机床全程自感知自适应切削的方法技术

本发明专利技术涉及一种机床全程自感知自适应切削的方法，所属加工中心技术领域，包括机床数控系统配置主轴电机输出负载率计算器，PMC可编程序控制器和相关参数设置人机界面，机床的实际进给速度=程式进给速度值

【技术实现步骤摘要】
机床全程自感知自适应切削的方法


[0001]本专利技术涉及加工中心
，具体涉及一种机床全程自感知自适应切削的方法。

技术介绍

[0002]加工中心是柔性加工生产线上最重要的设备。目前很多生产线上都会用到大量的卧式加工中心，比如汽车发动机缸体缸盖生产线。但是目前很多卧式加工中心的可靠性水平仍然相对较低。卧式加工中心可靠性水平低会直接影响到卧式加工中心使用用户的生产效率。
[0003]加工中心在进给切削过程中存在如下缺陷：1）重切削过程入刀起始段时，主轴负载瞬时增大，机床切削振动大；2）重切削过程出刀终点段时，主轴负载瞬时减小，机床切削振动大；3）重切削过程，刀具使用寿命短；4）重切削过程不能高速进给，加工效率低。
[0004]中国专利《加工中心自适应进给切削的方法》，申请号为201911112993.0，记载了加工中心的进给切削工艺，只涉及进刀和出刀的工艺方法，缺少对与加工中心的中间满刀切削工艺过程的改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决现有技术中存在重切削入刀段和出刀段振动大、刀具寿命短和满刀切削段加工效率低的不足，提供了一种机床全程自感知自适应切削的方法，其具有运行稳定性好、刀具使用寿命长和加工效率高的特点。解决了重切削过程机床振动和切削过程效率不足的问题。实现切削入刀和出刀段降低进给速度，以达到降低机床振动的目的，在满切削过程，当感知主轴低负载时机床转换成高速进给，感知主轴高负载时机床转换成低速进给的自适应切削。
[0006]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种机床全程自感知自适应切削的方法，包括机床数控系统配置主轴电机输出负载率计算器，PMC可编程序控制器和相关参数设置人机界面，机床的实际进给速度=程式进给速度值
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进给倍率确定，通过PMC程序实时感知检测主轴电机输出负载率及其变化幅度，通过软件算法和控制，自适应改变调节机床进给切削倍率值，实现控制机床进给速度的自适应切削，通过数控系统可以实时监测加工过程中主轴电机输出负载率数据；通过可编程控制器PMC软件程序实时自感知读取主轴电机输出负载率值和计算负载率变化波动数据值，机床加工重切入刀段PMC自感知检测计算主轴电机负载率变化波动值，在超出入刀段主轴负载变化阀值A时，自动降低进给切削倍率到入刀段自适应初始进给倍率E，在设定时间D内，进给切削倍率自动阶梯式逐步递增恢复到标准值100%；机床加工满切削过程中PMC自感知检测主轴电机负载率数据值，在超出主轴负载上限值H时，自动调节以10%倍率值间隔时间逐步递减，直至主轴电机负载率低于H后停止倍率调节；当主轴电机负载率低于主轴负载参考值J时，自动调节以10%倍率值间隔时间逐步递增，直至达到自适应进给切削倍率最大
值K后停止倍率调节；出刀段PMC自感知检测主轴电机负载率变化波动，在负载率低于出刀段主轴负载变化阀值B时，自动降低进给切削倍率至出刀段自适应初始进给倍率F，在设定时间D内，进给切削倍率自动阶梯式逐步递增恢复到标准值100%。
[0007]作为优选，通过PMC程序自感知检测与算法，获取主轴负载率数据和计算波动数据，自动控制和调节入刀段、满切削过程和出刀段的进给切削倍率值：入刀段：在设定主轴负载变化采集时间数据寄存器C值周期，PMC间隔采集存储感知实测主轴电机负载率数据寄存器值，将设定采集周期时间前后负载率进行差值减法运算，运算结果值即为入刀段主轴电机负载率波动数据，运算公式：结果值 = 采集时间C后主轴负载率值
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采集时间C前主轴负载率值，当运算结果值大于设定阀值A值时，启动自适应进给控制，PMC修改进给切削倍率寄存器赋值数据，使得进给切削倍率降至设定E值，在设定时间D内完成进给切削倍率阶梯式递增的自动调节控制法，将进给切削倍率逐步恢复到100%，入刀段自适应控制结束；满刀切削段：PMC实时自感知检测采集当前主轴电机输出负载率数据寄存器值，在当前主轴负载率超过设定上限阀值H时，启动自适应进给控制，PMC以间隔时间修改倍率值以10%速度递减，且每次都会重新计算比较主轴负载率是否超过阀值H，直至主轴负载率低于阀值H后，自适应控制停止；满刀切削段：PMC实时自感知检测采集当前主轴电机输出负载率数据寄存器值，在当前主轴负载率低于设定负载参考值J时，启动自适应进给控制，PMC以间隔时间修改倍率值以10%速度递增，且每次都会重新计算比较主轴负载率，随着进给倍率得递增，进给速度逐步提升，主轴负载也随着逐步增高，直至主轴负载率高于参考值J后，自适应控制停止；增加自适应倍率最大值K，在进给切削倍率逐步提升和主轴负载率逐步提升的过程中，自适应调节最大倍率值不超过K值；出刀段：在设定主轴负载变化采集时间数据寄存器C值周期，PMC间隔采集存储实测感知主轴电机负载率数据寄存器值，将设定采集周期时间前后负载率进行差值减法运算，运算结果值即为入刀段主轴电机负载率波动数据；运算公式：结果值=采集时间C后主轴负载率值
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采集时间C前主轴负载率值，当运算结果值小于设定阀值B值时，启动自适应进给控制，PMC修改进给切削倍率寄存器赋值数据，使得进给切削倍率降至设定F值，在设定时间D内完成进给切削倍率阶梯式递增的自动调节控制法，将进给切削倍率逐步恢复到100%，出刀段自适应控制结束。
