【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于數控加工，尤其涉及一種具有刀具高度自動補償的加工方法、系統及設備。
技術介紹
1、在cnc數控加工領域中，尤其是面向需要較高切割精度的工件切割作業時，保證在加工過程中刀具與加工工件維持恒定距離，是一項重要的技術要點。造成刀具與加工工件間距離變化的原因有多種，如加工工件毛坯表面自身帶有的不平度誤差，或加工工件的安裝表面與機床刀具的運動控制平面間不平行，亦或是在加工過程中加工工件由于熱應力的影響及原有內應力的釋放等原因造成的動態變形等。
2、在現有技術下，主要采用動態實時高度跟蹤的方法來控制刀具與加工工件之間保持恒定的距離，如在光纖激光切割加工和等離子弧切割加工過程中，可采用電容傳感器實時檢測刀具與加工工件(通常是金屬)之間的距離，然后動態調整刀具z軸運動幅度來實現刀具與工件之間保持恒定的距離。但采用電容傳感器的方案只可適用于具有導電性能的材料的加工，由于在水射流切割過程中，面向的切割材料包括玻璃、陶瓷、塑料等非導電材料，同時水刀噴射的水體為弱導電介質，故電容傳感器的方案無法應用于水射流切割加工。在水射流切割加工中，常采用機械式位移傳感器，利用機械式位移傳感器的觸頭直接與加工工件表面接觸，進而實時檢測刀具至加工工件的距離，但機械式位移傳感器的可靠性與穩定性較差，在水射流切割過程中，機械式位移傳感器的精密結構易受水體中帶有的磨料砂礫卡死，同時機械式位移傳感器的環形觸頭無法適用于加工工件表面具有較大坡度(大于10°的坡度)的檢測作業，適用性較差。現有的刀具加工路徑調整方法精度較差，控制穩定性不佳，較難實現對于精
技術實現思路
1、本專利技術要提供一種具有刀具高度自動補償的加工方法、系統及設備，以解決現有的加工方法、系統及設備無法實現刀具高度的高精度自動補償的技術問題。
2、為解決上述問題，本專利技術的技術方案為：一種具有刀具高度自動補償的加工方法，包括如下步驟：
3、s1：上位機對加工工件的輪廓曲線進行以第一間距為插補距離的粗插補操作，獲取加工工件若干連續的第一輪廓線段，將所述第一輪廓線段的集合保存于加工路徑線段列表中；
4、s2：上位機對加工工件的輪廓曲線進行以第二間距為插補距離的初次精插補操作，獲取加工工件若干連續的第二輪廓線段，將所述第二輪廓線段的集合保存于測高程序中；
5、s3：上位機根據所述第一輪廓線段的始末點位置在所述第二輪廓線段中插入測高指令，且所述測高指令存儲于所述測高程序中；
6、s4：下位機讀取并執行所述測高程序，以所述第一間距為檢測距離，依次對所述第一輪廓線段的始末點進行高度測量，將若干所述第一輪廓線段測高數據保存于高度測量數組中；
7、s5：上位機讀取所述高度測量數組，以所述第一間距為一高度調整單位，自適應計算刀具需在所述第一輪廓線段內的加工路徑始末點的高度補償數據，并將此高度補償數據保存于所述加工路徑線段列表中；
8、s6：上位機再次讀取所述加工路徑線段列表，根據高度補償數據調整刀具加工路徑高度，即基于補償后的刀具加工路徑高度對加工工件的輪廓曲線進行以第二間距為插補距離的二次精插補操作，生成切割程序數據并保存于切割程序中；
9、s7：下位機讀取并執行所述切割程序，在加工過程中獲得刀具與加工工件上表面保持恒定距離的效果。
10、優選的，在s2與s6中上位機對加工工件的輪廓曲線進行以第二間距為插補距離的初次精插補與二次精插補操作中，進一步還包括如下步驟：
11、設置刀具在所述第二輪廓線段的運動速度與加速度參數。
12、優選的，所述第一間距計算方式為：根據加工工件的單條輪廓曲線總長度設定插補預設距離，將單條輪廓曲線總長度除以所述插補預設距離并取整，獲得單條輪廓曲線的插補點數量，再次將單條輪廓曲線總長度除以所述插補點數量求得所述第一間距的長度值。
13、優選的，所述插補預設距離的數值設定為1-100mm，所述第二間距設定為伺服驅動電機或步進電機的最小運動距離。
14、優選的，s2中對上位機加工工件的輪廓曲線進行以第二間距為插補距離的初次精插補操作，進一步還包括如下步驟：
15、上位機讀取所述加工路徑線段列表中保存的所述第一輪廓線段的集合，依次對若干所述第一輪廓線段中包含的加工工件的輪廓曲線進行初次精插補操作。
16、優選的，s5中上位機自適應計算刀具需在所述第一輪廓線段內的加工路徑始末點的高度補償數據，進一步還包括如下步驟：
17、上位機讀取所述高度測量數組，獲取刀具在所述第一輪廓線段內的起始位置高度與終止位置高度數據，根據刀具的實際測高數據與標準高度數據的差值，自適應計算刀具在所述第一輪廓線段始末點的高度補償數據。
18、優選的，在s6中上位機根據高度補償數據調整刀具加工路徑高度過程中，進一步還包括如下步驟：
19、上位機在所述二次精插補過程中，根據刀具在所述第一輪廓線段始末點補償后的高度數據，通過線性插值計算方式，自適應計算刀具在所述第二輪廓線段內補償后的加工路徑高度。
