專利名稱：電腦仿型制楦機(jī)的三維數(shù)據(jù)采集及仿形加工的電氣控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電腦數(shù)字控制設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種電腦仿型制楦機(jī)的三維數(shù)據(jù)采集及仿形加工的電氣控制裝置。
背景技術(shù)：
在目前我國制鞋行業(yè)中，全部都是使用機(jī)械靠模法加工生產(chǎn)鞋楦，機(jī)械靠模法加工生產(chǎn)鞋楦的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)1、制楦機(jī)離開樣楦不能工作，2、同一樣楦重復(fù)使用時，不可避免地導(dǎo)致樣楦變形，使由此加工出來的產(chǎn)品一致性差，3、機(jī)械仿形依靠探頭與樣楦的機(jī)械接觸，將導(dǎo)致樣楦的磨損而影響重復(fù)使用時的尺寸精度，4、鞋楦縮放時，靠人工調(diào)整鞋楦機(jī)的縮放比例，工續(xù)繁瑣，耗時耗工，對操作者的技術(shù)要求很高，5、樣楦不用時，需占用大量場地懸掛保存?zhèn)溆茫檎逸^麻煩，保存不當(dāng)易使樣楦變形，6、機(jī)械制楦機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易出故障，日常維修保養(yǎng)工作量大，7、對新潮時興(女式尖、扁頭)鞋楦，由于樣楦機(jī)械強(qiáng)度低，難以打制，8、無法對鞋楦的形狀進(jìn)行修改，如需修改，必須手工制作新樣楦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電腦仿型制楦機(jī)的三維數(shù)據(jù)采集及仿形加工的電氣控制裝置，它可克服現(xiàn)有技術(shù)的一些不足。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是電腦仿型制楦機(jī)的三維數(shù)據(jù)采集及仿形加工的電氣控制裝置，它主要包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、微機(jī)，其特征在于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分別與Y方向光柵探頭、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)、Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器連接，Y方向光柵探頭與光柵脈沖變換及計(jì)數(shù)采集模塊連接，Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器與旋轉(zhuǎn)編碼器連接，旋轉(zhuǎn)編碼器與編碼器脈沖信號變換放大器連接，編碼器脈沖信號變換放大器與Z方向旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集傳送器連接，數(shù)據(jù)采集電路分別和Z方向旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集傳送器、光柵脈沖變換及計(jì)數(shù)采集模塊、刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)連接，刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)與刀具架X方向進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，刀具架X方向進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)與X方向伺服控制器連接，數(shù)據(jù)采集電路與微機(jī)連接，微機(jī)與信號脈沖發(fā)生電路連接，信號脈沖發(fā)生電路與伺服信號放大電路連接，伺服信號放大電路與控制信號分配電路連接，控制信號分配電路分別與Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器、Y方向伺服控制器、X方向伺服控制器連接，Y方向伺服控制器與刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)連接。本發(fā)明提供了一種電腦仿型制楦機(jī)的三維數(shù)據(jù)采集及仿形加工的電氣控制裝置，在使用過程中能夠精確地還原樣楦的形狀，反復(fù)刻楦不走樣，加工出的產(chǎn)品一致性好，從而確保了產(chǎn)品最關(guān)鍵的質(zhì)量指標(biāo)，加工出的產(chǎn)品表面十分平整，銑削紋理刀花整齊光潔，提高了鞋楦的品質(zhì)，鞋碼的縮放采用數(shù)字化技術(shù)，尺寸精準(zhǔn)，與機(jī)械式刻楦機(jī)的鞋碼縮放調(diào)整工序相比，新設(shè)備在電腦上操作、非常簡便，采用了這套電氣控制裝置后，可以大大簡化機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)，使整機(jī)的故障維修率大為降低，可靠性更高，操作界面中文顯示，簡單清晰，降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，刻楦速度即勞動生產(chǎn)率提高30％以上，可以刻制加工機(jī)械鞋楦機(jī)所不能加工的特殊規(guī)格的鞋楦，如尖頭、超高跟、特高幫等，機(jī)械刻楦機(jī)加工時離不開靠模樣楦，鞋楦生產(chǎn)單位為存放數(shù)千種不同型號、形狀的鞋模須占用很大的場地，且查找極為不便。應(yīng)用這套數(shù)字化控制裝置后，靠模的三維成像數(shù)據(jù)存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)或刻錄在光碟中，可以極為方便地查詢、檢索、調(diào)用，節(jié)省了大量的場地并提高了企業(yè)的笡理水平。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明光柵脈沖變換及計(jì)數(shù)采集電路和Y方向光柵探頭的電路圖。
圖3為本發(fā)明編碼器脈沖信號變換放大器和Z方向旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集傳送器的電路圖。
圖4為本發(fā)明控制信號分配電路和伺服信號放大電路的電路圖。
圖5為本發(fā)明X、Y、Z方向伺服控制器和旋轉(zhuǎn)編碼器的電路圖。
