一种机床加工智能节能控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种机床加工智能节能控制方法及系统，上述方法包括以下步骤：获取待加工零件的第一数据信息并将所述待加工零件与知识库标准件进行匹配，获取待加工零件的第一加工参数；根据待加工零件的加工工序，确定对应的目标机床；对所述第一加工参数按照预设策略进行调整，获取机床运行参数；所述目标机床通过执行机床运行参数，获取对应的加工零件；实现了机床运行参数的智能调节，使得机床、能源利用率大大增加，生产质量得到有效控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能控制领域，尤其涉及一种机床加工智能节能控制方法及系统。
技术介绍
机床是一类机械加工和零件制造的关键设备，其在航空航天、船舶汽车、装备制造、模具制造、重型机械等重要领域有着广泛应用，由于近年来环境保护和节能减排需求逐步增高，对机床类设备能耗和能源效率研究成为热点，开发相应的机床节能加工方法和技术就显得尤为重要。机床通常由下列基本部分组成：支撑部件，用于安装和支撑其他部件和工件，承受其重量和切削力，如床身和立柱；变速机构，用于改变刀具等的主运动速度；进给机构，用于改变进给量；控制和操纵系统，用于向相应部件发送加工和控制指令；其他部分包括，主轴箱、刀架、刀库、润滑系统、冷却系统等。在现代化的机床加工中心，多组机床设备实现了对待加工坯件的切、削、磨、抛等工序的连续处理。机床实际加工过程中，机床刀具按事先规划的路径和速度对金属坯件逐步加工，最后获得金属零件成品。通常来讲，机床加工工艺中的加工速度是根据产品精度要求和产品交货期来确定，且在整个加工过程中保持加工速度恒定，然而目前的机床数控系统仍然针对单机设备规划加工轨迹和速度，未能对前后工序间的衔接以及根据目标工件在精度等方面的要求进行系统设计，使得加工中心整体协调性较差，造成设备、能源利用率较低，生产质量未得到有效控制。另外，在机床加工过程中，一般经过启动、准备、加速、进刀、移除和待/停机等七个主要阶段，其直接生产性能耗分为固定功耗、运行功耗和刀具功耗，非生产性功耗包括液压系统、主轴系统等的功耗损失。研究表明，机床类设备至少有四分之一的时间处于非加工状态，其能耗中六成以上为无效功耗，这主要是机器频繁启动、长时间处于待机状态，或反复对某道工序进行修正调整造成的。因此，迫切需要一种机床加工智能节能控制方法来解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种机床加工智能节能控制方法及系统，以解决上述问题。本专利技术提供一种机床加工智能节能控制方法，上述方法包括以下步骤：获取待加工零件的第一数据信息并将所述待加工零件与知识库标准件进行匹配，获取待加工零件的第一加工参数；根据待加工零件的加工工序，确定对应的目标机床；对所述第一加工参数按照预设策略进行调整，获取机床运行参数；所述目标机床通过执行机床运行参数，获取对应的加工零件。本专利技术还提供一种机床加工智能节能控制系统，上述系统包括：包括获取单元、控制单元；其中，所述获取单元与所述控制单元相连；所述获取单元，用于获取待加工零件的第一数据信息并将所述待加工零件与知识库标准件进行匹配，获取待加工零件的第一加工参数；还用于对所述第一加工参数按照预设策略进行调整，获取机床运行参数；还用于将所述机床运行参数发送至所述控制单元；所述控制单元，用于根据待加工零件的加工工序，确定对应的目标机床；还用于通过获取的机床运行参数，控制所述目标机床运行。通过以下方案：获取待加工零件的第一数据信息并将所述待加工零件与知识库标准件进行匹配，获取待加工零件的第一加工参数；根据待加工零件的加工工序，确定对应的目标机床；对所述第一加工参数按照预设策略进行调整，获取机床运行参数；所述目标机床通过执行机床运行参数，获取对应的加工零件；实现了机床运行参数的智能调节，使得机床、能源利用率大大增加，生产质量得到有效控制。通过以下方案：获取机床加工能耗、机床返工能耗之和最小的加工速度即机床最佳加工速度，使得机床、能源利用率大大增加，生产质量得到有效控制。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例1的机床加工智能节能控制方法处理流程图；图2是本专利技术实施例2的组合件A的数据信息表示示意图；图3是本专利技术实施例3的机床加工中的主要阶段和功耗情况示意图；图4是本专利技术实施例4的确定机床运行参数示意图；图5是本实施例5的节能控制逻辑示意图图6是本专利技术实施例6的数据与信号网络结构示意图；图7是本专利技术实施例7的电能现场数据采集终端结构原理图；图8是本专利技术实施例8的加工参数三阶段节能优化流程；图9是本专利技术实施例9的节能型调度实例；图10是本专利技术实施例10的机床功耗示意图；图11是本专利技术实施例11的具体实施场景示意图；图12为本专利技术实施例12的机床加工智能控制系统结构图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。