TWI739468B - 斷屑控制系統及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一種斷屑控制系統,包含:控制模組包括:命令接收單元、斷屑單元及路徑規劃單元,命令接收單元接收加工命令、加工條件及機台性能,且命令接收單元根據加工命令及加工條件計算移動命令;斷屑單元接收加工條件及機台性能,且斷屑單元根據加工條件及機台性能計算擺動振幅及擺動頻率;及路徑規劃單元接收移動命令及擺動振幅及擺動頻率,且路徑規劃單元根據移動命令、擺動振幅及擺動頻率計算擺動移動命令。驅動器接收由控制模組的路徑規劃單元所傳送的擺動移動命令。驅動器根據擺動移動命令控制擺動單元對工件進行斷屑加工製程。
Description
本發明有關於一種數值控制技術領域,特別是關於一種斷屑控制系統及其控制方法。
在機床的切削加工製程中,其切屑會纏繞在刀具或工件上,導致刮傷工件或是損壞刀具。因此使用者會根據實際加工情況開啟機床的斷屑加工功能,如此一來可避免產生過長的切屑影響加工品質。
現有的斷屑切削技術通常會遇到以下問題:(1)需要由使用者根據實際加工參數自行設定至少一組最符合加工情況的參數來進行斷屑切削功能。(2)因為每一台機台剛性具有差異,即使設定相同的加工條件,斷屑的效果也不一定會相同因此,在現有的數值控制裝置無法因應使用者所設定的加工條件、機台剛性自動擺動振幅擺動頻率且精確的控制斷屑品質。
為了改善上述問題,本發明主要的目的在於提供一種斷屑控制系統及其控制方法,在數值控制裝置中增加路徑規劃的斷屑功能,使得數值控制裝置可以根據當下的加工條件、機台性能自行計算出擺動振幅與擺動頻率。機台的使用者只需要在使用此功能的加工區間開啟此功能即可,不
需要再設定任何參數,也不需要再依據每一個加工條件或是不同機台來調整斷屑的參數,大幅的提高使用者的操作友善性且精確控制斷屑的品質。
本發明的另一目的在於提供一種斷屑控制系統及其控制方法,在考慮機台性能的情況下,可以根據不同機台的機台性能進行調整斷屑的參數,因此不會因為一樣的加工參數,但是不一樣的機台,在進行斷屑加工時會導致斷屑不穩定或是機台強烈振動,而影響加工精確度或是加工品質。在考慮加工條件的情況下,可以根據不一樣的主軸轉速、進給速率、棒材直徑參數來進行計算斷屑的參數,以改善因為加工條件的改變而導致斷屑過長,而斷屑纏繞在刀具上的問題,進一步也可以改善機台機械振動、擺動過大造成加工物件的表面光潔度下降的問題。
根據上述目的,本發明揭露一種斷屑控制系統,包含:控制模組、驅動器及擺動單元,其中驅動器分別與控制模組及擺動單元連接。控制模組包括:命令接收單元、斷屑單元及路徑規劃單元,命令接收單元用以接收至少一個加工命令、至少一個加工條件及至少一個機台性能,且命令接收單元根據加工命令及加工條件計算移動命令;斷屑單元用以接收由命令接收單元所傳送的加工條件及機台性能,且斷屑單元根據加工條件及機台性能計算擺動振幅及擺動頻率;以及路徑規劃單元用以接收由命令接收單元計算得到的移動命令,及接收由斷屑單元計算得到的擺動振幅及擺動頻率,且路徑規劃單元根據移動命令、擺動振幅及擺動頻率計算擺動移動命令。驅動器用以接收由控制模組的路徑規劃單元所傳送的擺動移動命令。
驅動器根據擺動移動命令來控制擺動單元對工件進行斷屑加工製程。
在本發明的較佳實施例中,斷屑單元根據機台性能設定擺動頻率參考區間,且斷屑單元將擺動頻率參考區間與擺動頻率進行比較,當擺動
頻率未包含在擺動頻率參考區間內,斷屑單元根據此加工條件及機台性能重新計算以得到另一個擺動頻率。
在本發明的較佳實施例中,斷屑單元根據機台性能設定擺動振幅參考區間,且斷屑單元將擺動振幅與擺動振幅參考區間進行比較,當擺動振幅未包含在擺動振幅參考區間內,斷屑單元根據此加工條件及機台性能重新計算以得到另一個擺動振幅。
在本發明的較佳實施例中,控制模組更包含記憶單元用以接收並儲存由使用者所輸入的加工條件及機台性能。
