[发明专利]机床全程自感知自适应切削的方法

权利要求书

1.一种机床全程自感知自适应切削的方法，包括机床数控系统配置主轴电机输出负载率计算器，PMC可编程序控制器和相关参数设置人机界面，其特征在于：机床的实际进给速度=程式进给速度值×进给倍率确定，通过PMC程序实时感知检测主轴电机输出负载率及其变化幅度，通过软件算法和控制，自适应改变调节机床进给切削倍率值，实现控制机床进给速度的自适应切削，通过数控系统可以实时监测加工过程中主轴电机输出负载率数据；通过可编程控制器PMC软件程序实时自感知读取主轴电机输出负载率值和计算负载率变化波动数据值，机床加工重切入刀段PMC自感知检测计算主轴电机负载率变化波动值，在超出入刀段主轴负载变化阈值A时，自动降低进给切削倍率到入刀段自适应初始进给倍率E，在设定时间D内，进给切削倍率自动阶梯式逐步递增恢复到标准值100%；机床加工满切削过程中PMC自感知检测主轴电机负载率数据值，在超出主轴负载上限值H时，自动调节以10%倍率值间隔时间逐步递减，直至主轴电机负载率低于H后停止倍率调节；当主轴电机负载率低于主轴负载参考值J时，自动调节以10%倍率值间隔时间逐步递增，直至达到自适应进给切削倍率最大值K后停止倍率调节；出刀段PMC自感知检测主轴电机负载率变化波动，在负载率低于出刀段主轴负载变化阈值B时，自动降低进给切削倍率至出刀段自适应初始进给倍率F，在设定时间D内，进给切削倍率自动阶梯式逐步递增恢复到标准值100%。

2.根据权利要求1所述的机床全程自感知自适应切削的方法，其特征在于：通过PMC程序自感知检测与算法，获取主轴负载率数据和计算波动数据，自动控制和调节入刀段、满切削过程和出刀段的进给切削倍率值：

入刀段：在设定主轴负载变化采集时间数据寄存器C值周期，PMC间隔采集存储感知实测主轴电机负载率数据寄存器值，将设定采集周期时间前后负载率进行差值减法运算，运算结果值即为入刀段主轴电机负载率波动数据，运算公式：结果值 = 采集时间C后主轴负载率值 - 采集时间C前主轴负载率值，当运算结果值大于设定阈值A值时，启动自适应进给控制，PMC修改进给切削倍率寄存器赋值数据，使得进给切削倍率降至设定E值，在设定时间D内完成进给切削倍率阶梯式递增的自动调节控制法，将进给切削倍率逐步恢复到100%，入刀段自适应控制结束；

满刀切削段：PMC实时自感知检测采集当前主轴电机输出负载率数据寄存器值，在当前主轴负载率超过设定上限阈值H时，启动自适应进给控制，PMC以间隔时间修改倍率值以10%速度递减，且每次都会重新计算比较主轴负载率是否超过阈值H，直至主轴负载率低于阈值H后，自适应控制停止；

满刀切削段：PMC实时自感知检测采集当前主轴电机输出负载率数据寄存器值，在当前主轴负载率低于设定负载参考值J时，启动自适应进给控制，PMC以间隔时间修改倍率值以10%速度递增，且每次都会重新计算比较主轴负载率，随着进给倍率得递增，进给速度逐步提升，主轴负载也随着逐步增高，直至主轴负载率高于参考值J后，自适应控制停止；增加自适应倍率最大值K，在进给切削倍率逐步提升和主轴负载率逐步提升的过程中，自适应调节最大倍率值不超过K值；

出刀段：在设定主轴负载变化采集时间数据寄存器C值周期，PMC间隔采集存储实测感知主轴电机负载率数据寄存器值，将设定采集周期时间前后负载率进行差值减法运算，运算结果值即为入刀段主轴电机负载率波动数据；运算公式：结果值 = 采集时间C后主轴负载率值- 采集时间C前主轴负载率值，当运算结果值小于设定阈值B值时，启动自适应进给控制，PMC修改进给切削倍率寄存器赋值数据，使得进给切削倍率降至设定F值，在设定时间D内完成进给切削倍率阶梯式递增的自动调节控制法，将进给切削倍率逐步恢复到100%，出刀段自适应控制结束。

3.根据权利要求2所述的机床全程自感知自适应切削的方法，其特征在于：入刀段主轴负载变化阈值A，A对应是PMC数据寄存器，在系统界面有对应的输入窗口，A值的参数设定数值允许范围0～50%/ms。

4.根据权利要求2所述的机床全程自感知自适应切削的方法，其特征在于：出刀段主轴负载变化阈值B，B对应是PMC数据寄存器，在系统界面有对应的输入窗口，B值的参数设定数值允许范围0～-50%/ms。