[发明专利]工具机智能化适应性定负载切削控制方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种工具机智能化适应性定负载切削控制系统，尤指一种整合切削学习、适应性定负载切削控制与刀具监控三种功能，可适应不同切削加工条件的智能化适应性定负载的工具机切削控制系统。

背景技术

现有工具机的制造厂商在设计新型工具机时，皆以提升工具机的加工效率作为目标，因此高效率与高品质是工具机未来发展的方向，现有高阶工具机经整合自动量测、自动调整与自动纪录三种功能，使其具有高效率、高精度与良好的刀具寿命管理，但是高阶工具机内建前述功能需搭配昂贵的信号解析与运算设备，造成机台制造成本大幅增加，即使具有高加工效率与高品质，但是有价格高昂而不易普及的问题。

而目前欲提升一般工具机的机台的加工效率，除了加大机台各轴向的马达功率以加快其移动速度，或修改服务马达的加/减速时间常数之外，并无其他方法可大幅缩短工具机的加工时间以提升其效率，而前述方法不仅会增加机台的制造成本，同时会因各轴向的传动元件快速移动而衍生其他问题，如螺杆因快速移动产生热量而伸长、变形而容易磨损，大幅增加机台后续的维修成本。

发明内容

如前所述，现有高阶工具机具有高效率与高品质，但是价格高昂而不易普及，而一般的工具机为加快轴向移动速度而需加大马达功率或是修改马达的加/减速时间常数，易使传动元件产生变形磨损，增加工具机维修成本的问题，因此本发明主要目的在提供一工具机智能化适应性定负载切削控制方法与系统，通过工具机的控制器整合计算并产生切削加工时的最佳切削控制参数，结合定负载切削控制与刀具监控，由控制器对应负载值控制其切削加工速度，可达到高效率、高品质减少故障，且可降低工具机的制作与维修成本。

为达成前述目的所采取的主要技术手段是令前述工具机智能化适应性定负载切削控制方法是由一控制器执行以下步骤：

取得工具机机台的最佳切削控制参数，最佳切削控制参数包含有一切削定负载值，该切削定负载值与机台的一主轴负载值整合运算，以最适当切削条件加工，避免主轴负载值大于切削定负载值；

判断机台的主轴负载值是否大于切削定负载值，若是则降低进给转速，降低进给转速后仍超过主轴负载值则停止切削，若主轴负载值小于切削定负载值，则以一最大进给转速切削加工；

判断主轴负载值是否大于机台的一最大负载值，若是则表示主轴刀具老化或破损，即停止加工。

为达成前述目的采取的主要技术手段是提供一工具机智能化适应性定负载切削控制系统，包含有一控制器及一数据库，其中控制器是与数据库连结并内建有：

一切削学习模块，其取得工具机的一主轴切削的负载值并储存于数据库中，切削学习模块经由分析与运算得到主轴的多数个最佳切削控制参数，该等最佳切削控制参数包含有一切削定负载值、一最大切削进给速度、一最小切削进给速度、一每次增加进给速度、一每次减少进给速度与最大负载值；

一适应性定负载切削控制模块，其量测机台的主轴负载值，该适应性定负载切削控制模块对该等切削控制参数与主轴负载值整合运算，在最大/最小切削进给速度范围内调整进给速度，以避免主轴负载值大于切削定负载值；

一刀具监控模块，其记录并比较主轴负载值是否大于一最大负载值，以作为判断刀具是否老化的依据，若主轴负载值大于最大负载值，表示刀具老化则停止加工；

其中，该切削定负载值代表切削学习模块记录的主轴负载值，该最大切削进给速度代表工具机的适应性定负载切削加工的最大切削速度，该最小切削进给速度代表工具机的适应性定负载切削加工的最小切削速度，该每次最大负载值为主轴夹设的一刀具可承受的最大负载值，该每次增加进给速度代表工具机的适应性定负载切削加工在单位时间内每次增加的速度，该每次减少进给速度代表工具机的适应性定负载切削加工在单位时间每次内减少的速度。