一种自动仿形编程系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及自动仿形编程系统及控制方法，自动仿形编程系统包括控制系统、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、工作台、靠模定位装置、人机交互装置及位置检测器；X轴驱动装置、Y轴驱动装置、人机交互装置及位置检测器均与控制系统连接，X轴驱动装置用于驱动工作台或靠模定位装置沿X轴移动，Y轴驱动装置用于驱动工作台或靠模定位装置沿Y轴移动，位置检测器用于检测工作台或靠模定位装置的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统，人机交互装置用于向控制系统输入指令；控制系统通过控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台或靠模定位装置移动使工作台相对靠模定位装置移动。本发明专利技术操作简单，能实现木工的自动加工，降低工人劳动强度及安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种自动仿形编程系统及控制方法
本专利技术涉及木工曲线加工
，更具体地，涉及一种自动仿形编程系统及控制方法。
技术介绍
现有的木工曲线加工主要依靠工人手动操作，操作过程中，使待加工工件与仿形模板固定在一起，再手动将待加工工件送至靠模轴承所在位置处，手动控制使仿形模板紧贴靠模轴承移动，以将待加工工件加工成仿形模板形状。这种操作方式存在如下缺陷：仿形模板易变形、磨损，需要经常更换仿形模板；加工工序比较繁琐，生产效率低；对工人的经验要求比较高；工人劳动强度大、安全隐患高，容易造成工人身体劳损及意外事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动仿形编程系统，该系统操作简单，能实现木工的自动加工，使用该系统加工木工工件时，对工人的经验要求低，能降低工人劳动强度及安全隐患，能减少仿形模板的使用，进而节省成本。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种自动仿形编程系统，包括控制系统、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、工作台、靠模定位装置、人机交互装置及位置检测器；X轴驱动装置、Y轴驱动装置、人机交互装置及位置检测器均与控制系统连接，X轴驱动装置用于驱动工作台或靠模定位装置沿X轴移动，Y轴驱动装置用于驱动工作台或靠模定位装置沿Y轴移动，位置检测器用于检测工作台或靠模定位装置的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统，人机交互装置用于向控制系统输入指令；控制系统通过控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台或靠模定位装置移动使工作台相对靠模定位装置移动。上述方案中，当将仿形模板固定在工作台后，工人利用人机交互装置向控制系统发送指令使X轴驱动装置及Y轴驱动装置运动以使仿形模板紧贴靠模定位装置移动，控制系统根据位置检测器检测的工作台或靠模定位装置的位置信息建立工作台或靠模定位装置的移动轨迹曲线模型，然后将待加工工件安装在工作台上仿形模板所在的位置，控制系统根据已建立的工作台或靠模定位装置的移动轨迹曲线模型控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置运动，即可实现对待加工工件的自动加工。本专利技术一种自动仿形编程系统，操作简单，能实现木工的自动加工，使用该系统加工木工工件时，对工人的经验要求低，能降低工人劳动强度及安全隐患，能减少仿形模板的使用，进而节省成本。优选地，所述位置检测器为光栅尺位移传感器、磁栅尺位移传感器或编码器。优选地，所述靠模定位装置为靠模轴承或靠模定位柱。所述靠模轴承包括固定杆及轴承，轴承与固定杆转动连接，固定杆固定在某一位置不发生移动。优选地，所述人机交互装置为操作盒。优选地，X轴驱动装置包括X轴电机及X轴伺服驱动器，X轴电机与工作台连接，X轴伺服驱动器与控制系统连接用于驱动X轴电机转动进而驱动工作台沿X轴移动；Y轴驱动装置包括Y轴电机及Y轴伺服驱动器，Y轴电机与工作台连接，Y轴伺服驱动器与控制系统连接用于驱动Y轴电机转动进而驱动工作台沿Y轴移动。这样设置能精确控制工作台的位置，进而提高工件的加工精度。优选地，用于检测工作台X轴位置的位置检测器为X轴电机的编码器，X轴电机的编码器将检测到的工作台的X轴位置通过X轴伺服驱动器传送至控制系统保存；用于检测工作台Y轴位置的位置检测器为Y轴电机的编码器，Y轴电机的编码器将检测到的工作台的Y轴位置通过Y轴伺服驱动器传送至控制系统保存。X轴电机的编码器通过X轴电机的转数获取工作台的X轴位置，Y轴电机的编码器通过Y轴电机的转数获取工作台的Y轴位置。这样设置能够精确检测工作台的位置，进而提高工件的加工精度。