一种数控加工参数实时自适应优化方法

摘要

本发明公开了一种数控加工参数实时自适应优化方法，通过对零件数控加工的切削力进行实时在线监测，并基于切削力对切削参数进行实时优化和自适应调整的控制；其将主轴电流信号作为切削力表征信号，而且信号的采集不影响加工过程。通过实时采集的主轴电流信号计算出实时切削力，并根据切削力进行优化得到合适的切削参数，然后，通过模糊控制器对进给速率和主轴速率进行修调与控制。数控加工参数实时自适应优化方法能有效地提高零件加工质量和提高加工效率，减少刀具和机床损坏，降低生产成本。

主权项

一种数控加工参数实时自适应优化方法，其特征在于包括以下步骤:步骤1..确定零件材料和刀具型号,将零件材料和刀具型号、目标切削力F_d、每齿进给量f_z0输入到CNC系统中，采用霍尔电流传感器测量数控机床主轴电机的三相输入电流(I_U，I_V，I_W)，同时采用测力仪测量对应的实际切削力F_C；步骤2..对所测电流通过放大、滤波与A/D转换处理，计算等效直流电流，按照公式:$I_{\mathrm{RMS}}=\sqrt{(I_U^2+I_V^2+I_W^2)/3};$步骤3..建立反映I_RMS和F_C对应关系的数学模型；获取动态切削力F_C，按照公式:T_d＝K_tI_RMS＝T_f+K_fF_c式中，T_d为主轴电机的输出扭矩，K_t为实验获得的比例系数，T_f为主轴电机的摩擦转矩，K_f为切削力系数；步骤4.对动态切削力F_C和目标切削力F_d进行比较，动态切削力信号F_C进入切削过程评价系统，按照模糊控制规则对动态切削力F_C和目标切削力F_d进行评价；步骤5..按照模糊逻辑算法计算优化的进给速率和主轴转速；将优化的进给速率和主轴转速值输入CNC系统，对进给速率和主轴转速进行修调与控制；步骤6..重复上述过程，直到零件加工过程结束。