CN114603404B - 工件的磨削方法、装置和计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了工件的磨削方法、装置和计算机可读介质，该方法包括：获取工件未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓；根据初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射；其中，主动轴用于表征对工件进行磨削的磨具向工件方向运动的轴，从动轴用于表征驱动工件进行旋转的轴，运动位置映射中包括主动轴的至少两个主动轴位置信息，且从动轴的每一个旋转角度都对应一个主动轴位置信息；按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作，以使从动轴在旋转到一个角度时主动轴运动到该角度所对应的主动轴位置。本方案能够减少磨具和工件之间产生的冲击力。

Description

工件的磨削方法、装置和计算机可读介质

技术领域

本发明涉及机械控制技术领域，特别涉及工件的磨削方法、装置和计算机可读介质。

背景技术

磨削是一种去除材料的机械加工方法，其利用高速旋转的砂轮等磨具对工件的表面进行切削加工，在机械制造行业中具有广泛的应用。

然而，磨削加工会使工件的外轮廓逐渐发生变化。因此在实际磨削加工时，通常根据工件的外轮廓给定一个进给量来进行磨削，而这种进给方式容易使磨具和工件之间产生较大的冲击，进而造成工件和设备的损坏。

发明内容

本发明提供了工件的磨削方法、装置和计算机可读介质，能够减少磨具和工件之间产生的冲击力。

第一方面，本发明实施例提供了一种工件的磨削方法，包括：

获取工件的未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓；

根据所述初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射；其中，主动轴用于表征对工件进行磨削的磨具向工件方向运动的轴，从动轴用于表征驱动所述工件进行旋转的轴，所述运动位置映射中包括主动轴的至少两个主动轴位置信息，且从动轴的每一个旋转角度都对应一个主动轴位置信息；

按照所述主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作，以使从动轴在旋转到一个角度时主动轴运动到该角度所对应的主动轴位置。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述初始轮廓和目标轮廓生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射的步骤，包括：

根据所述初始轮廓确定主动轴的磨具开始进行磨削操作的第一主动轴位置坐标；

根据所述目标轮廓确定主动轴的磨具终止磨削操作的第二主动轴位置坐标；

确定位于所述第一主动轴位置坐标和所述第二主动轴位置坐标之间的至少一个第三主动轴位置坐标；

按照从动轴旋转角度的变化，分别确定所述第一主动轴位置坐标、所述第二主动轴位置坐标和各个所述第三主动轴位置坐标对应从动轴的旋转角度。

在一种可能的实现方式中，所述按照所述主从轴的运动位置映射控制所述主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作的步骤，包括：

针对所述运动位置映射中的每两个相邻的旋转角度，利用最小二乘法在该相邻的两个旋转角度之间确定出N个旋转角度，以及与该N个旋转角度分别对应的主动轴位置信息；其中，确定出的N个旋转角度中任意两个旋转角度之间的差值不大于预先设定的角度阈值；N为正整数；

利用确定出的各个旋转角度和对应的主动轴位置信息，对所述运动位置映射进行更新；

利用更新后的运动位置映射控制主动轴螺旋进给，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行连续磨削。

在一种可能的实现方式中，在按照所述主从轴的运动位置映射控制所述主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作之前，进一步包括：

获取从动轴驱动所述工件转动的倍率调整映射，以使从动轴在旋转到相应的角度时根据该倍率调整映射对自身的转速进行调整；其中，所述倍率调整映射至少包括一组映射关系，每一组映射关系中包括一个从动轴的转动角度和一个对应该转动角度的转速倍率值。

在一种可能的实现方式中，在按照所述主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作之后，进一步包括：

对磨削后的工件进行轮廓检测，确定与所述目标轮廓之间的误差值；

根据所述误差值，生成用于对所述磨削后的工件进行修正的误差补偿映射；其中，所述误差补偿映射中包括从动轴需要进行磨削修正的至少一个修正旋转角度，且每一个修正旋转角度对应一个需要磨削修正的误差补偿量；

根据所述误差补偿映射对主动轴和从动轴的运动进行控制，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行磨削修正。

