一種數控卷圓機控制算法
【專利摘要】本發明涉及一種數控卷圓機控制算法，所述算法對數控卷圓機進行控制，所述數控卷圓機包括控制單元、同步齒輪、主滾、左滾和右滾，左滾和右滾并排左右排列，主滾位于左滾和右滾的上方，采用線性導軌和高精度絲桿作為主滾、左滾和右滾三者間距的運動調節執行機構，同步齒輪使主滾、左滾和右滾同步運動，所述算法根據工件長度，自行給出卷圓時左滾和右滾需要的運動量。本發明算法簡單、實用性強，效果好，數據可記錄分析，使得數據顯示單元上呈現，同時自動調節功能，功能更加完善。
【專利說明】
一種數控卷圓機控制算法
技術領域
[0001] 本發明屬于機械制造技術領域，具體涉及一種數控卷圓機控制算法。
【背景技術】
[0002] 近年來，卷圓機在市場上并不少見，但對于鋁制工件及其他某些材料的工件存在 著塑性變形，這樣會影響對圓計算的幾何尺寸的結果，特別是容易出現不合格品，嚴重影響 生產產品的質量。當卷園的應力超過材料的彈性極限，則產生的變形在外力去除后不能全 部恢復，而殘留一部分變形，材料不能恢復到原來的形狀，這種殘留的變形是不可恢復的。 然而，市場上常見的卷圓機功能單一，只能手動調節數據，無法對數據進行記憶，精度低，功 耗大。

【發明內容】

[0003] 為了克服現有技術的不足，提出了一種數控卷圓機控制算法，所述算法便于數據 傳輸與記錄，并進行相關分析;具有自動功能且卷圓數據范圍可調;低功耗，安全性高，不僅 可以記錄以前的卷圓數據，提供歷史數據曲線，還可以成為下次卷圓數據段的重要參考數 據。
[0004] 本發明的技術方案為:一種數控卷圓機控制算法，所述算法對數控卷圓機進行控 制，所述數控卷圓機包括控制單元、同步齒輪、主滾、左滾和右滾，左滾和右滾并排左右排 列，主滾位于左滾和右滾的上方，采用線性導軌和高精度絲桿作為主滾、左滾和右滾三者間 距的運動調節執行機構，同步齒輪使主滾、左滾和右滾同步運動，所述算法根據工件長度， 自行給出卷圓時左滾和右滾需要的運動量，算法如下： 第一步，初始化，初始狀態下，設定卷圓機的右滾和左滾所在圓的上方公切線為水平 線：tyO,右滾與水平線tyO相切，位于tyO下方的右滾初始的圓心為D，主滾圓心為B，與右滾 起點圓心距為BD，卷圓成型后的圓心為A，主滾圓B與圓A的切點為T，右滾與其相切處圓心C， 此時，BC的斜率為135° ; 第二步，計算 1) 根據第一步可知，工件軌跡圓A，半徑為R1，主滾圓心B，半徑為R2，右滾運動后的終點 圓心為圓心C，與工件A相切，半徑R3，右滾初始位置圓心為圓心D，與水平面相切，半徑設 R3;則相切時的右滾圓C與工件軌跡圓心A的圓心距， 0P1=R1+R3； 右滾圓初始位置圓心D到與主滾圓心B之間的垂直距離： 0P2=R2+R3 主滾與工件軌跡圓心距，〇P3=Rl_R2 2) 求TC線段 三角形ATC與三角形BTC共用邊線， ATC直角三角形的勾股定理： 0P12=(TC)2+(BT+0P3)2 TC通過上式可求出； 4)求線段X_>綠線， 利用線段Κ)=0Ρ2*^?，及TC的計算，可求出⑶之間的距離： X=〇P2* 屬-TC 第三步，修正 當卷圓時工件提前接觸到了主滾，此時，工件所在圓與水平線軸有切點E，同時與主滾 有切點F，與右滾有相切點G，EFG三切點確認一個新的圓，此時要修正X的值，使之減小，但 不能使得卷圓過小，修改X為〇. 6X。