在本發明的較佳實施例中,在記憶單元中更包含儲存有至少一個共振頻率區間,當擺動頻率包含此共振頻率區間內,斷屑單元根據加工條件及機台性能重新計算擺動頻率以得到另一個擺動頻率。
在本發明的較佳實施例中,斷屑控制系統中的擺動單元與至少一個擺動軸連接,擺動單元包括主軸或是進給軸,且加工條件包括主軸的轉速、進給軸的進給速度與工件的至少一個工件特徵,其中工件特徵包括工件的形狀、尺寸及/或材料特性以及機台性能包括速度回路增益、速度回路積分時間常數及/或位置回路增益。
在本發明的較佳實施例中,斷屑單元根據轉速、進給速度、速度回路增益與速度回路積分時間常數計算擺動振幅,且斷屑單元根據轉速、進給速度、工件特徵、速度回路增益與速度回路積分時間常數計算得到擺動頻率。
在本發明的較佳實施例中,斷屑單元更根據轉速、進給速度、速度回路增益、速度回路積分時間常數與位置回路增益計算第一擺動振幅,且斷屑單元更根據轉速、進給速度、工件特徵、速度回路增益、速度回路積分時間常數與位置回路增益計算得到第一擺動頻率。
在本發明的較佳實施例中,工件在斷屑加工製程中的第一時間會產生第一斷屑量,在第二時間會產生第二斷屑量,且第一斷屑量與第二斷屑量皆包含在公差區間內。
在本發明的較佳實施例中,工件在斷屑加工製程中的第三時間根據第三擺動振幅與第三擺動頻率進行斷屑加工製程,且工件在斷屑加工製程中的第四時間根據第四擺動振幅與第四擺動頻率進行斷屑加工製程,且第三擺動振幅大於第四擺動振幅,第三擺動頻率小於第四擺動頻率,其中擺動單元在第三時間時所移動的第三加工距離小於在第四時間時所移動的第四加工距離。
在本發明的較佳實施例中,在斷屑控制系統中,路徑規劃單元更包含:接收擺動單元對工件進行斷屑加工製程的回授值;比較回授值與擺動移動命令以產生回授移動命令;根據回授移動命令、第二移動命令、第二擺動振幅與第二擺動頻率計算擺動回授移動命令;以及根據擺動回授移動命令控制擺動單元以對工件進行斷屑加工製程補償,其中移動命令的發生時間點早於第二移動命令的發生時間點。
另外,本發明更揭露一種斷屑控制方法,其步驟包括:在加工區間開啟斷屑加工製程;接收加工命令、至少一個加工條件及至少一個機台性能;根據加工命令與加工條件計算移動命令;根據加工條件及機台性能計算擺動振幅與擺動頻率;根據移動命令、擺動振幅與擺動頻率計算擺動移動命令;以及根據擺動移動命令驅動擺動單元以對工件進行斷屑加工製程。
在本發明的較佳實施例中,斷屑控制方法更包括根據機台性能設定擺動頻率參考區間,並將擺動頻率與擺動頻率參考區間進行比較,當擺
動頻率未包含在擺動頻率參考區間內,根據加工條件及機台性能重新計算另一個擺動頻率。
在本發明的較佳實施例中,斷屑控制方法更包括根據機台性能設定擺動振幅參考區間,並將擺動振幅與擺動振幅參考區間進行比較,當擺動振幅未包含在擺動振幅參考區間內,根據加工條件及機台性能重新計算以得到另一個擺動振幅。
在本發明的較佳實施例中,加工條件與機台性能可由使用者自行輸入或儲存於記憶單元中。
在本發明的較佳實施例中,斷屑控制方法更包括將至少一個共振頻率區間儲存於記憶單元中,當擺動頻率包含在共振頻率區間內,根據加工條件及機台性能重新計算擺動頻率以得到另一個擺動頻率。
在本發明的較佳實施例中,擺動單元包括主軸或進給軸,且加工條件包括主軸的轉速、進給軸的進給速度與工件的工件特徵,其中工件特徵包括工件的形狀、尺寸及/或至少一個材料特性,擺動單元與擺動軸連接及機台性能包括速度回路增益、速度回路積分時間常數及/或位置回路增益。
在本發明的較佳實施例中,斷屑控制方法中的擺動振幅是根據轉速、進給速度、速度回路增益與速度回路積分時間常數計算得到及擺動頻率是根據轉速、進給速度、工件特徵、速度回路增益與速度回路積分時間常數計算得到。
在本發明的較佳實施例中,斷屑控制方法更包括根據轉速、進給速度、速度回路增益、速度回路積分時間常數與位置回路增益計算得到第一擺動振幅,以及根據轉速、進給速度、工件特徵、速度回路增益、速度回路積分時間常數與位置回路增益計算得到第一擺動頻率。
