CN107052903A - 一种保证加工恒负载输出的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保证加工恒负载输出的控制方法。本发明是将当前切削噪音和振动与前一刻切削噪音和振动进行比较，如发生很大变化，即对切削进给参数进行即时调整的一种智能控制方法。

Description

一种保证加工恒负载输出的控制方法

技术领域

本发明属于切削技术领域，具体涉及一种保证加工恒负载输出的控制方法。

背景技术

在加工中心切削过程中经常会发生因被切削材料硬度不匀、毛坯余量不一致等问题带来的切削工况瞬间恶化，加工中心主轴负载瞬间快速上升的情况，严重的可能导致刀具破损，加工中心主要部件损坏，甚至会发生因切削力过大带来的人员损伤，因此，本发明针对此现象提出一种加工恒负载输出的控制方法。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种保证加工恒负载输出的控制方法。

技术方案：一种保证加工恒负载输出的控制方法，包括如下步骤：

(1)在加工中心主轴上安装音频接收器、振动感应探测器，将切削过程中产生的音频和振动频率和幅值传送到控制系统中，控制系统实时接收音频和振动频率和幅值；

(2)当发生切削状况恶化时，音频和振频、振幅会发生剧烈变化：音频接收器和振动接收器可实时接收到声音和振动的变化情况，当音频瞬间升高25％或振频振幅值瞬间升高至100％时，即时降低伺服轴的进给速度，减小切削进给量，从而降低切削阻力，保持切削恒负载输出保护设备、刀具和人员，并可以有效阻止撞机情况的发生；

(3)启动加工控制程序，刚启动时，操作者会判断当前切削参数是否合理，不合理的情况操作者会停下来修改切削参数，一旦操作认为此切削数值合理开始自动加工时，将正常切削后30秒的平均噪音和振动值作为参考值，将切削启动后的切削噪音和振动值进行比较；

通过加工中心PLC控制程序加入对音频和振频与前一刻数值的比较，系统当前噪音和振动数值与前噪音和振动数值相比较得出切削状况正发生急骤恶化时，需要对进给速度即时调整降低切削负载、进给速度降低的比率为每次25％；

当速度降低到原指定速度的50％时，机床发生切削工况异常报警接通蜂鸣器呼唤操作者来机床前检查切削工况；

如在降低进给速度后，切削噪音降低到初始值的70％和切削振动值降低到初始参考值的50％时进给速度自动提高，提高幅度仍按初始速度的25％累加直至恢复至初始设定进给速度。

有益效果：本发明是将当前切削噪音和振动与前一刻切削噪音和振动进行比较，如发生很大变化，即对切削进给参数进行即时调整的一种智能控制方法。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

具体实施例

在加工中心切削过程中如果切削平稳，切削产生的噪音、切削产生的振动都相对平稳，并且保持在较小范围内波动。当切削状况发生变化时，切削产生的噪音振动数值也会瞬间发生变化，本方法是将当前切削噪音和振动与前一刻切削噪音和振动进行比较，如发生很大变化，即对切削进给参数进行即时调整的一种智能控制方法，具体操作如下：

(1)在加工中心主轴上安装音频接收器、振动感应探测器，将切削过程中产生的音频和振动频率和幅值传送到控制系统中，控制系统实时接收音频和振动频率和幅值。

(2)当发生切削状况恶化时，音频和振频、振幅会发生剧烈变化：音频接收器和振动接收器可实时接收到声音和振动的变化情况，当音频瞬间升高25％或振频振幅值瞬间升高至100％时，即时降低伺服轴的进给速度，减小切削进给量，从而降低切削阻力，保持切削恒负载输出保护设备、刀具和人员，并可以有效阻止撞机情况的发生。

(3)通过加工中心PLC控制程序加入对音频和振频与前一刻数值的比较，以BT40主轴，主轴电机功率11KW,Φ60面刀、5刃，切削刃45°，刀具转速800rpm/min,以1000/min速度切削C45钢材平面，刀具切削宽度40mm,切深2mm,平稳切削时，主轴端实测音频噪音值在72dB左右波动，主轴端实测切削振动值在0.7um/s左右，振幅在5um左右小幅波动。

因工件毛坯不一致刀具切深忽然变为3.5mm,主轴端测量的噪音值和振动值瞬间发生变化，切削噪音瞬间提高到96dB，振动值瞬间提高到1.4um/s、振幅瞬间提高到13um，系统当前噪音和振动数值与前噪音和振动数值相比较得出切削状况正发生急骤恶化，需要对进给速度即时调整降低切削负载、进给速度降低的比率为每次25％。

系统PLC一级程序扫描周期为4-8毫秒,本次切削启动后的切削噪音和振动值进行比较。(因程序刚启动时，操作者会判断当前切削参数是否合理，不合理的情况操作者会停下来修改切削参数，一旦操作认为此切削数值合理开始自动加工时，我们将正常切削后30秒的平均噪音和振动值作为参考值。

在此扫描周期内，系统自动降低进给速度由1000mm/min降低到750mm/min,刀具每刃切削量由0.33mm降低到0.25mm，如切削噪音和切削振动仍来降低到初期参考值则继续在下一PLC扫描周期时间内继续降低直至降低到加工进给速度为0，当速度降低到原指定速度的50％时机床发生切削工况异常报警接通蜂鸣器呼唤操作者来机床前检查切削工况。

如在降低进给速度后，切削噪音降低到初始值的70％和切削振动值降低到初始参考值的50％时进给速度自动提高，提高幅度仍按初始速度的25％累加直至恢复至初始设定进给速度。

以上即为利用监控切削过程中的噪音和振动，即时调整加工中心进给速度，以保证恒切削的一种智能控制方法。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种保证加工恒负载输出的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)在加工中心主轴上安装音频接收器、振动感应探测器，将切削过程中产生的音频和振动频率和幅值传送到控制系统中，控制系统实时接收音频和振动频率和幅值；

(2)当发生切削状况恶化时，音频和振频、振幅会发生剧烈变化：音频接收器和振动接收器可实时接收到声音和振动的变化情况，当音频瞬间升高25％或振频振幅值瞬间升高至100％时，即时降低伺服轴的进给速度，减小切削进给量，从而降低切削阻力，保持切削恒负载输出，保护设备、刀具和人员；

(3)启动加工控制程序，刚启动时，操作者会判断当前切削参数是否合理，不合理的情况操作者会停下来修改切削参数，一旦操作认为此切削数值合理开始自动加工时，将正常切削后30秒的平均噪音和振动值作为参考值，将切削启动后的切削噪音和振动值进行比较；

通过加工中心PLC控制程序加入对音频和振频与前一刻数值的比较，系统当前噪音和振动数值与前噪音和振动数值相比较得出切削状况正发生急骤恶化时，需要对进给速度即时调整降低切削负载、进给速度，降低的比率为每次25％；

当速度降低到原指定速度的50％时，机床发生切削工况异常报警接通蜂鸣器呼唤操作者来机床前检查实际切削状况；

如在降低进给速度后，切削噪音降低到初始值的70％和切削振动值降低到初始参考值的50％时进给速度自动提高，提高幅度仍按初始速度的25％累加直至恢复至初始设定进给速度。