CN117300184A - 一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械工程领域，本发明公开了一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，包括：加工参数设定模块、定位启动车床模块、切削参数监控模块、潜热参数监控模块、收缩参数监控模块、综合模型建立模块、系统自动调整模块，以及加工完成提示模块，加工参数设定模块设定加工参数，定位启动车床模块将待加工的铜铸件固定在工作台上，切削参数监控模块计算得出车床切削系数，潜热参数监控模块计算得出等效热系数，收缩参数监控模块计算得出加工收缩系数，综合模型建立模块计算得出加工车床综合控制指数，系统自动调整模块将加工车床综合控制指数与预设的加工车床工作阈值进行对比，加工完成提示模块发出提示并停止加工。
Description
技术领域
本发明涉及机械工程领域，更具体地涉及一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统。
背景技术
铜铸件生产是一项用于制造铜合金零件和零件的过程，需要在铸造工厂或铸造车间进行，涉及各种设备和工艺，生产过程需要严格控制和管理，以确保产品质量和生产效率，加工车床控制系统是用来控制车床进行加工的核心部分，也是铜铸件生产过程中的主要控制系统，车床控制系统可以分为以下几种：CNC是数控机床普遍采用的一种控制系统，通过计算机指令来控制车床进行加工，PLC是可编程逻辑控制器，它是一种专门为生产过程设计的数字运算操作电子系统。PLC控制系统可以通过编程控制车床的逻辑电路，从而实现车床的各种操作。
但是，传统的用于铜铸件生产用加工车床的控制系统存在以下缺点：精度不高：由于铜铸件的生产过程中存在很多不确定因素，包括模具的磨损、铜液的收缩，这些因素会导致铸件尺寸和形状的不稳定，从而影响控制系统的精度；智能化程度低：传统的控制系统通常只能实现基本的加工操作，缺乏对加工过程的智能化控制和优化，这会导致生产效率低、能源消耗大问题的出现；适应性不强：不同的铜铸件生产过程会存在一些差异，但一些控制系统可能难以适应不同的生产环境和加工要求，缺乏灵活的调节机制针对不同的生产过程进行调节和改造。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明提供如下技术方案：一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，包括：加工参数设定模块、定位启动车床模块、切削参数监控模块、潜热参数监控模块、收缩参数监控模块、综合模型建立模块、系统自动调整模块，以及加工完成提示模块；
所述加工参数设定模块，依据工件要求通过车床控制系统设定加工参数，设定的加工参数包括车床切削参数、加工潜热参数和加工收缩参数，并将设定的参数传输至定位启动车床模块；
所述定位启动车床模块，接收加工参数设定模块设定的加工参数，将待加工的铜铸件固定在工作台上，操作员依据系统提示启动车床，车床控制系统发动控制指令；
所述切削参数监控模块，基于加工参数设定模块设定的车床切削参数，通过车床切削控制模型计算得出车床切削系数，并将车床切削系数传输至综合模型建立模块；
所述潜热参数监控模块，基于加工参数设定模块设定的加工潜热参数，通过潜热计算数学模型计算得出等效热系数，并将等效热系数传输至合模型建立模块；
所述收缩参数监控模块，基于加工参数设定模块设定的加工收缩参数，通过体积收缩数学模型计算得出加工收缩系数，并将加工收缩系数传输至合模型建立模块；
所述综合模型建立模块，基于车床切削系数、等效热系数和加工收缩系数计算得出加工车床综合控制指数，并将加工车床综合控制指数传输至系统自动调整模块；
所述系统自动调整模块，接收综合模型建立模块计算得出的加工车床综合控制指数，将加工车床综合控制指数与预设的加工车床工作阈值进行对比，依据对比结果系统自动调整；