在本發明的較佳實施例中,工件在斷屑加工製程中的第一時間會產生第一斷屑量,以及在第二時間會產生第二斷屑量,且第一斷屑量與第二斷屑量皆包含在公差區間內。
在本發明的較佳實施例中,工件在斷屑加工製程中的第三時間根據第三擺動振幅與第三擺動頻率進行斷屑加工製程,且工件在斷屑加工製程中的第四時間根據第四擺動振幅與第四擺動頻率進行斷屑加工製程,且第三擺動振幅大於第四擺動振幅,第三擺動頻率小於第四擺動頻率,其中擺動單元在第三時間時所移動的第三加工距離小於在第四時間時所移動的第四加工距離。
在本發明的較佳實施例中,斷屑控制方法更包括以下步驟:接收擺動單元對工件進行斷屑加工製程的回授值;比較回授值與擺動移動命令以產生回授移動命令;根據回授移動命令、第二移動命令、第二擺動振幅與第二擺動頻率計算擺動回授移動命令;以及根據擺動回授移動命令控制擺動單元以對工件進行斷屑加工製程補償,其中移動命令的發生時間點早於第二移動命令的發生時間點。
步驟S10-S20:斷屑控制方法的步驟流程圖
1:斷屑控制系統
2:上位機
3:控制模組
30:命令接收單元
32:斷屑單元
34:路徑規劃單元
36:記憶單元
4:驅動器
5:擺動單元
圖1是根據本發明所揭露的技術,表示斷屑控制方法的步驟流程示意圖。
圖2是根據本發明所揭露的技術,表示斷屑控制系統的方塊示意圖。
首先請參考圖1。在說明圖1的同時也一併配合圖2來說明,其中圖1是根據本發明所揭露的技術,表示斷屑控制方法的步驟流程圖以及圖2是
表示斷屑控制系統的示意圖。斷屑控制方法其步驟包含:步驟S10:在加工區間開啟斷屑加工製程。於此步驟中,使用者依照實際加工製程需求於上位機2開啟斷屑加工功能。步驟S12:接收加工命令、至少一個加工條件及至少一個機台性能。於此步驟中,控制模組3中的命令接收單元30接收由上位機2傳來的加工命令、至少一個加工條件及至少一個機台性能,而加工命令、加工條件及機台性能的定義將在以下詳細說明。值得注意的是,機台性能可由上位機2獲得,也可以內建於控制模組3的記憶單元36中。
接著,步驟S14:根據加工命令與加工條件計算移動命令。於此步驟中,命令接收單元30根據上位所傳來的加工命令與加工條件計算出移動命令。加工機台對工件(未在圖中表示)執行加工製程前,需經由上位機2的加工命令得知工件的加工態樣,例如:切削孔徑大小或是深度等等。步驟S16:根據至少一個加工條件及至少一個機台性能計算擺動振幅與擺動頻率。於此步驟中,由斷屑單元32依據上位機2所傳來的加工條件及機台性能計算出擺動振幅與擺動頻率。在本發明中,機台性能可視為加工機台剛性,主要包括速度回路增益、速度回路積分時間常數及/或位置回路增益等資訊。步驟S18:根據移動命令、擺動振幅與擺動頻率計算擺動移動命令。於此步驟是利用命令接收單元30將移動命令傳送至路徑規劃單元34,擺動振幅與擺動頻率是由斷屑單元32傳送至路徑規劃單元34,再由路徑規劃單元34根據移動命令、擺動振幅與擺動頻率來計算出擺動移動命令。
最後於步驟S20:根據擺動移動命令驅動擺動單元以對工件進行斷屑加工製程。於此步驟中,控制模組3可以依據步驟S18中,由路徑規劃單元34所計算得到的擺動移動命令來驅動驅動器4來控制擺動單元5對工件(未在圖中表示)進行斷屑加工製程。針對上述的上位機2、驅動器3、命令接收單元30、斷屑單元32及路徑規劃單元34的功能於後詳細說明。
接著請參考圖2。圖2是表示斷屑控制系統的示意圖。斷屑控制系統1至少包含:上位機2、控制模組3、驅動器4及擺動單元5,其中控制模組3分別與上位機2及驅動器4連接,驅動器4與擺動單元5連接,並由驅動器4來驅動擺動單元5。在本發明的實施例中,上位機2可以是加工機台(未在圖中表示)控制器、桌上型電腦、筆記型電腦、智慧型手機或遠端伺服器等裝置,且上位機2與控制模組3透過有線或是無線方式連接。
