CN113359619B - 一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法，目的在于寻找更为有效的数控转台旋转控制的实现方案，其方法包括如下步骤：基于预置立卧转换五轴机床建立等比例的预置立卧转换五轴机床中的转台模型，并将转台模型导入虚拟调试模块中；基于建立的转台旋转测试模块、虚拟调试模块、转台模型及转台模型承载的负载重量对转台模型进行测试，得到转台惯量‑加减速度数据表；将转台惯量‑加减速度数据表与预设的转台惯量‑加减速度理论数据库进行比较，判断两者之差是否在允许的范围内，若是，则将转台惯量‑加减速度数据表导入预置立卧转换五轴机床，以自适应控制所述预置立卧转换五轴机床的转台惯量。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床领域，具体而言，本发明涉及一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法。
背景技术
数控转台主要用于数控机床加工中心的机床上，譬如，立卧转换五轴机床中的数控转台，其是立卧转换五轴机床实现复杂曲面加工的关键部件。数控转台的运转稳定性、旋转加减速度大小对工件的加工精度与效率起到至关重要的作用。在现有的立卧转换五轴机床上，数控转台的旋转速度是固定的定值，其不会因工件惯量发生变化而自动调整数控转台加速或者减速，因此，无论是加工效率还是加工精度都不甚理想。
发明内容
为了寻找更为有效的数控转台旋转控制的实现方案，本发明提供了一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法，该方法包括如下步骤：
步骤S101：基于预置立卧转换五轴机床建立等比例的所述预置立卧转换五轴机床中的转台模型，并将所述转台模型导入虚拟调试模块中；
步骤S103：基于建立的转台旋转测试模块、所述虚拟调试模块、所述转台模型及所述转台模型承载的负载重量对所述转台模型进行测试，得到转台惯量-加减速度数据表；
步骤S105：将所述转台惯量-加减速度数据表与预设的转台惯量-加减速度理论数据库进行比较，判断两者之差是否在允许的范围内，若是，则将所述转台惯量-加减速度数据表导入所述预置立卧转换五轴机床，以自适应控制所述预置立卧转换五轴机床的转台惯量。
优选地，所述基于建立的转台旋转测试模块、所述虚拟调试模块、所述转台模型及所述转台模型承载的负载重量对所述转台模型进行测试之前，包括如下步骤：
建立转台旋转测试模块并配置预设测试策略。
优选地，所述基于建立的转台旋转测试模块、所述虚拟调试模块、所述转台模型及所述转台模型承载的负载重量对所述转台模型进行测试包括如下步骤：
获取转台模型承载的负载重量；
判断所述负载重量在预设测试策略中的序列等级；
基于建立的转台旋转测试模块、所述虚拟调试模块、所述转台模型、所述转台模型承载的负载重量、与所述负载重量相对应的序列等级对所述转台模型进行测试。
优选地，所述预设测试策略中的序列等级至少包括第一序列等级、第二序列等级及第三序列等级，其中，所述第一序列等级为负载重量为预置第一阈值以上的负载重量，所述第三序列等级负载重量为预置第二阈值以下的负载重量，所述第二序列等级为负载重量介于所述预置第一阈值和所述预置第二阈值之间的负载重量，所述预置第一阈值大于所述预置第二阈值。
优选地，所述预置第一阈值是所述预置第二阈值的四倍大。
优选地，所述预置第一阈值为200KG，所述预置第二阈值为50KG。
优选地，所述判断两者之差是否在允许的范围内之后，包括如下步骤：
若否，则重新执行步骤S103-S105。
优选地，所述将所述转台惯量-加减速度数据表与预设的转台惯量-加减速度理论数据库进行比较之前包括如下步骤：
基于转台惯量建立所述预设的转台惯量-加减速度理论数据库。
与现有技术相比，本发明一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法具有如下有益效果：
本发明一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法通过虚拟调试方式结合理论计算测试出了转台惯量与加减速度的关系，并将其导入真实立卧转换五轴机床使用，对转台惯量变化能够起到自适应匹配，能够得出适合当前惯量的转台旋转速度，不仅能够显著提供工件加工效率，还在一定程度上提高了工件精度。
本发明提出的上述方案，对现有系统的改动很小，不会影响系统的兼容性，而且实现简单、高效。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一个实施例一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、103等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法，其主要应用于立卧转换五轴机床的转台惯量控制中，如图1所示，本发明实施例一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法包括如下步骤：
步骤S101：基于预置立卧转换五轴机床建立等比例的所述预置立卧转换五轴机床中的转台模型，并将所述转台模型导入虚拟调试模块中。
在一些实施方式中，预置立卧转换五轴机床为待进行优化的普通立卧转换五轴机床，本发明实施例对其具体结构不做限制。
步骤S103：基于建立的转台旋转测试模块、所述虚拟调试模块、所述转台模型及所述转台模型承载的负载重量对所述转台模型进行测试，得到转台惯量-加减速度数据表。
在一些实施方式中，在基于建立的转台旋转测试模块、虚拟调试模块、转台模型及转台模型承载的负载重量对转台模型进行测试之前，包括如下步骤：
建立转台旋转测试模块并配置预设测试策略。
具体地，在基于建立的转台旋转测试模块、虚拟调试模块、转台模型及转台模型承载的负载重量对转台模型进行测试包括如下步骤：
获取转台模型承载的负载重量；
