[發(fā)明專利]工具機(jī)智能化適應(yīng)性定負(fù)載切削控制方法與系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210268164.3
• 申請(qǐng)日: 2012-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN103576615A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 簡(jiǎn)瑞榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)中精機(jī)廠股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/416
• 分類號(hào): G05B19/416
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工具機(jī)智能化適應(yīng)性定負(fù)載切削控制系統(tǒng)，尤指一種整合切削學(xué)習(xí)、適應(yīng)性定負(fù)載切削控制與刀具監(jiān)控三種功能，可適應(yīng)不同切削加工條件的智能化適應(yīng)性定負(fù)載的工具機(jī)切削控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有工具機(jī)的制造廠商在設(shè)計(jì)新型工具機(jī)時(shí)，皆以提升工具機(jī)的加工效率作為目標(biāo)，因此高效率與高品質(zhì)是工具機(jī)未來(lái)發(fā)展的方向，現(xiàn)有高階工具機(jī)經(jīng)整合自動(dòng)量測(cè)、自動(dòng)調(diào)整與自動(dòng)紀(jì)錄三種功能，使其具有高效率、高精度與良好的刀具壽命管理，但是高階工具機(jī)內(nèi)建前述功能需搭配昂貴的信號(hào)解析與運(yùn)算設(shè)備，造成機(jī)臺(tái)制造成本大幅增加，即使具有高加工效率與高品質(zhì)，但是有價(jià)格高昂而不易普及的問(wèn)題。

而目前欲提升一般工具機(jī)的機(jī)臺(tái)的加工效率，除了加大機(jī)臺(tái)各軸向的馬達(dá)功率以加快其移動(dòng)速度，或修改服務(wù)馬達(dá)的加/減速時(shí)間常數(shù)之外，并無(wú)其他方法可大幅縮短工具機(jī)的加工時(shí)間以提升其效率，而前述方法不僅會(huì)增加機(jī)臺(tái)的制造成本，同時(shí)會(huì)因各軸向的傳動(dòng)元件快速移動(dòng)而衍生其他問(wèn)題，如螺桿因快速移動(dòng)產(chǎn)生熱量而伸長(zhǎng)、變形而容易磨損，大幅增加機(jī)臺(tái)后續(xù)的維修成本。

發(fā)明內(nèi)容

如前所述，現(xiàn)有高階工具機(jī)具有高效率與高品質(zhì)，但是價(jià)格高昂而不易普及，而一般的工具機(jī)為加快軸向移動(dòng)速度而需加大馬達(dá)功率或是修改馬達(dá)的加/減速時(shí)間常數(shù)，易使傳動(dòng)元件產(chǎn)生變形磨損，增加工具機(jī)維修成本的問(wèn)題，因此本發(fā)明主要目的在提供一工具機(jī)智能化適應(yīng)性定負(fù)載切削控制方法與系統(tǒng)，通過(guò)工具機(jī)的控制器整合計(jì)算并產(chǎn)生切削加工時(shí)的最佳切削控制參數(shù)，結(jié)合定負(fù)載切削控制與刀具監(jiān)控，由控制器對(duì)應(yīng)負(fù)載值控制其切削加工速度，可達(dá)到高效率、高品質(zhì)減少故障，且可降低工具機(jī)的制作與維修成本。

為達(dá)成前述目的所采取的主要技術(shù)手段是令前述工具機(jī)智能化適應(yīng)性定負(fù)載切削控制方法是由一控制器執(zhí)行以下步驟：

取得工具機(jī)機(jī)臺(tái)的最佳切削控制參數(shù)，最佳切削控制參數(shù)包含有一切削定負(fù)載值，該切削定負(fù)載值與機(jī)臺(tái)的一主軸負(fù)載值整合運(yùn)算，以最適當(dāng)切削條件加工，避免主軸負(fù)載值大于切削定負(fù)載值；

判斷機(jī)臺(tái)的主軸負(fù)載值是否大于切削定負(fù)載值，若是則降低進(jìn)給轉(zhuǎn)速，降低進(jìn)給轉(zhuǎn)速后仍超過(guò)主軸負(fù)載值則停止切削，若主軸負(fù)載值小于切削定負(fù)載值，則以一最大進(jìn)給轉(zhuǎn)速切削加工；

判斷主軸負(fù)載值是否大于機(jī)臺(tái)的一最大負(fù)載值，若是則表示主軸刀具老化或破損，即停止加工。

為達(dá)成前述目的采取的主要技術(shù)手段是提供一工具機(jī)智能化適應(yīng)性定負(fù)載切削控制系統(tǒng)，包含有一控制器及一數(shù)據(jù)庫(kù)，其中控制器是與數(shù)據(jù)庫(kù)連結(jié)并內(nèi)建有：

一切削學(xué)習(xí)模塊，其取得工具機(jī)的一主軸切削的負(fù)載值并儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，切削學(xué)習(xí)模塊經(jīng)由分析與運(yùn)算得到主軸的多數(shù)個(gè)最佳切削控制參數(shù)，該等最佳切削控制參數(shù)包含有一切削定負(fù)載值、一最大切削進(jìn)給速度、一最小切削進(jìn)給速度、一每次增加進(jìn)給速度、一每次減少進(jìn)給速度與最大負(fù)載值；

一適應(yīng)性定負(fù)載切削控制模塊，其量測(cè)機(jī)臺(tái)的主軸負(fù)載值，該適應(yīng)性定負(fù)載切削控制模塊對(duì)該等切削控制參數(shù)與主軸負(fù)載值整合運(yùn)算，在最大/最小切削進(jìn)給速度范圍內(nèi)調(diào)整進(jìn)給速度，以避免主軸負(fù)載值大于切削定負(fù)載值；

一刀具監(jiān)控模塊，其記錄并比較主軸負(fù)載值是否大于一最大負(fù)載值，以作為判斷刀具是否老化的依據(jù)，若主軸負(fù)載值大于最大負(fù)載值，表示刀具老化則停止加工；

其中，該切削定負(fù)載值代表切削學(xué)習(xí)模塊記錄的主軸負(fù)載值，該最大切削進(jìn)給速度代表工具機(jī)的適應(yīng)性定負(fù)載切削加工的最大切削速度，該最小切削進(jìn)給速度代表工具機(jī)的適應(yīng)性定負(fù)載切削加工的最小切削速度，該每次最大負(fù)載值為主軸夾設(shè)的一刀具可承受的最大負(fù)載值，該每次增加進(jìn)給速度代表工具機(jī)的適應(yīng)性定負(fù)載切削加工在單位時(shí)間內(nèi)每次增加的速度，該每次減少進(jìn)給速度代表工具機(jī)的適應(yīng)性定負(fù)載切削加工在單位時(shí)間每次內(nèi)減少的速度。