[發明專利]一種數控自適應控制加工方法、系統、設備及其存儲介質

有效

• 申請號: 202111109576.8
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113741352B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 余昌水;嚴鑒鉑;周昌鋒;寇植達;唐永鵬;阮班水
• 申請（專利權）人: 陜西法士特齒輪有限責任公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本發明提供了一種數控自適應控制加工方法、系統、設備及其存儲介質，利用機床自身的負載監視功能，利用PLC再編輯技術，無需添加任何的軟硬件，即可以實現簡單的自適應控制加工功能，使企業能夠應用低成本簡化后的自適應控制加工技術，即為簡化后的約束型自適應控制加工技術，通過這種方式，可以實現切削進給隨切削負載的變化而實時變化，數控加工程序中只需添加幾個所需控制的主軸負載范圍值及控制PMC子程序P0800通斷的M指令，那么該段程序就具備了自適應控制加工功能，靈活度較高，數控加工程序編制難度小，PMC程序可復制，通常情況下只需半個小時就可以改造完成一臺機床，無需添加任何軟硬件，且不同版本的FANUC數控系統都可以通用。

技術領域

本發明涉及數控系統技術領域，具體為一種數控自適應控制加工方法、系統、設備及其存儲介質。

背景技術

在數控加工過程中，無論是粗加工還是精加工，都存在加工余量不均勻的情況，如果按統一的進給速度，勢必造成切削力大幅度的變動，在加工余量突變處產生顫動，這對于加工精度與刀具保護來說都不利。如果通過檢測切削力的變化，對進給率進行控制使得切削力維持在一個恒定值附近，那么這無論是對加工精度、機床穩定還是加工效率都是一個提高。

自適應技術是對生物改變自身習性來適應環境的一種模擬。將自適應控制技術運用于切削加工過程，使得機床能夠根據加工狀況，即切削力的變化，實時地調整切削參數，在確保系統穩定正常運行和一定加工質量的情況下，盡可能地提高機床加工效率，同時起到保護刀具和機床以及人員安全等方面的作用。

現在的數控加工機床都具備實時負載百分比(或功率)顯示功能，通過利用機床自身的負載監視功能及PMC功能塊SUB51和十進制數153提取機床主軸負載百分比的功能，在PMC中對其進行判斷和范圍值控制，根據判斷結果及時反饋至機床切削參數，使切削參數隨該負載變化而變化，以達到使機床主軸能夠根據實際切削工況實時改變切削參數從而將主軸負載控制在一定的范圍內，使主軸負載不至于太大使機床損傷，也不至于太小，切削效率較低，從而能夠最大限度的提高機床利用率和切削效率。

自適應控制技術主要分為兩類，一是約束型自適應控制，主要對加工過程中的切削力進行監控，根據切削力變化對進給速度等切削參數進行在線控制，在約束條件的限定下調整切削參數，避免切削用量過小或最大化，造成刀具、設備等損壞；二是優化型自適應控制，在約束型的基礎上，列入評價函數，根據優化需要設定不同的目標函數，從而實現多目標切削參數優化，復雜且計算量大。

部分高校在校內做過多次實驗，也做出了許多的研究成果，但截至目前并沒有在生產型企業實踐生產中得到大量的應用，也沒有成熟的自適應控制加工系統和技術，市場上售賣較多的是以色列OMATIVE公司ACM自適應控制系統，但裝備這樣的一套系統，需30萬元左右，且多臺機床不能共用，成本較高，并不適合大范圍的應用。

發明內容

針對現有技術中數控加工過程中存在加工余量不均勻等的問題，本發明提供一種數控自適應控制加工方法、系統、設備及其存儲介質，能夠使用機床自身的扭矩監視功能，實現自適應控制加工功能，并減少數控加工程序的編制量，靈活度較高，數控加工程序編制難度小，無需添加任何軟硬件，通用性好，成本低，可有效地提高機床利用率和切削效率。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種數控自適應控制加工方法，包括如下步驟：

在數控加工程序段中進行自適應控制功能機床PLC程序段通斷控制；

在該段機床PLC程序段中對機床主軸負載值進行提取；

輸入控制主軸負載范圍的宏變量并賦值；

將提取的機床主軸負載值與輸入控制主軸負載范圍的宏變量值進行比較，且通過判斷結果計算更改切削進給倍率；

在該段機床PLC程序段中屏蔽操作面板倍率旋鈕功能；