一种主轴速度自适应调节方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于机床速度控制通信领域，公开了一种主轴速度自适应调节方法、装置及系统，方法包括步骤S1.在当前位置获取工件后续需要加工的多个连续轨迹点的位置数据；S2.根据所述轨迹点位置数据计算工作台以最大速度工作至停止所需的时间Tmax；S3.计算主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1；S4.将时间Tmax与时间rT1进行比较；当Tmax＜rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴加速；当Tmax＝rT1时，控制当前主轴速度保持不变；当Tmax＞rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴减速。本发明专利技术提供的主轴速度自适应调节方法根据系统需求主轴自动提前减速或加速，以适应工作台的运动轨迹，避免产生不良品，提高产品合格率，同时能大大提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种主轴速度自适应调节方法、装置及系统
本专利技术属于机床速度控制通信领域，更具体地，涉及一种主轴速度自适应调节方法、装置及系统。
技术介绍
在植毛、制刷行业，植毛机主轴处于快速的上下运动，安装有加工件的工作台按预定轨迹在主轴下方运动，工作台的速度根据主轴的速度变化做跟随改变，即主轴速度加快，工作台速度跟随加快，主轴速度变慢，工作台速度跟随变慢，以满足工件轨迹点的加工。机床主轴带动钻头在工件上快速地钻出很多加工孔用于下道工序，由于工作台的速度受到硬件设备的限制，当其达到最大速度都无法满足主轴速度的变化时，此时工作台运动将滞后，导致主轴不能按加工轨迹钻孔，造成加工件损坏或报废。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种主轴速度自适应调节方法，旨在解决现在技术中由于工作台的速度受到硬件设备的限制，当其达到最大速度都无法满足主轴速度的变化时工作台运动将滞后，导致主轴不能按加工轨迹钻孔，造成加工件损坏或报废的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种主轴速度自适应调节方法，包括下述步骤：S1：在当前位置获取工件后续需要加工的多个连续轨迹点的位置数据；S2：根据所述轨迹点位置数据计算工作台以最大速度工作至停止所需的时间Tmax；S3：计算主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1；S4：将时间Tmax与时间rT1进行比较；当Tmax＜rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴加速；当Tmax＝rT1时，控制当前主轴速度保持不变；当Tmax＞rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴减速。更进一步地，在步骤S3中，根据公式rT1＝(rV1/V)*T计算主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1，其中V为主轴最高转速、T为从最高转速至自由停止的时间。本专利技术提供的主轴速度自适应调节方法根据系统需求主轴自动提前减速或加速，以适应工作台的运动轨迹，避免产生不良品，提高产品合格率，同时能大大提高工作效率。本专利技术还提供了一种主轴速度自适应的调节装置，包括：数据获取模块，用于在当前位置获取工件后续需要加工的多个连续轨迹点的位置数据；计算模块，用于根据所述轨迹点位置数据计算工作台以最大速度工作至停止所需的时间Tmax；并计算主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1；以及控制模块，用于根据时间Tmax与时间rT1的比较结果对当前主轴的速度进行控制。更进一步地，所述计算模块根据公式rT1＝(rV1/V)*T计算主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1，其中V为主轴最高转速、T为从最高转速至自由停止的时间。更进一步地，所述控制模块包括：比较单元，用于将时间Tmax与时间rT1进行比较并输出比较结果；第一控制单元，用于当Tmax＜rT1时根据工作台最大速度控制当前主轴加速；第二控制单元，用于当Tmax＝rT1时控制当前主轴速度保持不变；以及第三控制单元，用于当Tmax＞rT1时根据工作台最大速度控制当前主轴减速。本专利技术还提供了一种主轴速度自适应的调节系统，包括：主轴、与所述主轴连接的调节装置、安装有工件的工作台；所述调节装置为上述的主轴速度的调节装置。本专利技术提供的主轴速度的调节装置根据数据获取模块获取工件后续需要加工的多个连续轨迹点的位置数据，并通过计算模块根据轨迹点位置数据计算工作台以最大速度工作至停止所需的时间Tmax和主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1；并根据时间Tmax与时间rT1的比较结果通过控制模块对当前主轴的速度进行提前减速或加速控制，适应工作台的运动轨迹，避免产生不良品，提高产品合格率，同时能大大提高工作效率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的主轴速度自适应调节方法的实现流程图；图2是采用本专利技术实施例提供的主轴速度自适应调节方法具体实现过程示意图；图3是本专利技术实施例提供的实现植毛机主轴速度自适应调节结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种主轴速度自适应调节方法，当工作台速度变化无法满足主轴速度变化时，主轴根据工件的轨迹自动提前减速或加速，以适应工作台的运动。