[0008]作为优选，入刀段主轴负载变化阀值A，A对应是PMC数据寄存器，在系统界面有对应的输入窗口，A值的参数设定数值允许范围0～50%/MS。
[0009]作为优选，出刀段主轴负载变化阀值B，B对应是PMC数据寄存器，在系统界面有对应的输入窗口，B值的参数设定数值允许范围0～
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50%/MS。
[0010]作为优选，出入刀负载变化采集时间C，C对应是PMC数据寄存器，在系统界面有对应的输入窗口，C值的参数设定数据允许范围4～10MS。
[0011]作为优选，出入刀自适应状态保持时间D，D对应是PMC数据寄存器，在系统界面有对应的输入窗口，D值的参数设定数值允许范围2～6S。
[0012]作为优选，进给切削倍率阶梯式控制法指入刀段自适应初始进给切削倍率E值按照固定2秒间隔，通过PMC修改进给切削倍率数据寄存器数据进行阶梯递增赋值，在系统功
能界面上有对应的输入窗口，E值的参数设定数值允许范围10～50%。
[0013]作为优选，进给切削倍率阶梯式控制法指出刀段自适应初始进给切削倍率F值按照固定2秒间隔，通过PMC修改进给切削倍率数据寄存器数据进行阶梯递增赋值，在系统功能界面上有对应的输入窗口，F值的参数设定数值允许范围10～40%。
[0014]作为优选，主轴负载上限值H，H值对应是PMC数据寄存器，在系统界面有对应的输入窗口，H值的参数设定数值允许范围0～150%；在满切削过程中，感知检测主轴负载率大于上限值H，若该状态保持固定时间后，则触发自适应控制，PMC以间隔时间修改倍率以10%速度递减赋值，直至当前主轴负载率小于上限值H后，自适应进给调节停止。
[0015]作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机床全程自感知自适应切削的方法，包括机床数控系统配置主轴电机输出负载率计算器，PMC可编程序控制器和相关参数设置人机界面，其特征在于：机床的实际进给速度=程式进给速度值
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进给倍率确定，通过PMC程序实时感知检测主轴电机输出负载率及其变化幅度，通过软件算法和控制，自适应改变调节机床进给切削倍率值，实现控制机床进给速度的自适应切削，通过数控系统可以实时监测加工过程中主轴电机输出负载率数据；通过可编程控制器PMC软件程序实时自感知读取主轴电机输出负载率值和计算负载率变化波动数据值，机床加工重切入刀段PMC自感知检测计算主轴电机负载率变化波动值，在超出入刀段主轴负载变化阀值A时，自动降低进给切削倍率到入刀段自适应初始进给倍率E，在设定时间D内，进给切削倍率自动阶梯式逐步递增恢复到标准值100%；机床加工满切削过程中PMC自感知检测主轴电机负载率数据值，在超出主轴负载上限值H时，自动调节以10%倍率值间隔时间逐步递减，直至主轴电机负载率低于H后停止倍率调节；当主轴电机负载率低于主轴负载参考值J时，自动调节以10%倍率值间隔时间逐步递增，直至达到自适应进给切削倍率最大值K后停止倍率调节；出刀段PMC自感知检测主轴电机负载率变化波动，在负载率低于出刀段主轴负载变化阀值B时，自动降低进给切削倍率至出刀段自适应初始进给倍率F，在设定时间D内，进给切削倍率自动阶梯式逐步递增恢复到标准值100%。2.根据权利要求1所述的机床全程自感知自适应切削的方法，其特征在于：通过PMC程序自感知检测与算法，获取主轴负载率数据和计算波动数据，自动控制和调节入刀段、满切削过程和出刀段的进给切削倍率值：入刀段：在设定主轴负载变化采集时间数据寄存器C值周期，PMC间隔采集存储感知实测主轴电机负载率数据寄存器值，将设定采集周期时间前后负载率进行差值减法运算，运算结果值即为入刀段主轴电机负载率波动数据，运算公式：结果值 = 采集时间C后主轴负载率值
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采集时间C前主轴负载率值，当运算结果值大于设定阀值A值时，启动自适应进给控制，PMC修改进给切削倍率寄存器赋值数据，使得进给切削倍率降至设定E值，在设定时间D内完成进给切削倍率阶梯式递增的自动调节控制法，将进给切削倍率逐步恢复到100%，入刀段自适应控制结束；满刀切削段：PMC实时自感知检测采集当前主轴电机输出负载率数据寄存器值，在当前主轴负载率超过设定上限阀值H时，启动自适应进给控制，PMC以间隔时间修改倍率值以10%速度递减，且每次都会重新计算比较主轴负载率是否超过阀值H，直至主轴负载率低于阀值H后，自适应控制停止；满刀切削段：PMC实时自感知检测采集当前主轴电机输出负载率数据寄存器值，在当前主轴负载率低于设定负载参考值J时，启动自适应进给控制，PMC以间隔时间修改倍率值以10%速度递增，且每次都会重新计算比较主轴负载率，随着进给倍率得递增，进给速度逐步提升，主轴负载也随着逐步增高，直至主轴负载率高于参考值J后，自适应控制停止；增加自适应倍率最大值K，在进给切削倍率逐步提升和主轴负载率逐步提升的过程中，自适应调节最大倍率值不超过K值；出刀段：在设定主轴负载变化采集时间数据寄存...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海军，陆昌勇，王闻宇，汤国海，张宵慧，杨灿忠，刘智远，
申请(专利权)人：杭州骏宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：