[发明专利]机械加工在线品质管控方法和系统以及加工机床

权利要求书

1.一种机械加工在线品质管控方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集加工机床加工过程中的实时物理量；

将所述实时物理量与预设范围比较，若所述实时物理量超出所述预设范围的边界，则判定被加工工件出现品质异常，并控制所述加工机床执行第一操作；

其中，所述第一操作为立即停机、执行完当前工序后停机或继续加工并报警；

所述实时物理量为主轴电机功率、主轴电机扭矩、主轴电机的电流、切削力、切削区域的振动、切削区域的声音或切削区域的温度；

所述实时物理量为主轴电机功率；预设功率范围的边界通过对多个合格加工过程中主轴电机的功率数据采用边界控制法计算得出；

所述边界控制法包括平均值法；所述预设功率范围的边界通过对多个合格加工过程中主轴电机的功率数据采用平均值法计算得出的方法为：

获取N₁个所述合格加工过程中主轴电机的功率数据；所述合格加工过程的个数为N₁，每个所述合格加工过程中主轴电机的功率数据的个数均为M个；

对于N₁个所述合格加工过程中主轴电机的功率数据的相同位置所对应的N₁个功率数据，计算所述N₁个功率数据的平均值

通过公式计算所述预设功率范围的边界对应的功率数值；

其中，N₁为大于或等于2的整数，M为大于等于2的整数，i为大于等于1且小于等于M的整数；a为第一预设系数，且a>0；

或者，所述边界控制法包括标准差法；所述预设功率范围的边界通过对多个合格加工过程中主轴电机的功率数据采用标准差法计算得出的方法为：

获取N₂个所述合格加工过程中主轴电机的功率数据；所述合格加工过程的个数为N₂，每个所述合格加工过程中主轴电机的功率数据的个数均为M个；

对于N₂个所述合格加工过程中主轴电机的功率数据的相同位置所对应的N₂个功率数据，计算所述N₂个功率数据的平均值和标准差σ；

通过公式计算所述预设功率范围的边界对应的功率数值；

其中，N₂为大于或等于3的整数，M为大于等于2的整数，i为大于等于1且小于等于M的整数；s为第二预设系数。

2.根据权利要求1所述的机械加工在线品质管控方法，其特征在于，所述第二预设系数s的取值范围为3至5。

3.根据权利要求1所述的机械加工在线品质管控方法，其特征在于，所述方法还包括：

存储所述实时物理量，并显示所述实时物理量和所述预设范围。

4.一种实施如权利要求1-3中任意一项权利要求所述的机械加工在线品质管控方法的机械加工在线品质管控系统，其特征在于，包括数据采集装置、数据处理装置和信号输出装置；

所述数据采集装置用于采集加工机床加工过程中的实时物理量，并转换成所述数据处理装置可识别的信号模式，发送至数据处理装置；

所述数据处理装置用于将所述实时物理量与预设范围比较，在所述实时物理量超出所述预设范围的边界时，生成触发信号，并经所述信号输出装置将所述触发信号发送至所述加工机床的控制系统；

所述加工机床的控制系统控制所述加工机床执行第一操作；

其中，所述第一操作为立即停机、执行完当前工序后停机或继续加工并报警；

所述实时物理量为主轴电机功率、主轴电机扭矩、主轴电机的电流、切削力、切削区域的振动、切削区域的声音或切削区域的温度。

5.根据权利要求4所述的机械加工在线品质管控系统，其特征在于，还包括显示存储装置；所述显示存储装置与所述数据处理装置连接；

所述显示存储装置用于存储所述实时物理量，并显示所述实时物理量和所述预设范围。

6.一种加工机床，其特征在于，包括权利要求4或5所述的机械加工在线品质管控系统。