一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法，包括以下步驟：設(shè)定加工參數(shù)和加工條件；根據(jù)加工工藝公式得到加工滾齒所需的起點(diǎn)、終點(diǎn)和角度；將加工參數(shù)、加工條件以及滾齒的參數(shù)輸入至數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滾齒的加工。本發(fā)明專利技術(shù)通過(guò)專用界面直接輸入工件參數(shù)、刀具參數(shù)、工藝參數(shù)等建模并最終自動(dòng)生成NC程序。嵌入數(shù)控系統(tǒng)中，直接在數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，更加方便、快捷。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于滾齒加工領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法。
技術(shù)介紹
現(xiàn)今知名的數(shù)控滾齒機(jī)生產(chǎn)商，主要有美國(guó)格里森、德國(guó)希斯莊明等。國(guó)內(nèi)品牌中，南京二機(jī)床、寧江機(jī)床、重慶機(jī)床較為著名。由于滾齒機(jī)的工藝性較強(qiáng)，很多大的生產(chǎn)商，都在自己的機(jī)器上，配套了相對(duì)較獨(dú)立的控制系統(tǒng)。尤其是滾齒功能，均采用了自己研發(fā)的產(chǎn)品。SINUMERIK840D數(shù)控系統(tǒng)有著強(qiáng)大的計(jì)算通訊功能，它包括人機(jī)通訊MMC、數(shù)控及驅(qū)動(dòng)單元NCU及可編程邏輯控制器PLC三部分，適于各種復(fù)雜加工任務(wù)的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和控制精度。NCU數(shù)字控制單元是SINUMERIK840D的中央控制單元，主要是執(zhí)行NC程序(直線差補(bǔ)、圓弧差補(bǔ)等軌跡運(yùn)算)和保持與輸入/輸出端口的通訊。PLC的運(yùn)算也在NCU中完成，NC和PLC在物理結(jié)構(gòu)上是一體的，合成在NCU單元中，但在功能上是相互獨(dú)立的。MMC人機(jī)通訊可實(shí)現(xiàn)外界與機(jī)床之間的通訊，具有顯示和存儲(chǔ)功能，還可編輯NC參數(shù)和程序等。840D標(biāo)準(zhǔn)的HMI(人機(jī)界面)，主要針對(duì)通用型數(shù)控機(jī)床，如車床、銑床、加工中心等，但對(duì)于一些特殊的機(jī)床如滾齒機(jī)等，由于加工產(chǎn)品類型多，加工零件的參數(shù)多，更換頻繁，以及加工程序的編制與保存比較繁瑣，840D標(biāo)準(zhǔn)的HMI(人機(jī)界面)現(xiàn)有的功能往往滿足不了工藝需求，常常出現(xiàn)誤動(dòng)作，為解決這個(gè)問(wèn)題，本專利技術(shù)提出一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)主要針對(duì)數(shù)控滾齒加工產(chǎn)品類型多，加工零件的參數(shù)多，更換頻繁，加工工藝復(fù)雜，以及加工程序的編制與保存比較繁瑣這些問(wèn)題，提供一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法，包括以下步驟：設(shè)定加工參數(shù)和加工條件；根據(jù)加工工藝公式得到加工滾齒所需的起點(diǎn)、終點(diǎn)和角度；將加工參數(shù)、加工條件以及滾齒的參數(shù)輸入至數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滾齒的加工。所述加工參數(shù)包括滾刀頭數(shù)、工件齒數(shù)、工件模數(shù)、工件螺旋角、壓力角、全齒深系、全齒深、滾刀升角、刀架偏角，竄刀起點(diǎn)、竄刀終點(diǎn)、竄刀量、竄刀間隔、是否竄刀，對(duì)刀轉(zhuǎn)速、對(duì)刀轉(zhuǎn)向。