圖6為本發(fā)明輸出控制軟件流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明為電腦仿型制楦機(jī)的三維數(shù)據(jù)采集及仿形加工的電氣控制裝置，它主要包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、微機(jī)，其特征在于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1分別與Y方向光柵探頭2、夾緊機(jī)構(gòu)3、刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)4、Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器5連接，Y方向光柵探頭2與光柵脈沖變換及計(jì)數(shù)采集電路6連接，Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器5與旋轉(zhuǎn)編碼器7連接，旋轉(zhuǎn)編碼器7與編碼器脈沖信號變換放大器8連接，編碼器脈沖信號變換放大器8與Z方向旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集傳送器9連接，數(shù)據(jù)采集電路10分別和Z方向旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集傳送器9、光柵脈沖變換及計(jì)數(shù)采集電路6、刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)4連接，刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)4與刀具架X方向進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)11連接，刀具架X方向進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)11與X方向伺服控制器12連接，數(shù)據(jù)采集電路10與微機(jī)13連接，微機(jī)13與信號脈沖發(fā)生電路14連接，信號脈沖發(fā)生電路14與伺服信號放大電路15連接，伺服信號放大電路15與控制信號分配電路16連接，控制信號分配電路16分別與Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器5、Y方向伺服控制器17、X方向伺服控制器12連接，Y方向伺服控制器17與刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)4連接。
這套電腦仿型制楦機(jī)的三維數(shù)據(jù)采集及仿形加工的電氣控制裝置是由中央電腦、信號轉(zhuǎn)換電路、X、Y、Z三軸數(shù)據(jù)閉環(huán)控制系統(tǒng)、坐標(biāo)精確定位計(jì)數(shù)裝置、X、Y、Z三軸數(shù)字化走刀驅(qū)動裝置、智能化交流伺服電機(jī)執(zhí)行器組成，其中中央電腦通過各電器接口電路實(shí)時地將X、Y、Z三軸上傳感器的信號變換成數(shù)字信號，存儲到機(jī)內(nèi)三維數(shù)組中，X軸方向上的坐標(biāo)由交流伺服電機(jī)所走的脈沖數(shù)來記錄其瞬間位置坐標(biāo)，Y軸方向上的坐標(biāo)由讀入的光柵尺的數(shù)據(jù)來記錄其瞬間的位置坐標(biāo)，Z軸方向上的坐標(biāo)由數(shù)字編碼器所發(fā)出的脈沖數(shù)來記錄其瞬間的角度坐標(biāo)。通過相應(yīng)的軟件處理，勾畫出實(shí)際樣楦的三維坐標(biāo)圖形，再運(yùn)用CAD技術(shù)繪制出刀具實(shí)際加工的軌跡圖，根據(jù)該軌跡圖向電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出加工指令，信號轉(zhuǎn)換電路及坐標(biāo)精確定位計(jì)數(shù)裝置對各軸上的狀態(tài)信號進(jìn)行變換處理，濾去不規(guī)則的雜波，對其作還原處理，從而將各坐標(biāo)的精確定位信號送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，X、Y、Z三軸數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)繪制出的刀具實(shí)際加工軌跡圖變換成可供執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作的數(shù)據(jù)指令，該數(shù)據(jù)指令經(jīng)過上述電氣系統(tǒng)后，已成為弱電指令脈沖，且該簇指令脈沖已調(diào)制成與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相匹配的信號，數(shù)字化走刀驅(qū)動裝置是對三軸閉環(huán)控制系統(tǒng)產(chǎn)生的弱電指令脈沖進(jìn)行功率驅(qū)動，使之可以直接送入智能伺服交流電機(jī)，依照計(jì)算機(jī)送出的刀具加工軌跡圖指揮各臺交流伺服電機(jī)的動作節(jié)拍，智能交流伺服電機(jī)是近年來發(fā)展起來的新型可控電機(jī)，電機(jī)的控制器帶有計(jì)算機(jī)智能化功能，其動態(tài)響應(yīng)快、定位精確。在本套電氣控制裝置中，選用日本全進(jìn)口交流伺服電機(jī)，確保了高速、高精度控制的實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明具體實(shí)施中，先進(jìn)行初始化程序，一旦收到Z軸位置的脈沖起點(diǎn)，即向X軸執(zhí)行電機(jī)發(fā)出與Z軸頻率相應(yīng)的脈沖指令，將Y軸光柵脈沖計(jì)數(shù)譯碼轉(zhuǎn)換成長度信號并儲存到相應(yīng)數(shù)組單元，并將X軸上發(fā)出的脈沖數(shù)譯碼轉(zhuǎn)換成位置信號并存儲到相應(yīng)的數(shù)組單元，利用Z軸2500點(diǎn)編碼器間隔，逐點(diǎn)對相鄰數(shù)據(jù)比較判別有否不規(guī)則壞點(diǎn)，顯示相應(yīng)的壞點(diǎn)位置及圖標(biāo)，微機(jī)會提示操作員是否要進(jìn)行修改，操作員可選擇刪除該數(shù)組，或是鍵入文件名稱后予以存儲，再根據(jù)操作員的要求對不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同程度的處理以及修正，并輸出結(jié)果。