优选地，X轴伺服驱动器包括力矩控制模式及位置控制模式，力矩控制模式下控制系统通过X轴伺服驱动器指令控制X轴电机的输出扭矩，位置控制模式下控制系统通过X轴伺服驱动器指令控制X轴电机的位置输出；Y轴伺服驱动器包括力矩控制模式及位置控制模式，力矩控制模式下控制系统通过Y轴伺服驱动器指令控制Y轴电机的输出扭矩，位置控制模式下控制系统通过Y轴伺服驱动器指令控制Y轴电机的位置输出。力矩控制模式下，便于建立工作台移动轨迹的曲线模型，位置控制模式下，便于实现待加工工件的自动加工，以降低人手参与程度及提高加工时的安全性；另外，这样设置便于精确控制工作台的位置，进而进一步提高待加工工件的加工精度。优选地，人机交互装置上设有手摇杆及控制按键，手摇杆通过控制系统控制X轴驱动装置驱动工作台或靠模定位装置沿X轴移动，手摇杆通过控制系统控制Y轴驱动装置驱动工作台或靠模定位装置沿Y轴移动，控制按键用于切换控制系统的工作方式。这样设置，便于工人操作控制系统。优选地，控制系统的工作方式包括轨迹采集工作方式及自动加工工作方式。本专利技术的另一个目的是提供一种自动仿形控制方法，包括如下步骤：S1.建立移动轨迹的曲线模型：将仿形模板安装在工作台上，通过控制工作台或靠模定位装置的移动使得靠模定位装置能够紧贴仿形模板相对移动，移动过程中位置检测器检测工作台或靠模定位装置的坐标位置并将其发送至控制系统，控制系统根据接收到的坐标位置建立移动轨迹的曲线模型；S2.工件的自动加工：卸下仿形模板将待加工的工件安装在工作台上仿形模板所在的位置，通过控制系统控制工作台或靠模定位装置按照步骤S1所建立的移动轨迹的曲线模型移动。本专利技术一种自动仿形控制方法，只需要使用一次仿形模板建立工作台或靠模定位装置的移动轨迹曲线模型，即可实现木工工件的批量自动加工，加工木工工件时，对工人的经验要求低，能提高工件的加工效率，降低工人劳动强度及安全隐患。优选地，步骤S1中，人机交互装置将控制系统切换至轨迹采集工作方式，控制系统通过控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台移动使仿形模板紧贴靠模定位装置移动，移动过程中位置检测器用于检测工作台的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统保存，控制系统根据接收到的工作台的X轴位置与Y轴位置建立工作台移动轨迹的曲线模型。优选地，步骤S2中，卸下靠模定位装置并将与靠模定位装置尺寸相同的刀具安装在靠模定位装置所在的位置处，通过人机交互装置将控制系统切换至自动加工工作方式，控制系统根据已建立的工作台移动轨迹的曲线模型控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台沿X轴及Y轴移动，以完成刀具对待加工工件的自动加工。优选地，步骤S1中建立工作台移动轨迹的曲线模型的方式为手动建立方式：利用人机交互装置向控制系统实时输入力矩指令，使控制系统通过X轴伺服驱动器指令X轴电机以输入的力矩值驱动工作台沿X轴移动，通过Y轴伺服驱动器指令Y轴电机以输入的力矩值驱动工作台沿Y轴移动，以使仿形模板紧贴靠模定位装置移动，移动过程中X轴电机的编码器及Y轴电机的编码器分别检测工作台的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统保存，控制系统根据接收到的工作台的X轴位置与Y轴位置建立工作台移动轨迹的曲线模型。作为另一可替代方案，步骤S1中建立工作台移动轨迹的曲线模型的方式为手动加自动建立方式：利用人机交互装置向控制系统实时输入力矩指令，使控制系统通过X轴伺服驱动器指令X轴电机以输入的力矩值驱动工作台沿X轴移动，通过Y轴伺服驱动器指令Y轴电机以输入的力矩值驱动工作台沿Y轴移动，以使仿形模板紧贴靠模定位装置移动一定距离以产生第一段前导轨迹段，移动过程中X轴电机的编码器及Y轴电机的编码器分别检测工作台的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统保存以得到手动建立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动仿形编程系统，其特征在于，包括控制系统（1）、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、工作台（6）、靠模定位装置（8）、人机交互装置（9）及位置检测器；X轴驱动装置、Y轴驱动装置、人机交互装置（9）及位置检测器均与控制系统（1）连接，X轴驱动装置用于驱动工作台（6）或靠模定位装置（8）沿X轴移动，Y轴驱动装置用于驱动工作台（6）或靠模定位装置（8）沿Y轴移动，位置检测器用于检测工作台（6）或靠模定位装置（8）的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统（1），人机交互装置（9）用于向控制系统（1）输入指令；控制系统（1）通过控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台（6）或靠模定位装置（8）移动使工作台（6）相对靠模定位装置（8）移动。

【技术特征摘要】