第二方面，本发明实施例提供了工件的磨削装置，包括：轮廓获取模块、映射生成模块和磨削操作模块；

所述轮廓获取模块，配置为获取工件的未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓；

所述映射生成模块，配置为根据所述轮廓获取模块获取到的所述初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射；其中，主动轴用于表征对工件进行磨削的磨具向工件方向运动的轴，从动轴用于表征驱动所述工件进行旋转的轴，所述运动位置映射中包括主动轴的至少两个主动轴位置信息，且从动轴的每一个旋转角度都对应一个主动轴位置信息；

所述磨削操作模块，配置为按照所述映射生成模块得到的所述主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作，以使从动轴在旋转到一个角度时主动轴运动到该角度所对应的主动轴位置。

在一种可能的实现方式中，所述映射生成模块在根据所述初始轮廓和目标轮廓生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射时，配置成执行如下操作：

根据所述初始轮廓确定主动轴的磨具开始进行磨削操作的第一主动轴位置坐标；

根据所述目标轮廓确定主动轴的磨具终止磨削操作的第二主动轴位置坐标；

确定位于所述第一主动轴位置坐标和所述第二主动轴位置坐标之间的至少一个第三主动轴位置坐标；

按照从动轴旋转角度的变化，分别确定所述第一主动轴位置坐标、所述第二主动轴位置坐标和各个所述第三主动轴位置坐标对应从动轴的旋转角度。

在一种可能的实现方式中，所述磨削操作模块在按照所述主从轴的运动位置映射控制所述主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作时，配置成执行如下操作：

针对所述运动位置映射中的每两个相邻的旋转角度，利用最小二乘法在该相邻的两个旋转角度之间确定出N个旋转角度，以及与该N个旋转角度分别对应的主动轴位置信息；其中，确定出的N个旋转角度中任意两个旋转角度之间的差值不大于预先设定的角度阈值；N为正整数；

利用确定出的各个旋转角度和对应的主动轴位置信息，对所述运动位置映射进行更新；

利用更新后的运动位置映射控制主动轴螺旋进给，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行连续磨削。

在一种可能的实现方式中，进一步包括：从动轴转速调整模块；该从动轴转速调整模块在按照所述主从轴的运动位置映射控制所述主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作之前，配置为执行如下操作：

获取从动轴驱动所述工件转动的倍率调整映射，以使从动轴在旋转到相应的角度时根据该倍率调整映射对自身的转速进行调整；其中，所述倍率调整映射至少包括一组映射关系，每一组映射关系中包括一个从动轴的转动角度和一个对应该转动角度的转速倍率值。

在一种可能的实现方式中，进一步包括：检测修正模块；该检测修正模块在按照所述主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作之后，配置成执行如下操作：

对磨削后的工件进行轮廓检测，确定与所述目标轮廓之间的误差值；

根据所述误差值，生成用于对所述磨削后的工件进行修正的误差补偿映射；其中，所述误差补偿映射中包括从动轴需要进行磨削修正的至少一个修正旋转角度，且每一个修正旋转角度对应一个需要磨削修正的误差补偿量；

根据所述误差补偿映射对主动轴和从动轴的运动进行控制，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行磨削修正。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算设备，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；

所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；

所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行第一方面中任一所述的方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行第一方面中任一所述的方法。

第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任一所述的方法。

由上述技术方案可知，在对工件进行磨削时，首先可以获取工件未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓，然后根据该初始轮廓和目标轮廓，生成对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射，从而根据该运动位置映射即可控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作。由于生成的运动位置映射中包括有至少两个主动轴位置信息，而且从动轴的每一个旋转角度都对应有一个主动轴位置信息。如此通过合理的配置运动位置映射，将工件的磨削量分布在了整个工件轮廓上，从而能够降低工件与磨具之间产生的冲击力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以基于这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种工件的磨削方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的一种运动位置映射生成方法的流程图；

图3是本发明一个实施例提供的另一种工件的磨削方法的流程图；

图4是本发明一个实施例提供的一种工件的磨削装置的示意图；

图5是本发明一个实施例提供的一种计算设备的示意图。

附图标记列表

101：获取工件未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓

102：根据初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射

103：按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作，以使从动轴在旋转到一个角度时主动轴运动到该角度所对应的主动轴位置

