huán)境溫度與濕度、機床組裝的機構穩(wěn)定性、主軸轉速所造成的離心力引起的加工偏移等種種因素，皆可能影響工件成品的加工質量優(yōu)劣。換句話說，切削工具與工件表面間的切削速度并不是決定加工成品好壞的唯一因素，因此在某些產業(yè)(例如:磨床)的需求上，希望能夠適當加快角速度并維持線速度最大進給限制，過往僅能夠透過修改加工程序提高其最大進給速率限制來達成。但依照此方式，針對不同的加工成品所對應的加工程序或是使用不同刀具使得刀具半徑變化時，則必須一一調整其加工程序的進給速率限制，在講求高速生產的產業(yè)特性下，此舉將增加人事成本并且嚴重拖垮生產效率，導致可能帶來企業(yè)收益的下降。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種操作方便，程序簡便的加工機臺切削速度的控制系統(tǒng)及控制方法。
[0007]本發(fā)明的目的將通過以下技術方案得以實現(xiàn):
本發(fā)明所述的一種加工機臺切削速度的控制方法，包括如下步驟:
SI，加工程序控制程式預讀步驟:接收并讀取用戶通過電腦數(shù)值控制裝置輸入的加工程序控制程式；
S2，加工路徑判別步驟，判斷接收到的加工信息中哪些信息是加工路線信息，并識別出待重新規(guī)劃加工速度的圓弧路徑；
S3，圓弧路徑速度生成步驟:接收用戶輸入的圓弧限速比及加工速度上限值，并根據(jù)所述信息將待重新規(guī)劃加工速度的圓弧路徑的最低加工速度進行重新規(guī)劃，生成實際加工速度；
S4，加工時間估測比較步驟:估算根據(jù)所述實際加工速度執(zhí)行所述加工程序控制程式所需的總加工時間，并將其與按照加工速度上限值所需的總加工時間進行比較，生成耗時改善信息供用戶參酌；同時發(fā)出一信號至加工機臺，控制加工機臺上的刀具按照所述實際加工速度工作。
[0008]優(yōu)選的，所述的加工機臺切削速度的控制方法，其中:所述加工程序控制程式的信息包括機械坐標、進給速率、主軸轉速、加工路徑及刀具的半徑。
[0009]優(yōu)選的，所述的加工機臺切削速度的控制方法，其中:還包括如下步驟:
S5，最佳圓弧限速比獲取步驟:接收用戶多次輸入的圓弧線速比，重復SI至S4，生成加工效率最佳的圓弧限速比和對應的總加工時間；
S6，最佳圓弧限速比執(zhí)行步驟:接收用戶輸入的最佳圓弧限速比，并根據(jù)其將待重新規(guī)劃加工速度的圓弧路徑的最低加工速度進行重新規(guī)劃，生成執(zhí)行所述加工程序控制程式的最優(yōu)加工速度，并通過電腦數(shù)值控制裝置將速度信號傳輸至加工機臺，進而控制所述加工機臺上的刀具按照所述最優(yōu)加工速度進行加工。
[0010]優(yōu)選的，所述的加工機臺切削速度的控制方法，其中:還包括如下步驟:
S7，速度比例保存步驟:將用戶輸入的圓弧限速比進行自動分類并存儲；
S8，加工時間記錄步驟:將計算出的總加工時間進行存儲。
[0011]優(yōu)選的，所述的加工機臺切削速度的控制方法，其中:還包括如下步驟:
S9，自動搜索和再執(zhí)行步驟:接收用戶重復輸入的加工程序控制程式，并自動搜尋所述加工程序控制程式先前已設定的圓弧限速比及相應的總加工時間，讓系統(tǒng)重復執(zhí)行相應的加工過程。
[0012]一種加工機臺切削速度的控制系統(tǒng)，包括
加工程序控制程式預讀單元，用于接收用戶通過電腦數(shù)值控制裝置輸入的加工程序控制程式，并讀取其中的加工信息；
加工路徑判別單元，用于判別加工信息中哪些是加工路徑信息，并尋找出待重新規(guī)劃加工速度的加工路徑；
圓弧速度生成單元，用于接收所述圓弧限速比，并將待重新規(guī)劃加工速度的加工路徑按照所述圓弧限速比重新規(guī)劃加工速度，生成實際加工速度；
加工時間估測比較單元，用于估算按照所述實際加工速度執(zhí)行所述加工程序控制程式所需的總加工時間，同時將重新規(guī)劃加工速度的總加工時間與初始預定所需的總加工時間進行比較，提供速度改善信息及耗時改善信息供用戶參酌，以讓其調整輸入的圓弧限速比，同時，傳送一控制訊號至電腦數(shù)值控制裝置，控制所述加工機臺上的刀具按照重新規(guī)劃的加工速來執(zhí)行所述加工程序控制程式。
[0013]優(yōu)選的，所述的加工機臺切削速度的控制系統(tǒng)，其中:所述加工程序控制程式的信息包括機械坐標、進給速率、主軸轉速、加工路徑及刀具的半徑。
[0014]優(yōu)選的，所述的加工機臺切削速度的控制系統(tǒng)，其中:還包括
最佳圓弧限速比獲取單元，用于根據(jù)用戶多次輸入的圓弧限速比，重復SI至S4，生成加工效率最佳的圓弧限速比和對應的總加工時間。
[0015]最佳圓弧限速比