1.一种自动仿形编程系统，其特征在于，包括控制系统（1）、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、工作台（6）、靠模定位装置（8）、人机交互装置（9）及位置检测器；X轴驱动装置、Y轴驱动装置、人机交互装置（9）及位置检测器均与控制系统（1）连接，X轴驱动装置用于驱动工作台（6）或靠模定位装置（8）沿X轴移动，Y轴驱动装置用于驱动工作台（6）或靠模定位装置（8）沿Y轴移动，位置检测器用于检测工作台（6）或靠模定位装置（8）的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统（1），人机交互装置（9）用于向控制系统（1）输入指令；控制系统（1）通过控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台（6）或靠模定位装置（8）移动使工作台（6）相对靠模定位装置（8）移动。2.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统，其特征在于，所述位置检测器为光栅尺位移传感器、磁栅尺位移传感器或编码器。3.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统，其特征在于，所述靠模定位装置（8）为靠模轴承或靠模定位柱。4.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统，其特征在于，所述人机交互装置（9）为操作盒。5.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统，其特征在于，X轴驱动装置包括X轴电机（2）及X轴伺服驱动器（4），X轴电机（2）与工作台（6）连接，X轴伺服驱动器（4）与控制系统（1）连接用于驱动X轴电机（2）转动进而驱动工作台（6）沿X轴移动；Y轴驱动装置包括Y轴电机（3）及Y轴伺服驱动器（5），Y轴电机（3）与工作台（6）连接，Y轴伺服驱动器（5）与控制系统（1）连接用于驱动Y轴电机（3）转动进而驱动工作台（6）沿Y轴移动。6.根据权利要求5所述的一种自动仿形编程系统，其特征在于，用于检测工作台（6）X轴位置的位置检测器为X轴电机（2）的编码器，X轴电机（2）的编码器将检测到的工作台（6）的X轴位置通过X轴伺服驱动器（4）传送至控制系统（1）保存；用于检测工作台（6）Y轴位置的位置检测器为Y轴电机（3）的编码器，Y轴电机（3）的编码器将检测到的工作台（6）的Y轴位置通过Y轴伺服驱动器（5）传送至控制系统（1）保存。7.根据权利要求5所述的一种自动仿形编程系统，其特征在于，X轴伺服驱动器（4）包括力矩控制模式及位置控制模式，力矩控制模式下控制系统（1）通过X轴伺服驱动器（4）指令控制X轴电机（2）的输出扭矩，位置控制模式下控制系统（1）通过X轴伺服驱动器（4）指令控制X轴电机（2）的位置输出；Y轴伺服驱动器（5）包括力矩控制模式及位置控制模式，力矩控制模式下控制系统（1）通过Y轴伺服驱动器（5）指令控制Y轴电机（3）的输出扭矩，位置控制模式下控制系统（1）通过Y轴伺服驱动器（5）指令控制Y轴电机（3）的位置输出。8.根据权利要求1所述的一种自动仿形编程系统，其特征在于，人机交互装置（9）上设有手摇杆及控制按键，手摇杆通过控制系统（1）控制X轴驱动装置驱动工作台（6）或靠模定位装置（8）沿X轴移动，手摇杆通过控制系统（1）控制Y轴驱动装置驱动工作台（6）或靠模定位装置（8）沿Y轴移动，控制按键用于切换控制系统（1）的工作方式。9.根据权利要求8所述的一种自动仿形编程系统，其特征在于，控制系统（1）的工作方式包括轨迹采集工作方式及自动加工工作方式。10.一种自动仿形控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.建立移动轨迹的曲线模型：将仿形模板（7）安装在工作台（6）上，通过控制工作台（6）或靠模定位装置（8）的移动使得靠模定位装置（8）能够紧贴仿形模板（7）相对移动，移动过程中位置检测器检测工作台（6）或靠模定位装置（8）的坐标位置并将其发送至控制系统（1），控制系统（1）根据接收到的坐标位置建立移动轨迹的曲线模型；S2.工件的自动加工：卸下仿形模板（7）将待加工的工件安装在工作台（6）上仿形模板（7）所在的位置，通过控制系统（1）控制工作台（6）或靠模定位装置（8）按照步骤S1所建立的移动轨迹的曲线模型移动。11.根据权利要求10所述的一种自动仿形控制方法，其特征在于，步骤S1中，人机交互装置（9）将控制系统（1）切换至轨迹采集工作方式，控制系统（1）通过控制X轴驱动装置及Y轴驱动装置驱动工作台（6）移动使仿形模板（7）紧贴靠模定位装置（8）移动，移动过程中位置检测器用于检测工作台（6）的X轴位置及Y轴位置并将其发送至控制系统（1）保存，控制系统（1）根据接收到的工作台（6）的X轴位置与Y轴位置建立工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊泰源，
申请(专利权)人：佛山佳加机械有限公司，北京自康达工控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44