数控机床刀具自动补偿系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种数控机床刀具自动补偿系统及方法，所述系统包括测量仪器、产线控制器、网络服务器以及多台数控设备，测量仪器为激光传感器，测量仪器与产线控制器连接，产线控制器和多台数控设备分别与网络服务器连接，多台数控设备构成一组数控设备组：所述产线控制器，用于当加工工件到达测量仪器的测量位置测量时，读取测量仪器的测量数据；将测量数据发送给各台数控设备，同时与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作。本发明专利技术通过读取测量仪器的测量数据，将测量数据发送给各台数控设备，同时与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作，实现了工件加工的过程中自动修正刀具补偿，使加工过程更具自动化、高效化、无人化。无人化。无人化。

【技术实现步骤摘要】
数控机床刀具自动补偿系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种数控机床刀具自动补偿系统及方法，属于数控机床


技术介绍

[0002]随着现代科技的发展，对数控设备(Computer Numerical Control，简称CNC)的精度速度要求越来越高。通过测量加工工件从而进行刀具补偿对于数控设备而言是实现更高速度更高精度更自动化地加工的一种有效且常用的办法。而目前数控机床在加工过程中不能直观地反应出加工工件的加工数据，操作员只能凭借手动测量加工好的工件尺寸，经过计算最后手动修改数控设备的刀具补偿值。
[0003]因此，传统的刀具补偿使数控设备的加工精度和加工效率受到人为主观因素影响特别大，并存在使用不便、废品率高、产品一致性差、加工成本增加等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的问题，提供了一种数控机床刀具自动补偿系统，该系统通过读取测量仪器的测量数据，将测量数据发送给各台数控设备，同时与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作，实现了工件加工的过程中自动修正刀具补偿，使加工过程更具自动化、高效化、无人化。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种数控机床刀具自动补偿方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0007]一种数控机床刀具自动补偿系统，所述系统包括测量仪器、产线控制器、网络服务器以及多台数控设备，所述测量仪器为激光传感器，测量仪器与产线控制器连接，所述产线控制器和多台数控设备分别与网络服务器连接，多台数控设备构成一组数控设备组：
[0008]所述产线控制器，用于当加工工件到达测量仪器的测量位置测量时，读取测量仪器的测量数据；将测量数据发送给各台数控设备，同时与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作。
[0009]进一步的，所述数控设备通过网络服务器与客户端连接，以查看加工工件的测量数据、测量位置的标准工件数据、加工工件的允许误差范围、测量位置是否开启补偿功能、测量仪器的最大补偿范围、测量位置所对应的补偿刀具编号以及测量位置对应的加工轴号。
[0010]本专利技术的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0011]一种数控机床刀具自动补偿方法，所述方法包括：
[0012]启动测量仪器、产线控制器以及准备加工的数控设备组，创建网络通信线程，初始化网络服务器并绑定端口和IP；
[0013]当加工工件到达测量仪器的测量位置测量时，产线控制器读取测量仪器的测量数据；
[0014]产线控制器将测量数据发送给各台数控设备，同时与各数控设备进行双方通信，
以完成刀具自动补偿操作；
[0015]进一步的，所述与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作，具体包括：
[0016]通过G信号、F信号与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作。
[0017]进一步的，所述通过G信号和F信号与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作，具体包括：
[0018]使用一个特定的G信号通知各数控设备，以使数控设备在接收到G信号后，根据设定的参数对测量数据进行刀具补偿计算，判断加工工件是否合格，对不合格且测量数据未超出最大补偿范围的加工工件进行刀具补偿，并生成刀具补偿日志，同时反馈是否合格的F信号给产线控制器；
[0019]当接收到数控设备反馈的F信号后，发送G信号清除消息给数控设备，以使数控设备在接收到G信号清除信息后，发送F信号清除消息给产线控制器。
[0020]进一步的，所述设定的参数包括测量位置的标准工件数据、加工工件的允许误差范围、测量位置是否开启补偿功能、测量仪器的最大补偿范围、测量位置所对应的补偿刀具编号以及测量位置对应的加工轴号。
[0021]进一步的，所述根据设定的参数对测量数据进行刀具补偿计算，判断加工工件是否合格，具体包括：