20、優選的，在s4中上位機對所述第一輪廓線段的始末點進行高度測量前，還包括如下步驟：
21、上位機對所述第一輪廓線段的高度測量任務進程進行二次確認，若確認，則執行對所述第一輪廓線段的高度測量任務進程，若取消，則停止對所述第一輪廓線段的高度測量任務進程，并刪除所述加工路徑線段列表與所述測高程序。
22、基于相同的構思，本專利技術還提供一種具有刀具高度自動補償的加工系統，包括：
23、上位機模塊，所述上位機模塊用于輸出對加工工件的輪廓曲線的測高指令，并將測高數據與加工路徑整合計算形成測高程序和切割程序；
24、下位機模塊，所述下位機模塊用于驅動加工設備進行測高作業和切割作業，以及切割作業中的高度補償；
25、插補模塊，所述插補模塊設于所述上位機模塊中，用于執行對加工工件的輪廓曲線的粗插補作業、初次精插補作業與二次精插補作業。
26、基于相同的構思，本專利技術還提供一種具有刀具高度自動補償的加工設備，其特征在于，包括：刀具本體、測高組件與運動組件；
27、所述刀具本體用于向加工工件施加切割力，所述刀具本體軸線與加工工件平面形成第一交點；所述測高組件在刀具測高過程中，被配置為其測量端延伸至加工工件平面的第二交點與所述第一交點重合，用于間接測量所述刀具本體的刀頭至加工工件平面的距離；
28、所述刀具本體與所述測高組件均可拆卸式裝配于所述運動組件上，且兩者在測高過程中形成剛性連接，所述運動組件用于驅動所述刀具本體與所述測高組件在三維方向上同步移動。
29、本專利技術由于采用以上技術方案，使其與現有技術相比具有以下的優點和積極效果：
30、(1)在本專利技術提供的一種具有刀具高度自動補償的加工設備中，高度測量裝置可采用激光測高儀，不受加工材料導電特性的限制，配合水射流切割工本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，在S2與S6中上位機對加工工件的輪廓曲線進行以第二間距為插補距離的初次精插補與二次精插補操作中，進一步還包括如下步驟：
3.如權利要求2所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，所述第一間距計算方式為：
4.如權利要求3所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，所述插補預設距離的數值設定為1-100mm，所述第二間距設定為伺服驅動電機或步進電機的最小運動距離。
5.如權利要求4所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，S2中對上位機加工工件的輪廓曲線進行以第二間距為插補距離的初次精插補操作，進一步還包括如下步驟：
6.如權利要求1所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，S5中上位機自適應計算刀具需在所述第一輪廓線段內的加工路徑始末點的高度補償數據，進一步還包括如下步驟：
7.如權利要求1所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，在S6中
8.如權利要求1所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，在S4中上位機對所述第一輪廓線段的始末點進行高度測量前，還包括如下步驟：
9.一種具有刀具高度自動補償的加工系統，其特征在于，包括：
10.一種具有刀具高度自動補償的加工設備，其特征在于，包括：刀具本體、測高組件與運動組件；
...【技術特征摘要】
1.一種具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，在s2與s6中上位機對加工工件的輪廓曲線進行以第二間距為插補距離的初次精插補與二次精插補操作中，進一步還包括如下步驟：
3.如權利要求2所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，所述第一間距計算方式為：
4.如權利要求3所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，所述插補預設距離的數值設定為1-100mm，所述第二間距設定為伺服驅動電機或步進電機的最小運動距離。
5.如權利要求4所述的具有刀具高度自動補償的加工方法，其特征在于，s2中對上位機加工工件的輪廓曲線進行以第二間距為插補距離的初次精插補操...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曾繼躍，張仕進，盧洪二，沙少丞，
申請(專利權)人：柔勝剛智能科技蘇州有限公司，
類型：發明
國別省市：
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