201：根据初始轮廓确定主动轴的磨具开始进行磨削操作的第一主动轴位置坐标

202：根据目标轮廓确定主动轴的磨具终止磨削操作的第二主动轴位置坐标

203：确定位于第一主动轴位置坐标和第二主动轴位置坐标之间的至少一个第三主动轴位置坐标

204：按照从动轴旋转角度的变化，分别确定第一主动轴位置坐标、第二主动轴位置坐标和各个第三主动轴位置坐标对应从动轴的旋转角度

301：针对运动位置映射中的每两个相邻的旋转角度，利用最小二乘法在该相邻的两个旋转角度之间确定出N个旋转角度，以及与该N个旋转角度分别对应的主动轴位置信息

302：利用确定出的各个旋转角度和对应的主动轴位置信息，对运动位置映射进行更新

303：利用更新后的运动位置映射控制主动轴螺旋进给，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行连续磨削

401：轮廓获取模块 402：映射生成模块 403：磨削操作模块

501：存储器 502：处理器 500：计算设备

100：工件的磨削方法 400：工件的磨削装置

具体实施方式

如前，磨削是一种去除材料的机械加工方法，指利用高速旋转的砂轮等磨具切除工件表面上多余材料的加工方法。其在机械加工隶书于精加工，由于加工量少、精度高等特点，在机械制造行业中具有比较广泛的应用。

由于在磨削加工时会使工件的外轮廓不断发生变化，因此通常对于一个工件会根据磨削进程不断修改磨削程序，这种频繁编程的方式工作量巨大。比如，粗磨、半精磨和精磨需要根据工件的外轮廓分别生成磨削程序。即使对于同一个磨削程序也是给定一个固定的进给量，而这种进给方式容易使磨具和工件之间产生巨大的冲击，比如造成机床剧烈振动以及砂轮崩裂等，会带来重大损失和安全隐患。

基于此，在本发明实施例中，考虑通过工件和砂轮之间的运动关系，在磨削时实现螺旋进给，将磨削量均匀的分布在整个工件轮廓上，从而减少进给时造成的工件与磨具之间的冲击。

如图1所示，本发明提供了一种工件的磨削方法100，该方法可以包括如下步骤：

步骤101：获取工件未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓；

步骤102：根据初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射；其中，主动轴用于表征对工件进行磨削的磨具向工件方向运动的轴，从动轴用于表征驱动工件进行旋转的轴，运动位置映射中包括主动轴的至少两个主动轴位置信息，且从动轴的每一个旋转角度都对应一个主动轴位置信息；

步骤103：按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作，以使从动轴在旋转到一个角度时主动轴运动到该角度所对应的主动轴位置。

本发明实施例中，在对工件进行磨削时，首先可以获取工件未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓，然后根据该初始轮廓和目标轮廓，生成对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射，从而根据该运动位置映射即可控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作。由于生成的运动位置映射中包括有至少两个主动轴位置信息，而且从动轴的每一个旋转角度都对应有一个主动轴位置信息。如此通过合理的配置运动位置映射，将工件的磨削量分布在了整个工件轮廓上，从而能够降低工件与磨具之间产生的冲击力。而且本方案可以简化工件的磨削程序，利用同一个程序即可完成对工件的粗磨和精磨。

下面结合具体的实施例对附图1中的各个步骤进行说明。

首先在步骤101中，获取工件未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓。

本步骤中，首先确定工件在未磨削前的初始轮廓，以及需要磨削成的目标轮廓。比如，在未磨削前，工件外边缘的坐标信息、形状等，以及需要将该工件磨削后的形状、外边缘坐标信息等。如此可以确定出每个角度上工件需要被磨削的进给量，从而通过准确设定进给量，能够实现对工件的精准磨削。

然后再步骤102中，根据初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射。

本步骤中，考虑根据获取到的工件的初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射。主动轴通过驱动对工件进行磨削的磨具向工件方向水平运动，从动轴通过驱动工件进行旋转。值得注意的是，该运动位置映射中应包括至少两个主动轴的主动轴位置信息，并且从动轴每一个旋转角度都对应一个主动轴位置信息。对从动轴的每一个旋转角度都对应一个主动轴位置信息，如此可以使得从动轴在旋转到任意一个角度时，主动轴都会对应运行到一个进给量，从而能够实现对工件的磨削操作。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，步骤102在根据初始轮廓和目标轮廓生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射时，可以通过如下步骤实现：

