[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

说明书

本发明公开一种机械加工在线品质管控方法，包括以下步骤：采集加工机床加工过程中的实时物理量；将实时物理量与预设范围比较，若实时物理量超出预设范围的边界，则判定被加工工件出现品质异常，并控制加工机床执行第一操作；其中，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。上述机械加工在线品质管控方法，能及时发现加工过程中的品质问题，实现生产过程中的品质管控，防止被加工产品发生批量不良。本发明还公开一种机械加工在线品质管控系统和加工机床。

技术领域

本发明涉及机械加工监控技术领域，尤其涉及一种机械加工在线品质管控方法和系统以及加工机床。

背景技术

在机械加工中，工件的品质包括尺寸精度、形位公差和表面质量等。由于加工环境的限制和效率的要求，以往的品质检验都是在加工后进行的，且属于批量检验。如果工件出现批量不良，也只能批量返工或报废，可能造成极大的浪费。

造成工件品质不良的因素很多，包括机床、工件材料、工艺参数和加工工具的状态等，其中任何一项因素的变化都可能导致品质问题。通过加工后品质检验结果，也很难判断造成品质不良的原因，无法做出及时的调整。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够及时判断出加工品质异常的机械加工在线品质管控方法和系统以及加工机床。

一种机械加工在线品质管控方法，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。

在其中一个实施例中，所述实时物理量为主轴电机功率；所述预设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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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P_i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；