【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数控机床加工监测与控制，尤其涉及一种数控机床自适应控制系统以及方法。
技术介绍
1、在飞机的零件制造中随着飞机结构件愈加大型化和复杂化，零件的加工难度不断提升，现有的加工机床因智能化水平较低，无法进行工件的自适应加工依然采用固定工艺，因此已经难以满足零件加工过程中复杂多变的工况。
2、而零件加工过程自适应调节及补偿是解决上述方法的有效手段，自适应控制系统可并根据加工过程中的设备负载，温度变化等情况自动调节加工参数，使得设备潜能得到充分发挥，提高设备生产效率及刀具的使用寿命。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术提供了一种数控机床自适应控制系统以及方法，以解决传统的数控机床无法进行工件的自适应加工的问题。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种数控机床自适应控制系统，该系统包括：数控机床、数据处理模块、工况判断模块、自适应控制模块以及输出控制模块；
3、数据处理模块包括数据采集单元以及预处理单元，所述数据采集单元由多个传感器构成，用于定时采集多个运行参数；
4、其中，数控机床与数据处理模块中的数据采集单元相连，数据采集单元与预处理单元相连，预处理单元与工况判断模块相连，工况判断模块与自适应控制模块相连，自适应控制模块与输出控制模块相连；
5、所述数据处理单元用于对采集到的多个运行参数实时进行特征提取，得到多个机床特征；
6、所述工况判断模块，用于接收来自数据处理单元的多个机床特征，并根据预先制定的
7、所述自适应控制模块，用于接收来自工况判断模块传入的异常切削参数，并按照预先设定的自适应算法对异常切削参数进行自适应调整；
8、所述输出控制模块，用于接收自适应控制模块调整后的切削参数，并根据切削参数控制机床的轴向运动。
9、进一步的，所述数据采集单元包括温度传感器、位置传感器、力传感器以及速度传感器，其中，目标数控机床分别与数据采集单元的每一个传感器相连；
10、温度传感器，用于基于时间周期采集目标数控机床的机床温度，并发送至工况判断模块；
11、力传感器，用于基于时间周期采集目标数控机床的切削负荷，并发送至工况判断模块；
12、位置传感器，用于接收来自输出控制模块的坐标获取指令，采集目标数控机床各轴的目标位置坐标，并发送至输出控制模块；
13、速度传感器，用于接收工况判断模块发出的数据获取指令，采集目标数控机床的目标切削参数，并发送至自适应控制模块。
14、进一步的，所述工况判断模块还包括温度异常判定单元以及切削力异常判定单元；
15、所述温度异常判定单元，用于将目标数控机床的机床温度与温度阈值进行比较，当机床温度数据大于温度阈值时，通过数据采集单元中的速度传感器获取当前异常机床温度下的异常切削参数；
16、所述切削力异常判定单元，用于将目标数控机床的切削负荷与负荷阈值进行比较，当切削负荷大于负荷阈值时，通过数据采集单元中的速度传感器获取当前异常切削负荷下的异常切削参数。
17、进一步的，所述自适应控制模块包括自适应更新单元、自适应补偿单元以及切削参数调整单元；
18、所述自适应更新单元，用于接收来自工况判断模块发出的异常切削参数，将所述异常切削参数代入至预先构建的自适应更新算法中计算得到自适应切削参数；
19、所述自适应补偿单元，用于接收来自切削参数调整单元发出的新切削参数，将所述新切削参数代入至预先构建的自适应补偿算法中计算得到切削补偿量；
20、所述切削参数调整单元，用于接收自适应更新单元中的自适应切削参数以及自适应补偿单元中的切削补偿量，并计算所述自适应切削参数以及切削补偿量的和，得到新切削参数。
21、进一步的，所述输出控制模块，还包括路径规划单元与伺服单元；
22、所述路径规划单元，用于接收到来自切削参数调整单元所得的新切削参数后，向位置传感器发送坐标获取指令，并接收来自位置传感器采集到的目标数控机床各轴的原目标位置坐标，按照预设的位置坐标与切削参数关系库，得到目标数控机床各轴的新目标位置坐标；
23、所述伺服单元，用于接收来自路径规划单元发来的目标数控机床各轴的新目标位置坐标，并基于原目标位置坐标驱动机床各轴按照新目标位置坐标进行位置移动。
24、进一步的，所述系统还包括，强化学习模块，其中，强化学习模块分别与数据处理模块、自适应控制模块以及工况判断模块相连；
25、所述强化学习模块，用于按照指定周期获取预处理单元中的多个运行参数；将多个运行参数输入至原始机器学习模型中，分别得到机床温度与切削参数关系库、切削负荷与切削参数关系库以及位置坐标与切削参数关系库；
26、同时，还用于按照指定周期获取工况判断模块中的异常切削参数，并基于异常切削参数以及预设的原始切削参数，构建自适应更新算法以及自适应补偿算法，并将自适应更新算法同步至自适应更新单元，将自适应补偿算法同步至自适应补偿单元。