所述加工完成提示模块，系统自动调整后加工程序执行完毕，车床控制系统发出提示并停止加工。
优选的，所述加工参数设定模块中车床切削参数包括金属去除率、加工总时间和切削线速度，其中切削线速度包括车床主轴转速、车床主轴转速的偏差值和加工直径，加工潜热参数包括铜铸件凝固所释放潜热量、铜铸件密度、加工温度以及加工温度波动值，其中铜铸件凝固所释放潜热量包括铜铸件加工后体积、体积固相率和铜铸件潜热，加工收缩参数包括铜铸件初始体积和加工后体积、铜铸件初始体积和加工后体积的不规则体积。
优选的，所述定位启动车床模块中使用夹具进行正确的定位和固定，将待加工的铜铸件固定在工作台上，车床控制系统发动控制指令，使刀架移动到加工的位置，车床控制系统通过传感器设备检测刀架的定位精度、启动加工程序，控制车床的机械部件按照预设的加工路径进行加工。
优选的，所述切削参数监控模块中车床切削系数的计算步骤如下：
步骤S01：计算切削线速度，计算公式为：，其中/>表示切削线速度，/>表示车床主轴转速，/>表示车床主轴转速的偏差值，/>表示加工直径；
步骤S02：计算车床切削系数，计算公式为：，其中/>表示车床切削系数，/>表示金属去除率，/>表示切削线速度，/>表示加工总时间。
优选的，所述潜热参数监控模块中等效热系数的计算步骤如下：
步骤S01：计算铜铸件凝固所释放潜热量，计算公式为：，其中/>表示铜铸件凝固所释放潜热量，/>表示铜铸件密度，/>表示铜铸件加工后体积，/>表示体积固相率，/>表示铜铸件潜热；
步骤S02：计算等效热系数，计算公式为：，其中/>表示等效热系数，/>表示铜铸件凝固所释放潜热量，/>表示铜铸件密度，/>表示加工温度，/>表示加工温度波动值。
优选的，所述收缩参数监控模块中加工收缩系数的计算公式为：，其中/>表示加工收缩系数，/>表示铜铸件初始体积，/>表示铜铸件加工后体积，/>表示铜铸件初始体积的不规则体积，/>表示铜铸件加工后体积的不规则体积。
优选的，所述综合模型建立模块中加工车床综合控制指数的计算公式为：，其中/>表示加工车床综合控制指数，/>表示车床切削系数，/>表示等效热系数，/>表示加工收缩系数。
优选的，所述系统自动调整模块将加工车床综合控制指数与预设的加工车床工作阈值/>进行对比，若加工车床综合控制指数/>小于预设的加工车床工作阈值/>，则加工车床控制系统运行正常，参数设置合理，若加工车床综合控制指数/>大于或等于预设的加工车床工作阈值/>，则加工车床控制系统运行异常，参数设置不合理，返回加工参数设定模块，自动调整参数大小。
优选的，所述加工完成提示模块在铜铸件加工完成以后提示声自动响起，并且停止加工，工作人员及时清理铜铸件表面。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过设有加工参数设定模块、定位启动车床模块、切削参数监控模块、潜热参数监控模块、收缩参数监控模块、综合模型建立模块、系统自动调整模块，以及加工完成提示模块，加工参数设定模块设定加工参数，定位启动车床模块将待加工的铜铸件固定在工作台上，切削参数监控模块计算得出车床切削系数，潜热参数监控模块计算得出等效热系数，收缩参数监控模块计算得出加工收缩系数，综合模型建立模块计算得出加工车床综合控制指数，系统自动调整模块将加工车床综合控制指数与预设的加工车床工作阈值进行对比，加工完成提示模块发出提示并停止加工，总之，一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统可以实现自动化加工，减少人工干预和操作，避免人为因素对加工质量的影响，提高生产效率和产品质量，对加工过程进行实时监控和优化，可以根据不同的加工要求和铜铸件的特点，自动调整加工参数，提高生产效率和产品质量。
附图说明
图1为一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，包括：加工参数设定模块、定位启动车床模块、切削参数监控模块、潜热参数监控模块、收缩参数监控模块、综合模型建立模块、系统自动调整模块，以及加工完成提示模块；
