為提高可靠性,該系統采用了電子盤;在程序檢索方式下,可以從電子盤中將零件程序讀入內存,為刀片加工作好準備;在參數設置方式下,機床的加工參數如快進速度、工進速度、反向間隙、X軸及B軸零位以及砂輪修整參數等,均可進行方便的設置和調整。機床參數設置完畢,而且機床處于X軸和B軸零位時,即可啟動刀片的自動加工。刀片自動裝夾前,系統自動檢查X軸零位以保證準確上料,如有微量零位偏差,系統能自動調整到零位然后再自動上料;在自動循環加工過程中,根據砂輪自動修整參數的設置,在磨削完設定數量的刀片之后,系統自動進行砂輪修整,修整完畢自動重新啟動加工。另外,啟動加工后,系統自動進行零件程序的正確性校驗。插補算法典型的陶瓷刀片形狀如圖2所示。為了加工刀片的過渡圓弧,必須使刀片在X軸方向上的直線運動和刀片在C軸方向(其軸線方向)上的分度運動聯動。常用的插補算法如逐點比較法、數字積分法及三次樣條插補算法適用于多直線軸聯動的曲線曲面加工,而對于一直線軸和一旋轉軸聯動的刀片過渡圓弧加工則不便采用,而采用下面的插補算法則大大簡化了系統設計,保證了加工精度。以正方形帶圓角刀片的加工為例。O為刀片中心,C為過度圓弧中心,AD為主軸砂輪工作面,只要C點到砂輪工作面AD的距離始終等于刀片的圓角半徑,即可加工出刀片的過渡圓弧。當刀片轉過角度dH,C點移動到C′點,O點移動到O′點,C′到AD的距離等于過渡圓弧半徑,這樣刀片過渡圓弧的加工可以簡化為以下運動模型。
兩運動的聯動來加工刀片的過渡圓弧。設OB=Xi,O′B=Xi+1,OC=L則dXi+1=Xi+1-Xi=-LsinHdH=-LL2-X2iLdH=-L2-Xi2dHXi+1=Xi+dXi+1在過渡圓弧加工過程中,刀片沿其中心O逆時針旋轉。在E點轉至砂輪工作面AD,即H=0之前,刀片沿X軸負向進給,之后刀片沿X軸正向進給。這種插補算法的顯著優點之一是,即使刀片的內接圓半徑產生偏差,刀片的M值也不會發生變化。參數編程標準的機夾可轉位刀片具有一致的、規則的形狀。對具有相同形狀的刀片來說,其加工程序具有相同的結構,只在加工參數上有所不同,因而本系統對標準刀片的形狀進行分類,對每一類形狀的刀片找出其*少的描述參數,確定其加工過程及加工程序。這樣,在加工標準的刀片時,操作者就無需編程,只需選擇刀片形狀并輸入刀片參數,系統可自動生成零件程序并進行加工。例如,對正方形帶圓角的刀片來說,其*少的描述參數為內接圓半徑和過渡圓弧半徑。當加工非標準刀片時,利用系統的5個指令進行編程。磨削加工實踐表明,本文提出的插補算法非常適合于陶瓷刀片和硬質合金刀片的加工。這種插補算法大大簡化了數控系統的設計,保證了刀片的加工精度。系統極其簡單的指令和參數編程功能使其具有良好的可操作性能。