图1是本专利技术的机床加工智能节能控制方法处理流程图，包括以下步骤：步骤101、获取待加工零件的第一数据信息并将所述待加工零件与知识库标准件进行匹配，获取待加工零件的第一加工参数；步骤102：根据待加工零件的加工工序，确定对应的目标机床；步骤103：对所述第一加工参数按照预设策略进行调整，获取机床运行参数；步骤104：所述目标机床通过执行机床运行参数，获取对应的加工零件。其中，步骤102、103在实际执行过程中，没有时间先后顺序，可以同时执行。进一步地，所述第一数据信息包括功能数据信息、性能数据信息、尺寸参数数据信息、几何特征数据信息。进一步地，所述功能数据信息包括传动、承重、套接；所述性能数据信息包括强度、刚度、公差；所述尺寸参数数据信息包括长、宽、高、内径；所述几何特征数据信息包括方型、楔型、杆型。进一步地，对所述待加工零件进行层次划分：顶层即第一层包括部件名称、功能数据、性能数据；中间层即第二层包括对所述待加工零件进行标准分解后得到的待加工曲面；底层即第三层包括各个待加工曲面的尺寸参数和精度参数。进一步地，所述待加工曲面包括截面、内孔、底座、支架、轴面；所述尺寸参数包括长、宽、高、内径、外径；所述精度参数包括曲率、公差。如图2所示，组合件A(待加工零件A)包括部件B、部件C，其中，所述部件B、部件C均位于顶层；中间层的待加工曲面包括孔1、轴面2、轴面3；底层包括孔1的直径、长度；轴面2的直径、长度。某一层次可嵌套包含本层及下一层相关内容，如果待加工零件由多个部件组成，则可在顶层对其展开；如果曲面由多段共同组成，则可在标准曲面层对其展开。进一步地，将所述待加工零件与知识库标准件进行匹配，获取待加工零件的第一加工参数的过程为：将所述待加工零件的待加工曲面名称与知识本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机床加工智能节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待加工零件的第一数据信息并将所述待加工零件与知识库标准件进行匹配，获取待加工零件的第一加工参数；根据待加工零件的加工工序，确定对应的目标机床；对所述第一加工参数按照预设策略进行调整，获取机床运行参数；所述目标机床通过执行机床运行参数，获取对应的加工零件。

【技术特征摘要】
1.一种机床加工智能节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待加工零件的第一数据信息并将所述待加工零件与知识库标准件进行
匹配，获取待加工零件的第一加工参数；
根据待加工零件的加工工序，确定对应的目标机床；
对所述第一加工参数按照预设策略进行调整，获取机床运行参数；
所述目标机床通过执行机床运行参数，获取对应的加工零件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机床运行参数包括：机
床最佳加工速度、工序最佳开始时间、机床最佳空闲状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述第一加工参数按照预
设策略进行调整，获取机床运行参数的过程为：
获取机床加工能耗、机床返工能耗之和最小的加工速度即机床最佳加工速
度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述第一加工参数按照预
设策略进行调整，获取机床运行参数过程为：
通过机床前后工序中设置的两道传感器，分别实时记录任务进入和离开前
道工序的时间；
按照以下公式计算工序最佳开始时间：
MAXΣi,jgijk;Γ(πk)∈Ω]]>其中，表示前后工序在k个时间周期内相继开始加工，πk表示满足此类
约束的可行解。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述第一加工参数按照预
设策略进行调整，获取机床运行参数的过程为：
采集下一待加工零件到达时间信息，通过以下规则进行判断，使得机床空
闲能耗最小：
若下一待加工零件已经到达，则机床连续加工；
若下一待加工零件在内到达，则机床保持空...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国胜，杨海东，张沙清，
申请(专利权)人：广东工业大学，佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44