判断负载重量在预设测试策略中的序列等级；
基于建立的转台旋转测试模块、虚拟调试模块、转台模型、转台模型承载的负载重量、与负载重量相对应的序列等级对转台模型进行测试。
优选地，预设测试策略中的序列等级至少包括第一序列等级、第二序列等级及第三序列等级，其中，第一序列等级为负载重量为预置第一阈值以上的负载重量，第三序列等级负载重量为预置第二阈值以下的负载重量，第二序列等级为负载重量介于预置第一阈值和所述预置第二阈值之间的负载重量，预置第一阈值大于所述预置第二阈值。
可选地，预置第一阈值是预置第二阈值的四倍大，其中，预置第一阈值为200KG，预置第二阈值为50KG。
在一些实施方式中，第一序列等级、第二序列等级及第三序列等级也可以笼统称为转台大惯量、转台中惯量及转台小惯量，也即转台旋转测试模块需要进行三部分内容测试：转台大惯量时加速及减速度自适应调试、转台中惯量时加速及减速度自适应调试、转台小惯量时加速及减速度自适应调试，其中，加速及减速度自适应调试为将转台模型先从静止加速到最高速，而后从最高速减速到停止。
步骤S105：将所述转台惯量-加减速度数据表与预设的转台惯量-加减速度理论数据库进行比较，判断两者之差是否在允许的范围内，若是，则将所述转台惯量-加减速度数据表导入所述预置立卧转换五轴机床，以自适应控制所述预置立卧转换五轴机床的转台惯量。
在一些实施方式中，将转台惯量-加减速度数据表与预设的转台惯量-加减速度理论数据库进行比较之前包括如下步骤：
基于转台惯量建立预设的转台惯量-加减速度理论数据库。
应当理解的是，考虑到转台惯量有所不同，因此，转台惯量-加减速度理论数据库是基于不同的转台惯量进行构建的。后续在比较时，进行本领域普通技术人员普遍知晓的相关数据比较方式即可，本发明实施例对此不作限制。
优选地，在判断两者之差是否在允许的范围内之后，包括如下步骤：
若否，则重新执行步骤S103-S105。
这样，就可以重新执行转台旋转测试模块，进行转台惯量自适应调试，并取得转台惯量-加减速度数据表。到此，利用虚拟调试技术，完成立卧转换五轴机床转台惯量自适应控制。
与现有技术相比，本发明实施例一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法具有如下有益效果：
本发明实施例一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法通过虚拟调试方式结合理论计算的预设的转台惯量-加减速度理论数据库测试出了转台惯量与加减速度的关系，并将其导入真实立卧转换五轴机床使用，对转台惯量变化能够起到自适应匹配，能够得出适合当前惯量的转台旋转速度，不仅能够显著提供工件加工效率，还在一定程度上提高了工件精度。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法，可以通过其它的方式实现。例如，所述步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法，其特征在于，该立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法包括如下步骤：
步骤S101：基于预置立卧转换五轴机床建立等比例的所述预置立卧转换五轴机床中的转台模型，并将所述转台模型导入虚拟调试模块中；
步骤S102：建立转台旋转测试模块并配置预设测试策略；
步骤S103：基于建立的转台旋转测试模块、所述虚拟调试模块、所述转台模型及所述转台模型承载的负载重量对所述转台模型进行测试，得到转台惯量-加减速度数据表，所述基于建立的转台旋转测试模块、所述虚拟调试模块、所述转台模型及所述转台模型承载的负载重量对所述转台模型进行测试具体包括如下步骤：
获取转台模型承载的负载重量；
判断所述负载重量在预设测试策略中的序列等级；
基于建立的转台旋转测试模块、所述虚拟调试模块、所述转台模型、所述转台模型承载的负载重量、与所述负载重量相对应的序列等级对所述转台模型进行测试；
步骤S105：将所述转台惯量-加减速度数据表与预设的转台惯量-加减速度理论数据库进行比较，判断两者之差是否在允许的范围内，若是，则将所述转台惯量-加减速度数据表导入所述预置立卧转换五轴机床，以自适应控制所述预置立卧转换五轴机床的转台惯量。
2.如权利要求1所述的立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法，其特征在于，所述预设测试策略中的序列等级至少包括第一序列等级、第二序列等级及第三序列等级，其中，所述第一序列等级为负载重量为预置第一阈值以上的负载重量，所述第三序列等级负载重量为预置第二阈值以下的负载重量，所述第二序列等级为负载重量介于所述预置第一阈值和所述预置第二阈值之间的负载重量，所述预置第一阈值大于所述预置第二阈值。
3.如权利要求2所述的立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法，其特征在于，所述预置第一阈值是所述预置第二阈值的四倍大。
4.如权利要求3所述的立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法，其特征在于，所述预置第一阈值为200KG，所述预置第二阈值为50KG。
5.如权利要求1所述的立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法，其特征在于，所述判断两者之差是否在允许的范围内之后，包括如下步骤：
若否，则重新执行步骤S103-S105。
6.如权利要求1所述的立卧转换五轴机床的转台惯量自适应控制方法，其特征在于，所述将所述转台惯量-加减速度数据表与预设的转台惯量-加减速度理论数据库进行比较之前包括如下步骤：
基于转台惯量建立所述预设的转台惯量-加减速度理论数据库。
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