[0022]利用阶梯函数进行刀具补偿计算；
[0023]若加工工件的测量数据未超出设定的允许误差，则判断加工工件合格；
[0024]若加工工件的测量数据超出设定的允许误差，则判断加工工件不合格。
[0025]进一步的，所述阶梯函数，如下式：
[0026][0027]其中，x为加工工件的测量数据，e1为允许误差，e2为最大补偿值。
[0028]进一步的，所述产线控制器读取测量仪器的测量数据，具体包括：
[0029]产线控制器与测量仪器进行通信，并发送测量数据读取命令给测量仪器，以使测量仪器向产线控制器返回测量数据包；其中，所述测量数据包格式包括：命令格式和测量值。
[0030]进一步的，所述命令格式包括：
[0031]M0命令，读取所连接的全部传感器放大器的测量值；
[0032]MS命令，读取所连接的全部传感器放大器的测量值及输出状态；
[0033]SR命令，指定所连接的传感器放大器，读取数据；
[0034]SW命令，指定所连接的传感器放大器，写入数据；
[0035]FR命令，指定所连接的传感器放大器，读取小数点位置。
[0036]本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：
[0037]1、本专利技术利用测量仪器测量加工工件数据，比人工测量更为准确和快速，且操作方便，通过读取测量仪器的测量数据，将测量数据发送给各台数控设备，同时与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作，实现了工件加工的过程中自动修正刀具补偿，使
加工过程更具自动化、高效化、无人化，并且支持一台测量仪器对应多台数控设备，配合产线控制器的工艺节拍，可以有效的提高整体加工效率和良品率。
[0038]2、本专利技术可将数控机床加工过程的成品次品等工件数据直观便捷地体现在数控设备的显示屏上，同时刀具补偿日志的记录也为后期的调试跟踪优化工作提供了可能性，还可判断出数控机床的加工刀具是否有异常，使数控设备更加智能化。
[0039]3、本专利技术的数控设备可以通过分析之前刀具补偿日志文件的补偿线性表，如果在某个加工阶段突然产生一个很大的补偿值突跳，那么刀具可能已经存在过度磨损或者崩坏的情况，需要及时介入处理,处理方式一般可以分为人工干预和自动换刀，并且产线控制器也可以实现该功能，主要根据产线的设计方来决定，一般是由进行刀具补偿的数控设备来进行判断。
[0040]4、本专利技术具备普遍性和可推广性，通讯协议采用MODBUS标准工业通讯协议和测量行业标准通讯协议，大部分产线控制器、数控设备和测量仪器都支持以上协议。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0042]图1为本专利技术实施例1的数控机床刀具自动补偿系统的结构框图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控机床刀具自动补偿系统，其特征在于，所述系统包括测量仪器、产线控制器、网络服务器以及多台数控设备，所述测量仪器为激光传感器，测量仪器与产线控制器连接，所述产线控制器和多台数控设备分别与网络服务器连接，多台数控设备构成一组数控设备组：所述产线控制器，用于当加工工件到达测量仪器的测量位置测量时，读取测量仪器的测量数据；将测量数据发送给各台数控设备，同时与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作。2.根据权利要求1所述的数控机床刀具自动补偿系统，其特征在于，所述数控设备通过网络服务器与客户端连接，以查看加工工件的测量数据、测量位置的标准工件数据、加工工件的允许误差范围、测量位置是否开启补偿功能、测量仪器的最大补偿范围、测量位置所对应的补偿刀具编号以及测量位置对应的加工轴号。3.一种数控机床刀具自动补偿方法，其特征在于，所述方法包括：启动测量仪器、产线控制器以及准备加工的数控设备组，创建网络通信线程，初始化网络服务器并绑定端口和IP；当加工工件到达测量仪器的测量位置测量时，产线控制器读取测量仪器的测量数据；产线控制器将测量数据发送给各台数控设备，同时与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作。4.根据权利要求3所述的数控机床刀具自动补偿方法，其特征在于，所述与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作，具体包括：通过G信号、F信号与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作。5.根据权利要求4所述的数控机床刀具自动补偿方法，其特征在于，所述通过G信号和F信号与各数控设备进行双方通信，以完成刀具自动补偿操作，具体包括：使用一个特定的G信号通知各数控设备，以使数控设备在接收到G信号后，根据设定的参数对测量数据进行刀具补偿计算，判断加工工件是否合格，对不合格且测量数据未超出最大补偿范围的加工工件进...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵国安，吴环，宋家春，刘文锋，
申请(专利权)人：广州数控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：