步骤201：根据初始轮廓确定主动轴的磨具开始进行磨削操作的第一主动轴位置坐标；

步骤202：根据目标轮廓确定主动轴的磨具终止磨削操作的第二主动轴位置坐标；

步骤203：确定位于第一主动轴位置坐标和第二主动轴位置坐标之间的至少一个第三主动轴位置坐标；

步骤204：按照从动轴旋转角度的变化，分别确定第一主动轴位置坐标、第二主动轴位置坐标和各个第三主动轴位置坐标对应从动轴的旋转角度。

在本发明实施例中，在生成主从轴之间的运动位置映射时，首先可以根据初始轮廓确定出主动轴驱动的磨具开始进行磨削操作的第一主动轴位置坐标，以及根据目标轮廓确定出主动轴驱动的磨具终止磨削操作的第二主动轴位置坐标。然后可以在该第一主动轴位置坐标和第二主动轴位置之间确定出至少一个第三主动轴位置坐标，进一步按照从动轴旋转角度的变化，即可分别确定第一主动轴位置坐标、第二主动轴位置坐标和各个第三主动轴位置坐标所对应的旋转角度。

由于主动轴在水平方向上运行，因此考虑利用以为坐标来进行标识。比如，根据工件的初始轮廓可知工件正对磨具一端的边缘坐标为[100]，即磨具开始进行磨削操作的第一主动轴位置坐标为[100]；根据工件的目标轮廓可知工件正对磨具一端的边缘坐标为[75]，即磨具结束磨削操作的第二主动轴位置坐标为[75]。那么进一步可以在坐标[100]到[75]之间确定出更多的第三主动轴位置坐标，比如可以是[95]、[93]、[92]、[87]、[82]、[78]、[76]等。然后将这些主动轴所要运动的坐标对应到从动轴的的多个旋转角度上。比如，在从动轴的旋转角度为1度的时候，主动轴所要运动到的目标位置为[100]；在从动轴的旋转角度为100度的时候，主动轴所要运动的位置是[98]。也就是说，从动轴从1度旋转到100度的过程中，主动轴需要从坐标[100]的位置循序运动到坐标[98]的位置处，在这个过程不断实现对工件的磨削操作。

比如，在一种可能的实现方式中，生成的运动位置映射的表可以如下表1所示：

表1.运动位置映射表

主动轴坐标值	从动轴角度值
		100	1
100	2
		99.9912096	3
99.9912096	4
		99.982491	5
99.9736287	6
		99.9560478	7
99.9472574	8
		99.9384669	9
99.9208861	10
		99.9033052	11
99.8857243	12
		……	……
95	360

由上表可知，可以将主动轴所要运动的量均匀分布在各个角度上，即将主动轴的进给量均匀分布在从动轴旋转的各个角度上。比如上表1中将进给量5均分分布在从动轴的360个角度上，而不是一次将进给量5全部进给到磨具进行磨削，从而不会使工件和磨具之间产生较大的冲击力，也就不容易造成机床的震动、磨具的崩裂等机械损失。而且工件和磨具之间不具有较大的冲击力对于操作人员的安全也是有很大保障的。

最后在步骤103中，按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作，以使从动轴在旋转到一个角度时主动轴运动到该角度所对应的主动轴位置。

本步骤中，在得到主从轴的运动位置映射之后，即可控制主动轴和从动轴按照运动位置映射中的关系进行运动，即使从动轴在旋转到一个角度时主动轴也刚好能够运动到运动位置映射中该角度所对应的主动轴位置处，从而在这个工程中实现了对工件的磨削操作。

当然，由于运动位置映射中给定的是离散点的映射关系，那么如果相邻两个离散点之间的差值较大，势必会导致主动轴在运动时断断续续，这显然不是一个好的工件加工状态。因此，考虑将步骤102中生成的运动位置映射进行平滑处理，从而使主动轴在根据该运动位置映射运动时能够螺旋进给，即使主动轴能够连续运动，如此能够降低由于主动轴频繁运动停止所造成的机械振动和机械损伤。

如图3所示，在一种可能的实现方式中，步骤103在按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作时，可以通过如下步骤实现：

步骤301：针对运动位置映射中的每两个相邻的旋转角度，利用最小二乘法在该相邻的两个旋转角度之间确定出N个旋转角度，以及与该N个旋转角度分别对应的主动轴位置信息；其中，确定出的N个旋转角度中任意两个旋转角度之间的差值不大于预先设定的角度阈值；N为正整数；

