[发明专利]机床全程自感知自适应切削的方法

说明书

本发明涉及一种机床全程自感知自适应切削的方法，所属加工中心技术领域，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，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。具有运行稳定性好、刀具使用寿命长和加工效率高的特点。解决了重切削过程机床振动和切削过程效率不足的问题。

技术领域

本发明涉及加工中心技术领域，具体涉及一种机床全程自感知自适应切削的方法。

背景技术

加工中心是柔性加工生产线上最重要的设备。目前很多生产线上都会用到大量的卧式加工中心，比如汽车发动机缸体缸盖生产线。但是目前很多卧式加工中心的可靠性水平仍然相对较低。卧式加工中心可靠性水平低会直接影响到卧式加工中心使用用户的生产效率。

加工中心在进给切削过程中存在如下缺陷：1）重切削过程入刀起始段时，主轴负载瞬时增大，机床切削振动大；2）重切削过程出刀终点段时，主轴负载瞬时减小，机床切削振动大；3）重切削过程，刀具使用寿命短；4）重切削满刀段过程不能充分发挥主轴电机功效，实现高速进给，加工效率低。

中国专利《加工中心自适应进给切削的方法》，申请号为201911112993.0，记载了加工中心的进给切削工艺，只涉及入刀段和出刀段的工艺方法，缺少对于加工中心的中间段加工满刀切削时工艺过程的改进。

发明内容

本发明主要解决现有技术中存在重切削入刀段和出刀段振动大、刀具寿命短和满刀切削段加工效率低的不足，提供了一种机床全程自感知自适应切削的方法，其具有运行稳定性好、刀具使用寿命长和加工效率高的特点。解决了重切削过程机床振动和切削过程效率不足的问题。实现切削入刀和出刀段降低进给速度，以达到降低机床振动的目的，在满切削过程，当感知主轴低负载时机床转换成高速进给，感知主轴高负载时机床转换成低速进给的自适应切削。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

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，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%。

作为优选，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：