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鑰匙（shí）銑齒機數（shù）控係統的研究與開發

2018-1-31 來源：北京航天數控係統（tǒng）有限公司作者：李悅宋霹卿

摘要：結合數控技（jì）術與鑰匙生產加工特點的鑰匙（shí）銑齒機數（shù）控係（xì）統,解決了齒形編碼自動生（shēng）成和齒形（xíng）加工（gōng）自動編程的關（guān）鍵技術,滿足了鑰匙加工高效率和高精（jīng）度的需求,提高了鑰匙生產製造水平。

關鍵詞：數控係統銑齒機（jī）齒形編碼自動編程（chéng）序

鑰匙作為鎖具的重要（yào）組成部分之一,其工藝結構和加工精度直接影響著鎖（suǒ）具的安全性。利用機（jī）床數控（kòng）係統（tǒng）的（de）高效、高速、高精的優點,研發針對鑰（yào）匙（shí）生（shēng）產加工特點的專用（yòng）數控係統,可滿足鑰匙加工（gōng）種類多,速度快,精度高（gāo）的需求（qiú）。

1、鑰匙銑齒機（jī）數控係統的總體設計方案

1.1 係統的硬件設計方案

鑰匙銑齒機數控係統硬件采用以PC作為數控係統的運（yùn）行平台,主機和多（duō）功能控製卡構成了主從式雙微處理器,其中PC機是上位機（jī）,通（tōng）過（guò）數據總線對多功能控製卡進行監視（shì）、協調、控製等各種操作,主要完成一些非實時或弱實時性的任務（wù）,如文（wén）件的編輯、參數的設置、加工狀態的（de）顯示等;多（duō）功能控製板在係統中則是下位機,主要完（wán）成（chéng）位置控製（zhì）、速度調節、插補算法等實時任務。係統硬件結構如圖1所示。

圖:1鑰匙銑齒機數控係統的硬件結構

1.2 係統的軟件設計方案

根據鑰匙銑齒機（jī）數（shù）控係統（tǒng）所要（yào）完（wán）成的任（rèn）務性質,將軟件分成管理和控製兩部分,其中管理部（bù）分主要包（bāo）括數據輸（shū）入（rù）處理（lǐ）、1/0處理、通訊、人機顯示、文件管理、係統診斷程序;

控製部分主要包括數（shù）據譯碼、刀具補償、速度控製、位置控製、插補程序（xù）。係統任務結構如圖2所示。

圖2:鑰匙銑齒（chǐ）機數（shù）控係統任務結構圖

2、鑰匙銑齒機數控係統（tǒng）關鍵技術的實現

2.1 齒形自動（dòng）編碼功能的（de）實現

鑰匙齒形編碼分為基礎碼和篩選碼兩部分。基礎碼是（shì）根據齒形（xíng）編碼位數和進製數產生的所有鑰匙齒形編碼（mǎ）;篩選碼是以基礎碼為篩選範圍,根據齒（chǐ）形編碼（mǎ）規則,所有符合規則（zé）要

求的編碼總和。

鑰匙齒形基礎碼,即在m個齒形編碼位數和n個齒形編碼進（jìn）製中,找出所有的排列組合。

通過對齒形編碼規則和回溯算法（fǎ）的研究,計出（chū）一（yī）種優化的回溯算法（fǎ）,解決（jué）了齒形編碼自動生成問（wèn）題,其原理是:首先（xiān）初始化所有齒形編碼位為1;其次以最低位為排序起點,逐次將此位編碼號（hào）加一得到新的編碼值,直至該（gāi）位值達到最大進製值後,向（xiàng）前回溯一位,同時初始當前位後麵的所有編（biān）碼位為1;再次從最低位開始（shǐ）逐次把該位編碼號加（jiā）一（yī）得到新的編碼值,直至該位值達到最大進製值後,向前（qián）回溯一位,同時初始（shǐ）當前（qián）位後（hòu）麵的所有編碼位為1,以此類推,最後當每一位編碼號都為（wéi）最（zuì）大進製值時,就取得了全部的基礎碼。

2.2 鑰匙加工自動編程功能的實現（xiàn）

鑰匙的加工雖然具（jù）有種類多,數量大的（de）特點（diǎn）,但是經過對不同鑰匙加工工藝的分析對比,從中依然可以看出它們在形狀特征、加工方法等方麵具有很大的相似性,因此,借鑒成（chéng）組編程（chéng）法的編程思想,基於成（chéng）組技術,根據鑰匙的相同或相似元（yuán）素歸類成組,以組為單位編寫相應（yīng）的加工程序,從（cóng）而實現（xiàn）鑰匙加工（gōng）自動編程功能。

通過對不同種類鑰匙加工工藝（yì）的搜集、分析,按照加工工藝流程,鑰（yào）匙齒形可分為:單邊尖齒、單邊平齒、雙邊尖齒、多邊尖齒。雖然不同齒形加工工藝所自動生成的加工程（chéng）序

略有不同,但程序設計實現的方法相同,即采用數控G代碼和M代碼指令實現鑰匙加（jiā）工（gōng）程（chéng）序的編製。

所使用的G代碼包（bāo）括:G90:絕對坐標值指令;Ggl:相對坐標值指令G00:快速定位指令Gol:直線插補指令G0:4暫（zàn）停指令。

所使用的M代碼包（bāo）括：

M03:主軸正轉指令;M17:打碼（mǎ）指令;M19:送料進;M20:送料退;MZI:機械手進;M22:機械手退;M23:夾緊;M24:鬆開;M25:接料進;M26:接料退;M27:鏟進;M28:鏟退;M29:吹氣;M05:主軸停止指令。

3、總結

鑰（yào）匙銑齒機數控係統己應用於鎖具企業的實際生產（chǎn）加工,提高（gāo）了鑰匙加工的生產效率和產品（pǐn）質量,降低了鎖具互（hù）開率,滿足了實（shí）際生產的需要。

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