[發(fā)明專利]一種數(shù)控滾齒機床竄刀動態(tài)調(diào)整方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011589968.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112764391B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 從飛云;陳立;林楓
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 何碧珩

本發(fā)明提供一種數(shù)控滾齒機床竄刀動態(tài)調(diào)整方法，包括以下步驟，進行滾刀切削試驗；采集滾刀主軸振動信號x_n，構建磨損狀態(tài)指標x；計算所有刀位磨損狀態(tài)指標均值構建刀位磨損狀態(tài)指標對刀位磨損狀態(tài)指標均值的隸屬度函數(shù)F(i)；計算當前刀位隸屬度；根據(jù)隸屬度比較變換刀位；本發(fā)明不需要對刀具磨損量進行測量，而是通過采集裝置對實時獲取的滾齒機滾刀主軸振動信號進行特征提取，得到反映滾刀磨損狀態(tài)的指標，提高了生產(chǎn)效率；本發(fā)明通過動態(tài)調(diào)整滾刀軸向坐標讓磨損程度較低的刀位進入切削區(qū)，刀齒趨近于相同的磨損狀態(tài)；本發(fā)明能有效避免各個刀位磨損不均勻的現(xiàn)象，根據(jù)實際情況充分利用各個刀位的切削能力，提高了刀具使用時間和零件表面質(zhì)量。

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)控機床領域，主要涉及一種根據(jù)刀位磨損情況動態(tài)調(diào)整滾刀軸向位置的自動竄刀方法。

背景技術

滾刀加工工件時，每個刀齒的切削時間和負荷不同，因此磨損量也不相同。生產(chǎn)過程中數(shù)控滾齒機往往在完成一定工件加工后進行自動竄刀來減少刀齒磨損。竄刀能夠避免少數(shù)刀齒嚴重磨損，大部分刀齒輕微磨損或者無磨損的情況，使?jié)L刀多數(shù)刀齒都能依次均勻地磨損，避免使用同一個刀位切削工件，減少刀具更換頻率，提高效率。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術的檢索發(fā)現(xiàn)，竄刀方法都是通過設置竄刀參數(shù)，在加工過程中實現(xiàn)定長、定量自動竄刀。當前刀位完成加工預設的工件數(shù)量后按照計算出的竄刀長度及給定的竄刀方向改變刀具位置，然后在新的刀位加工工件；例如中國專利CN111881860A公開了一種滾刀磨損在位識別模型建模方法及滾刀磨損在位識別方法，對原有信號樣本數(shù)據(jù)庫的獲取方式與樣本類型進行改良與擴充，使樣本數(shù)據(jù)庫能夠準確反映熱變形與齒坯加工余量不均勻性對電流信號樣本信噪比的影響，再融合人工特征提取在排除低價值信息的優(yōu)點與深度學習算法在高品質(zhì)特征提取與分類上的優(yōu)勢，相互配合建立對誤差影響權重變化具有強表達能力、可反映不同工況模式的分類特征群組，實現(xiàn)對刀具磨損狀態(tài)的高質(zhì)量整體表征，以此為數(shù)學基礎，建立并行識別框架的滾刀磨損在位識別模型建模，實現(xiàn)高精度和強魯棒性的滾刀磨損在位識別；上述竄刀方法存在一個問題，那就是在相同加工時間下不同刀位的磨損值不同，同一個刀位由于偶然因素的作用磨損值也不同。刀具磨損狀態(tài)與刀具材料均勻性、加工工件的材料均勻性、切削環(huán)境等緊密相關，如果每個刀位的耐用性不同，竄刀時間相同，將導致每個刀位的磨損值不同，因此定長、定量的自動竄刀方法無法根據(jù)刀位的實際情況做調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)控滾齒機床竄刀動態(tài)調(diào)整方法，通過采集裝置實時獲取滾齒機滾刀主軸的振動信號，動態(tài)調(diào)整滾刀軸向坐標讓磨損程度較低的刀位進入切削區(qū)，使得所有的刀齒趨近相同的磨損狀態(tài)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

本發(fā)明提供一種數(shù)控滾齒機床竄刀動態(tài)調(diào)整方法，所述方法包括以下步驟，

(1)進行滾刀切削試驗；

(2)采集滾刀主軸振動信號x_n，構建磨損狀態(tài)指標x；

(3)計算所有刀位磨損狀態(tài)指標均值

(4)構建隸屬度函數(shù)F(i)；

(5)計算當前刀位隸屬度；

(6)根據(jù)隸屬度法比較變換刀位。

進一步地，所述滾刀主軸振動信號x_n是通過采集裝置實時獲取，所述滾刀主軸振動信號采集后提取磨損特征，所述磨損特征即為磨損狀態(tài)指標。

進一步地，所述構建磨損狀態(tài)指標是通過對滾刀振動信號x_n進行離散傅里葉變換計算振動信號頻譜s_k，將能量集中的頻帶作為計算頻帶B_w來構建。

進一步地，步驟(2)中，構建的磨損狀態(tài)指標x為：