一种在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法技术

本发明专利技术公开了一种在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法，数控轧辊铣削机床包括分别由伺服电机驱动的三个轴，X轴带动铣刀围绕摆头旋转中心作90度内的左右摆幅运动，Y轴带动轧辊件作360度的旋转运动，Z轴带动铣刀在字深方向上作直线运动，根据输入的字规格信息和字斜角参数，产生字加工指令；修改字编号参数N，由N索引到内置图素库中字符的正立字模型；对字形作缩放和倾斜处理，根据变换后字符坐标包含的信息，完成各轴交流伺服驱动器直线插补指令的装配，驱动伺服电机完成任意字符的加工。本发明专利技术可在数控轧辊铣床上实现在轧辊月牙槽内对任意文字的加工，简化编程方法，实现加工的自动化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种利用数控系统在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法，适合数控轧辊铣削机床在轧辊月牙槽内任意文字的加工。
技术介绍
为了标识各种螺纹钢的规格，特别是方便各轧钢厂对产品品牌的推广，都迫切需要在轧辊槽内加工出厂商标识和规格编码等文字。通常在轧辊槽内加工出厂商标识等文字的实现方法是对用户需要使用的有限的几个字，根据特定的槽规格，手工编写一行一行的直线插补指令。每一行直线插补指令描述文字横、竖、撇、捺四种基本笔形的中的ー个笔画。在此直线插补指令里，X轴的旋转角度决定了当前笔画的高度，Y轴的旋转角度决定宽度，这两个角度都依赖特定的轧辊直径和凹槽半径。这种实现方法的缺点是当槽规格变化时，必须再仿造编写另ー个不同的加工程序(导致使用起来很容易混淆或出错)；如果字的倾斜角度要作变化，或者更改厂商标识，则必须由数控系统厂商到现场重新设计。
技术实现思路
针对上述提到的普通轧辊铣床数控系统存在的缺点，本专利技术的目的在于提供ー种在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法。在已知槽规格和字斜角的情况下，用户能在现场通过本专利技术方法自动编程并完成在轧辊月牙槽内任意文字的刻画，大大简化了编程方法，实现了加工的自动化。为了在轧辊件上半圆形凹槽内加工文字，铣床数控系统需驱动三个轴X轴带动铣刀围绕摆头旋转中心作90度内的左右摆幅运动(对应于字形高度方向的切削)，Y轴带动轧辊件作360度的旋转运动(对应于字形宽度方向的切削)，Z轴带动铣刀在字深方向上作直线运动，井根据实际的加工參数变换成直线插补指令。为实现在轧辊月牙槽内加工任意文字，本专利技术采用如下技术方案ー种在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法，数控轧辊铣削机床包括分别由交流伺服电机驱动的三个轴，X轴带动铣刀围绕摆头旋转中心作90度内的左右摆幅运动，Y轴带动轧辊件作360度的旋转运动，Z轴带动铣刀在字深方向上作直线运动，所述的方法包括如下步骤1)输入文字加工參数，包括字规格信息和字斜角參数K，字规格信息包括轧辊直径、孔型直径、字高和字宽，产生字加工指令；2)根据加工文字的字符，修改步骤I)产生的各字加工指令中字编号參数N的取值；每 ー个N值分别代表图素库中一个字符；修改各字符间的间距；3)图素管理模块内置图素库，至少包括10个阿拉伯数字和26个英文字母正立字模型， 并以字编号N索引各字符；提取字加工指令中的字编号參数N，由N索引到特定字符的正立字模型；4)取出描述字符的第一个笔画信息，如果是笔画变换的起止信息则根据字深参数，添加Z轴进退刀直线插补数据，输出到Z轴交流伺服驱动器，继续取出下一个笔画信息；如果是坐标信息则再取出第二个坐标信息；5)根据字规格信息作缩放处理，根据字斜角作倾斜处理，将处理后的两个笔画坐标计算出运动矢量，该矢量信息以直线插补数据输出到X、Y轴交流伺服驱动器；6)X、Y、Z各轴交流伺服驱动器带动伺服电机正向或反向旋转，伺服电机驱动丝杠或蜗轮作直线或旋转运动，完成一个笔画的铣削加工；7)从字的第二个笔画坐标元素起，每次取出下一个坐标元素并循环到5)步骤。直到处理完所有笔画坐标元素，完成该字符的铣削加工；8)重复上述步骤3)至7)，直至完成全部字符加工。