一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法

文档序号:123861 发布日期:2021-10-22 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法 (Five-axis linkage fork type swing head anti-collision control method ) 是由 刘士孔 刘星明 严明 于 2021-06-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法,目的为了寻找有效的摆头防撞的实现方案,其方法包括:获取第一振动传感器、第二振动传感器采集的五轴联动叉式摆头的振动数据信息,其中,第一振动传感器、第二振动传感器相对安装于五轴联动叉式摆头的预设轴的两侧;获取安装在主轴上的加速度传感器采集的运动信息,其中运动信息包括速度信息和加速度信息;将振动数据信息、运动信息与预置基础数据库进行比对,判断振动数据信息、运动信息是否在预设安全阈值内,若否,则停止五轴联动机床的运行。本发明通过第一振动传感器、第二振动传感器、加速度传感器及预置基础数据库的设置,能够降低发生碰撞时对五轴联动摆头的冲击力,避免意外发生。(The invention discloses a five-axis linkage fork type swing head anti-collision control method, aiming at finding an effective swing head anti-collision realization scheme, comprising the following steps: the method comprises the steps of obtaining vibration data information of a five-axis linkage fork type swinging head, which is collected by a first vibration sensor and a second vibration sensor, wherein the first vibration sensor and the second vibration sensor are relatively arranged on two sides of a preset shaft of the five-axis linkage fork type swinging head; acquiring motion information acquired by an acceleration sensor arranged on a main shaft, wherein the motion information comprises speed information and acceleration information; and comparing the vibration data information and the motion information with a preset basic database, judging whether the vibration data information and the motion information are within a preset safety threshold value, and if not, stopping the operation of the five-axis linkage machine tool. According to the invention, through the arrangement of the first vibration sensor, the second vibration sensor, the acceleration sensor and the preset basic database, the impact force on the five-axis linkage swing head during collision can be reduced, and accidents are avoided.)

一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法

技术领域

本发明涉及数控领域,具体而言,本发明涉及一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法。

背景技术

五轴联动机床中使用五轴联动摆头能够进行空间内曲面、型腔等复杂工件加工,由于加工过程中是五轴联动加工,由于加工程序处理故障、对刀点错误等原因会造成加工中发生摆头或者刀具与工件发生碰撞,严重的会造成工件报废甚至摆头损坏。

发明内容

为了寻找有效的摆头防撞的实现方案,本发明提供了一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法,该五轴联动叉式摆头防撞控制的方法包括如下步骤:

获取第一振动传感器、第二振动传感器采集的五轴联动叉式摆头的振动数据信息,其中,所述第一振动传感器、第二振动传感器相对安装于所述五轴联动叉式摆头的预设轴的两侧;

获取安装在主轴上的加速度传感器采集的运动信息,其中所述运动信息包括速度信息和加速度信息;

将所述振动数据信息、运动信息与预置基础数据库进行比对,判断所述振动数据信息、运动信息是否在预设安全阈值内,若否,则停止五轴联动机床的运行。

优选地,所述预置基础数据库包括正常运行数据库和五轴联动叉式摆头极限数据库,所述将所述振动数据信息、运动信息与预置基础数据库进行比对之前,包括如下步骤:

获取待加工的工件信息,并基于所述工件信息定义正常运行数据库;

获取所述五轴联动叉式摆头的结构参数信息,并基于所述结构参数信息定义五轴联动叉式摆头极限数据库;

基于所述正常运行数据库和所述五轴联动叉式摆头极限数据库构建预置基础数据库。

优选地,所述将所述振动数据信息、运动信息与预置基础数据库进行比对包括如下步骤:

将所述振动数据信息、运动信息分别与所述正常运行数据库、五轴联动叉式摆头极限数据库中对应的预置振动信息、预置运动信息进行比对。

优选地,所述获取第一振动传感器、第二振动传感器采集的五轴联动叉式摆头的振动数据信息之前,包括如下步骤:

将第一振动传感器、第二振动传感器采集的五轴联动叉式摆头的振动模拟电流信息转换成五轴联动机床可识别的振动数据信息并存储。

优选地,所述获取安装在主轴上的加速度传感器采集的运动信息之前,包括如下步骤:

将所述加速度传感器采集的运动频率信号转换成五轴联动机床可识别的运动信息并存储。

优选地,所述判断所述振动数据信息、运动信息是否在预设安全阈值内之后,还包括如下步骤:

若是,则继续五轴联动机床的运行。

优选地,所述判断所述振动数据信息、运动信息是否在预设安全阈值内,若否,则停止五轴联动机床的运行之后,包括如下步骤:

将所述振动数据信息、运动信息送入日志存储模块,以优化所述预置基础数据库。

优选地,所述将所述振动数据信息、运动信息送入日志存储模块之后,包括如下步骤:

将所述日志存储模块中存储的日志保存成文档格式,以远程调用。

优选地,所述预设轴为A轴。

优选地,所述第一振动传感器、第二振动传感器相对安装于所述五轴联动叉式摆头的预设轴的两侧为所述第一振动传感器、第二振动传感器相对安装于所述五轴联动叉式摆头的A轴上靠近回转中心处的两侧。

与现有技术相比,本发明一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法具有如下有益效果:

本发明一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法通过第一振动传感器、第二振动传感器、加速度传感器及预置基础数据库的设置,能够降低加工或运行发生碰撞时对五轴联动摆头的冲击力,避免意外的发生。同时,在发生碰撞时能立即停止碰撞持续加剧,避免五轴联动叉式摆头进一步受到损伤,提高五轴联动机床稳定性能和使用寿命。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本发明实施例提供的一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法的流程示意图;