如图1所示，该方法具体包括下述步骤：S1：在当前位置获取工件后续需要加工的多个连续轨迹点的位置数据；S2：根据所述轨迹点位置数据计算工作台以最大速度工作至停止所需的时间Tmax，S3：计算主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1；S4：将时间Tmax与时间rT1进行比较；当Tmax＜rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴加速；当Tmax＝rT1时，控制当前主轴速度保持不变；当Tmax＞rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴减速。在步骤S3中，可以根据公式rT1＝(rV1/V)*T计算主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1，其中V为主轴最高转速、T为从最高转速至自由停车的时间。本专利技术提供的主轴速度自适应调节方法根据系统需求主轴自动提前减速或加速，以适应工作台的运动轨迹，避免产生不良品，提高产品合格率，同时能大大提高工作效率。在本专利技术实施例中，数控系统在当前位置获取工件后续需要加工的多个连续轨迹点位置数据如Pi(xi，yi，zi)；根据获取的轨迹点位置数据，数控系统自动计算按工作台最大速度能否满足主轴速度的变化；若不能满足，主轴根据工作台最大速度自动提前减速，使主轴速度适应工作台的运动；若能满足，工作台的速度根据主轴的速度变化做跟随改变。根据设置参数和处理程序，可以首先确定主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1和工作台所能达到的最大速度为pV1；以工作台当前轨迹点开始，根据主轴当前速度rV1计算出完成一个钻孔动作所需要的时间为zT1，通过N＝rT1/zT1求出需提前预读N(包括自己当前点)个加工点的数据进行处理；以工作台所能达到的最大速度pV1算出N个后续加工点各自到位所需要的时间Ti(i的取值范围为1，......N，N为正整数)。因工作台的速度以主轴速度作跟随变化的，即Twork＝＝Tmain的(Twork为工作台当次运动完成时间，Tmain为主轴当次运动完成时间。因工作台是跟主轴做跟随运动的所以两个时间是相等的)。在此前提下把Ti分别与rT1比较，如果其中最大的Tn＞rT1时，那么要对当前主轴进行减速。如果其中最大的Tn＜＝rT1时，对当前主轴加速或不改变速度。系统根据前面计算结果提前减速、加速或不变：rV2＝rV1×rT1/Tn。如果预读的加工点中包括了最后一个点，那此时以上的计算将增加一条“当前主轴的速度到最后一个点的时候能否能够满足高位停车”(在当前工件加工完成后，主轴必须停在安全位置，也叫高位停车)，如果不可以满足将进行主轴减速。已知当前主轴速度高位停车的角度范围Amain＝360°-Asafe(Asafe为相对于理论最高位允许的一个安全位置角度范围如30度，Amain即通过360°-Asafe而得出的一个主轴高位停车的角度范围值(330度到360度))，和主轴刹车响应时间Tb。根据当前的主轴速度rV1，通过公式Ts＝(Amain/360°)*(rV1/60*360°)可求出当前主轴速度高位停车的时间。根据Tb与Ts比较来决定是减速或不变。如图2所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主轴速度自适应调节方法，其特征在于，包括下述步骤：S1：在当前位置获取工件后续需要加工的多个连续轨迹点的位置数据；S2：根据所述轨迹点位置数据计算工作台以最大速度工作至停止所需的时间Tmax；S3：计算主轴当前转速rV1到停止所需要的时间rT1；S4：将时间Tmax与时间rT1进行比较；当Tmax＜rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴加速；当Tmax＝rT1时，控制当前主轴速度保持不变；当Tmax＞rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴减速。

【技术特征摘要】
1.一种主轴速度自适应调节方法，其特征在于，包括下述步骤：S1：在当前位置获取工件后续需要加工的多个连续轨迹点的位置数据；S2：根据所述轨迹点位置数据，以工作台所能达到的最大速度算出N个后续加工点各自到位所需要的时间，其中最大的时间为Tmax，N为正整数；S3：计算主轴以当前转速rV1到停止所需要的时间rT1；S4：将时间Tmax与时间rT1进行比较；当Tmax<rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴加速；当Tmax＝rT1时，控制当前主轴速度保持不变；当Tmax>rT1时，根据工作台最大速度控制当前主轴减速。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，根据公式rT1＝(rV1/V)*T计算主轴以当前转速rV1到停止所需要的时间rT1，其中V为主轴最高转速、T为从最高转速至自由停止的时间。3.一种主轴速度自适应的调节装置，其特征在于，包括：数据获取模块，用于在当前位置获取工件后续需要加工的多个连续轨迹点的位置数据；计算模块，用于根据所述轨迹点位置数据，以工作台所能达到的最大速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘楷俊，杨基鹏，唐晓兵，王晓刚，曾逸，
申请(专利权)人：深圳众为兴技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：