步骤302：利用确定出的各个旋转角度和对应的主动轴位置信息，对运动位置映射进行更新；

步骤303：利用更新后的运动位置映射控制主动轴螺旋进给，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行连续磨削。

在本发明实施例中，在控制主动轴上的磨具对工件进行磨削时，首先可以针对运动位置映射中的每两个相邻的旋转角度，利用最小二乘法在相邻的两个旋转角度之间确定出N个旋转角度，以及与该N个旋转角度分别对应的转轴位置信息，进而利用确定出的各个旋转角度与对应的主动轴位置信息即可对运动位置映射进行更新。进一步可以利用更新后的运动位置映射控制主动轴螺旋进给，从而可以实现主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行连续磨削。

在利用最小二乘法确定各个旋转角度时，可以设定合适的角度阈值，然后使确定出的N个旋转角度中任意两个旋转角度之间的差值不大于预先设定的角度阈值。如此当角度阈值设定合理，即可实现主动轴的螺旋进给，避免主动轴的频繁启停。

比如，运动位置映射中，确定出的从动轴A、B、C、D、E、F、G等角度所对应的主动轴位置信息分别为a、b、c、d、e、f、g。那么针对A角度和B角度之间可以通过最小二乘法确定出更多的从动轴角度，比如A1、A2、A3、A4、A5，且有A＜{A1、A2、A3、A4、A5}＜B，而对应的主动轴位置信息也可以得到a1、a2、a3、a4、a5，且有a＜{a1、a2、a3、a4、a5}＜b。如此针对任意两个从动轴角度之间都可以确定出更多的从动轴角度，进而可以在任意两个主动轴位置之间得到更多的主动轴位置信息。如此只要当得到的任意两个主动轴位置信息之间的差值足够小，即可实现主动轴的螺旋进给，对工件进行连续磨削。

当然，由于从动轴的旋转角度和主动轴的位置信息时一一对应的，因此，在一种可能的实现方式中，步骤301也可以针对运动位置映射中的每两个相邻的主动轴位置信息，利用最小二乘法在该相邻的两个主动轴位置之间确定出N个主动轴位置信息，以及与该N个主动轴位置信息分别对应的从动轴旋转角度；其中，确定出的N个主动轴位置信息中任意两个主动轴位置信息之间的差值不大于预先设定的位置阈值。进一步利用确定出的各主动轴位置信息和对应的旋转角度对运动位置映射进行更新，以及控制主动轴螺旋进给对工件进行磨削操作。

由于在实际应用中，经常会遇到工件在不同角度上具有不同的弧度。比如，在角度A上对应的是一个大圆，而在角度B上对应的是一个小圆。因此为了保证从动轴驱动的工件具有相同的线速度，因此考虑对工件在不同的角度上进行转速调整。比如，在一种可能的实现方式中，在步骤103按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作之前，获取从动轴驱动工件转动的倍率调整映射，以使从动轴在旋转到相应的角度时根据该倍率调整映射对自身的转速进行调整。该倍率调整映射通过对工件的轮廓评估得到，其可以至少包括一组映射关系，每一组映射关系中包括一个从动轴的转动角度和一个对应该转动角度的转速倍率值。

也就是说，可以根据预先配置的倍率调整映射，控制从动轴按照该倍率调整映射中的值进行旋转。比如，为了保证线速度的一致，如果角度A对应的是大圆，则需要减小转速来保证一致的线速度，因此该角度A对应的转速倍率值应为大于0且小于1的值。再比如，如果角度B对应的是小圆，则需要增大转速来保证线速度的一致，因此该角度B对应的转速倍率值应为大于1的值。如此，通过按照倍率调整映射对从动轴的转速进行调整，从而能够保证从动轴具有一致的线速度，以实现和主动轴的耦合磨削操作。

在实际的机械加工中，会存在由于磨削环境和机械结构作造成的误差。因此，可以进一步在步骤103按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作之后，对磨削后的工件进行精度检测，然后根据误差对工件进行进一步的修正。比如，在一种可能的实现方式中，进一步包括如下步骤：

