[发明专利]一种调整加工代码进给速度来保证机床输出功率平滑的方法

摘要

本发明公开一种调整加工代码进给速度来保证机床输出功率平滑的方法，主要针对航空领域用户需求及工艺特点，以国产高档数控机床为研究对象，在给定复杂结构件加工代码的基础上,通过VERICUT软件对加工过程进行仿真模拟，并对VERICUT软件进行二次开发，对加工代码进行分段处理，根据需求的切削功率值、最大最小进给速度，反推各段加工代码的进给速度，并对各段内的进给速度速度语句进行修改，最大限度保持机床主轴功率输出曲线平滑。本发明完善了VERICUT软件不能进行切削力的仿真这一缺陷，找到了个切削参数之间的数据关系，和限制因素对功率的影响效果以及最优算法，实现了通过调整进给速度来保证机床输出功率平滑以保证，在切削过程中机床、工件、刀具的安全性。

主权项

1.一种调整加工代码进给速度来保证机床输出功率平滑的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：运行VERICUT软件；步骤2：在VERICUT软件中导入要进行切削加工的工件；步骤3：在VERICUT中，加载二次开发程序，进入步骤4，对NC代码中进给速度进行调整；步骤4：在VERICUT中加载刀具文件；步骤5：根据NC代码中给定的进给速度语句对NC代码进行分段；将NC代码中，每个进给速度语句对应的NC代码，划分为一段；各段均作为同进给速度段。步骤6：通过VERCUIT软件，对切削过程进行仿真模拟，获得步骤6中每个同进给速度段对应的切削过程中的切削参数；在每个同进给速度段对应的切削过程中，沿刀具切削路径每间隔距离x，设置一个采样点，1mm≤x≤10mm设置一个采样点；随后，获取并记录每个同进给速度段对应的切削过程中刀具移动到各个采样点处时的切削深度、切削宽度、切削速度以及进给速度。步骤7：确定每个同进给速度段对应切削过程中各采样点处的切削功率；根据切削过程中功率计算经验公式：以及步骤6所得到的各个采样点处的切削参数，并结合切削手册，确定每个同进给速度段对应的切削过程中各个采样点处的刀具切削功率。上述功率计算经验公式中：F为切削力；C为与刀具材料、工件材料、切削条件有关的系数；K_r为工件材料、毛坯表面状态、刀具材料等对切削速度的修正系数乘积；b₁、b₂、b₃、b₄为修正系数；a_p为切削深度；a_e为切削宽度；v为进给速度；f为进给率。步骤8：根据步骤7中得到的每个同进给速度段对应的切削过程中的各采样点对应的切削功率，对每个同进给速度段对应的NC代码再次进行分段；在每个同进给速度段对应的切削过程中，对于第1个与第2个采样点来说，以第1个采样点对应功率值为基准值，将第2个采样点对应功率值与第1个采样点对应的功率值做差后作为比对值，与基准值进行比对；对于第i个采样点来说，i=3、4、5、……；以第i-1个与第i-2个采样点对应的功率值的平均值作为基准值，第i个与第i-1个采样点对应的功率值做差后作为比对值，与基准值进行比对；上述各个采样点与基准值进行比对后，将满足条件1，且连续的采样点间对应的NC代码划分为一段；将满足条件2，且连续的采样点间对应的NC代码划分为一段；其中，条件1为：比对值小于等于基准值的10%；条件2为：比对值大于基准值的10%。根据上述分段方法，遍历每个同进给速度段对应的切削过程中全部采样点后，将每个同进给速度段对应的NC代码再次分段，各段均作为待调整段；步骤9：在步骤8中得到的各个待调整段插入：各个待调整段所在的同进给速度段对应进给速度，作为各个待调整段的初始进给速度；步骤10：根据步骤7中得到的全部采样点对应的功率值，绘制功率曲线，通过功率曲线模拟切削过程中实际的功率变化，并在用户界面中显示；步骤11：判断步骤10中得到的功率曲线是否平滑，若功率曲线不平滑，则执行步骤12；若功率曲线平滑，则直接执行步骤16。步骤12：输入目标切削参数；在用户界面，根据加工工件的实际加工要求，输入目标切削功率值、最大进给速度与最小进给速度；步骤13：反推切削过程中的切削速度；根据步骤12输入的目标切削参数，结合步骤8中对NC代码的分段，由切削功率经验公式，反推在全部采样点的进给速度；同时，将属于每个待调整段中采样点的进给速度相加后取平均，作为每个待调整段对应的NC代码的优化进给速度；步骤14：将步骤13得到的每个待调整段对应的NC代码的优化进给速度，分别修改每个待调整段对应的NC代码中初始进给速度；步骤15：按修改后的整体NC代码，通过VERCUIT软件，对切削过程进行仿真模拟，随后通过步骤7再次确定各采样点的切削功率，并绘制功率曲线后，返回步骤11；步骤16：切削仿真完成，得到平滑的输出功率曲线图；步骤17：在保存的文件位置，找到并获得进给速度修改后的NC代码；步骤18：退出VERICUT软件。