所述加工参数设定模块，依据工件要求通过车床控制系统设定加工参数，设定的加工参数包括车床切削参数、加工潜热参数和加工收缩参数，并将设定的参数传输至定位启动车床模块；
所述定位启动车床模块，接收加工参数设定模块设定的加工参数，将待加工的铜铸件固定在工作台上，操作员依据系统提示启动车床，车床控制系统发动控制指令；
所述切削参数监控模块，基于加工参数设定模块设定的车床切削参数，通过车床切削控制模型计算得出车床切削系数，并将车床切削系数传输至综合模型建立模块；
所述潜热参数监控模块，基于加工参数设定模块设定的加工潜热参数，通过潜热计算数学模型计算得出等效热系数，并将等效热系数传输至合模型建立模块；
所述收缩参数监控模块，基于加工参数设定模块设定的加工收缩参数，通过体积收缩数学模型计算得出加工收缩系数，并将加工收缩系数传输至合模型建立模块；
所述综合模型建立模块，基于车床切削系数、等效热系数和加工收缩系数计算得出加工车床综合控制指数，并将加工车床综合控制指数传输至系统自动调整模块；
所述系统自动调整模块，接收综合模型建立模块计算得出的加工车床综合控制指数，将加工车床综合控制指数与预设的加工车床工作阈值进行对比，依据对比结果系统自动调整；
所述加工完成提示模块，系统自动调整后加工程序执行完毕，车床控制系统发出提示并停止加工。
本实施例中，需要具体说明的是，所述加工参数设定模块中车床切削参数包括金属去除率、加工总时间和切削线速度，其中切削线速度包括车床主轴转速、车床主轴转速的偏差值和加工直径，加工潜热参数包括铜铸件凝固所释放潜热量、铜铸件密度、加工温度以及加工温度波动值，其中铜铸件凝固所释放潜热量包括铜铸件加工后体积、体积固相率和铜铸件潜热，加工收缩参数包括铜铸件初始体积和加工后体积、铜铸件初始体积和加工后体积的不规则体积。
本实施例中，需要具体说明的是，所述定位启动车床模块中使用夹具进行正确的定位和固定，将待加工的铜铸件固定在工作台上，车床控制系统发动控制指令，使刀架移动到加工的位置，车床控制系统通过传感器设备检测刀架的定位精度、启动加工程序，控制车床的机械部件按照预设的加工路径进行加工。
本实施例中，需要具体说明的是，所述切削参数监控模块中车床切削系数的计算步骤如下：
步骤S01：计算切削线速度，计算公式为：，其中/>表示切削线速度，/>表示车床主轴转速，/>表示车床主轴转速的偏差值，/>表示加工直径；
步骤S02：计算车床切削系数，计算公式为：，其中/>表示车床切削系数，/>表示金属去除率，/>表示切削线速度，/>表示加工总时间。
本实施例中，需要具体说明的是，所述潜热参数监控模块中等效热系数的计算步骤如下：
步骤S01：计算铜铸件凝固所释放潜热量，计算公式为：，其中/>表示铜铸件凝固所释放潜热量，/>表示铜铸件密度，/>表示铜铸件加工后体积，/>表示体积固相率，/>表示铜铸件潜热；
步骤S02：计算等效热系数，计算公式为：，其中/>表示等效热系数，/>表示铜铸件凝固所释放潜热量，/>表示铜铸件密度，/>表示加工温度，/>表示加工温度波动值。
本实施例中，需要具体说明的是，所述收缩参数监控模块中加工收缩系数的计算公式为：，其中/>表示加工收缩系数，/>表示铜铸件初始体积，/>表示铜铸件加工后体积，/>表示铜铸件初始体积的不规则体积，/>表示铜铸件加工后体积的不规则体积。
本实施例中，需要具体说明的是，所述综合模型建立模块中加工车床综合控制指数的计算公式为：，其中/>表示加工车床综合控制指数，/>表示车床切削系数，/>表示等效热系数，/>表示加工收缩系数。
本实施例中，需要具体说明的是，所述系统自动调整模块将加工车床综合控制指数与预设的加工车床工作阈值/>进行对比，若加工车床综合控制指数/>小于预设的加工车床工作阈值/>，则加工车床控制系统运行正常，参数设置合理，若加工车床综合控制指数/>大于或等于预设的加工车床工作阈值/>，则加工车床控制系统运行异常，参数设置不合理，返回加工参数设定模块，自动调整参数大小。
