一种折线绳槽卷筒的加工方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种折线绳槽卷筒的加工方法及装置，该方法通过对折线绳槽形状及加工过程的分析，提取出影响加工的特征参数并根据这些特征参数按照等残留高度方法进行刀具轨迹规划，确定走刀次数并自动生成加工程序，然后根据控制程序按规定的绳槽形状完成切削，工控机根据采集卷筒的旋转角度，到达折线段时，驱动纵向电机随旋转的卷筒而移动，切削出折线形状，当折线段结束时，纵向电机关闭与卷筒的随动关系，刀具不动，从而切削出直线形状，通过控制纵向电机与卷筒的跟随状态实现折线与直线的交替加工，直至达到折线绳槽卷筒规定的圈数。该加工过程不需要人工的参与，自动化程度高，能制造出准确的绳槽形状，省去了成形刀光顺工序，提高了加工效率和工件质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种折线绳槽卷筒的加工方法及装置，属于卷筒加工制造领域。
技术介绍
在起重机、提升机等设备中，卷筒用于缠绕钢丝绳以提升重物。对于直径较大、提升较重物体的卷筒，其圆周往往加工有绳槽以便于钢丝绳的排列。绳槽可以加工成连续螺旋形状，但这种螺旋形状的绳槽常常引起钢丝绳的缠绕纠结，造成乱绳，加剧钢丝绳的摩擦和磨损，降低钢丝绳的使用寿命。近年来，ー种形状为折线的卷筒得到了大家的重视并逐步获得了比较广泛的应用。折线绳槽是指在一圈绳槽间 距内有与卷筒端板平行的直线段，还有与端板成一定角度的斜线段，直线段与斜线段交替过渡。折线绳槽卷筒适合钢丝绳的多层卷绕，避免出现夹绳和乱绳现象，显著提高钢丝绳的使用寿命和可靠性。但折线卷筒的制造比较复杂，通常采用平板铣削后卷制或改造和更换普通车床的机械结构来实现，设备投入大，成本高，加工效率低，エ件质量差，操作不灵活，特别是对于变节距的折线绳槽更是难以加工。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有折线绳槽卷筒加工中出现的投入大、成本高、加工效率低、操作不灵活以及制造出的エ件质量差的问题。本专利技术为解决上述技术问题而提出一种折线绳槽卷筒的加工方法，该方法的具体步骤如下 1).根据绳槽的形状特征，提取描述绳槽特征的參数包括圈数、节距、绳槽半径、绳槽深度、车刀半径、吃刀量和进给量； 2).根据绳槽的特征參数和机床使用的エ装及加工參数计算出刀具位置的控制数据； 3).根据计算出的控制数据，模拟刀具的移动轨迹及所要加工的绳槽形状； 4).根据机床的纵向和横向上安装的零点开关确定纵横向刀具的位置； 5).采集卷筒的旋转角度； 6).根据采集到的旋转角度，控制纵向电机与卷筒的跟随状态实现折线与直线的交替加工。所述的步骤3)中刀具轨迹三维模拟采用OpenGL开放图形库对卷筒、刀具及切屑进行离散处理和建模。所述的步骤3)中在模拟出刀具移动轨迹和绳槽形状后并利用所模拟出的结果对刀具动作及绳槽形状进行检查和修改。所述的步骤3)中刀具轨迹规划原则为按照背吃刀量进行分层切削，当同层切削完成后，再继续向深层切削，在同一层内，首先从绳槽中心开始切削，然后逐次向左、右切削。在绳槽边缘处，按照等残留高度对进刀量进行调整，以保证加工出光滑的绳槽形状。所述的折线段起始点的确定采用位置比较方式，当到达折线起始角度时，触发电子齿轮，使刀具随卷筒旋转而运动，从而加工出折线段。所述的步骤5)中卷筒旋转角度的采集是通过定时中断方式进行，在中断服务程序中，将读取到的主轴编码器脉冲信号进行角度换算以得到卷筒的旋转角度。本专利技术为解决上述技术问题还提出一种折线绳槽卷筒的加工装置，该折线绳槽卷筒加工装置包括车床、エ控机、运动控制板卡、主轴编码器、伺服电机和驱动器，主轴编码器设置在车床的主轴上，主轴编码器的输出端通过运动控制板卡与エ控机的输入端相连，エ控机的输出端通过运动控制板卡的控制连接伺服电机，伺服电机通过驱动器与车床上用于切割绳槽的刀具相连。所述的车床上用于切割绳槽的刀具包括纵向刀具和横向刀具，所述的伺服电机包括纵向电机和横向电机，纵向电机控制连接纵向刀具，横向电机控制连接横向刀具。所述的エ控机包括刀具轨迹模拟模块，该刀具轨迹模拟模块用于根据刀位控制数据模拟出刀具移动轨迹及所要加工的绳槽形状。 所述的エ控机还连接有操作面板，该操作面板通过I/O板卡与エ控机相连，用于设置该系统的參数。本专利技术的有益效果是本专利技术通过对折线绳槽形状及加工过程的分析，提取出影响加工的特征參数井根据这些特征參数按照等残留高度方法进行刀具轨迹规划，确定走刀次数并自动生成加工程序，然后根据控制程序按规定的绳槽形状完成切削。该加工过程不需要人工的參与，自动化程度高，能制造出准确的绳槽形状，省去了成形刀光顺エ序，提高了加工效率和エ件质量。附图说明图I是本专利技术的一种折线绳槽卷筒加工装置实施例中所使用的系统结构 图2是本专利技术的一种折线绳槽卷筒制造方法的流程 图3是本专利技术实施例中刀具路径规划示意 图4是本专利技术实施例中切削深度调整示意 图5是本专利技术实施例中残留高度结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进ー步说明。