车床模式与铣床模式的切换方法、系统及数控机床与流程

1.本发明属于数控机床技术领域，更具体地，涉及一种车床模式与铣床模式的切换方法、系统及数控机床。


背景技术：

2.车铣复合中心机床是在标准车床基础上，通过增配c轴、yb模块、刀库模块、高压内冷模块等配置实现机床的五轴加工需求。
3.为实现复合机床在铣削时主轴输出更大的扭矩及c轴更高的分度精度，通常的复合机床带有独立的c轴传动机构，以前c轴的啮合只是通过plc控制油缸做伸出与退回动作来拉动c轴传动机构与主轴进行啮合，但这样的操作容易出现故障，且在大多数情况下c轴传动机构与主轴是啮合不上的。
4.现有技术采用了很多方法来实现c轴传动机构与主轴的啮合。一种方法是在c轴传动机构与主轴齿轮啮合时先去掉主轴与c轴电机的使能，使这两个轴无扭矩输出处于自由旋转状态，然后增加啮合油缸的压力， 通过更大的咬合力量带动主轴和c轴转动实现c轴传动机构与主轴的完全啮合，但这种方法也可能出现c轴齿轮与主轴齿轮顶齿的情况，即使输出再大的力量也是不能使c轴齿轮与主轴齿轮完全啮合的，另外太大的压力还可能使齿轮损坏；另一种方法是在c 轴传动机构与主轴啮合之前先让主轴与c 轴定位，定位的位置为每次c轴齿轮与主轴齿轮啮合时的位置，这种方法大大提高c轴传动机构与主轴啮合的成功率，但如果主轴有不同的挡位，当主轴在低挡定位或在高挡定位时，与c轴啮合的主轴的啮合齿轮所处的位置是不同的，这样就有可能出现啮合不成功的情况，无法做到无故障啮合，并且主轴后端安装有外装编码器，该编码器分别作为主轴与c轴的位置反馈，如果plc程序与nc程序配合不好，还会出现报警。
5.公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提出一种车床模式与铣床模式的切换方法、系统及数控机床，实现c 轴传动机构与主轴无故障啮合，保证机床在铣削时主轴能够输出更大的扭矩，同时提高了c 轴的分度精度，且降低了成本。
7.为实现上述目的，本发明提出了一种车床模式与铣床模式的切换方法、系统及数控机床。
8.根据本发明的第一方面，提出了一种车床模式与铣床模式的切换方法，包括：车床模式切换到铣床模式：判断c轴的齿轮与主轴的主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若是，则此时机床为所述铣床模式；
若否，判断所述主轴是否为空挡状态，若是所述空挡状态，则控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；若否，则控制所述主轴停止转动，并将所述主轴切换到所述空挡状态，进而控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；所述啮合到位后，所述机床为所述铣床模式；所述铣床模式切换到所述车床模式：判断所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，则此时所述机床为所述车床模式；若是，控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮脱离，所述脱离到位后，所述机床为所述车床模式。
9.可选地，所述控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合具体包括：控制第一伺服电机驱动第一c轴齿轮从第一初始位置向所述主轴箱大齿轮移动，所述第一c轴齿轮的侧面相对所述主轴箱大齿轮的侧面，同时控制第一c轴电机驱动所述第一c轴齿轮转动；所述第一c轴齿轮与所述主轴箱大齿轮啮合到位后，控制第二伺服电机驱动第二c轴齿轮从第二初始位置向所述主轴箱大齿轮移动，所述第二c轴齿轮的侧面相对所述主轴箱大齿轮的侧面，同时第二c轴电机驱动所述第二c轴齿轮转动，直到所述第二c轴齿轮与所述主轴箱大齿轮啮合到位；所述啮合到位后，控制所述第一c轴电机和所述第二c轴电机停止转动；其中，所述第一c轴齿轮与所述第二c轴齿轮为同向转动。
10.可选地，所述控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮脱离具体包括：控制所述第一伺服电机驱动所述第一c轴齿轮脱离所述主轴箱大齿轮，退回到所述第一初始位置；同时控制所述第二伺服电机驱动所述第二c轴齿轮脱离所述主轴箱大齿轮，退回到所述第二初始位置。
11.可选地，还包括：在所述车床模式切换到所述铣床模式的过程中，将测量所述主轴运动的外装编码器切换到测量所述c轴的运动。
12.可选地，在所述铣床模式切换到所述车床模式的过程中，将测量所述c轴运动的所述外装编码器切换到测量所述主轴的运动。
13.可选地，在所述铣床模式进行铣削工作时，所述第一c轴电机和所述第二c轴电机为主从驱动消隙控制模式。
