[發明專利]數控機床及其自適應加工的控制方法和裝置

有效

• 申請號: 202010930080.6
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112180833B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張建富;高鵬;王驍;馮平法;郁鼎文;吳志軍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種數控機床自適應加工的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取數控機床的監控信號，其中，所述監控信號包括主軸電流信號、主軸轉速信號和進給速度信號；

根據所述監控信號，確定所述數控機床處于切削加工狀態；

在所述數控機床處于切削加工狀態時，獲取有效切削電流，其中，根據低通濾波器和跟蹤濾波器對采集到的主軸電流進行處理，然后去除機床的空載電流，獲取所述有效切削電流；

利用所述有效切削電流，獲取所述數控機床當前時刻的理論辨識切削力，其中，所述利用所述有效切削電流，獲取所述數控機床當前時刻的理論辨識切削力，包括：利用所述有效切削電流，獲取所述主軸電流的均方根值；利用所述主軸電流的均方根值，根據機床主軸的運動學方程，獲取所述機床主軸的電機扭矩；利用所述電機扭矩，獲取理論辨識切削力；

根據所述理論辨識切削力，利用強化學習模型獲取預測切削力，其中，所述根據所述理論辨識切削力，利用強化學習模型獲取預測切削力，包括：獲取所述理論辨識切削力與所述預測切削力之間的映射關系；根據所述理論辨識切削力和所述映射關系，獲取所述預測切削力；

控制所述數控機床按照所述預測切削力進行零件加工。

2.根據權利要求1所述的數控機床自適應加工的控制方法，其特征在于，所述根據所述監控信號，確定所述數控機床處于切削加工狀態，包括：

根據所述主軸轉速信號和所述進給速度信號，生成速度向量；

根據所述速度向量，確定所述數控機床是否處于切削加工狀態。

3.根據權利要求1所述的數控機床自適應加工的控制方法，其特征在于，所述獲取所述理論辨識切削力與所述預測切削力之間的映射關系，包括：

將所述理論辨識切削力輸入策略神經網絡，利用所述策略神經網絡生成所述映射關系。

4.根據權利要求3所述的數控機床自適應加工的控制方法，其特征在于，還包括：

利用獎勵函數對所述策略神經網絡進行訓練，以使利用所述策略神經網絡獲取的所述預測切削力的累計回報最大。

5.根據權利要求1所述的數控機床自適應加工的控制方法，其特征在于，還包括：

判斷所述有效切削電流是否大于預設閾值；

如果是，則控制所述數控機床執行報警策略，并調整切削進給量。

6.一種數控機床自適應加工的控制裝置，其特征在于，包括：

第一獲取模塊，用于獲取數控機床的監控信號，其中，所述監控信號包括主軸電流信號、主軸轉速信號和進給速度信號；

識別模塊，用于根據所述監控信號，確定所述數控機床處于切削加工狀態；

第二獲取模塊，用于在所述數控機床處于切削加工狀態時，獲取有效切削電流；

第三獲取模塊，用于利用所述有效切削電流，獲取所述數控機床當前時刻的理論辨識切削力；

強化學習模塊，用于根據所述理論辨識切削力，利用強化學習模型獲取預測切削力；

執行模塊，用于控制所述數控機床按照所述預測切削力進行零件加工。

7.一種數控機床，其特征在于，包括：

五軸機床，所述五軸機床包括機床主軸的電機、切削刀具和操作臺，所述操作臺用于放置待切削工件；

如權利要求6所述的數控機床自適應加工的控制裝置。