对磨削后的工件进行轮廓检测，确定与目标轮廓之间的误差值；

根据误差值，生成用于对磨削后的工件进行修正的误差补偿映射；其中，误差补偿映射中包括从动轴需要进行磨削修正的至少一个修正旋转角度，且每一个修正旋转角度对应一个需要磨削修正的误差补偿量；

根据误差补偿映射对主动轴和从动轴的运动进行控制，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行磨削修正。

本发明实施例中，在对工件进行磨削操作之后，进一步可以对磨削后的工件进行轮廓检测，确定其与目标轮廓之间的误差值，然后根据该误差值生成用于对磨削后的工件进行修正的误差补偿映射。进一步，可以根据该误差补偿映射对主动轴和从动轴的运动进行控制，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行磨削修正。在误差补偿映射中包括从动轴需要进行磨削修正的至少一个修正旋转角度，且每一个修正旋转角度对应一个需要磨削修正的误差补偿量。

也就是说，在误差补偿映射中指示除了工件需要进行补偿修正的角度，即与目标轮廓之间相比，工件在哪个旋转角度上存在误差，误差量是多少。因此通过对工件进行精度检测，确定出误差补偿量和从动轴旋转角度，进一步利用得到误差补偿映射对工件进行再次磨削修正，如此能够提高工件的加工精度。

在另一种可能的实现方式中，工件的磨削方法还可以包括如下步骤：

步骤1：确定主动轴和从动轴的引导类型；

本步骤中，可以对主动轴和从动轴的引导类型进行设置。比如，可以设置引导类型A和引导类型B，其中引导类型A对应粗加工，引导类型对应精加工。如此可以分别为引导类型A和引导类型B设置不同的加工参数，以实现不同程度的加工。

步骤2：获取主从轴的运动位置映射；

步骤3：利用平滑函数和/或平滑指令对运动位置映射进行平滑处理；

步骤4：获取倍率调整映射，对从动轴的转速进行调整；

步骤5：激活磨具，使磨具预运转；

步骤6：控制主动轴上的磨具运动到对从动轴上的工件进行加工的位置，激活主从轴耦合功能，以使主动轴带动从动轴运转；

步骤7：根据运动位置映射控制主动轴对工件进行磨削操作，同时根据倍率调整映射对从动轴的转速进行调整；

步骤8：在完成N次磨削操作之后，关闭主从耦合功能，以避免在移除磨具时带动从动轴运转；

步骤9：对磨削后的工件进行精度检测；

步骤10：根据检测得到的误差结果生成误差补偿映射；

步骤11：根据误差补偿映射对工件再次进行磨削操作。将误差补偿映射作为运动位置映射循环执行上述步骤7至10。

步骤12：当磨削后的工件满足精度要求后，结束磨削操作。

如图4所示，本发明提供了一种工件的磨削装置400，该装置包括：轮廓获取模块401、映射生成模块402和磨削操作模块403；

轮廓获取模块401，配置为获取工件未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓；

映射生成模块402，配置为根据轮廓获取模块401获取到的初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射；其中，主动轴用于表征对工件进行磨削的磨具向工件方向运动的轴，从动轴用于表征驱动工件进行旋转的轴，运动位置映射中包括主动轴的至少两个主动轴位置信息，且从动轴的每一个旋转角度都对应一个主动轴位置信息；

磨削操作模块403，配置为按照映射生成模块402得到的主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作，以使从动轴在旋转到一个角度时主动轴运动到该角度所对应的主动轴位置。

在一种可能的实现方式中，映射生成模块402在根据初始轮廓和目标轮廓生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射时，配置成执行如下操作：

根据初始轮廓确定主动轴的磨具开始进行磨削操作的第一主动轴位置坐标；

根据目标轮廓确定主动轴的磨具终止磨削操作的第二主动轴位置坐标；

确定位于第一主动轴位置坐标和第二主动轴位置坐标之间的至少一个第三主动轴位置坐标；

按照从动轴旋转角度的变化，分别确定第一主动轴位置坐标、第二主动轴位置坐标和各个第三主动轴位置坐标对应从动轴的旋转角度。

在一种可能的实现方式中，磨削操作模块403在按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作时，配置成执行如下操作：

针对运动位置映射中的每两个相邻的旋转角度，利用最小二乘法在该相邻的两个旋转角度之间确定出N个旋转角度，以及与该N个旋转角度分别对应的主动轴位置信息；其中，确定出的N个旋转角度中任意两个旋转角度之间的差值不大于预先设定的角度阈值；N为正整数；