14.根据本发明的第二方面，提出了一种车床模式与铣床模式的切换系统，用于执行第一方面任一项所述的车床模式与铣床模式的切换方法，包括：控制模块，用于在车床模式切换到铣床模式时，判断c轴的齿轮与主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，判断主轴是否为空挡状态，若是所述空挡状态，则控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合，若否，则控制所述主轴停止转动，并将所述主轴切换到所述空挡状态，进而控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；在所述铣床模式切换到所述车床模式时，判断所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，则此时所述机床为所述车床模式；若是，控制所述c轴的齿轮与所
述主轴箱大齿轮脱离，所述脱离到位后，所述机床为所述车床模式；所述c轴，用于所述机床通过所述c轴进行铣削工作；所述主轴，用于所述机床通过所述主轴进行车削工作。
15.可选地，还包括：外装编码器，用于在所述车床模式中，测量所述主轴的运动；在所述铣床模式中，测量所述c轴的运动。
16.可选地，所述控制模块包括：plc模块，用于在所述车床模式切换到所述铣床模式时，将测量所述主轴运动的所述外装编码器切换到测量所述c轴的运动；在所述铣床模式切换到所述车床模式时，将测量所述c轴运动的所述外装编码器切换到测量所述主轴的运动；nc模块，用于在所述车床模式切换到所述铣床模式时，判断c轴的齿轮与主轴的主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若是，则此时机床为所述铣床模式；若否，判断所述主轴是否为空挡状态，若是所述空挡状态，则控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；若否，则控制所述主轴停止转动，并将所述主轴切换到所述空挡状态，进而控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；所述啮合到位后，删除所述c轴旋转剩余行程；在所述铣床模式切换到所述车床模式时，判断所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，则此时所述机床为所述车床模式；若是，控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮脱离，所述脱离到位后，所述机床为所述车床模式。
17.根据本发明的第三方面，提出了一种数控机床，所述数控机床包括第二方面任一项所述的车床模式与铣床模式的切换系统。
18.本发明的有益效果在于：在车床模式切换到铣床模式时，在nc程序的控制下，使主轴停机并挂空挡，通过伺服电机驱动c轴齿轮向主轴箱齿轮运动，c轴电机驱动c轴齿轮旋转，实现c轴齿轮与主轴箱齿轮的无故障啮合，即使主轴有变挡的情况也可做到无故障的啮合，实现车床模式到铣床模式的无故障切换；在铣床模式下是通过c轴的两个电机分别作为主驱动电机和从驱动电机带动两个c轴，进而带动主轴，实现了主从电机消隙控制，而且比普通单电机结构实现扭矩更大，使机床在铣削时主轴能够输出更大的扭矩，提高了加工效率；同时在plc程序的控制下，将主轴的外装编码器切换到c轴实现了全闭环控制，提高了c 轴的分度精度；在铣床模式切换到车床模式时，在nc程序的控制下，c轴电机不需要工作，控制伺服电机驱动c轴齿轮回退到初始位置，实现铣床模式到车床模式的无故障切换，同时在plc程序的控制下，将c轴的外装编码器切换到主轴实现了全闭环控制；通过严谨的plc程序和nc程序配合控制，实现了车床模式与铣床模式无故障、无报警的切换。
19.本发明的系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
20.通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相
同部件。
21.图1示出了根据本发明的一种车床模式与铣床模式的切换方法的车床模式切换成铣床模式的步骤的流程图。
22.图2示出了根据本发明的一种车床模式与铣床模式的切换方法的铣床模式切换成车床模式的步骤的流程图。
23.图3示出了根据本发明的实施例1的机床的结构示意图。
24.图4示出了根据本发明的实施例1的c轴啮合时序图。
25.图5示出了根据本发明的实施例1的c轴脱开时序图。
26.图6示出了根据本发明的实施例2的一种车床模式与铣床模式的切换系统的示意图。
27.附图标记：
28.1、主轴箱大齿轮，2 、c轴啮合小齿轮，3、 c轴啮合小齿轮，4、伺服电机，5、伺服电机，6、c轴电机，7、外装编码器，8、c轴电机，9、主轴电机。
具体实施方式
29.下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
