[发明专利]数控加工工艺参数优化方法、装置、系统及计算机设备

说明书

本发明涉及数控加工工艺技术领域，公开了一种数控加工工艺参数优化方法、装置、系统及计算机设备。其中，方法包括根据走刀次数建立以切削时间为优化目标的目标函数；建立约束条件；根据所述目标函数和所述约束条件建立加工工艺参数优化模型；对所述加工工艺参数优化模型进行求解，确定最小切削时间及对应的工艺参数集合。本申请在建立目标函数时考虑到了多工步以及切削速度随工件尺寸变化的情况，工艺参数优化模型也是基于多工步的工艺步骤而建立的，根据实际加工过程建立切削时间计算方式，这更符合实际切削加工过程，最后确定的最小切削时间及对应的工艺参数集合也更贴合实际加工过程，提高了优化效果。

技术领域

本发明涉及数控加工工艺技术领域，特别是涉及一种数控加工工艺参数优化方法、装置、系统及计算机设备。

背景技术

数控加工技术是现代制造业自动化领域的重要组成部分，是我国制造业提高生产效率、提升产品品质、缩短生产周期和降低生产成本的重要保障。我国数控机床保有量大，但加工效率却不高，产品生产周期长、成本高，主要原因在于目前数控加工企业切削参数获取仍主要依靠工艺技术人员的生产经验和试切削为主，获取的切削参数往往无法实现数控加工高效率和低成本需求。

为了解决上述问题，国内外学者在数控加工工艺参数优化方面进行了广泛的研究。但回顾现有研究，不难发现真正在企业实际应用的通用型方法较少，主要原因在于：现有数控加工工艺参数优化模型多针对单工步的优化，未考虑多工步和多工序之间的组合优化，无法全面反应实际的切削加工过程，且多以理论研究为主，未能形成符合企业实际需求的数控加工工艺参数优化工具，企业实用性和适用性较差。

发明内容

基于此，有必要针对现有数控加工工艺参数优化模型仅仅针对单工步进行优化，无法全面反应实际的切削加工过程的问题，提供一种数控加工工艺参数优化方法、装置、系统及计算机设备。

一种数控加工工艺参数优化方法，包括：

根据走刀次数建立以切削时间为优化目标的目标函数；

建立约束条件；

根据所述目标函数和所述约束条件建立加工工艺参数优化模型；

对所述加工工艺参数优化模型进行求解，确定最小切削时间及对应的工艺参数集合。

在其中一个实施例中，根据走刀次数建立以切削时间为优化目标的目标函数的步骤为：根据粗加工走刀次数建立以切削时间为优化目标的目标函数；

根据粗加工走刀次数建立以切削时间为优化目标的目标函数的步骤之前，还包括：根据粗加工切削深度和精加工切削深度确定粗加工走刀次数。

在其中一个实施例中，根据粗加工切削深度和精加工切削深度确定粗加工走刀次数的步骤为：根据待加工的工件直径、精加工后的工件直径、精加工切削深度以及粗加工切削深度确定粗加工走刀次数。

在其中一个实施例中，根据走刀次数建立以切削时间为优化目标的目标函数的步骤包括：

获取沿主切削刃的平均切削速度和平均切削面积；

根据沿主切削刃的所述平均切削速度和所述平均切削面积获取材料切除率，所述材料切除率为切削过程中单位时间内所切除的材料体积；

根据所述材料切除率和切除材料的体积获取单工步切削时间所对应的目标函数；

结合所述单工步切削时间所对应的目标函数和所述走刀次数获取多工步切削时间所对应的目标函数。

在其中一个实施例中，建立约束条件的步骤包括：

建立切削参数约束条件、切削力约束条件、切削功率约束条件、刀具寿命约束条件以及加工表面质量约束条件。