[发明专利]一种数控自适应控制加工方法、系统、设备及其存储介质

说明书

本发明提供了一种数控自适应控制加工方法、系统、设备及其存储介质，利用机床自身的负载监视功能，利用PLC再编辑技术，无需添加任何的软硬件，即可以实现简单的自适应控制加工功能，使企业能够应用低成本简化后的自适应控制加工技术，即为简化后的约束型自适应控制加工技术，通过这种方式，可以实现切削进给随切削负载的变化而实时变化，数控加工程序中只需添加几个所需控制的主轴负载范围值及控制PMC子程序P0800通断的M指令，那么该段程序就具备了自适应控制加工功能，灵活度较高，数控加工程序编制难度小，PMC程序可复制，通常情况下只需半个小时就可以改造完成一台机床，无需添加任何软硬件，且不同版本的FANUC数控系统都可以通用。

技术领域

本发明涉及数控系统技术领域，具体为一种数控自适应控制加工方法、系统、设备及其存储介质。

背景技术

在数控加工过程中，无论是粗加工还是精加工，都存在加工余量不均匀的情况，如果按统一的进给速度，势必造成切削力大幅度的变动，在加工余量突变处产生颤动，这对于加工精度与刀具保护来说都不利。如果通过检测切削力的变化，对进给率进行控制使得切削力维持在一个恒定值附近，那么这无论是对加工精度、机床稳定还是加工效率都是一个提高。

自适应技术是对生物改变自身习性来适应环境的一种模拟。将自适应控制技术运用于切削加工过程，使得机床能够根据加工状况，即切削力的变化，实时地调整切削参数，在确保系统稳定正常运行和一定加工质量的情况下，尽可能地提高机床加工效率，同时起到保护刀具和机床以及人员安全等方面的作用。

现在的数控加工机床都具备实时负载百分比(或功率)显示功能，通过利用机床自身的负载监视功能及PMC功能块SUB51和十进制数153提取机床主轴负载百分比的功能，在PMC中对其进行判断和范围值控制，根据判断结果及时反馈至机床切削参数，使切削参数随该负载变化而变化，以达到使机床主轴能够根据实际切削工况实时改变切削参数从而将主轴负载控制在一定的范围内，使主轴负载不至于太大使机床损伤，也不至于太小，切削效率较低，从而能够最大限度的提高机床利用率和切削效率。

自适应控制技术主要分为两类，一是约束型自适应控制，主要对加工过程中的切削力进行监控，根据切削力变化对进给速度等切削参数进行在线控制，在约束条件的限定下调整切削参数，避免切削用量过小或最大化，造成刀具、设备等损坏；二是优化型自适应控制，在约束型的基础上，列入评价函数，根据优化需要设定不同的目标函数，从而实现多目标切削参数优化，复杂且计算量大。

部分高校在校内做过多次实验，也做出了许多的研究成果，但截至目前并没有在生产型企业实践生产中得到大量的应用，也没有成熟的自适应控制加工系统和技术，市场上售卖较多的是以色列OMATIVE公司ACM自适应控制系统，但装备这样的一套系统，需30万元左右，且多台机床不能共用，成本较高，并不适合大范围的应用。

发明内容

针对现有技术中数控加工过程中存在加工余量不均匀等的问题，本发明提供一种数控自适应控制加工方法、系统、设备及其存储介质，能够使用机床自身的扭矩监视功能，实现自适应控制加工功能，并减少数控加工程序的编制量，灵活度较高，数控加工程序编制难度小，无需添加任何软硬件，通用性好，成本低，可有效地提高机床利用率和切削效率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种数控自适应控制加工方法，包括如下步骤：

在数控加工程序段中进行自适应控制功能机床PLC程序段通断控制；

在该段机床PLC程序段中对机床主轴负载值进行提取；

输入控制主轴负载范围的宏变量并赋值；

将提取的机床主轴负载值与输入控制主轴负载范围的宏变量值进行比较，且通过判断结果计算更改切削进给倍率；

在该段机床PLC程序段中屏蔽操作面板倍率旋钮功能；