30.根据本发明的一种车床模式与铣床模式的切换方法包括：如图1所示，车床模式切换到铣床模式：判断c轴的齿轮与主轴的主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若是，则此时机床为铣床模式；若否，判断主轴是否为空挡状态，若是空挡状态，则控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮进行啮合；若否，则控制主轴停止转动，并将主轴切换到空挡状态，进而控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮进行啮合；啮合到位后，机床为铣床模式；如图2所示，铣床模式切换到车床模式：判断c轴的齿轮与主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，则此时机床为车床模式；若是，控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮脱离，脱离到位后，此时机床为车床模式。
31.具体地，主轴电机通过皮带与主轴一端连接以驱动主轴转动，主轴另一端与主轴箱大齿轮固定连接，两个c轴与主轴平行，两个c轴均包括一个伺服电机、一个c轴电机和一个c轴齿轮，伺服电机固定于c轴侧面以驱动c轴平行于主轴进行往复移动，c轴电机固定于c轴一端以驱动c轴转动，与主轴电机处于同一侧，c轴另一端与c轴齿轮固定连接，c轴齿轮与主轴箱大齿轮处于同一侧；将机床由车床模式切换到铣床模式时，首先判断此时c轴的齿轮与主轴的主轴箱大齿轮是否为啮合状态，即判断此时机床是否为铣床模式，若是，则此时为铣床模式，不需要进行切换，若否，则判断此时主轴是否为空挡状态，若不是空挡状态，则控制主轴电机停止，进而使主轴停止转动，然后将主轴挂上空挡；若是空挡状态，则控制c轴电
机驱动c轴旋转，进而带动c轴齿轮旋转，控制伺服电机驱动c轴由初始位置向主轴的主轴箱大齿轮运动，即c轴齿轮向主轴箱大齿轮移动，啮合到位后外装编码器切换成测量c轴的运动，由啮合到位位置开关反馈啮合到位，此时机床为铣床模式，可以进行铣削工作；将机床由车床模式切换到铣床模式时，首先判断c轴的齿轮与主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，则此时机床为车床模式，不需要进行切换，若是，则只需要控制伺服电机带动c轴回退到初始位置，进而带动c轴齿轮脱离主轴箱大齿轮，不需要控制c轴电机，回退到位后外装编码器切换成测量主轴的运动，由回退到位位置开关反馈回退到位，此时机床为车床模式，可以进行车削工作。
32.在一个示例中，控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮进行啮合具体包括：控制第一伺服电机驱动第一c轴齿轮从第一初始位置向主轴箱大齿轮移动，第一c轴齿轮的侧面相对主轴箱大齿轮的侧面，同时控制第一c轴电机驱动第一c轴齿轮转动；第一c轴齿轮与主轴箱大齿轮啮合到位后，控制第二伺服电机驱动第二c轴齿轮从第二初始位置向主轴箱大齿轮移动，第二c轴齿轮的侧面相对主轴箱大齿轮的侧面，同时第二c轴电机驱动第二c轴齿轮转动，直到第二c轴齿轮与主轴箱大齿轮啮合到位；啮合到位后，控制第一c轴电机和第二c轴电机停止转动；其中，第一c轴齿轮与第二c轴齿轮为同向转动。
33.具体地，本发明有两个c轴，第一c轴包括第一伺服电机、第一c轴齿轮、第一c轴电机、第一回退位置到位位置开关和第一啮合到位位置开关；第二c轴包括第二伺服电机、第二c轴齿轮、第二c轴电机、第二回退位置到位位置开关和第二啮合到位位置开关；控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮进行啮合首先控制第一c轴与主轴进行啮合，控制第一伺服电机驱动第一c轴从第一初始位置向主轴箱大齿轮移动，进而使第一c轴上的第一c轴齿轮向主轴箱大齿轮移动，第一c轴齿轮的侧面相对主轴箱大齿轮的侧面，即第一c轴齿轮从主轴箱大齿轮的侧面与主轴箱大齿轮进行啮合，同时控制第一c轴电机驱动第一c轴齿轮转动，使第一c轴齿轮在转动的情况下与主轴箱大齿轮进行啮合，只有这样才能使第一c轴齿轮与主轴箱大齿轮啮合，啮合过程中，因主轴处于空挡，主轴箱在第一c轴齿轮的带动下进行反向转动，当第一啮合到位位置开关有反馈时，第一c轴与主轴啮合完成；然后控制第二c轴与主轴进行啮合，控制第二伺服电机驱动第二c轴从第二初始位置向主轴箱大齿轮移动，进而使第二c轴上的第二c轴齿轮向主轴箱大齿轮移动，第二c轴齿轮的侧面相对主轴箱大齿轮的侧面，即第二c轴齿轮从主轴箱大齿轮的侧面与主轴箱大齿轮进行啮合，同时控制第二c轴电机驱动第一c轴齿轮转动，使第二c轴齿轮在转动的情况下与主轴箱大齿轮进行啮合，啮合过程中保证第二c轴齿轮与第一c轴齿轮同步同向转动，才能使第二c轴齿轮与主轴箱大齿轮啮合成功，当第二啮合到位位置开关有反馈时，第二c轴与主轴啮合完成，然后通过nc程序中的删除剩余行程命令，控制第一c轴电机和第二c轴电机停止转动。
34.在一个示例中，控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮脱离具体包括：控制第一伺服电机驱动第一c轴齿轮脱离主轴箱大齿轮，退回到第一初始位置；同时控制第二伺服电机驱动第二c轴齿轮脱离主轴箱大齿轮，退回到第二初始位置。
