[发明专利]利用高温红外热成像实现工件优化加工的方法

权利要求书

1.一种利用高温红外热成像实现工件优化加工的方法，其特征在于，利用高温红外热像仪采集加工过程的刀具以及周边区域的实际温度，采用热分析方式，结合工件三维结构图、工艺参数表和刀具参数表获得理想工况温度，根据理想工况温度和实际温度的差值，调整加工过程中刀具的进给速度、工件的转速和冷却液使用量，控制加工温度在设定范围内，实现数控机床工件加工的优化，最终实现加工能耗降低。

2.如权利要求1所述的一种利用高温红外热像仪实现工件优化加工的方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：

S1：安装高温红外热像仪，然后调试所述高温红外热成像仪，待其正常工作后，启动处理器及控制器系统，

S2：开启数控机床系统，将待加工工件放置在转轴夹具中，刀具对刀，开始加工，

S3：从刀具与加工工件开始接触起实时采集加工温度并实时生成红外温度图谱，检测刀具与工件接触端的温度最大值，

S4：将工件加工工艺参数、刀具参数和材料参数导入热分析系统进行分析处理，得出工件加工的理想温度，

S5：将热分析系统分析的理想温度与高温红外热像仪的红外成像图谱导出的实际温度进行比对，

S6：若高温红外热成像仪检测的实际温度比热分析系统分析的理想温度高，则将温度偏差信号传输到处理器及控制器系统，由处理器及控制器系统中的处理器及时给出理想冷却液的量、理想的刀具进给量、理想的工件转速，

S7：处理器及控制器系统中输出的理想冷却液的量、理想进给量和理想转速信息传递给数控机床系统，由数控机床系统调整加工工艺参数进行优化加工。

3.如权利要求2所述的一种利用高温红外热像仪实现工件优化加工的方法，其特征在于，其还包括步骤S8：将实行优化加工时段内的机床能耗数据储存在数据库系统中，并对先前同等条件下的加工策略进行迭代，该加工策略包括转速、进给量和冷却液使用量。

4.如权利要求3所述的一种利用高温红外热像仪实现工件优化加工的方法，其特征在于，步骤S3中，从刀具与加工工件开始接触起实时采集加工温度并实时生成红外温度图谱，检测刀具与工件接触端的温度最大值，将红外温度图谱、刀具与工件接触端的温度最大值保存在存储器系统中的红外温度储存区中，用于后期随时调用。

5.如权利要求4所述的一种利用高温红外热像仪实现工件优化加工的方法，其特征在于，步骤S6中，若外红成像仪检测的实际温度比热分析系统分析的理想温度高，且偏差在5％-20％之间，将温度偏差信号传输到处理器及控制器系统，由处理器及控制器系统中的处理器及时给出理想冷却液的量、理想进给量、理想加工速度。

6.如权利要求4所述的一种利用高温红外热像仪实现工件优化加工的方法，其特征在于，步骤S6中，若外红成像仪检测的实际温度比热分析系统分析的理想温度高，且偏差在5％-10％之间，将温度偏差信号传输到处理器及控制器系统，由处理器及控制器系统中的处理器及时给出理想冷却液的量、理想进给量、理想加工速度。

7.如权利要求1所述的一种利用高温红外热像仪实现工件优化加工的方法，其特征在于，工作时，先设定一个较小的工件转速和刀具进给量，利用高温红外热像仪采集加工过程的刀具以及周边区域的实际温度，采用热分析方式获得理想工况温度，当实际温度低于刀具理想工况温度时，转速和进给量逐步增加，直到刀具和工件接触点区域温度接近理想工况温度，此时转速和进给量按照预定要求进行降低，同时冷却液使用量增加以用于降低加工温度，当温度降低后，再次循环上述过程，使得整个加工过程构成动态平衡过程。