本發(fā)明的配套程序在運(yùn)行初會提示操作員鍵入欲打制鞋楦的文件名，在操作員鍵入相應(yīng)鞋樣的文件名后，電腦會調(diào)出該文件名的三維數(shù)組，并勾畫出立體圖形，然后在屏幕上顯示，在得到操作員確定后進(jìn)行原碼打制，若操作員認(rèn)為需要進(jìn)行縮放打制，可按需要鍵入縮放尺寸，電腦在進(jìn)行一系列內(nèi)部運(yùn)算后會在顯示屏上勾畫出經(jīng)縮放后的立體圖形，這時操作員可以根據(jù)需要點(diǎn)擊設(shè)置打制的速度，電腦會由打制速度計(jì)算出Z軸脈沖的時間間隔并計(jì)算出X、Y軸上對應(yīng)的脈沖數(shù)，并根據(jù)傳動機(jī)構(gòu)的變速比計(jì)算出X、Y、Y軸控制脈沖在每一個Z軸分隔脈沖間隙中的頻率，再根據(jù)切削刀具的尺寸將X、Y、Z軸上的數(shù)據(jù)折算到實(shí)際切削時的軌跡，再利用數(shù)控插補(bǔ)原理計(jì)算需在各軸上的實(shí)際走刀量，程序檢測系統(tǒng)是否有啟動信號，然后依據(jù)設(shè)定的打制速度啟動Z軸驅(qū)動電機(jī)，程序判斷Z軸起點(diǎn)是否有脈沖信號，然后在每一個n＝0～n-1時向信號發(fā)生模塊發(fā)出f(Xn)、f(Yn)指令控制信號，這些控制信號經(jīng)各信號驅(qū)動、控制電機(jī)轉(zhuǎn)換成進(jìn)刀量，之后系統(tǒng)會將實(shí)際進(jìn)刀量與各軸指令控制信號進(jìn)行比較、檢測，判斷進(jìn)刀數(shù)是否在規(guī)定時間內(nèi)發(fā)出，如得出結(jié)果為否，可及時進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，系統(tǒng)在得到加工完成信號后，X、Y、Z軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)會自動復(fù)位，接著打開防護(hù)門，系統(tǒng)提示是否需要重新復(fù)制，如結(jié)果為是，系統(tǒng)將重新關(guān)閉防護(hù)門，處于待命狀態(tài)，如結(jié)果為否系統(tǒng)會提示是否結(jié)束整個程序，在得到確認(rèn)信息后結(jié)束程序運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.電腦仿型制楦機(jī)的三維數(shù)據(jù)采集及仿形加工的電氣控制裝置，它主要包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、微機(jī)，其特征在于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分別與Y方向光柵探頭、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)、Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器連接，Y方向光柵探頭與光柵脈沖變換及計(jì)數(shù)采集電路連接，Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器與旋轉(zhuǎn)編碼器連接，旋轉(zhuǎn)編碼器與編碼器脈沖信號變換放大器連接，編碼器脈沖信號變換放大器與Z方向旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集傳送器連接，數(shù)據(jù)采集電路分別和Z方向旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集傳送器、光柵脈沖變換及計(jì)數(shù)采集電路、刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)連接，刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)與刀具架X方向進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，刀具架X方向進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)與X方向伺服控制器連接，數(shù)據(jù)采集電路與微機(jī)連接，微機(jī)與信號脈沖發(fā)生電路連接，信號脈沖發(fā)生電路與伺服信號放大電路連接，伺服信號放大電路與控制信號分配電路連接，控制信號分配電路分別與Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器、Y方向伺服控制器、X方向伺服控制器連接，Y方向伺服控制器與刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電腦仿型制楦機(jī)的三維數(shù)據(jù)采集及仿形加工的電氣控制裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分別與Y方向光柵探頭、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)、Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器連接，Y方向光柵探頭與光柵脈沖變換及計(jì)數(shù)采集電路連接，Z方向旋轉(zhuǎn)伺服控制器與旋轉(zhuǎn)編碼器連接，旋轉(zhuǎn)編碼器與編碼器脈沖信號變換放大器連接，編碼器脈沖信號變換放大器與Z方向旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集傳送器連接，數(shù)據(jù)采集電路分別和Z方向旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集傳送器、光柵脈沖變換及計(jì)數(shù)采集電路、刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)連接，刀具進(jìn)退機(jī)構(gòu)與刀具架X方向進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，刀具架X方向進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)與X方向伺服控制器連接，使用本發(fā)明后大大提高了制鞋的精密度，提高工作效率，簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。
文檔編號G05B19/00GK1640339SQ200410015759
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月8日
發(fā)明者周儉, 夏炯, 項(xiàng)敏 申請人:上海奎德機(jī)電設(shè)備有限公司