35.具体地，控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮脱离只需要控制第一伺服电机和第二伺服电机同时驱动第一c轴和第二c轴分别退回到第一初始位置和第二初始位置，进而带动第一c轴齿轮和第二c轴齿轮脱离主轴箱大齿轮，当第一回退到位位置开关和第二回退到位位
置开关发出反馈时，此时机床为车床模式。
36.在一个示例中，还包括：在车床模式切换到铣床模式的过程中，将测量主轴运动的外装编码器切换到测量c轴的运动。
37.具体地，在车床模式切换到铣床模式的过程中，当第二啮合到位位置开关有反馈时，切换外装编码器的测量对象，即外装编码器由测量主轴的运动切换到测量c轴的运动，此c轴为主动轴，此切换过程由plc程序配合nc程序时序图进行。
38.在一个示例中，在铣床模式切换到车床模式的过程中，将测量c轴运动的外装编码器切换到测量主轴的运动。
39.具体地，在铣床模式切换到车床模式的过程中，当第一回退到位位置和第二回退到位位置开关有反馈时，切换外装编码器的测量对象，即外装编码器由测量c轴的运动切换到测量主轴的运动，此切换过程由plc程序配合nc程序时序图进行。
40.在一个示例中，在铣床模式进行铣削工作时，第一c轴电机和第二c轴电机为主从驱动消隙控制模式。
41.具体地，在铣床模式进行铣削工作时，第一c轴电机和第二c轴电机为主从驱动消隙控制模式，第一c轴电机为主动电机，第二c轴为从动电机，主从驱动可以有效地解决电机消隙问题，提高了电机控制系统的性能和可靠性。
42.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.实施例1
44.本实施例提供了一种车床模式与铣床模式的切换方法，包括：
45.车床模式切换成铣床模式：
46.如图3所示，在车床模式下，c轴啮合小齿轮2，c轴啮合小齿轮3是不和主轴箱大齿轮1啮合的，是在回退的位置，并且回退到位置开关，只有以上条件都满足的情况下才是车床模式，主轴电机9是通过皮带与主轴连接的，外装编码器7作为主轴的位置反馈，而且主轴不在空挡的状态下，就可以进行车削工作；要切换成铣床模式，首先主轴要挂上空挡，然后c轴啮合小齿轮2和c轴啮合小齿轮3分别在伺服电机4和伺服电机5的驱动下和主轴箱大齿轮1进行啮合，在啮合过程中c轴电机6和c轴电机8驱动c轴啮合小齿轮2和c轴啮合小齿轮3进行旋转，才能使c轴啮合小齿轮2和c轴啮合小齿轮3顺利的和主轴箱大齿轮1啮合上，啮合到位有位置开关，外装编码器7切换成c轴的位置反馈，c轴是主从电机消隙控制，现在就可以进行铣削工作；c轴啮合时plc程序必须严格按着如图4所示c轴啮合时序图编制，程序开始，c轴脱开信号为0时，脱开，主轴使能信号db35.dbx2.1 db35.dbx21.7为0，断开控制，经过20毫秒延时，主轴外编信号db35.dbx1.6为0，当啮合信号为1时，c轴使能信号db37.dbx2.1 db37.dbx21.7为0，经过20毫秒延时，c轴内编信号db37.dbx1.5为0，再经过20毫秒延时，c轴外编信号db37.dbx1.6为1，程序结束时c轴使能信号db37.dbx2.1 db37.dbx21.7为1，此过程完成了从主轴到c轴外装编码器7的切换；
47.铣床模式切换到车床模式：c轴不需要旋转，只需要伺服电机4和国产伺服电机5分别驱动c轴啮合小齿轮2和c轴啮合小齿轮3运动到回退的位置就可以了，回退到位有位置开关；c轴脱开时plc程序必须严格按着如图5所示的c轴脱开时序图编制，程序开始，c轴啮合
信号为0时，c轴使能信号db37.dbx2.1 db37.dbx21.7为0，当c轴脱开信号为1时，经过20秒延时，c轴外编信号db37.dbx1.6为0，再经过20秒延时，c轴内编信号db37.dbx1.5为1，主轴外编信号db35.dbx1.6为1，最后20秒延时，程序结束时c轴使能信号db37.dbx2.1 db37.dbx21.7为1，主轴使能信号db35.dbx2.1 db35.dbx21.7为1，此过程完成了从c轴到主轴外装编码器7的切换；
48.实现c轴内置编码器与外装编码器7的切换的plc程序如下：
49.network: 1 control controller enble on/offa(on m101.6
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mode millingo t98a(on q54.6
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c1 axis unlink ka116o db256.dbx 1.5)l s5t#500mssd t94a t94= m100.0
50.network: 2 c axis was linked delaya m101.6
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mode millingl s5t#500mssd t98
51.network: 3 controller enablea m100.0= db37.dbx 2.1
