【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多工位磨床加工，具体为一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法。
技术介绍
1、立铣刀是一种常用的切削工具，其结构包括一个圆柱形的刀体和若干个沿圆周分布的刀齿。立铣刀的加工质量和性能与其刀齿的几何形状和尺寸有关，因此需要对立铣刀进行精密的加工和检测。立铣刀的加工过程通常包括多个不同的工序，如面铣、钻孔、镗孔、倒角、抛光等，每个工序都需要使用不同的数控加工单元，如砂轮、刀具或其他切削或非切削设备。传统的立铣刀加工方法是将每个工序分别安排在不同的机床上，每次加工完成后需要将立铣刀从一个机床转移到另一个机床，并重新固定和定位。这种方法不仅耗时耗力，而且容易造成定位误差和加工误差，影响立铣刀的加工效率和精度。多工位磨床一次装夹后，刀具可自动在不同工位转移，实现工序的自动化加工，避免了二次装夹误差，提高了加工效率，在规模化刀具生产中具备优势。由于刀具安装在旋转夹头上，所以转移时，旋转夹头必须同时转移，意味着不同工序加工，同一个旋转轴要和不同工位的移动轴做插补联动控制。也意味着不同时刻，同一个工位的工序加工时，该工位的通道轴要和不同旋转夹头做插补联动控制。目前大部分的控制系统，通道内的轴一般是固定的，因此实现该功能困难，必须编写复杂的工艺程序，导致编程效率较低，故障点较多。因此，针对多工位的磨床，控制系统需要能够将对应的旋转轴配置到对应的通道内，这样才能实现多个工作位和工作台的动态配合实现同时对多个工件的磨削操作，以提高生产效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是
2、为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，包括以下步骤：
4、步骤a：在一个加工平台上设置一个旋转工作台和多个加工工位，每个加工工位上安装一个用于执行不同加工工序的数控加工单元；
5、步骤b：在旋转工作台上安装多个用于固定零件的夹头，每个夹头与一个加工工位对应，并且每个夹头可以在旋转工作台的旋转过程中切换其旋转轴；
6、步骤c：根据零件的加工要求，为每个加工工位和每个夹头设定一个通道，并且每个通道包括一个直线轴和一个旋转轴；
7、步骤d：当旋转工作台旋转到某一角度时，根据该角度选择一个通道配置控制流程，该方案指定了每个通道对应的夹头和旋转轴；
8、步骤e：根据所选的通道配置控制流程，对每个通道进行动态配置，即重写其旋转轴的物理轴号，并重新计算其轴坐标；
9、步骤f：控制每个通道按照加载好的运动脚本控制其直线轴和旋转轴的动作，实现对零件的多工序同步加工。
10、作为上述方案的进一步改进，所述数控加工单元包括用于执行上下料工位操作、段差工位操作、开齿工位操作、磨端刃工位操作、开槽工位操作、精开槽工位操作、开周刃工位操作、转盘工位操作的磨削单元。
11、作为上述方案的进一步改进，所述通道配置控制流程为：hmi界面层、脚本程序层、plc运控程序层。
12、作为上述方案的进一步改进，所述hmi界面层包括选择加工夹头、点击全工位循环加工，脚本程序层包括加工工位通道动作、切换加工工位、设置重配置寄存器，plc运控程序层包括扫描到重配置信号、根据转盘位置选择配置方案、重新计算当前位置坐标、重写物理轴号完成动态配置。
13、作为上述方案的进一步改进，所述通道配置控制流程是根据零件的几何尺寸、角度以及各加工工序的要求预先设计好的，并且满足以下条件：
14、对于任意两个相邻的通道i和j(i，j＝1，2，3...n),如果它们对应的夹头分别为k和l(k，l＝1，2，3...n)，则有k-l＝i-j(mod n)；
15、对于任意一个通道i(i＝1，2，3...n)，如果它对应的夹头为k(k＝1，2，3...n)，则有k-i＝2n(mod n)。
16、作为上述方案的进一步改进，所述动态配置完成之前，先执行一个io端口操作，改变一个重配置寄存器rc的状态，使rc＝1，以向控制系统发送一个重配置命令。
17、作为上述方案的进一步改进，所述动态配置完成之后，将重配置寄存器rc的状态还原，使rc＝0，以开始执行下一次加工动作。
18、作为上述方案的进一步改进，所述多工序同步加工之前，先对零件的关键几何参数进行预估计，并根据预估计结果设定初始加工参数，其中关键几何参数包括：
19、立铣刀螺旋角β，立铣刀前角γ，立铣刀芯厚a，立铣刀半径rg，侧刃槽深h；
20、砂轮相关参数：砂轮半径rs，砂轮厚度t；
21、加工相关参数：xl旋转角θ，磨削切角δ；
22、轨迹建模相关参数：转角ψ，螺旋常数p。
23、作为上述方案的进一步改进，所述预估计包括建立零件与砂轮之间的相对位置和角度模型，并根据该模型计算出砂轮中心位置和砂轮轴矢量在零件坐标系中的表达式，其中所述模型包括：