图2为本发明实施例提供的一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法中的第一振动传感器、第二振动传感器及加速度传感器安装位置示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作,但是应该清楚了解,这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行,操作的序号如101、103等,仅仅是用于区分开各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是,本文中的“第一”、“第二”等描述,是用于区分不同的消息、设备、模块等,不代表先后顺序,也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2,图1示出了本发明实施例一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法的流程示意图,其应用于五轴联动机床的叉式摆头控制中,如图1所示,本发明实施例一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法包括如下步骤:

步骤S101:获取第一振动传感器、第二振动传感器采集的五轴联动叉式摆头的振动数据信息,其中,所述第一振动传感器、第二振动传感器相对安装于所述五轴联动叉式摆头的预设轴的两侧。

五轴联动是指在一台机床上至少有五个坐标轴,包括三个直线坐标和两个旋转坐标,而且可在计算机数控系统的控制下同时协调运动进行加工。联动是数控机床的轴按一定的速度同时到达某一个设定的点,五轴联动是五个轴都可以。

在一些实施方式中,预设轴优选为A轴,也即第一振动传感器、第二振动传感器相对安装于五轴联动叉式摆头的A轴的两侧。

示例地,图2为本发明实施例提供的一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法中的第一振动传感器、第二振动传感器及加速度传感器安装位置示意图,如图2所示,第一振动传感器1、第二振动传感器2安装在预设轴的两侧。

为了更精准的检测到振动或者碰撞信息,本发明实施例优选将第一振动传感器、第二振动传感器安装在预设轴上靠近回转中心处的两侧,譬如A轴上靠近回转中心处的两侧。回转中心是五轴联动机床的重要组成部件,作为数控加工中心的执行元件,它直接参与五轴联动机床加工。

值得注意的是,第一振动传感器、第二振动传感器是将机械量转换为电量的传感器,因此,第一振动传感器、第二振动传感器采集的是振动模拟电流信息,而五轴联动机床为数控机床,并不能直接识别模拟信号,因此在获取第一振动传感器、第二振动传感器采集的五轴联动叉式摆头的振动数据信息之前,包括如下步骤:

将第一振动传感器、第二振动传感器采集的五轴联动叉式摆头的振动模拟电流信息转换成五轴联动机床可识别的振动数据信息并存储。

步骤S103:获取安装在主轴上的加速度传感器采集的运动信息,其中所述运动信息包括速度信息和加速度信息。

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值。因此,同上所示,在获取安装在主轴上的加速度传感器采集的运动信息之前,包括如下步骤:

将加速度传感器采集的运动频率信号转换成五轴联动机床可识别的运动信息并存储。

示例地,图2示出了本发明实施例提供的一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法中的第一振动传感器、第二振动传感器及加速度传感器安装位置示意图,如图2所示,加速度传感器3安装在主轴上。

步骤S105:将所述振动数据信息、运动信息与预置基础数据库进行比对,判断所述振动数据信息、运动信息是否在预设安全阈值内,若否,则停止五轴联动机床的运行。

在一些实施方式中,预置基础数据库包括正常运行数据库和五轴联动叉式摆头极限数据库,将振动数据信息、运动信息与预置基础数据库进行比对之前,包括如下步骤:

获取待加工的工件信息,并基于工件信息定义正常运行数据库;

获取五轴联动叉式摆头的结构参数信息,并基于结构参数信息定义五轴联动叉式摆头极限数据库;

基于正常运行数据库和五轴联动叉式摆头极限数据库构建预置基础数据库。

需要特别说明的是,正常运行数据库和五轴联动叉式摆头极限数据库均包括预置振动数据信息和预置运动信息,只是两者的数值及对应的安全阈值有所不同。也就是说,将振动数据信息、运动信息与预置基础数据库进行比对包括如下步骤:

将振动数据信息、运动信息分别与正常运行数据库、五轴联动叉式摆头极限数据库中对应的预置振动信息、预置运动信息进行比对。

当然了,在判断振动数据信息、运动信息是否在预设安全阈值内之后,还包括如下步骤:

若是,则继续五轴联动机床的运行。

在一些实施方式中,为了便于分析异常、调整预置基础数据库及相应的安全阈值,本发明实施例在判断振动数据信息、运动信息是否在预设安全阈值内,若否,则停止五轴联动机床的运行之后,包括如下步骤:

将振动数据信息、运动信息送入日志存储模块,以优化预置基础数据库。

同时,为了便于远程辅助分析,在将振动数据信息、运动信息送入日志存储模块之后,包括如下步骤:

将日志存储模块中存储的日志保存成文档格式,以远程调用。

与现有技术相比,本发明实施例一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法具有如下有益效果:

本发明实施例一种五轴联动叉式摆头防撞控制的方法通过第一振动传感器、第二振动传感器、加速度传感器及预置基础数据库的设置,能够降低加工或运行发生碰撞时对五轴联动摆头的冲击力,避免意外的发生。同时,在发生碰撞时能立即停止碰撞持续加剧,避免五轴联动叉式摆头进一步受到损伤,提高五轴联动机床稳定性能和使用寿命。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法,可以通过其它的方式实现。例如,所述步骤的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个步骤可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。

另外,在本发明各个实施例中的各步骤可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器(ROM,Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅是本发明的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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