所述加工條件包括加工種類為錐齒輪，滾切方式為逆銑，主軸轉(zhuǎn)向?yàn)檎D(zhuǎn)、進(jìn)給方式為軸向進(jìn)給，設(shè)定入刀定位點(diǎn)、循環(huán)安全距離、加工主軸轉(zhuǎn)速、空行程進(jìn)給率、加工刀數(shù)、加工進(jìn)給率、工件底面坐標(biāo)、工件頂圓直徑、軸向加工長(zhǎng)度、滾刀頂圓直徑、加工暫停時(shí)間，并且對(duì)每次進(jìn)刀分別定義主軸轉(zhuǎn)速、軸向進(jìn)給率、切向進(jìn)給率、齒深切深、趨進(jìn)長(zhǎng)度、切出長(zhǎng)度。所述加工工藝公式為 tan α = R 47 - R 45 2 × R 55 ]]>Z終＝R69-R[CUTNUM+90]其中，錐齒輪在X、Z軸的起點(diǎn)坐標(biāo)為X起、Z起，終點(diǎn)坐標(biāo)為X終、Z終，α為角度，R45為小端直徑、R47為大端直徑、R51為滾刀頂圓直徑、R55為軸向加工長(zhǎng)度、R69為工件底面坐標(biāo)、CUTNUMR為加工刀數(shù)、[CUTNUM+90]為倒數(shù)第CUTNUM刀的趨進(jìn)長(zhǎng)度、R[CUTNUM+30]為倒數(shù)第CUTNUM刀的齒深切深。本專利技術(shù)具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：1.本專利技術(shù)通過(guò)專用界面直接輸入工件參數(shù)、刀具參數(shù)、工藝參數(shù)等建模并最終自動(dòng)生成NC程序。2.嵌入數(shù)控系統(tǒng)中，直接在數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，更加方便、快捷。3.對(duì)操作人員的要求也更低，只需鍵入一些參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)滾齒加工。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)滾齒功能框圖；圖2為本專利技術(shù)加工流程示意圖；圖3為本專利技術(shù)的錐齒輪加工工藝示意圖；具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工系統(tǒng)，具有以下滾齒加工功能：l)針對(duì)加工齒輪的類型開(kāi)發(fā)出的基本參數(shù)界面，可在界面中輸入工件齒數(shù)、工件模數(shù)、壓力角等齒輪基本加工參數(shù)，以及竄刀參數(shù)和對(duì)刀參數(shù)。2)按照實(shí)際的加工需要開(kāi)發(fā)出的加工循環(huán)界面，在界面上可以選擇加工種類、滾切方式、加工刀數(shù)、主軸轉(zhuǎn)向、加工進(jìn)給率等參數(shù)。3)按照實(shí)際的加工要求開(kāi)發(fā)出了錐度齒輪功能界面，可在界面中輸入小端直徑和大端直徑等參數(shù)。4)實(shí)現(xiàn)界面與數(shù)控用NC系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊，即可以在界面上讀取和寫入數(shù)控NC系統(tǒng)的變量和狀態(tài)等數(shù)據(jù)。當(dāng)加工錐度齒輪時(shí)：1、在操作界面輸入如下參數(shù)：基本參數(shù)界面中，在基本加工參數(shù)區(qū)輸入滾刀頭數(shù)、工件齒數(shù)、工件模數(shù)、工件螺旋角、壓力角、全齒深系、全齒深、滾刀升角、刀架偏角，在竄刀參數(shù)界面輸入竄刀起點(diǎn)、竄刀終點(diǎn)、竄刀量、竄刀間隔、是否竄刀，在對(duì)刀參數(shù)界面輸入對(duì)刀轉(zhuǎn)速、對(duì)刀轉(zhuǎn)向。