本专利技术所述的字加工指令，其格式为G78 Y_ Z_ N_ R_ Κ_ U_ Ι_ J_ F_其中各参数意义如下Y :加工水平笔画的速度，单位度/分钟 Z :字深，单位mm R :轧棍直径，单位mm U :孔型直径,单位mm I :字高，单位mm J :字宽，单位mmK :槽升角标量,为有符号数，K>0表示右旋升角，Κ<0表示左旋升角，其计算方法是 100*tan (螺纹角 β )N:字编号F :加工速度，单位度/分钟。所述的字加工指令通过调用数控系统内置的“字加工程序”模块产生，加工程序还包括辅助功能(如开主轴电机、冷却泵)指令、快移功能(定位到各字的中心)指令。加工程序可永久保存在数控系统里，也可转存到电脑或其它数据系统里，不受掉电影响，方便用户进行加工程序管理和批量生产。所述的图素管理模块内置图素库，至少包括10个阿拉伯数字和26个英文字母 16*16点阵的正立字模型，并以字编号N索引各字母或数字字符。例如字编号N，取值O— 35，其中O— 9代表阿拉伯数字O— 9，10-35代表字母A— Ζ。根据需要可对图素库进行扩展。为在轧辊月牙槽内加工任意文字，本专利技术方法中，字形变换处理由两个前后关联的过程组成字形缩放和字形倾斜。字形缩放按以下方法对正立字模型进行坐标变换完成变换后的坐标分别记为 Xn、Yn,其公式如下Xn = Xi/16*X轴缩放比率 Yn = Yi/16*Y轴缩放比率其中，X轴缩放比率=90*1/$Y轴缩放比率=360*J/ ( Ji *R)兀为圆周率，I、J、U、R意义见字加工指令。字形倾斜是把缩放后的字模型进行坐标变换，将Yn平移，其公式如下Yn = Yn+ Xn*K/10000。本领域技术人员不难理解，根据字符坐标包含的信息，运用A X和A Y的循环替代过程，即可以完成X、Y、Z各轴交流伺服驱动器直线插补指令的装配，驱动伺服电机完成特定字符的加工。本专利技术的有益效果利用本专利技术的方法，可在数控轧辊铣机床上通过数控系统实现在轧辊月牙槽内加工任意文字。根据槽规格和字斜角，能在现场自动编程并完成在轧辊月牙槽内任意文字的刻画，无需进行重新设计；大大简化了编程方法，实现了加工的自动化。同时大大缩短机床生产厂商对最终用户的使用培训时间，提高机床使用效率。 附图说明图I加工任意文字流程图。图2功能模块关联组织图。图3字形倾斜示意图。图4字形铣削效果图。图5加工轨迹输出流程图。下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。本专利技术的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。 具体实施例方式參见图1，根据本专利技术采用数控轧辊铣削机床在轧辊月牙槽内加工任意文字的方法，包括如下步骤1)输入文字加工參数，包括轧辊件直径、孔型直径、字高度、字宽度(字规格信息)和字斜角參数，调用数控系统内置的“字加工程序”模块产生数控加工程序，此加工程序里包括辅助功能(如开主轴电机、冷却泵)指令、快移功能(定位到各字的中心)指令和字加工指令；2)根据加工文字的字符，修改步骤I)产生的各字加工指令中字编号參数N的取值；数字0到9对应取为0到9，字母A到Z对应取为10到35 ;修改各字符间的间距；3)图素管理模块内置了10个阿拉伯数字和26个英文字母正立字模型，并以字编号N 索引各字母或数字字符；提取字加工指令中的字编号參数N，由N索引到系统内置的图素库中特定字符的正立字模型；4)取出描述字符的第一个笔画信息，如果是笔画变换的起止信息则根据字深參数，添加Z轴进退刀直线插补数据，输出到Z轴交流伺服驱动器，继续取出下一个笔画信息；如果是坐标信息则再取出第二个坐标信息；5)根据所有输入的字规格信息作缩放处理，根据字斜角作倾斜处理，将处理后的两个笔画坐标计算出运动矢量，该矢量信息以直线插补数据输出到X、Y轴交流伺服驱动器；6)X、Y、Z各轴交流伺服驱动器进行柔性化处理，产生正弦波，带动伺服电机正向或反向旋转，伺服电机驱动丝杠或蜗轮作直线或旋转运动，完成一个笔画的铣削加工；7)从字的第二个笔画坐标元素起，每次取出下一个坐标元素并循环到5)步骤，直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李浙鲁，
申请(专利权)人：南京华兴数控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：