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controller enable= db37.dbx 21.7
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pulse enable
52.network: 4 follow-up modea m0.1
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marker static 1= db37.dbx 1.4
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follow-up mode
53.network: 5 position measuring system 1an t98a(on db300.dbx 204.0
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memory m27o t99)= db37.dbx 1.5
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position measuring system 1
54.network: 6 position measuring system 2o t98o
a db300.dbx 204.0
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memory m27an t99= db35.dbx 1.6
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position measuring system 2
55.network: 7 c axis was unlinked delaya m101.7
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mode turningl s5t#500mssd t99
56.network: 8 set digi. nck input 30a db300.dbx 204.5
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c1 axis connected ist milling= db10.dbx 127.5
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set digi. nck input 30r db10.dbx 126.5
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disable digi. nck input30
57.network: 9 set digi. nck input 40a db300.dbx 209.2
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ist gear 3= db10.dbx 129.7
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set digi. nck input 40r db10.dbx 128.7
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disable digi. nck input40
58.程序段1是c轴控制使能的通断，程序段2是c轴啮合到位的延时，程序段3 是c轴控制使能，程序段4是跟随模式，程序段5是c轴第一测量系统生效，程序段6是c轴第二测量系统生效，程序段7是c轴脱开到位的延时，程序段8是铣床模式时plc给nc的数字量输入，程序段9是主轴空档时plc给nc的数字量输入；
59.只有plc程序控制主轴与c轴共用一个外装编码器7切换是不够的，还需要nc程序配合才能完成，先判断c轴是否已经啮合到位，再判断主轴是否是空档，如果不是空档，主轴先停止然后自动变成空档，c轴给出旋转指令pos[c1]=ic(360) fa[c1]=100，同时通过m28指令控制伺服电机4和伺服电机5驱动c轴啮合小齿轮2和c轴啮合小齿轮3进行啮合，啮合到位时，还需要do deldtg指令来删除c轴旋转剩余的余程，不然系统会发出报警，c轴脱开时，c轴不需要旋转，只需要通过m27指令控制伺服电机4和伺服电机5驱动c轴啮合小齿轮2和c轴啮合小齿轮3脱离主轴箱大齿轮，脱离到位就完成了；
[0060]
nc程序如下所示：%_n_asup_c1_spf
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；程序名称;$path=/_n_cma_dir
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；程序路径if $a_in[30]==1 gotof end