利用确定出的各个旋转角度和对应的主动轴位置信息，对运动位置映射进行更新；

利用更新后的运动位置映射控制主动轴螺旋进给，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行连续磨削。

在一种可能的实现方式中，该装置进一步包括：从动轴转速调整模块；该从动轴转速调整模块在按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作之前，配置为执行如下操作：

获取从动轴驱动工件转动的倍率调整映射，以使从动轴在旋转到相应的角度时根据该倍率调整映射对自身的转速进行调整；其中，倍率调整映射至少包括一组映射关系，每一组映射关系中包括一个从动轴的转动角度和一个对应该转动角度的转速倍率值。

在一种可能的实现方式中，该装置进一步包括：检测修正模块；该检测修正模块在按照主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对工件进行磨削操作之后，配置成执行如下操作：

对磨削后的工件进行轮廓检测，确定与目标轮廓之间的误差值；

根据误差值，生成用于对磨削后的工件进行修正的误差补偿映射；其中，误差补偿映射中包括从动轴需要进行磨削修正的至少一个修正旋转角度，且每一个修正旋转角度对应一个需要磨削修正的误差补偿量；

根据误差补偿映射对主动轴和从动轴的运动进行控制，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行磨削修正。

如图5所示，本发明一个实施例还提供了计算设备500，包括：至少一个存储器501和至少一个处理器502；

至少一个存储器501，用于存储机器可读程序；

至少一个处理器502，与至少一个存储器501耦合，用于调用机器可读程序，执行上述任一实施例提供的工件的磨削方法100。

本发明还提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行上述任一实施例提供的工件的磨削方法100。本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的工件的磨削方法100。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

需要说明的是，上述各流程和各装置结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。其中，上述工件的磨削装置与工件的磨削方法基于同一发明构思。

以上各实施例中，硬件模块可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件模块可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件模块还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.工件的磨削方法，其特征在于，包括：

获取工件未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓；其中，在未磨削前，获取工件外边缘的坐标信息、形状，以及获取需要将该工件磨削后的形状、外边缘的坐标信息，如此确定出每个角度上工件需要被磨削的进给量；

根据所述初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射；其中，主动轴用于表征对工件进行磨削的磨具向工件方向运动的轴，从动轴用于表征驱动所述工件进行旋转的轴，所述运动位置映射中包括主动轴的至少两个主动轴位置信息，且从动轴的每一个旋转角度都对应一个主动轴位置信息；

按照所述主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作，以使从动轴在旋转到一个角度时主动轴运动到该角度所对应的主动轴位置；

其中，所述按照所述主从轴的运动位置映射控制所述主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作的步骤，包括：

针对所述运动位置映射中的每两个相邻的旋转角度，利用最小二乘法在该相邻的两个旋转角度之间确定出N个旋转角度，以及与该N个旋转角度分别对应的主动轴位置信息；其中，确定出的N个旋转角度中任意两个旋转角度之间的差值不大于预先设定的角度阈值；N为正整数；

利用确定出的各个旋转角度和对应的主动轴位置信息，对所述运动位置映射进行更新；

利用更新后的运动位置映射控制主动轴螺旋进给，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行连续磨削。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始轮廓和目标轮廓生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射的步骤，包括：

根据所述初始轮廓确定主动轴的磨具开始进行磨削操作的第一主动轴位置坐标；

根据所述目标轮廓确定主动轴的磨具终止磨削操作的第二主动轴位置坐标；

确定位于所述第一主动轴位置坐标和所述第二主动轴位置坐标之间的至少一个第三主动轴位置坐标；

按照从动轴旋转角度的变化，分别确定所述第一主动轴位置坐标、所述第二主动轴位置坐标和各个所述第三主动轴位置坐标对应从动轴的旋转角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在按照所述主从轴的运动位置映射控制所述主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作之前，进一步包括：

获取从动轴驱动所述工件转动的倍率调整映射，以使从动轴在旋转到相应的角度时根据该倍率调整映射对自身的转速进行调整；其中，所述倍率调整映射至少包括一组映射关系，每一组映射关系中包括一个从动轴的转动角度和一个对应该转动角度的转速倍率值。

