[发明专利]一种具有刀具自动进给补偿功能的数控加工装置

权利要求书

1.一种具有刀具自动进给补偿功能的数控加工装置，包括车床(1)和补偿系统，其特征在于：所述车床(1)左侧固定有工件夹具(2)，所述车床(1)右端后侧滑动设置有刀具进给装置(3)，所述刀具进给装置(3)上设置有若干切刀(4)，所述车床(1)前侧内壁滑动有支撑台(7)，所述支撑台(7)后侧设置有伸缩杆(5)，所述伸缩杆(5)末端设置有工件托(6)。

2.根据权利要求1所述的一种具有刀具自动进给补偿功能的数控加工装置，其特征在于：所述补偿系统包括输入模块、储存模块、模拟模块、计算模块、检测模块和驱动模块，所述检测模块包括压力传感器和距离传感器，所述压力传感器和距离传感器均位于伸缩杆(5)内部，用于检测伸缩杆(5)受到或输出的力，以及伸缩杆(5)的长度变化量，所述驱动模块分别与工件夹具(2)、刀具进给装置(3)、支撑台(6)电连接，用于驱动工件夹具(2)旋转，和刀具进给装置(3)、支撑台(6)的移动。

3.根据权利要求2所述的一种具有刀具自动进给补偿功能的数控加工装置，其特征在于：所述输入模块与储存模块、模拟模块电连接，所述输入模块用于工作人员输入加工代码，传输至储存模块进行储存，所述模拟模块用于建立模型，利用加工代码，配合计算模块和检测模块进行长工件轴的分段式加工，同时模拟出加工进程，用于实时检测进刀量。

4.根据权利要求3所述的一种具有刀具自动进给补偿功能的数控加工装置，其特征在于：所述补偿系统包括以下运行步骤：

S1、工作人员将工件轴固定至工件夹具(2)上,并通过输入模块将加工程序储存至储存模块；

S2、工作人员将刀具进给装置(3)移动至试切位置，同时支撑台(7)移动至相同位置；

S3、伸缩杆(5)伸长，直至压力传感器检测到伸缩杆(5)受到较大的力，表明工件托(6)已经接触并挤压工件轴，伸缩杆(5)停止伸长，并放松；

S4、开始第一次试切，同时距离传感器检测伸缩杆(5)收缩量，即为工件轴试切点的偏移距离Y，试切结束后，重复一次S3，进入S5；

S5、伸缩杆(5)固定不动，开始第二次试切，压力传感器记录第二次试切期间，伸缩杆(5)的最大受力F；

S6、计算模块根据偏移距离Y和最大受力F计算出该切刀的修正系数；

S7、支撑台(7)向左移动l+100mm，其中l为单次加工长度；

S8、开始加工，计算模块和驱动模块驱动伸缩杆(5)进行工件修正和刀具补正；

S9、加工完成后，支撑台(7)和刀具进给装置(3)各向左移动l，重复步骤S9，直至工件轴全部加工完成。

5.根据权利要求4所述的一种具有刀具自动进给补偿功能的数控加工装置，其特征在于：所述S3-S6中，第一次试切和第二次试切的进刀量相同，记录为v_测，同时切刀的修正系数计算方法为：

式中，C表示切刀的修正系数，Y为S4中得到的工件轴试切点的偏移距离Y，X为试切时刀具进给装置(3)与工件夹具(2)之间的距离。

6.根据权利要求5所述的一种具有刀具自动进给补偿功能的数控加工装置，其特征在于：所述S3中，伸缩杆(5)放松，确保工件轴不会受到切刀(4)以外的力，保证偏移量测量的准确性。

7.根据权利要求6所述的一种具有刀具自动进给补偿功能的数控加工装置，其特征在于：所述S8中，工件修正方式为伸缩杆(5)通过工件托(6)为工件轴提供一定的支撑力，确保进行切削时，切削点的轴线方向不会倾斜，其支撑力F_支的计算公式为：

式中，A为工件托(6)与工件夹具(2)之间的距离，v_进为加工时的进刀量，d为切刀(4)和工件夹具(2)之间的距离，通过上述公式，通过伸缩杆(5)和工件托(6)在加工长工件轴时，在不会被加工的位置通过支撑力，确保切削时，加工位置的轴线方向与工件夹具(2)旋转轴平行，避免工件轴过长，切刀(4)切削时的力让工件轴偏移，导致加工误差，解决了普通机床不能进行长工件轴加工的问题。