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；判断c轴是否已啮合if $a_in[40]==1 gotof re1
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；判断主轴是否空挡m1=05
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；第一主轴停m1=43
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；第一主轴换空挡g4f0.5re1:when $a_in[30]==1 do deldtg
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；nc删除余程pos[c1]=ic(360) fa[c1]=100 m28 ；旋转c轴同时啮合if $a_in[30]==0 gotob re1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
；判断c轴是否已啮合到位g4f0.5
end：m17
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；子程序结束
[0061]
实施例2
[0062]
如图6所示，本实施例提供了一种车床模式与铣床模式的切换系统，用于执行实施例1所述的车床模式与铣床模式的切换方法，包括：plc模块，用于在车床模式切换到铣床模式时，将测量主轴运动的外装编码器切换到测量c轴的运动；在铣床模式切换到车床模式时，将测量c轴运动的外装编码器切换到测量主轴的运动；nc模块，用于在车床模式切换到铣床模式时，判断c轴的齿轮与主轴的主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若是，则此时机床为铣床模式；若否，判断主轴是否为空挡状态，若是空挡状态，则控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮进行啮合；若否，则控制主轴停止转动，并将主轴切换到空挡状态，进而控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮进行啮合；啮合到位后，删除c轴旋转剩余行程；在铣床模式切换到车床模式时，判断c轴的齿轮与主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，则此时机床为车床模式；若是，控制c轴的齿轮与主轴箱大齿轮脱离，脱离到位后，机床为车床模式。
[0063]
c轴，用于机床通过c轴进行铣削工作；主轴，用于机床通过主轴进行车削工作；外装编码器，用于在车床模式中，测量主轴的运动；在琐碎铣床模式中，测量c轴的运动。
[0064]
实施例3
[0065]
本实施例提供了一种数控机床，所述数控机床包括实施例2所述的车床模式与铣床模式的切换系统。
[0066]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

技术特征：
1.一种车床模式与铣床模式的切换方法，其特征在于，包括：车床模式切换到铣床模式：判断c轴的齿轮与主轴的主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若是，则此时机床为所述铣床模式；若否，判断所述主轴是否为空挡状态，若是所述空挡状态，则控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；若否，则控制所述主轴停止转动，并将所述主轴切换到所述空挡状态，进而控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；所述啮合到位后，所述机床为所述铣床模式；所述铣床模式切换到所述车床模式：判断所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，则此时所述机床为所述车床模式；若是，控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮脱离，所述脱离到位后，所述机床为所述车床模式。2.根据权利要求1所述的车床模式与铣床模式的切换方法，其特征在于，所述控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合具体包括：控制第一伺服电机驱动第一c轴齿轮从第一初始位置向所述主轴箱大齿轮移动，所述第一c轴齿轮的侧面相对所述主轴箱大齿轮的侧面，同时控制第一c轴电机驱动所述第一c轴齿轮转动；所述第一c轴齿轮与所述主轴箱大齿轮啮合到位后，控制第二伺服电机驱动第二c轴齿轮从第二初始位置向所述主轴箱大齿轮移动，所述第二c轴齿轮的侧面相对所述主轴箱大齿轮的侧面，同时第二c轴电机驱动所述第二c轴齿轮转动，直到所述第二c轴齿轮与所述主轴箱大齿轮啮合到位；所述啮合到位后，控制所述第一c轴电机和所述第二c轴电机停止转动；其中，所述第一c轴齿轮与所述第二c轴齿轮为同向转动。