控制模組3至少包括命令接收單元30、斷屑單元32、路徑規劃單元34及記憶單元36,其中命令接收單元30接收由上位機2所傳來的加工命令、加工條件及機台性能,命令接收單元30根據加工命令與加工條件計算移動命令,其中加工條件包括主軸的轉速及進給軸的進給速度,並且將計算得到的移動命令傳送至路徑規劃單元34。另外,命令接收單元30將加工條件中的主軸的轉速、進給軸的進給速度、工件的至少一個工件特徵及機台性能傳送至斷屑單元32。在本發明中,加工命令指的是工件的加工態樣,也就是使用者要將工件加工成什麼形態。工件的工件特徵包括工件的形狀、尺寸及/或材料特性;機台性能包括速度回路增益、速度回路積分時間常數及/或位置回路增益。
斷屑單元32,接收由命令接收單元30所傳送的加工條件中的主軸的轉速、進給軸的進給速度、工件的至少一個工件特徵及機台性能來計算擺動單元5的擺動振幅及擺動頻率。其中,擺動振幅是由斷屑單元32依據主軸的轉速、進給軸的進給速度、機台性能中的速度回路增益以及速度回路積分常數計算得到。另外,擺動頻率是斷屑單元32根據主軸的轉速、進給軸的進給速度、工件特徵及機台性能中的速度回路增益與速度回路積分時間常數計算得到。值得注意的是,加工條件中的工件特徵為工件在斷屑加工製程中每一階段的工件特徵。
於本發明的另一實施例中,斷屑單元32可以根據主軸的轉速、進給軸的進給速度、速度回路增益、速度回路增益、速度回路積分時間常數與位置回路增益來計算第一擺動振幅;另外,斷屑單元32根據主軸的轉速、進給軸的進給速度、工件特徵、速度回路增益、速度回路積分時間常數與位置回路增益計算以得到第一擺動頻率。值得注意的是,在本發明的實施例中,斷屑單元32將機台性能中的位置回路增益也納入考量用以計算第一擺動振幅與第一擺動頻率實為一種優化方式,可提升斷屑加工製程的穩定性與精準度。
接著,斷屑單元32將上述計算所得到的擺動振幅及擺動頻率傳送至路徑規劃單元34,路徑規劃單元34根據由命令傳送單元30所傳送的移動命令及由斷屑單元所傳送的擺動振幅及擺動頻率來計算出擺動移動命令。
於另一實施例中,斷屑單元32將第一擺動振幅及第一擺動頻率傳送至路徑規劃單元34,同樣的,路徑規劃單元34根據由命令傳送單元30所傳送的移動命令及由斷屑單元所傳送的第一擺動振幅及第一擺動頻率來計算得到第一擺動移動命令,使得驅動器4接收由控制模組3中的路徑規劃單元34所傳送的擺動移動命令(或第一擺動移動命令),並且依據此擺動移動命令(或第一擺動移動命令)來控制擺動單元5對工件(未在圖中表示)進行斷屑加工製程。
於本發明的實施例中,斷屑單元32主要根據機台性能來設定擺動頻率參考區間,於另一實施例中亦可以由使用者來設定擺動頻率參考區間。接著,斷屑單元32將擺動頻率參考區間與先前計算得到的擺動頻率來進行比較,當擺動頻率未包含在擺動頻率參考區間內,斷屑單元32會重新計算另一個包含在擺動頻率參考區間內的擺動頻率。舉例來說,當斷屑單元32計算出的擺動頻率(以擺動頻率f1稱之)小於擺動頻率參考區間的最小
值(以擺動頻率fA稱之)或大於擺動頻率參考區間的最大值(以擺動頻率fB稱之)時,即擺動頻率f1未落入擺動頻率參考區間,則斷屑單元32不會直接將計算出的擺動頻率f1輸出至路徑規劃單元34,而是根據擺動頻率fA與擺動頻率fB計算出包含在擺動頻率參考區間內的另一個擺動頻率(以擺動頻率f2稱之),後續斷屑單元32會將擺動頻率f2輸出至路徑規劃單元34。
另一方面,斷屑單元32主要根據機台性能來設定擺動振幅參考區間,於另一實施例中亦可以由使用者來設定。斷屑單元32將先前所計算所得到的擺動振幅與擺動振幅參考區間進行比較,當擺動振幅未包含在擺動振幅參考區間內(即擺動振幅未落入擺動振幅參考區間),斷屑單元32會重新計算另一個包含在擺動振幅參考區間內的擺動振幅。舉例來說,當斷屑單元32計算出的擺動振幅(以擺動振幅h1稱之)小於擺動振幅參考區間的最小值(以擺動振幅hA稱之)或大於擺動振幅參考區間的最大值(以擺動振幅hB稱之)時,即擺動振幅h1未落入擺動振幅參考區間內,則斷屑單元32不會直接將計算出的擺動振幅h1輸出至路徑規劃單元34,而是根據擺動振幅hA與擺動振幅hB計算出包含在擺動振幅參考區間內的另一個擺動振幅(以擺動振幅h2稱之),後續斷屑單元32會將擺動振幅h2輸出至路徑規劃單元34。