24、一个机床坐标系[onxnynzn]，固连在机床上，描述机床的运动，以远离工件的方向为正方向；
25、一个工件坐标系[owxwywzw]，在圆柱形工件伸出的外圆端面上，原点与坐标系重合，方向与机床坐标系保持一致；
26、一个自然坐标系[olxlylzl]，在砂轮磨削的平面上，原点置于螺旋线上，其中，该坐标系x轴方向取原点处螺旋线的切矢量方向，y轴方向取原点处主法矢量方向，z轴方向取原点处副法矢量方向
27、一个砂轮坐标系[osxsyszs],固连在砂轮内圆面上，，原点与砂轮圆心重合，其xsosys平面即砂轮圆面，zs轴方向同砂轮回转中心轴线方向。
28、作为上述方案的进一步改进，所述多工序同步加工之后，用高清摄像头对加工完成的零件进行图像测量，并根据以下步骤进行：
29、将零件放置于高清摄像头下，调整焦距和光源；
30、拍摄零件不同部分的图像，并将图像保存为数字文件；
31、对图像进行灰度化、二值化、边缘检测图像处理操作，提取零件的结构特征；
32、根据图像处理算法测量零件的几何尺寸，并将测量结果与目标尺寸进行比较；
33、如果测量结果与目标尺寸之间存在超出精度范围的误差，则记录该误差并根据加工模型查找对应尺寸的加工参数；
34、根据预设补偿对加工参数进行修改，并重复上述步骤知道测量结果符合精度要求。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：通过多个工作位和工作台的旋转实现了同时进行多个工件的磨削操作，以提高生产本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述数控加工单元包括用于执行上下料工位操作、段差工位操作、开齿工位操作、磨端刃工位操作、开槽工位操作、精开槽工位操作、开周刃工位操作、转盘工位操作的磨削单元。
3.根据权利要求2所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述通道配置控制流程为：HMI界面层、脚本程序层、PLC运控程序层。
4.根据权利要求3所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述HMI界面层包括选择加工夹头、点击全工位循环加工，脚本程序层包括加工工位通道动作、切换加工工位、设置重配置寄存器，PLC运控程序层包括扫描到重配置信号、根据转盘位置选择配置方案、重新计算当前位置坐标、重写物理轴号完成动态配置。
5.根据权利要求4所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述通道配置控制流程是根据零件的几何尺
6.根据权利要求1所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述动态配置完成之前，先执行一个IO端口操作，改变一个重配置寄存器rc的状态，使rc＝1，以向控制系统发送一个重配置命令。
7.根据权利要求6所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述动态配置完成之后，将重配置寄存器rc的状态还原，使rc＝0，以开始执行下一次加工动作。
8.根据权利要求7所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述多工序同步加工之前，先对零件的关键几何参数进行预估计，并根据预估计结果设定初始加工参数，其中关键几何参数包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述数控加工单元包括用于执行上下料工位操作、段差工位操作、开齿工位操作、磨端刃工位操作、开槽工位操作、精开槽工位操作、开周刃工位操作、转盘工位操作的磨削单元。
3.根据权利要求2所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述通道配置控制流程为：hmi界面层、脚本程序层、plc运控程序层。
4.根据权利要求3所述的一种多工序同步加工中多工位匹配多装夹头的动态配置方法，其特征在于，所述hmi界面层包括选择加工夹头、点击全工位循环加工，脚本程序层包括加工工位通道动作、切换加工工位、设置重配置寄存器，plc运控程序层包括扫描到重配置信号、根据转盘位置选择配置方案、重新计算当前位置坐标、重写物理轴号完成动态...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋宝，许峻铭，周向东，邓宇书，刘成勇，刘泽民，唐培贤，唐小琦，林刚，桂绍文，张强，马云飞，
申请(专利权)人：邵阳先进制造技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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