[發明專利]機械加工過程智能控制系統

在審

• 申請號: 202010159705.3
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111399444A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 鄧冠華
• 申請（專利權）人: 凌伽智能科技（上海）有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 上海海貝律師事務所 31301
• 代理人: 范海燕

1.一種機械加工過程智能控制系統，其特征在于：機械加工過程智能控制系統由軟件和硬件組成；

硬件部分由以下幾部分組成：

(1)機械加工設備本體

本體是實現加工、檢測的基礎，其工作部件是實現所需基本運動的部件，它的傳動部件的精度直接影響著加工、檢測的精度；

(2)數控系統

采用CNC數控系統，其主要特點是輸入存儲、數控加工、插補運算以及機床各種控制功能都通過程序來實現。計算機、控制器、采集系統與CNC數控系統之間可通過接口設備聯接，當控制對象或功能改變時，只需改變軟件和接口。CNC系統由中央處理存儲器和輸入輸出接口組成，中央處理器又由存儲器、運算器、控制器和總線組成；

(3)伺服系統

伺服系統是數控的重要組成部分，用以實現數控機床的進給位置伺服控制和主軸轉速(或位置)伺服控制。伺服系統的性能是決定機床加工精度、測量精度、表面質量和生產效率的主要因素；

(4)測量系統

測量系統有接觸觸發式測頭、信號傳輸系統和數據采集系統組成，是數控機床在線檢測系統的關鍵部分，直接影響著在線檢測的精度。其中關鍵部件為測頭，使用測頭可在加工過程中進行尺寸測量，根據測量結果自動修改加工程序，改善加工精度，使得數控機床既是加工設備，又兼具測量機的某種功能。測頭按功能可分為工件檢測測頭和刀具測頭；按信號傳輸方式可分為硬線連接式、感應式、光學式和無線電式；按接觸形式可分為接觸測量和非接觸測量，用戶可根據機床的具體型號選擇合適的配置。

2.如權利要求1所述的機械加工過程智能控制系統，其特征在于：測頭安裝在主軸、工作臺、工件上，其信號匯集到采集系統，采集系統反饋至控制器，控制器計算對比后通過CNC傳遞給伺服系統，伺服系統再控制執行部件。

3.如權利要求2所述的機械加工過程智能控制系統，其特征在于：軟件組成為：通過計算機進行測量數據的采集和處理、檢測數控程序的生成、檢測過程的仿真及與數控機床通信等功能；具體為包括采集技術，模型庫，參數優化管理，專家庫系統；采集技術負責數據的采集，模型庫存儲數據模型，參數優化管理優化參數設計，專家庫系統存儲專家數據。

4.如權利要求3所述的機械加工過程智能控制系統，其特征在于：實現監控時，首先要在計算機輔助編程系統上自動生成檢測主程序，將檢測主程序由通信接口傳輸給數控機床，通過G31跳步指令，使測頭按程序規定路徑運動，當測球接觸工件時發出觸發信號，通過測頭與數控系統的專用接口將觸發信號傳到轉換器，并將觸發信號轉換后傳給機床的控制系統，該點的坐標被記錄下來。信號被接收后，機床停止運動，測量點的坐標通過通信接口傳回計算機，然后進行下一個測量動作。上位機通過監測CNC系統返回的測量值，可對系統測量結果進行計算補償及可視化等各項數據處理工作。

5.如權利要求4所述的機械加工過程智能控制系統，其特征在于：監控系統體現在檢測程序的編制上，檢側程序編制質量的優劣直接影響到檢測效果。自主開發軟件的編程方式有：基于C、C++、VC++、VB、Delphi開發平臺的在線檢測編程和基于CAD開發平臺的在線檢測編程；

檢測部分主要模塊的功能如下：

(1)測量主程序自動生成模塊：主要完成零件待測信息的輸入，生成檢測主程序；

(2)誤差補償模塊：對測量過程中所產生的誤差進行補償，提高測量精度；

(3)通信模塊：完成主程序與被調用宏程序的發送及測量點坐標信息的接收；

(4)測量宏程序模塊：實現宏程序的管理和內部調用。主模塊要實現對宏程序的查找、增添、修改及刪除等操作；

(5)數據處理模塊：對測量點坐標進行補償，完成各種尺寸及精度計算。通過打開測量結果數據文件，獲得測量點坐標信息，經過相應的運算過程最終得到所測值。