本专利技术的一种折线绳槽卷筒加工装置的实施例 本专利技术实施例中折线绳槽卷筒加工装置的系统组成图如图I所示，整个系统包括エ控机、运动控制板卡、I/o (输入/输出)板卡、伺服电机及驱动器、主轴编码器、操作面板和机床本体，エ控机通过运动板卡与纵向电机和横向电机相连，纵向电机和横向电机通过各自的驱动器分别与车床上的纵向刀具和横向刀具相连，主轴编码器设置在车床的主轴附近，用于采集车床主轴的旋转角度，主轴编码器的输出端通过运动控制板卡与エ控机相连，将采集到的信息传送给エ控机，该エ控机还通过I/o板卡与操作面板相连，エ控机中包括有刀具轨迹模拟模块，该刀具轨迹模拟模块用于根据刀位控制数据模拟出刀具移动轨迹及所要加工的绳槽形状。本专利技术的折线绳槽卷筒加工装置的工作过程I.通过操作面板将待加工的折线绳槽的有关參数输入到エ控机中，エ控机根据分层切削和等残留高度方法计算刀具切削次数和毎次走刀的刀具位置，将每次走刀的刀具初始位置写入一个数据文件中。2.エ控机利用其刀具轨迹模拟模块，在图形界面上对刀具运动进行三维动态显示，操作人员可以方便直观地提前观察刀具的运动和绳槽形状，对自动生成的刀具路径和切削动作进行检验和校正。3.エ控机在每个采样周期内读取卷筒的旋转角度，到达折线起点时，则向运动控制板卡发送命令，驱动纵向电机带动刀具使其与卷筒的旋转运动联动，在规定角度内切削出折线绳槽。进入直线段绳槽时，取消刀具与卷筒旋转的联动，保持刀具不动，加工出直线绳槽，重复上述过程直至加工出所需的折线绳槽卷筒。本专利技术的一种折线绳槽卷筒加工方法的实施例 本专利技术的一种折线绳槽卷筒加工方法的具体步骤如下 I.根据绳槽的形状特征，提取描述绳槽特征的參数包括圈数、节距、绳槽半径、绳槽深度、车刀半径、吃刀量和进给量。2.对这些參数进行分析处理，根据分层切削和等残留高度方法计算刀具切削次数和毎次走刀的刀具位置，将每次走刀的刀具初始位置写入数据缓冲区中。3.根据计算出的刀具轨迹，在图形界面上对刀具运动进行三维动态显示，操作人员可以方便直观地提前观察刀具的运动和绳槽形状，对自动生成的刀具路径和切削动作进行检验和校正。4.启动刀具回零动作，分别驱动纵、横向运动轴回到零点，然后移动刀具到起刀点，通过点动方式将卷筒旋转到图纸上规定的绳槽起始位置，然后按压操作面板的按钮使控制系统记录下刀具和卷筒的当前位置及角度，在后续加工过程中以这些初始位置为基准点，准确地实现折线和直线的交替过渡。5.经过前面步骤在获得起始位置信息和刀具的运动数据后，系统即可自动完成折线绳槽的车削加工。加工过程中，控制系统在每个采样周期内读取卷筒的旋转角度，到达折线起点时，则向运动控制板卡发送命令，驱动纵向电机带动刀具使其与卷筒的旋转运动联动，在规定角度内切削出折线绳槽。进入直线段绳槽时，取消刀具与卷筒旋转的联动，保持刀具不动，加工出直线绳槽。折线加工的程序流程图如图3所示。由于绳槽的深度和宽度大于车刀圆弧半径，完整的绳槽需要多次走刀，走刀次数及毎次走刀的位置则通过前面的步骤已提前计算并写入数据缓冲区中。当一次走刀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种折线绳槽卷筒的加工方法，其特征在于该方法的具体步骤如下 1).根据绳槽的形状特征，提取描述绳槽特征的参数包括圈数、节距、绳槽半径、绳槽深度、车刀半径、吃刀量和进给量； 2).根据绳槽的特征参数和机床使用的工装及加工参数计算出刀具位置的控制数据； 3).根据计算出的控制数据，模拟刀具的移动轨迹及所要加工的绳槽形状； 4).根据机床的纵向和横向上安装的零点开关确定刀具的起始位置； 5).采集卷筒的旋转角度，根据采集到的旋转角度，控制纵向电机与卷筒的跟随状态实现折线与直线的交替加工。2.根据权利要求I所述的折线绳槽卷筒的加工方法，其特征在于所述的步骤3)中刀具轨迹三维模拟采用OpenGL开放图形库对卷筒、刀具及切屑进行离散处理和建模。3.根据权利要求I或2所述折线绳槽卷筒加工方法，其特征在于所述的步骤3)中在模拟出刀具移动轨迹和绳槽形状后并利用所模拟出的结果对刀具动作及绳槽形状进行检查和修改。4.根据权利要求3所述的折线绳槽卷筒的加工方法，其特征在于步骤3)中刀具轨迹规划原则为按照背吃刀量进行分层切削，当同层切削完成后，再继续向深层切削，在同一层内，首先从绳槽中心开始切削，然后逐次向左、右切削，在绳槽边缘处，按照等残留高度对进刀量进行调整，以保证加工出光滑的绳槽形状。5.根据权利要求4所述的折线绳槽卷筒的加工方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：库祥臣，刘红彬，薛玉君，尹东军，司东宏，余永健，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：