4.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，在按照所述主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作之后，进一步包括：

对磨削后的工件进行轮廓检测，确定与所述目标轮廓之间的误差值；

根据所述误差值，生成用于对所述磨削后的工件进行修正的误差补偿映射；其中，所述误差补偿映射中包括从动轴需要进行磨削修正的至少一个修正旋转角度，且每一个修正旋转角度对应一个需要磨削修正的误差补偿量；

根据所述误差补偿映射对主动轴和从动轴的运动进行控制，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行磨削修正。

5.工件的磨削装置，其特征在于，包括：轮廓获取模块、映射生成模块和磨削操作模块；

所述轮廓获取模块，配置为获取工件未磨削前的初始轮廓和需要磨削成的目标轮廓；其中，在未磨削前，获取工件外边缘的坐标信息、形状，以及获取需要将该工件磨削后的形状、外边缘的坐标信息，如此确定出每个角度上工件需要被磨削的进给量；

所述映射生成模块，配置为根据所述轮廓获取模块获取到的所述初始轮廓和目标轮廓，生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射；其中，主动轴用于表征对工件进行磨削的磨具向工件方向运动的轴，从动轴用于表征驱动所述工件进行旋转的轴，所述运动位置映射中包括主动轴的至少两个主动轴位置信息，且从动轴的每一个旋转角度都对应一个主动轴位置信息；

所述磨削操作模块，配置为按照所述映射生成模块得到的所述主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作，以使从动轴在旋转到一个角度时主动轴运动到该角度所对应的主动轴位置；

所述磨削操作模块在按照所述主从轴的运动位置映射控制所述主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作时，配置成执行如下操作：

针对所述运动位置映射中的每两个相邻的旋转角度，利用最小二乘法在该相邻的两个旋转角度之间确定出N个旋转角度，以及与该N个旋转角度分别对应的主动轴位置信息；其中，确定出的N个旋转角度中任意两个旋转角度之间的差值不大于预先设定的角度阈值；N为正整数；

利用确定出的各个旋转角度和对应的主动轴位置信息，对所述运动位置映射进行更新；

利用更新后的运动位置映射控制主动轴螺旋进给，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行连续磨削。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述映射生成模块在根据所述初始轮廓和目标轮廓生成用于对工件进行磨削的主从轴的运动位置映射时，配置成执行如下操作：

根据所述初始轮廓确定主动轴的磨具开始进行磨削操作的第一主动轴位置坐标；

根据所述目标轮廓确定主动轴的磨具终止磨削操作的第二主动轴位置坐标；

确定位于所述第一主动轴位置坐标和所述第二主动轴位置坐标之间的至少一个第三主动轴位置坐标；

按照从动轴旋转角度的变化，分别确定所述第一主动轴位置坐标、所述第二主动轴位置坐标和各个所述第三主动轴位置坐标对应从动轴的旋转角度。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，进一步包括：从动轴转速调整模块；该从动轴转速调整模块在按照所述主从轴的运动位置映射控制所述主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作之前，配置为执行如下操作：

获取从动轴驱动所述工件转动的倍率调整映射，以使从动轴在旋转到相应的角度时根据该倍率调整映射对自身的转速进行调整；其中，所述倍率调整映射至少包括一组映射关系，每一组映射关系中包括一个从动轴的转动角度和一个对应该转动角度的转速倍率值。

8.根据权利要求5至7中任一所述的装置，其特征在于，进一步包括：检测修正模块；该检测修正模块在按照所述主从轴的运动位置映射控制主动轴上的磨具对所述工件进行磨削操作之后，配置成执行如下操作：

对磨削后的工件进行轮廓检测，确定与所述目标轮廓之间的误差值；

根据所述误差值，生成用于对所述磨削后的工件进行修正的误差补偿映射；其中，所述误差补偿映射中包括从动轴需要进行磨削修正的至少一个修正旋转角度，且每一个修正旋转角度对应一个需要磨削修正的误差补偿量；

根据所述误差补偿映射对主动轴和从动轴的运动进行控制，以使主动轴上的磨具对从动轴上的工件进行磨削修正。

9.计算设备，其特征在于，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；

所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；

所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行权利要求1至4中任一所述的方法。

10.计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1至4中任一所述的方法。

11.计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一所述的方法。