[发明专利]机械加工过程智能控制系统

权利要求书

1.一种机械加工过程智能控制系统，其特征在于：机械加工过程智能控制系统由软件和硬件组成；

硬件部分由以下几部分组成：

(1)机械加工设备本体

本体是实现加工、检测的基础，其工作部件是实现所需基本运动的部件，它的传动部件的精度直接影响着加工、检测的精度；

(2)数控系统

采用CNC数控系统，其主要特点是输入存储、数控加工、插补运算以及机床各种控制功能都通过程序来实现。计算机、控制器、采集系统与CNC数控系统之间可通过接口设备联接，当控制对象或功能改变时，只需改变软件和接口。CNC系统由中央处理存储器和输入输出接口组成，中央处理器又由存储器、运算器、控制器和总线组成；

(3)伺服系统

伺服系统是数控的重要组成部分，用以实现数控机床的进给位置伺服控制和主轴转速(或位置)伺服控制。伺服系统的性能是决定机床加工精度、测量精度、表面质量和生产效率的主要因素；

(4)测量系统

测量系统有接触触发式测头、信号传输系统和数据采集系统组成，是数控机床在线检测系统的关键部分，直接影响着在线检测的精度。其中关键部件为测头，使用测头可在加工过程中进行尺寸测量，根据测量结果自动修改加工程序，改善加工精度，使得数控机床既是加工设备，又兼具测量机的某种功能。测头按功能可分为工件检测测头和刀具测头；按信号传输方式可分为硬线连接式、感应式、光学式和无线电式；按接触形式可分为接触测量和非接触测量，用户可根据机床的具体型号选择合适的配置。

2.如权利要求1所述的机械加工过程智能控制系统，其特征在于：测头安装在主轴、工作台、工件上，其信号汇集到采集系统，采集系统反馈至控制器，控制器计算对比后通过CNC传递给伺服系统，伺服系统再控制执行部件。

3.如权利要求2所述的机械加工过程智能控制系统，其特征在于：软件组成为：通过计算机进行测量数据的采集和处理、检测数控程序的生成、检测过程的仿真及与数控机床通信等功能；具体为包括采集技术，模型库，参数优化管理，专家库系统；采集技术负责数据的采集，模型库存储数据模型，参数优化管理优化参数设计，专家库系统存储专家数据。

4.如权利要求3所述的机械加工过程智能控制系统，其特征在于：实现监控时，首先要在计算机辅助编程系统上自动生成检测主程序，将检测主程序由通信接口传输给数控机床，通过G31跳步指令，使测头按程序规定路径运动，当测球接触工件时发出触发信号，通过测头与数控系统的专用接口将触发信号传到转换器，并将触发信号转换后传给机床的控制系统，该点的坐标被记录下来。信号被接收后，机床停止运动，测量点的坐标通过通信接口传回计算机，然后进行下一个测量动作。上位机通过监测CNC系统返回的测量值，可对系统测量结果进行计算补偿及可视化等各项数据处理工作。

5.如权利要求4所述的机械加工过程智能控制系统，其特征在于：监控系统体现在检测程序的编制上，检侧程序编制质量的优劣直接影响到检测效果。自主开发软件的编程方式有：基于C、C++、VC++、VB、Delphi开发平台的在线检测编程和基于CAD开发平台的在线检测编程；

检测部分主要模块的功能如下：

(1)测量主程序自动生成模块：主要完成零件待测信息的输入，生成检测主程序；

(2)误差补偿模块：对测量过程中所产生的误差进行补偿，提高测量精度；

(3)通信模块：完成主程序与被调用宏程序的发送及测量点坐标信息的接收；

(4)测量宏程序模块：实现宏程序的管理和内部调用。主模块要实现对宏程序的查找、增添、修改及删除等操作；

(5)数据处理模块：对测量点坐标进行补偿，完成各种尺寸及精度计算。通过打开测量结果数据文件，获得测量点坐标信息，经过相应的运算过程最终得到所测值。