[发明专利]一种基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法

权利要求书

1.一种基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，用于薄壁柔性零部件加工领域的颤振抑制，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、计算在一定主轴转速下不同的归一化变主轴转速幅值和频率组合对应的最大稳定加工切深；

步骤2、确定在一定主轴转速下一定切深时最优的归一化变主轴转速幅值和频率组合并将其存入数据库中；

步骤3、采用数据库中的主轴转速和切深加工时，数控系统自动选择与之对应的最优归一化变主轴转速幅值和频率组合，实施变主轴转速抑制颤振；

步骤4、在线计算颤振指标量并求取其与预定阈值的差值，如果所述差值小于预定阈值则将所述差值作为智能控制器的输入，输出则为变主轴转速对应的变主轴转速幅值和频率，在机床能力范围内对变主轴转速的参数进行反馈调整以更精准地抑制颤振，反之则停止加工。

2.如权利要求1所述的基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，其特征在于，步骤1中，所述一定主轴转速下不同的归一化变主轴转速幅值和频率组合对应的最大稳定加工切深，是通过半离散方法计算得到的。

3.如权利要求2所述的基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，其特征在于，使用所述半离散方法计算一定主轴转速下不同的归一化变主轴转速幅值和频率组合对应的最大稳定加工切深之前，测量系统的模态质量、阻尼系数、固有频率、切削力系数的模型参数。

4.如权利要求1所述的基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，其特征在于，步骤2中，所述一定主轴转速下一定切深时最优的归一化变主轴转速幅值和频率组合，是根据机床功率额外增加尽可能少和早生切削力做的功尽可能小为优化目标的函数并利用寻优算法确定的。

5.如权利要求4所述的基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，其特征在于，所述寻优算法是遗传算法。

6.如权利要求4或5所述的基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，其特征在于，所述机床功率和早生切削力做的功，计算方法如下：

P_m＝－9.68163+0.031305·RV+0.013024·F_v+2.95526·S·F_v－3.65057·e^-0.05·S·F_v－0.082676·RV·F_v，其中RV＝RVA·RVF，S是主轴转速，F_v是切向力，

P_m是所述机床功率，RVA是一定主轴转速下一定切深时最优的归一化变主轴转速幅值，RVF是一定主轴转速下一定切深时最优的归一化变主轴转速频率，△U_F是早生切削力做的功，f_s是变主轴转速的频率，K_f是切削力系数，a是切深，X是刀具振动的幅值，N_m是平均主轴转速，Λ是变主轴转速的归一化幅值，ω_s是变主轴转速的角频率。

7.如权利要求1所述的基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，其特征在于，步骤3中，当加工开始时，即将与所述主轴转速和所述切深对应的所述最优归一化变主轴转速幅值和频率组合施加到主轴上。

8.如权利要求1所述的基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，其特征在于，步骤4中，所述颤振指标量是基于加工过程中采集的信号并对其进行在线实时处理后得到的在一定时间段内的平均值。

9.如权利要求8所述的基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，其特征在于，所述信号是声音信号、加速度信号、力信号、电流信号中的一种。

10.如权利要求1所述的基于稳定性仿真智能抑制加工颤振的方法，其特征在于，步骤4中，所述智能控制器是PID控制器、模糊控制器中的一种。