[發明專利]CFRP加工用自適應反饋排屑系統

在審

• 申請號: 201811552431.3
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109407516A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 付鵬強;薛軍旗;王義文;許成陽
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種CFRP加工用自適應反饋排屑系統，包括排屑系統控制電路、各種參數采集用傳感器及集顯示和控制功能的手持式終端設備；排屑系統控制電路通過無線方式接受來自傳感器采集的信號，并傳送至手持式終端。手持式終端根據模糊控制原理生成排屑系統控制信號，并通過無線方式傳送至風機中，完成自適應控制過程，實現對切削狀態變化的動態追蹤，并根據不同的切削狀態自動地控制排屑系統的運行狀態，使得切屑及時充分地排出。同時對傳感器反饋回來的信號結果進行評估，分析是否達到預期的排屑效果，否則將重復進行上述自適應過程，使得排屑裝置更加的智能化、自動化，進而以實現CFRP的綠色加工。

技術領域

本發明適用于包含碳纖維復合材料加工在內的所有加工切屑為粉末狀的加工的排屑系統中。具體涉及一個CFRP加工用自適應反饋排屑系統。

背景技術

碳纖維復合材料鉆削過程中會產生粉末狀切屑，污染環境的同時也影響工人的身體健康。而目前，在切削加工過程中會由于切削參數的改變，而造成切屑的堆積，使其在加工過程中不能及時充分地被吸取。針對這一主要問題，本發明提出一種新的排屑系統——CFRP加工用自適應反饋排屑系統，以實現碳纖維復合材料的綠色加工。

發明內容

本發明設計了一種自適應反饋排屑系統，其目的是為了使CFRP加工過程中所產生的切屑能夠及時充分的排除，實現綠色加工。

1.為實現上述目的，本發明采用的技術方案是: 一種CFRP加工用自適應反饋排屑系統，包括：排屑系統控制電路和手持式終端設備，所述的排屑系統控制電路通過無線方式接受來自傳感器采集的信號，并傳送至手持式終端；手持式終端根據控制算法生成調節風機轉速的控制信號，并通過無線方式傳送至風機，通過調節風機轉速的大小進而完成自適應控制過程；同時接受傳感器反饋回來的信號結果與系統運算結果進行對比評估，分析是否達到預期的排屑效果，否則將重復進行上述自適應過程；

2.所述傳感器與排屑系統控制電路之間設有相互匹配的無線傳輸模塊，所述排屑系統控制電路與風機之間設有相互匹配的無線傳輸模塊，所述的控制算法采用模糊自適應控制算法；

3.無線傳輸模塊可為藍牙模塊、ZIGBee模塊等方式，并沒有嚴格限制，主要是為了滿足風機控制系統對信號的短距離傳輸要求；所述的控制算法采用模糊自適應控制算法，在實施過程中具備自學習能力，即在實施過程中算法能夠根據相關參數的調節，動態地自我優化；所述傳感器元件包括速度傳感器、位移傳感器和氣壓傳感器；

4.所述排屑系統控制電路生成調節風機轉速的控制信號的過程包括以a）主軸轉速、b）近給量和c）背吃刀量這三參數為輸入，通過手持式終端控制算法獲得對應的控制信號；

5.引入反饋機制，提高系統有效性；

6.所述手持式終端上設有用于顯示切削參數及氣壓大小的顯示屏；

7.顯示器可為LCD顯示屏，圖像顯示清晰，用于顯示切削參數及氣壓大小的數據；

8.所述排屑系統控制電路上設有警報元件，當采集到的切削參數不合理時，顯示屏亮起警示，起到保護機床和工件的作用；

9.因此，本發明的自適應反饋排屑系統可以實現對切削狀態變化的動態追蹤，并根據不同的切削狀態自動地控制排屑系統的運行狀態，使得切屑及時充分地排出。同時接受傳感器反饋回來的信號結果與系統運算結果進行對比評估，分析是否達到預期的排屑效果，否則將重復進行上述自適應過程，使得排屑裝置更加的智能化、自動化，進而以實現CFRP的綠色加工。

本發明的有益效果