路徑規劃單元34根據接命令接收單元30傳來的移動命令與斷屑單元32傳來的擺動頻率與擺動振幅計算出擺動移動命令。驅動器3根據路徑規劃單元34計算出的擺動移動命令以控制擺動單元5進行斷屑加工製程。
擺動單元5包括主軸(未在圖中表示)或進給軸(未在圖中表示),當擺動單元為進給軸(依照實際加工流程對應於刀具或是工件)時,進給軸可於x、y或z軸中的任一軸進行擺動。其中,進給軸可依照實際加工流程於x、y或z軸中的任一軸進行擺動而在加工過程中進行斷屑。舉例來說,當加工流程為直線斷屑時,進給軸可於x、y或z軸的其中任一軸擺動用以斷屑。於另
一實施例中,同樣的,當加工流程為斜線或圓弧時,進給軸可於x、y或z軸中的任一軸擺動進行斷屑加工製程。
在另一實施例中,當擺動單元5為主軸(依照實際加工流程對應刀具或工件)時,主軸可於a、b或c軸中的任一軸進行擺動,其中,主軸可依照實際加工流程於a、b或c軸中的任一軸擺動用以斷屑。於一實施例中,當加工流程為直線斷屑時,主軸可於a、b或c軸中的任一軸擺動用以斷屑;於又一實施例中,當加工流程為斜線或圓弧時,主軸同樣可於a、b或c軸中的任一軸擺動進行斷屑加工製程。
在本發明的實施例中,控制模組3更包含記憶單元36,用以儲存由使用者或是由上位機2所輸入的加工條件及機台性能,以及斷屑單元32根據機台性能所設定的擺動頻率參考區間、擺動振幅參考區間以及公差區間。
此外,記憶單元36中還儲存有共振頻率區間,當斷屑單元32計算出的擺動頻率(以擺動頻率f3稱之)包含在預設的共振頻率區間時(即擺動頻率f3落入共振頻率區間),則表示擺動單元5在進行斷屑加工製程的過程所產生的振動頻率會與機台(未在圖中表示)產生共振,這會造成斷屑加工製程無法順利進行,也容易讓機台(未在圖中表示)以及相關零件因共振而造成損壞。此時,斷屑單元32不會直接將計算出的擺動頻率f3輸出至路徑規劃單元34,而是避開共振頻率區間中的所有頻率重新計算出擺動頻率f4,後續斷屑單元32會將擺動頻率f4輸出至路徑規劃單元34。
在本發明的一實施例中,在對工件進行斷屑加工製程的過程中會產生斷屑量。當驅動器4依據擺動移動命令驅動擺動單元5來對工件進行斷屑加工製程時,所產生的斷屑量若包含在公差區間內,則表示斷屑單元32計算出的擺動頻率與擺動振幅可穩定斷屑。若是斷屑量沒有包含在公差區間內,使用者可依照實際加工情況來決定斷屑單元32是否需重新計算擺動
頻率與擺動振幅,使得在不同的單位時間進行的斷屑加工製程所產生的斷屑量都需應該包含在公差區間內。在本發明的實施例中,斷屑量可以是重量或是體積。舉例來說,工件在斷屑加工製程中的第一時間會產生第一斷屑量,在第二時間會產生第二斷屑量,當第一斷屑量與第二斷屑量的重量或體積皆包含在公差區間內時,代表目前機台(未在圖中表示)的斷屑效果穩定。
在一實施例中,隨著工件的加工時間不同,擺動頻率與擺動振幅也會隨之調整。以工件為安裝於主軸的棒材,且擺動單元為安裝於進給軸的刀具為例,在斷屑加工製程中,刀具會由棒材的外徑表面往棒材圓心的方向進行加工。刀具在第三時間(例如棒材直徑50mm)時,會根據第三擺動振幅與第三擺動頻率對棒材進行斷屑加工製程;刀具在第四時間(例如棒材直徑40mm)時,會根據第四擺動振幅與第四擺動頻率對棒材進行斷屑加工製程。其中第三擺動振幅大於第四擺動振幅,第三擺動頻率小於第四擺動頻率,且刀具在第三時間時所移動的第三加工距離小於在第四時間時所移動的第四加工距離。
另外,本發明對於擺動單元5在對工件進行斷屑加工製程進行補償。主要是利用路徑規劃單元34來接收擺動單元5對工件(未在圖中表示)進行斷屑加工製程時的回授值,其中此回授值是由馬達編碼器(未在圖中表示)所產生。接著,路徑規劃單元34根據此回授值與先前由斷屑單元32依據擺動振幅及擺動頻率所計算得到的擺動移動命令進行比較,以得到回授移動命令;緊接著,路徑規劃單元34依據此回授移動命令、在下一個單位時間,依據加工命令、加工條件及機台性能所計算得到的移動命令(第二移動命令)、擺動振幅(第二擺動振幅)及擺動頻率(第二擺動頻率)來計算出擺動回授移動命令,要說明的是,在下一個單位時間所得到的移動命令所產生的時