加工循環(huán)界面中，選擇加工種類為錐齒輪，滾切方式為逆銑，主軸轉(zhuǎn)向?yàn)檎D(zhuǎn)、進(jìn)給方式為軸向進(jìn)給，并且輸入以下工藝參數(shù)，入刀定位點(diǎn)、循環(huán)安全距離、加工主軸轉(zhuǎn)速、空行程進(jìn)給率、加工刀數(shù)、加工進(jìn)給率、工件底面坐標(biāo)、工件頂圓直徑、軸向加工長(zhǎng)度、滾刀頂圓直徑、加工暫停時(shí)間，并且對(duì)每次進(jìn)刀分別定義主軸轉(zhuǎn)速、軸向進(jìn)給率、切向進(jìn)給率、齒深切深、趨進(jìn)長(zhǎng)度、切出長(zhǎng)度，通過(guò)界面上的趨近長(zhǎng)度計(jì)算，將切深輸入后，按計(jì)算器相對(duì)應(yīng)的側(cè)鍵，就可以得到趨近長(zhǎng)度結(jié)果，將運(yùn)算結(jié)果寫入趨進(jìn)長(zhǎng)度相應(yīng)的位置。錐度齒輪界面中，需要輸入小端直徑和大端直徑。以上參數(shù)在界面中輸入后，會(huì)以R參數(shù)的形式在NC程序中進(jìn)行賦值運(yùn)算。2、錐度齒輪的加工工藝公式的計(jì)算如圖3所示：其中R45小端直徑、R47大端直徑、R51滾刀頂圓直徑、R55軸向加工長(zhǎng)度、R69工件底面坐標(biāo)、CUTNUMR加工刀數(shù)、[CUTNUM+90]倒數(shù)第CUTNUM刀的趨進(jìn)長(zhǎng)度、R[CUTNUM+30]倒數(shù)第CUTNUM刀的齒深切深。 tan α = R 47 - R 45 2 × R 55 ]]>Z終＝R69-R[CUTNUM+90]3、將以上的公式通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)提供的語(yǔ)言編寫在NC程序中，實(shí)現(xiàn)錐度齒輪的加工。本專利技術(shù)是在本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法，其特征在于包括以下步驟：設(shè)定加工參數(shù)和加工條件；根據(jù)加工工藝公式得到加工滾齒所需的起點(diǎn)、終點(diǎn)和角度；將加工參數(shù)、加工條件以及滾齒的參數(shù)輸入至數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滾齒的加工。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法，其特征在于包括以下
步驟：
設(shè)定加工參數(shù)和加工條件；
根據(jù)加工工藝公式得到加工滾齒所需的起點(diǎn)、終點(diǎn)和角度；
將加工參數(shù)、加工條件以及滾齒的參數(shù)輸入至數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滾
齒的加工。
2.按權(quán)利要求1所述的一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法，其
特征在于所述加工參數(shù)包括滾刀頭數(shù)、工件齒數(shù)、工件模數(shù)、工件螺旋角、壓力
角、全齒深系、全齒深、滾刀升角、刀架偏角，竄刀起點(diǎn)、竄刀終點(diǎn)、竄刀量、
竄刀間隔、是否竄刀，對(duì)刀轉(zhuǎn)速、對(duì)刀轉(zhuǎn)向。
3.按權(quán)利要求2所述的一種基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的滾齒加工方法，其
特征在于所述加工條件包括加工種類為錐齒輪，滾切方式為逆銑，主軸轉(zhuǎn)向?yàn)檎?br>轉(zhuǎn)、進(jìn)給方式為軸向進(jìn)給，設(shè)定入刀定位點(diǎn)、循環(huán)安全距離、加工主軸轉(zhuǎn)速、
空行程進(jìn)給率、加工刀數(shù)、加工進(jìn)給率、工件底面坐標(biāo)、工件頂圓直徑、軸向
加工長(zhǎng)度、滾刀頂圓直徑、加工暫停時(shí)間，并且對(duì)每次進(jìn)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：夏筱筠，楊勇，田濱濱，朱翔宇，梁毅，單方威，李南，王宏娟，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧;21