27、第二方面，本专利技术实施例提供了一种数控机床自适应控制方法，该方法包括：
28、通过数据采集单元，定时采集多个运行参数；
29、通过数据处理单元，对采集到的多个运行参数实时进行特征提取，得到多个机床特征；
30、通过工况判断模块，接收来自数据处理单元的多个机床特征，并根据预先制定的工况状态判定策略进行工况状态判定，若判定运行参数的工况状态为异常时，获取与所述异常运行参数对应的异常切削参数，并将所述异常切削参数发送至自适应控制模块；
31、通过自适应控制模块，接收来自工况判断模块传入的异常切削参数，并按照预先设定的自适应算法对异常切削参数进行自适应调整；
32、通过输出控制模块，接收自适应控制模块调整后的切削参数，并根据切削参数控制机床的轴向运动。
33、本专利技术实施例的技术方案，通过定期采集和处理数控机床加工过程中的运行参数数据，监控目标数控机床的运行状态，当数据出现异常时，能够对异常时刻下的切削参数进行自适应调整，并根据调整后的切削参数控制机床各轴向的运动位移，实现自适应控制。通过自动调整切削参数和轴向运动控制，不仅能够减少不必要的能耗和材料浪费，也能适应复杂的几何形状和加工要求，这种灵活性使得系统能够适应各种复杂多变的加工任务。
34、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
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1.一种数控机床自适应控制系统，其特征在于，包括：数控机床、数据处理模块、工况判断模块、自适应控制模块以及输出控制模块；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集单元包括温度传感器、位置传感器、力传感器以及速度传感器，其中，目标数控机床分别与数据采集单元的每一个传感器相连；
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工况判断模块还包括温度异常判定单元以及切削力异常判定单元；
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自适应控制模块包括自适应更新单元、自适应补偿单元以及切削参数调整单元；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述输出控制模块，还包括路径规划单元与伺服单元；
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括，强化学习模块，其中，强化学习模块分别与数据处理模块、自适应控制模块以及工况判断模块相连；
7.一种数控机床自适应控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述的数控机床自适应控制系统中，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过自适应控制模块，接收来自工况判断模块传入的异常切削参数，并按照预先设定的自适应算法对异常切削参数进行自适应调整，包括：
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过输出控制模块，接收自适应控制模块调整后的切削参数，并根据切削参数控制机床的轴向运动，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种数控机床自适应控制系统，其特征在于，包括：数控机床、数据处理模块、工况判断模块、自适应控制模块以及输出控制模块；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集单元包括温度传感器、位置传感器、力传感器以及速度传感器，其中，目标数控机床分别与数据采集单元的每一个传感器相连；
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工况判断模块还包括温度异常判定单元以及切削力异常判定单元；
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自适应控制模块包括自适应更新单元、自适应补偿单元以及切削参数调整单元；
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述输出控制模块，还包括路径规划单元与伺服单元；
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢鹄，何方舟，杜宝瑞，马文瑞，杨海龙，姚俊，陈莫，
申请(专利权)人：上海飞机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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