間點晚於先前所述的使用者透過上位機2於控制模組3的命令接收單元30所輸入的加工命令、加工條件及機台性能,命令接收單元30根據加工命令計算出的移動命令的時間點。最後,控制模組3依據此擺動回授移動命令來控制擺動單元5來對工件(未在圖中表示)進行斷屑加工製程補償。
1:斷屑控制系統
2:上位機
3:控制模組
30:命令接收單元
32:斷屑單元
34:路徑規劃單元
36:記憶單元
4:驅動器
5:擺動單元
Claims (22)
- 一種斷屑控制系統,包含:一控制模組,包括:一命令接收單元,接收至少一加工命令、至少一加工條件、一工件的至少一工件特徵及至少一機台性能,該命令接收單元根據該加工命令與該加工條件計算一移動命令,其中該工件特徵包括該工件的一形狀、一尺寸及/或至少一材料特性;一斷屑單元,接收由該命令接收單元所傳送的該加工條件及該機台性能,且該斷屑單元根據該加工條件及該機台性能計算一擺動振幅及一擺動頻率;以及一路徑規劃單元,接收由命令接收單元計算得到的該移動命令,及接收由斷屑單元計算得到的該擺動振幅及該擺動頻率,且該路徑規劃單元根據該移動命令、該擺動振幅及該擺動頻率計算一擺動移動命令;一驅動器,與該控制模組連接,用以接收由該控制模組的該路徑規劃單元所傳送的該擺動移動命令;以及一擺動單元,與該驅動器連接且該驅動器根據該擺動移動命令控制該擺動單元對該工件進行斷屑加工製程。
- 如請求項1所述的斷屑控制系統,其中該斷屑單元根據該機台性能設定一擺動頻率參考區間,且該斷屑單元將該擺動頻率參考區間與該擺動頻率進行比較,當該擺動頻率未包含在該擺動頻率參考區間內,該斷屑單元根據該加工條件及該機台性能重新計算以得到另一擺動頻率。
- 如請求項1所述的斷屑控制系統,其中該斷屑單元根據該機台性能設定一擺動振幅參考區間,且該斷屑單元將該擺動振幅與該擺動振幅參考區間進行比較,當該擺動振幅未包含在該擺動振幅參考區間內,該斷屑單元根據該加工條件及該機台性能重新計算以得到另一擺動振幅。
- 如請求項1所述的斷屑控制系統,其中該控制模組更包含一記憶單元用以接收並儲存由一使用者所輸入的該加工條件與該機台性能。
- 如請求項4所述的斷屑控制系統,其中該記憶單元更包括儲存至少一共振頻率區間,當該擺動頻率包含在該共振頻率區間內,該斷屑單元根據該加工條件及該機台性能重新計算該擺動頻率以得到又一擺動頻率。
- 如請求項1所述的斷屑控制系統,更包含至少一擺動軸與該擺動單元連接,該擺動單元包括一主軸或一進給軸,且該加工條件包括該主軸的一轉速與該進給軸的一進給速度,該機台性能包括一速度回路增益、一速度回路積分時間常數及/或一位置回路增益。
- 如請求項6項所述的斷屑控制系統,其中該斷屑單元根據該轉速、該進給速度、該速度回路增益與該速度回路積分時間常數計算該擺動振幅,且該斷屑單元根據該轉速、該進給速度、該工件特徵、該速度回路增益與該速度回路積分時間常數計算得到該擺動頻率。
- 如請求項6所述的斷屑控制系統,其中該斷屑單元更根據該轉速、該進給速度、該速度回路增益、該速度回路積分時間常數與該位置回路增益計算一第一擺動振幅,且該斷屑單元更根據該轉速、該進給速度、該工件特徵、該速度回路增益、該速度回路積分時間常數與該位置回路增益計算得到一第一擺動頻率。
- 如請求項1所述的斷屑控制系統,其中該工件在該斷屑加工製程中的一第一時間會產生一第一斷屑量,在一第二時間會產生一第二斷屑量,該第一斷屑量與該第二斷屑量皆包含在一公差區間內。
- 如請求項1所述的斷屑控制系統,其中該工件在該斷屑加工製程中的一第三時間根據一第三擺動振幅與一第三擺動頻率進行該斷屑加工製程,且該工件在該斷屑加工製程中的一第四時間根據一第四擺動振幅與一第四擺動頻率進行該斷屑加工製程,且該第三擺動振幅大於該第四擺動振幅,該第三擺動頻率小於該第四擺動頻率,其中該擺動單元在該第三時間時所移動的一第三加工距離小於在該第四時間時所移動的一第四加工距離。