3.根据权利要求2所述的车床模式与铣床模式的切换方法，其特征在于，所述控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮脱离具体包括：控制所述第一伺服电机驱动所述第一c轴齿轮脱离所述主轴箱大齿轮，退回到所述第一初始位置；同时控制所述第二伺服电机驱动所述第二c轴齿轮脱离所述主轴箱大齿轮，退回到所述第二初始位置。4.根据权利要求1所述的车床模式与铣床模式的切换方法，其特征在于，还包括：在所述车床模式切换到所述铣床模式的过程中，将测量所述主轴运动的外装编码器切换到测量所述c轴的运动。5.根据权利要求4所述的车床模式与铣床模式的切换方法，其特征在于，在所述铣床模式切换到所述车床模式的过程中，将测量所述c轴运动的所述外装编码器切换到测量所述主轴的运动。6.根据权利要求2所述的车床模式与铣床模式的切换方法，其特征在于，在所述铣床模式进行铣削工作时，所述第一c轴电机和所述第二c轴电机为主从驱动消隙控制模式。7.一种车床模式与铣床模式的切换系统，用于执行权利要求1-6任一项所述的车床模
式与铣床模式的切换方法，其特征在于，包括：控制模块，用于在车床模式切换到铣床模式时，判断c轴的齿轮与主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，判断主轴是否为空挡状态，若是所述空挡状态，则控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合，若否，则控制所述主轴停止转动，并将所述主轴切换到所述空挡状态，进而控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；在所述铣床模式切换到所述车床模式时，判断所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，则此时所述机床为所述车床模式；若是，控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮脱离，所述脱离到位后，所述机床为所述车床模式；所述c轴，用于所述机床通过所述c轴进行铣削工作；所述主轴，用于所述机床通过所述主轴进行车削工作。8.根据权利要求7所述的车床模式与铣床模式的切换系统，其特征在于，还包括：外装编码器，用于在所述车床模式中，测量所述主轴的运动；在所述铣床模式中，测量所述c轴的运动。9.根据权利要求8所述的车床模式与铣床模式的切换系统，其特征在于，所述控制模块包括：plc模块，用于在所述车床模式切换到所述铣床模式时，将测量所述主轴运动的所述外装编码器切换到测量所述c轴的运动；在所述铣床模式切换到所述车床模式时，将测量所述c轴运动的所述外装编码器切换到测量所述主轴的运动；nc模块，用于在所述车床模式切换到所述铣床模式时，判断c轴的齿轮与主轴的主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若是，则此时机床为所述铣床模式；若否，判断所述主轴是否为空挡状态，若是所述空挡状态，则控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；若否，则控制所述主轴停止转动，并将所述主轴切换到所述空挡状态，进而控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮进行啮合；所述啮合到位后，删除所述c轴旋转剩余行程；在所述铣床模式切换到所述车床模式时，判断所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮是否为啮合状态，若否，则此时所述机床为所述车床模式；若是，控制所述c轴的齿轮与所述主轴箱大齿轮脱离，所述脱离到位后，所述机床为所述车床模式。10.一种数控机床，其特征在于，所述数控机床包括权利要求7-9任一项所述的车床模式与铣床模式的切换系统。

技术总结
本发明公开了一种车床模式与铣床模式的切换方法、系统及数控机床。该切换方法包括：车床模式切换到铣床模式，在主轴空挡情况下，通过伺服电机驱动C轴齿轮向主轴箱大齿轮运动，同时C轴电机通过驱动C轴齿轮旋转，控制C轴齿轮与主轴箱大齿轮啮合，啮合到位后主轴的外装编码器切换到C轴；铣床模式切换到车床模式，通过伺服电机驱动C轴齿轮脱离主轴箱大齿轮，脱离到位后C轴的外装编码器切换到主轴。本发明通过PLC程序与NC程序的紧密配合，实现C轴与主轴无障碍无报警的啮合，将主轴的外装编码器切换到C轴实现全闭环控制，提高了C轴的分度精度；通过C轴的双电机使机床在铣削时主轴能够输出更大的扭矩，提高了加工效率。提高了加工效率。提高了加工效率。


技术研发人员：柳林 李亚聪 刘洪强 顾红光 邵毅 谢春轶 刘昌盛 邬铎 叶露潇 方恩辉 马吉人 宋楠 德懿 张弛 郭静
受保护的技术使用者：通用技术集团机床工程研究院有限公司
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/9/7