[发明专利]基于大批量单件重复加工的智能速度规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及机床智能速度规划方法，尤其涉及一种基于大批量单件重复加工的智能速度规划方法。

背景技术

随着社会对产品的效率和精度的要求不断提高，加工精度和加工效率的提高是针对数控机床的迫切需求。

由于机床自身机械特性的限制，机床的进给速度不能超过机床限制，否则会造成机床损坏。而机床的进给轴的加速度不能过大，否则会造成机床振动，导致机床不稳定，影响加工精度。为了使机床的速度曲线更加的柔和，需要对其进行速度规划。

传统速度规划是在轨迹优化的基础上，依据轨迹曲线的几何特性进行速度规划。在获得轨迹曲线上曲率局部最大值点所允许的最大速度之后，如果以低于该速度进行插补，效率低，为了提高插补点效率，需要提高插补的速度。如果速度高于最大允许速度，为了保证误差在允许范围内，需要对速度进行控制。速度控制要求插补速度在允许范围内的同时，保证机床在调试时不会发生剧烈抖动。常见的速度规划方式有T型速度规划，S型速度规划等等。这种速度规划适用于轨迹曲线曲率变化不大的情况。

当轨迹曲线上曲率变化较大时，在满足轨迹曲线上曲率局部最大值点所允许的最大速度，满足机床加工精度的情况下，机床进给速度较低，导致效率低下。为了解决这一问题，提出了自适应进给，即进给速度随轨迹曲线自适应。

自适应控制可以根据外界扰动的变化而改变切削量或者进给速度，避免不良的影响，充分的提高了机床切削性能。

大批量单一工件生产是指对同一工件进行重复的，大量的生产。在这一加工过程中，机床状态，刀具型号，产品规格，加工代码等等都是不变的。在这一背景下，传统速度规划和自适应速度规划都不适用。

综上所述，传统速度规划和自适应进给控制存在以下缺陷：

1)传统速度规划依据的仅仅只是轨迹几何特性及机床理论性能指标，没有考虑机床实际状态，如主轴刀具负荷，刀具磨损或破损，工件变形，机床振动等等。这些因素都会产生振动，影响工件加工精度，严重的会导致刀具损坏和机床的机械结构的破坏。

2)对于大批量单一工件重复加工，自适应进给控制系统数控机床每一次加工都重新使用自适应进给控制得到规划速度，缺乏学习功能，效率较低。

在加工工件时，自适应控制系统数控机床虽然可以一定程度上抵消干扰，提高机床切削性能，是工件的加工进度和加工效率在允许范围内，但所得到的规划速度并不是最优的。特别是针对单一工件大批量重复加工，加工效率和加工精度的一点点提高都会得到巨大的经济效益。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种提高了加工效率和加工精度的基于大批量单件重复加工的智能速度规划方法。

本发明提供了一种基于大批量单件重复加工的智能速度规划方法，包括以下步骤：

S1、机床加工；

S2、多传感器采集信号；

S3、特征提取，信号融合；

S4、切削状态判断，从样本库导入样本，将样本与提取到的特征进行比较，如果正常，则进入下一步骤，如果重切削或者轻切削，则进行速度修正并进入下一步骤；

S5、单次加工结束，得到规划速度；

S6、重复步骤S1至S5得到最优规划速度。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，分别通过传感器进行振动信号和主轴电流信号的采集。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，通过力矩传感器进行切削力矩的采集。

作为本发明的进一步改进，在步骤S4中，如果重切削则降低进给速度，如果轻切削则提高进给速。

本发明的有益效果是：具有学习功能，更加适用于大批量单一工件重复加工，提高了加工效率和加工精度。

附图说明

图1是本发明一种基于大批量单件重复加工的智能速度规划方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。

针对已有速度规划技术存在的问题和大批量单一工件加工的背景，为了提高数控机床加工精度和加工效率，引入学习功能，实现智能速度规划，提供了一种基于大批量单件重复加工的智能速度规划方法,具体设计如下：