- 如請求項1所述的斷屑控制系統,其中該路徑規劃單元更包括:接收該擺動單元對該工件進行該斷屑加工製程的一回授值;比較該回授值與該擺動移動命令以產生一回授移動命令;根據該回授移動命令、一第二移動命令、一第二擺動振幅與一第二擺動頻率計算一擺動回授移動命令;以及根據該擺動回授移動命令控制該擺動單元以對該工件進行該斷屑加工製程補償,其中該移動命令的發生時間點早於該第二移動命令的發生時間點。
- 一種斷屑控制方法,其步驟包括:在一加工區間開啟一斷屑加工製程;接收一加工命令、至少一加工條件、一工件的一工件特徵及至少一機台性能,其中該工件特徵包括該工件的一形狀、一尺寸及/或至少一材料特性; 根據該加工命令與該加工條件計算一移動命令;根據該加工條件及該機台性能計算一擺動振幅與一擺動頻率;根據該移動命令、該擺動振幅與該擺動頻率計算一擺動移動命令;以及根據該擺動移動命令驅動一擺動單元以對該工件進行該斷屑加工製程。
- 如請求項12所述的斷屑控制方法,更包括根據該機台性能設定一擺動頻率參考區間,並將該擺動頻率與該擺動頻率參考區間進行比較,當該擺動頻率未包含在該擺動頻率參考區間內,根據該加工條件及該機台性能重新計算另一擺動頻率。
- 如請求項12所述的斷屑控制方法,更包括根據該機台性能設定一擺動振幅參考區間,並將該擺動振幅與該擺動振幅參考區間進行比較,當該擺動振幅未包含在該擺動振幅參考區間內,根據該加工條件及該機台性能重新計算以得到另一擺動振幅。
- 如請求項12所述的斷屑控制方法,其中該加工條件與該機台性能可由使用者自行輸入或儲存於一記憶單元中。
- 如請求項15所述的斷屑控制方法,更包括將至少一共振頻率區間儲存於該記憶單元中,當該擺動頻率包含在該共振頻率區間內,根據該加工條件及該機台性能重新計算該擺動頻率以得到又一擺動頻率。
- 如請求項12所述的斷屑控制方法,其中該擺動單元包括一主軸或一進給軸,且該加工條件包括該主軸的一轉速與該進給軸的一進給速度,該擺動單元與一擺動軸連接及該機台性能包括一速度回路增益、一速度回路積分時間常數及/或一位置回路增益。
- 如請求項17所述的斷屑控制方法,其中該擺動振幅是根據該轉速、該進給速度、該速度回路增益與該速度回路積分時間常數計算得到及該擺動頻率是根據該轉速、該進給速度、該工件特徵、該速度回路增益與該速度回路積分時間常數計算得到。
- 如請求項17所述的斷屑控制方法,更包括根據該轉速、該進給速度、該速度回路增益、該速度回路積分時間常數與該位置回路增益計算得到一第一擺動振幅,以及根據該轉速、該進給速度、該工件特徵、該速度回路增益、該速度回路積分時間常數與該位置回路增益計算得到一第一擺動頻率。
- 如請求項12所述的斷屑控制方法,其中該工件在該斷屑加工製程中的一第一時間會產生一第一斷屑量,以及在一第二時間會產生一第二斷屑量,且該第一斷屑量與該第二斷屑量皆包含在一公差區間內。
- 如請求項12所述的斷屑控制方法,其中該工件在該斷屑加工製程中的一第三時間根據一第三擺動振幅與一第三擺動頻率進行該斷屑加工製程,且該工件在該斷屑加工製程中的一第四時間根據一第四擺動振幅與一第四擺動頻率進行該斷屑加工製程,且該第三擺動振幅大於該第四擺動振幅,該第三擺動頻率小於該第四擺動頻率,其中該擺動單元在該第三時間時所移動的一第三加工距離小於在該第四時間時所移動的一第四加工距離。
- 如請求項12所述的斷屑控制方法,更包括:接收該擺動單元對該工件進行該斷屑加工製程的一回授值;比較該回授值與該擺動移動命令以產生一回授移動命令;根據該回授移動命令、一第二移動命令、一第二擺動振幅與一第二擺動頻率計算一擺動回授移動命令;以及 根據該擺動回授移動命令控制該擺動單元以對該工件進行該斷屑加工製程補償,其中該移動命令的發生時間點早於該第二移動命令的發生時間點。