[0005] 第四步，內置卷圓統一的公式 1) (xl-x2)/(yl-y2)=(x3-x4)/(y3-y4) 這里xl, x2, x3, x4指卷圓工件長度，yl, y2, y3, y4指右滾的圓心在橫向和縱向的 位移量； 2) km=5y/kx 這里的km指的是材料的塑性變形系數對卷圓時，右滾的圓心在橫向和縱向的位移量的 影響系數，和指的右滾的圓心在橫向和縱向的位移量的差值，Kx指的是工件長度。
[0006] 本發明具有如下有益效果： 1)本發明算法簡單、實用性強，效果好，數據可記錄分析，使得數據顯示單元上呈現，同 時自動調節功能，功能更加完善。
[0007] 2)本發明為了使用戶使用的更加方便，使用了無參數操作。當用戶使用一種長度 工件后，我們不需要要像其他的卷圓機一樣輸入參數。而是操作先卷一個圓，如果不合適的 話，使用機器自帶的手輪作為調整工具，調整卷圓的大小。
[0008] 3)如果用戶有許多不同種類的工件，只需要將當前數據按下保存，便會記錄工件 的加工程序，等下次要使用時，只需要調出即可，非常方便。
【附圖說明】
[0009] 圖1是本發明算法原理示意圖。
[0010] 圖2是本發明算法修正原理示意圖。
[0011] 圖中：1-圓心A; 2-圓心Β; 3-圓心C; 4-圓心D。
[0012]下面對本發明進行詳細的說明。
[0013]
【具體實施方式】： 以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0014] 參見圖1和圖2所示，本發明的所述算法對數控卷圓機進行控制，所述數控卷圓機 包括控制單元、同步齒輪、主滾、左滾和右滾，左滾和右滾并排左右排列，主滾位于左滾和右 滾的上方，采用線性導軌和高精度絲桿作為主滾、左滾和右滾三者間距的運動調節執行機 構，同步齒輪使主滾、左滾和右滾同步運動，所述算法根據工件長度，自行給出卷圓時左滾 和右滾需要的運動量，本發明的左滾的計算方法與右滾的類似，下面給出算法如下： 第一步，初始化，初始狀態下，設定卷圓機的右滾和左滾所在圓的上方公切線為水平 線：tyO,右滾與水平線tyO相切，位于tyO下方的右滾初始的圓心為D，主滾圓心為B，與右滾 起點圓心距為BD，卷圓成型后的圓心為A，即圓心A1，主滾圓以圓心B2的圓B與以圓心A1為圓 心的圓A的切點為T，右滾與其相切處圓心C3，此時，BC的斜率為135° ; 第二步，計算 1) 根據第一步可知，工件軌跡圓A，半徑為R1，主滾圓心為圓心B2，半徑為R2，右滾運動 后的終點圓的圓心為圓心C3，與工件A相切，半徑R3，右滾初始位置圓心為D，與水平面相切 ，半徑設R3;則相切時的右滾圓心C3與工件軌跡圓心A1的圓心距， 0P1=R1+R3； 右滾圓初始位置圓心D4到與主滾圓心B2之間的垂直距離： 0P2=R2+R3 主滾與工件軌跡圓心距，〇P3=Rl_R2 2) 求TC線段 三角形ATC與三角形BTC共用邊線， ATC直角三角形的勾股定理： 0P12=(TC)2+(BT+0P3)2 TC通過上式可求出； 4)求線段X->綠線， 利用線段即=(^2*，逐，及TC的計算，可求出⑶之間的距離： Χ=〇Ρ2*^?； -TC； 第三步，修正 當卷圓時工件提前接觸到了主滾，此時，工件所在圓與水平線軸有切點F，同時與主滾 有切點G，與右滾有相切點H，FGH三切點確認一個新的圓，此時要修正X的值，使之減小，但 不能使得卷圓過小，修改X為〇. 6X; 第四步，內置卷圓統一的公式 1) (xl-x2)/(yl-y2)=(x3-x4)/(y3_y4) 這里xl, x2, x3, x4指卷圓工件長度，yl, y2, y3, y4指右滾的圓心在橫向和縱向的 位移量； 2) km=5y/kx 這里的km指的是材料的塑性變形系數對卷圓時，右滾的圓心在橫向和縱向的位移量的 影響系數，和指的右滾的圓心在橫向和縱向的位移量的差值，Kx指的是工件長度。
