[發明專利]一種機械加工自適應控制方法

在審

• 申請號: 202010944772.6
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112051799A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 顏明華;范克東
• 申請（專利權）人: 成都廣泰威達數控技術股份有限公司
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404;G05B19/401;G05B19/4065;G05B19/408
• 代理公司: 成都聚蓉眾享知識產權代理有限公司 51291
• 代理人: 張輝

1.一種機械加工自適應控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取歷史時刻機械加工過程中的加工參數以及與所述加工參數對應的歷史時刻的機床數據；

根據歷史時刻的加工參數以及機床數據建立參數修正模型；

獲取當前時刻機械加工過程中的加工參數以及與所述加工參數對應的當前時刻的機床數據；

將當前時刻的機床數據與歷史時刻的機床數據進行比對，獲取比對結果；并通過所述參數修正模型自適應修正當前時刻機械加工過程的加工參數，使所述機械加工過程中的機床以最優狀態運行。

2.根據權利要求1所述的機械加工自適應控制方法，其特征在于，

所述加工參數包括：切削力、電機主軸轉速、進給主軸速度、電機功率值、電流值和電壓值；

所述機床數據包括：刀具受力數據、磨損數據、破損數據和機床的穩定性狀態。

3.根據權利要求2所述的機械加工自適應控制方法，其特征在于，所述電機主軸轉速與所述切削力的關系如下：

其中，S_N為額定滑差；V₁為同步轉速；K為電機到刀具的傳動比；R為刀具半徑；m₁為定子相數；r為轉子電阻；F為刀刃受到的切削阻力；I_N為主軸電流。

4.根據權利要求1所述的機械加工自適應控制方法，其特征在于，還包括：

獲取歷史時刻機械加工過程中的加工參數以及與所述加工參數對應的歷史時刻的機床數據，并存儲至機械加工工藝自適應參數數據庫；

根據數據庫中歷史時刻的加工參數以及機床數據之間的特性提取數據特征量建立參數修正模型；

根據當前時刻機械加工過程中的加工參數以及與所述加工參數對應的當前時刻的機床數據訓練所述參數修正模型，獲取訓練后的參數修正模型；

獲取所述比對結果，根據訓練后的參數修正模型自適應修正當前時刻機械加工過程的加工參數，使所述機械加工過程中的機床以最優狀態運行。

5.根據權利要求1所述的機械加工自適應控制方法，其特征在于，還包括：

分析零件結構，根據所需加工面，將加工該面時動作的軸確定為補償軸，并根據所述補償軸形成加工補償方案；

根據所述加工補償方案編制測量程序，通過數控加工中心對待加工零件的加工基準進行在線測量，并將測量出的動態變量數據自動傳遞到機床數據中進行保存；

根據所述加工補償方案和所述動態變量數據編制動態加工程序；并通過多軸聯動加工，形成能夠自適應動態補償的動態加工程序；

通過所述動態加工程序對所述待加工零件進行加工，并通過數控加工中心對加工后的零件尺寸進行自動測量；并將測量值與待加工零件圖紙的理論值進行比較；若加工后的零件尺寸不滿足理論值；則自動反饋至所述動態加工程序，對加工后的零件再次進行加工。

6.根據權利要求5所述的機械加工自適應控制方法，其特征在于，若待加工零件的加工面為曲面，則還包括有：

根據所述待加工零件的加工面，構建投影曲面的原始曲面形狀；

在投影曲面上選取若干點作為測量點，并逐一對實際毛坯面上進行測量；

根據測量結果，構建投影曲面的采樣曲面；

按照投影規則，將加工路徑點分別投影至構建的原始曲面和構建的采樣曲面上，并計算采樣曲面上的投影點相對于原始曲面上投影點在投影方向的偏差值；

將各投影點的偏差值分別補償到對應加工路徑點的投影加工路徑中。

7.根據權利要求5所述的機械加工自適應控制方法，其特征在于，若所述補償軸為進給主軸，則還包括對所述進給主軸進行補償；

利用距離傳感器陣列獲取當前零件在測量坐標系下的法矢向量；

獲取所述當前零件的理論法矢向量，并根據所述法矢向量和所述理論法矢向量分別計算所述法矢向量的待加工位置和所述理論法矢向量的理論加工位置；以及

計算所述待加工位置和所述理論加工位置的加工誤差，利用線性關系處理所述加工誤差，得到每個進給主軸的補償量。

8.根據權利要求1或5所述的機械加工自適應控制方法，其特征在于，當待加工的零件完成加工后，還包括：

判斷加工過程中的最大加工變形數據是否超過設定的閾值，若超過該閾值，則對加工順序進行自適應調整；若未超過該閾值，則按照原加工順序繼續加工，直至下次變形釋放。