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| CN116237810A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-06-09 | 新代科技(苏州)有限公司 | 切削加工系统及其加工方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107234255A (zh) * | 2016-03-29 | 2017-10-10 | 发那科株式会社 | 进行摆动切削的机床的伺服控制装置以及控制方法 |
| CN107390639A (zh) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 发那科株式会社 | 进行摆动切削的机床的伺服控制装置及控制方法 |
| CN107797515A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-03-13 | 发那科株式会社 | 机床的控制装置、控制方法以及计算机可读介质 |
| EP3354402A1 (en) * | 2015-09-24 | 2018-08-01 | Citizen Watch Co., Ltd. | Machine tool control device, and machine tool equipped with said control device |
| US20190054583A1 (en) * | 2015-04-08 | 2019-02-21 | Lti Motion Gmbh | Tool drive having a spindle shaft and operating method |
| CN110695762A (zh) * | 2018-07-10 | 2020-01-17 | 发那科株式会社 | 机床的控制装置 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190054583A1 (en) * | 2015-04-08 | 2019-02-21 | Lti Motion Gmbh | Tool drive having a spindle shaft and operating method |
| EP3354402A1 (en) * | 2015-09-24 | 2018-08-01 | Citizen Watch Co., Ltd. | Machine tool control device, and machine tool equipped with said control device |
| CN107234255A (zh) * | 2016-03-29 | 2017-10-10 | 发那科株式会社 | 进行摆动切削的机床的伺服控制装置以及控制方法 |
| CN107390639A (zh) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 发那科株式会社 | 进行摆动切削的机床的伺服控制装置及控制方法 |
| CN107797515A (zh) * | 2016-09-07 | 2018-03-13 | 发那科株式会社 | 机床的控制装置、控制方法以及计算机可读介质 |
| CN110695762A (zh) * | 2018-07-10 | 2020-01-17 | 发那科株式会社 | 机床的控制装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116237810A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-06-09 | 新代科技(苏州)有限公司 | 切削加工系统及其加工方法 |
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