[0015] 3)塑性變形方面 鋁制工件及其他材料的工件存在著塑性變形，會影響我們對圓計算的幾何尺寸的結 果；當應力超過材料的彈性極限，則產生的變形在外力去除后不能全部恢復，而殘留一部分 變形，材料不能恢復到原來的形狀，這種殘留的變形是不可逆的塑性變形。此時要修正X的 值，使之減小，經驗值為:修改X為0.6Χ。
[0016] 本發明的無參數化編程 為了使用戶使用的更加方便，本發明創新的使用了無參數操作。
[0017] 當用戶使用一種長度工件后，不需要要像其他的卷圓機一樣輸入參數。而是操作 先卷一個圓，如果不合適的話，使用機器自帶的手輪作為調整工具，調整卷圓的大小。
[0018]本發明的數據保存 如果用戶有許多不同種類的工件，只需要將當前數據按下保存，便會記錄工件的加工 程序，等下次要使用時，只需要調出即可，非常方便。
【主權項】
1. 一種數控卷圓機控制算法，所述算法對數控卷圓機進行控制，所述數控卷圓機包括 控制單元、同步齒輪、主滾、左滾和右滾，左滾和右滾并排左右排列，主滾位于左滾和右滾的 上方，采用線性導軌和高精度絲桿作為主滾、左滾和右滾Ξ者間距的運動調節執行機構，同 步齒輪使主滾、左滾和右滾同步運動，所述算法根據工件長度，自行給出卷圓時左滾和右滾 需要的運動量，其特征是： 具體計算算法如下： 第一步，初始化，初始狀態下，設定卷圓機的右滾和左滾所在圓的上方公切線為水平 線：tyO,右滾與水平線tyO相切，位于tyO下方的右滾初始的圓屯、為D，主滾圓屯、為B，與右滾 起點圓屯、距為抓，卷圓成型后的圓屯、為A，主滾圓B與圓A的切點為T，右滾與其相切處圓屯、C， 此時，BC的斜率為135% 第二步，計算 1) 根據第一步可知，工件軌跡圓A，半徑為R1，主滾圓屯、B，半徑為R2,右滾運動后的終點 圓屯、為圓屯、C，與工件A相切，半徑R3，右滾初始位置圓屯、為圓屯、D，與水平面相切，半徑設 R3;則相切時的右滾圓C與工件軌跡圓屯、A的圓屯、距， 0P1=R1+R3； 右滾圓初始位置圓屯、D到與主滾圓屯、B之間的垂直距離： 0P2=R化R3 主滾與工件軌跡圓屯、距，〇P3=Rl-R2 2) 求TC線段 Ξ角形ATC與Ξ角形BTC共用邊線， ATC直角Ξ角形的勾股定理： 0P12=(TC)2+(BT+0P3)2 TC通過上式可求出； 4)求線段X-〉綠線， 利用線段抓=〇P2* ·^，及TC的計算，可求出CD之間的距離： Χ=0Ρ2Φ^ -TC 第Ξ步，修正 當卷圓時工件提前接觸到了主滾，此時，工件所在圓與水平線軸有切點Ε，同時與主滾 有切點F，與右滾有相切點G，EFGS切點確認一個新的圓，此時要修正X的值，使之減小，但 不能使得卷圓過小，修改X為0.6X; 第四步，內置卷圓統一的公式 1) (xl-x2)/(yl-y2)=(x3-x4)/(y3-y4) 運里xl, x2, x3, x4指卷圓工件長度，yl, y2, y3, y4指右滾的圓屯、在橫向和縱向的 位移量； 2. km=5y/kx 運里的km指的是材料的塑性變形系數對卷圓時，右滾的圓屯、在橫向和縱向的位移量的 影響系數，Sy指的右滾的圓屯、在橫向和縱向的位移量的差值，Κχ指的是工件長度。
【文檔編號】G05B19/4093GK105974888SQ201610608508
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月29日
【發明人】柴葉飛
【申請人】青島魁罡精密模具有限公司