[發(fā)明專利]進(jìn)給速度優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710828251.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN107862102B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周會(huì)成;陳吉紅;代維;許光達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 成春榮;竺云

本發(fā)明提供了一種進(jìn)給速度優(yōu)化方法，包括：標(biāo)定主軸切削功率與材料去除量之間的關(guān)系，其中，主軸切削功率與材料去除量之間的關(guān)系與進(jìn)給速度有關(guān)；以及基于主軸切削功率與材料去除量之間的關(guān)系優(yōu)化進(jìn)給速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種進(jìn)給速 度優(yōu)化方法及實(shí)現(xiàn)這種方法的相應(yīng)裝置，例如可以用于銑削加工中。

背景技術(shù)

在數(shù)控銑削加工過(guò)程中，主軸電數(shù)據(jù)的獲取比較容易，而獲得切 削力或者振動(dòng)等信號(hào)則需要另外外接力傳感器。力傳感器的價(jià)格比較 昂貴，不適合工程上使用。銑削的切削功率在一定程度上可以反映刀 具的切向力的大小，而在銑削過(guò)程中，大部分時(shí)候切向力占據(jù)主導(dǎo)地 位，因而可以用主軸切削功率反映切削力的大小。通過(guò)主軸切削功率 來(lái)指導(dǎo)合理選擇切削參數(shù)對(duì)提高生產(chǎn)效率、加工精度、降低刀具負(fù)載、 減少生產(chǎn)成本有非常重要的意義。

眾所周知，在大批量生產(chǎn)過(guò)程中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)給速度F來(lái)提 升加工效率。但是，如果在某些切削量大的位置，進(jìn)給速度F過(guò)高， 可能會(huì)導(dǎo)致刀具破損甚至斷刀等情況，而在某些切削量小的位置，進(jìn) 給速度F過(guò)小，又會(huì)導(dǎo)致發(fā)揮不了主軸電機(jī)的優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致效率低下。 這就需要根據(jù)切削位置的材料去除量的不同，對(duì)進(jìn)給速度F進(jìn)行不同 的調(diào)整。也就是說(shuō)，在材料去除量大的位置，將進(jìn)給速度F適當(dāng)調(diào)小， 減小切削力，降低刀具負(fù)載；而在材料去除量小的位置，將進(jìn)給速度 F適當(dāng)提高，發(fā)揮主軸電機(jī)優(yōu)勢(shì)，提升加工效率。但是，目前通過(guò)物 理模型或CAD/CAM軟件確定工件(也稱為零件)各個(gè)位置的材料去 除量或材料去除率(這里的材料去除率為單位時(shí)間內(nèi)的材料去除量) 又是一件比較復(fù)雜耗時(shí)的事情。例如，論文文獻(xiàn)(李初曄,王海濤,王 增新.銑削加工過(guò)程中的材料去除率計(jì)算[J].工具技 術(shù),2016,(01):55-60.)中對(duì)材料去除率計(jì)算提出了幾何理論解、近似積 分解、精確積分解、簡(jiǎn)易計(jì)算4種計(jì)算材料去除率的方法，但是這些 方法要么費(fèi)時(shí)費(fèi)力，要么誤差較大，難以用于實(shí)際加工。

公開號(hào)為CN104636597A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N基于材 料去除率的通用數(shù)控車床滿扭矩切削檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法。該方法包括： 試切；由試切參數(shù)和試切測(cè)得的主軸功率擬合得到功率與材料去除率 的關(guān)系式；計(jì)算滿功率對(duì)應(yīng)的材料去除率；依據(jù)最大的材料去除率合 理選擇切削參數(shù)。但是該專利提出的在車削過(guò)程中用線性關(guān)系擬合主 軸功率與材料去除率在銑削加工過(guò)程中并不適用，因?yàn)檎`差較大，也 沒(méi)考慮進(jìn)給速度對(duì)主軸切削功率的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種可以適用于銑削加工的進(jìn) 給速度優(yōu)化機(jī)制。該機(jī)制通過(guò)加工預(yù)先設(shè)計(jì)的參考工件來(lái)標(biāo)定主軸切 削功率與材料去除量之間的關(guān)系，進(jìn)而利用該關(guān)系來(lái)優(yōu)化進(jìn)給速度。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種進(jìn)給速度優(yōu)化方法。該方法 包括：標(biāo)定主軸切削功率與材料去除量之間的關(guān)系，其中，主軸切削 功率與材料去除量之間的關(guān)系與進(jìn)給速度有關(guān)；以及基于主軸切削功 率與材料去除量之間的關(guān)系優(yōu)化進(jìn)給速度。

在一個(gè)實(shí)施例中，基于主軸切削功率與材料去除量之間的關(guān)系優(yōu) 化進(jìn)給速度包括：如果第一預(yù)定切削位置處的主軸切削功率大于預(yù)定 功率目標(biāo)值，則減小進(jìn)給速度。

在一個(gè)實(shí)施例中，基于主軸切削功率與材料去除量之間的關(guān)系優(yōu) 化進(jìn)給速度包括：如果第一預(yù)定切削位置處的主軸切削功率小于預(yù)定 功率目標(biāo)值，則增大進(jìn)給速度。

在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)定主軸切削功率與材料去除量之間的關(guān)系包 括：以N個(gè)不同預(yù)定進(jìn)給速度中的每個(gè)預(yù)定進(jìn)給速度分別運(yùn)行用于加 工預(yù)定參考工件的G代碼一次，其中N為正整數(shù)；從G代碼的運(yùn)行 過(guò)程數(shù)據(jù)中獲得N組關(guān)于一個(gè)或多個(gè)切削位置的主軸切削功率和材料 去除量的數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所獲得的N組關(guān)于一個(gè)或多個(gè)切削位置的主 軸切削功率和材料去除量的數(shù)據(jù)標(biāo)定主軸切削功率與材料去除量之間 的關(guān)系。