本实施例中，需要具体说明的是，所述加工完成提示模块在铜铸件加工完成以后提示声自动响起，并且停止加工，工作人员及时清理铜铸件表面，具体内容包括：加工质量检查：铜铸件加工完成后，应检查其表面质量，包括表面粗糙度、是否有划痕、砂眼、气孔等缺陷，对于有特殊要求的铸件，还需要进行内部质量检查；检查尺寸精度：检查铜铸件的尺寸是否符合设计要求，包括形状、尺寸精度和位置精度；检查重量：对于有重量要求的铜铸件，应测量其重量是否符合要求，检查材料成分：对于有材料成分要求的铜铸件，应进行材料成分分析，确保材料成分符合要求；检查热处理状态：对于需要进行热处理的铜铸件，应检查热处理状态是否符合要求，包括热处理温度、时间、冷却速度；标记和包装：铜铸件加工完成后，应进行标记并按照要求进行包装，以便于运输和存储。
本实施例中，需要具体说明的是，本实施与现有技术的区别主要在于本实施例设有加工参数设定模块、定位启动车床模块、切削参数监控模块、潜热参数监控模块、收缩参数监控模块、综合模型建立模块、系统自动调整模块，以及加工完成提示模块，加工参数设定模块设定加工参数，定位启动车床模块将待加工的铜铸件固定在工作台上，切削参数监控模块计算得出车床切削系数，潜热参数监控模块计算得出等效热系数，收缩参数监控模块计算得出加工收缩系数，综合模型建立模块计算得出加工车床综合控制指数，系统自动调整模块将加工车床综合控制指数与预设的加工车床工作阈值进行对比，加工完成提示模块发出提示并停止加工，总之，一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统可以实现自动化加工，减少人工干预和操作，避免人为因素对加工质量的影响，提高生产效率和产品质量，对加工过程进行实时监控和优化，可以根据不同的加工要求和铜铸件的特点，自动调整加工参数，提高生产效率和产品质量。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，其特征在于：包括：加工参数设定模块、定位启动车床模块、切削参数监控模块、潜热参数监控模块、收缩参数监控模块、综合模型建立模块、系统自动调整模块，以及加工完成提示模块；
所述加工参数设定模块，依据工件要求通过车床控制系统设定加工参数，设定的加工参数包括车床切削参数、加工潜热参数和加工收缩参数，并将设定的参数传输至定位启动车床模块；
所述定位启动车床模块，接收加工参数设定模块设定的加工参数，将待加工的铜铸件固定在工作台上，操作员依据系统提示启动车床，车床控制系统发动控制指令；
所述切削参数监控模块，基于加工参数设定模块设定的车床切削参数，通过车床切削控制模型计算得出车床切削系数，并将车床切削系数传输至综合模型建立模块；
所述潜热参数监控模块，基于加工参数设定模块设定的加工潜热参数，通过潜热计算数学模型计算得出等效热系数，并将等效热系数传输至合模型建立模块；
所述收缩参数监控模块，基于加工参数设定模块设定的加工收缩参数，通过体积收缩数学模型计算得出加工收缩系数，并将加工收缩系数传输至合模型建立模块；
所述综合模型建立模块，基于车床切削系数、等效热系数和加工收缩系数计算得出加工车床综合控制指数，并将加工车床综合控制指数传输至系统自动调整模块；
所述系统自动调整模块，接收综合模型建立模块计算得出的加工车床综合控制指数，将加工车床综合控制指数与预设的加工车床工作阈值进行对比，依据对比结果系统自动调整；
所述加工完成提示模块，系统自动调整后加工程序执行完毕，车床控制系统发出提示并停止加工。
2.根据权利要求1所述的一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，其特征在于：所述加工参数设定模块中车床切削参数包括金属去除率、加工总时间和切削线速度，其中切削线速度包括车床主轴转速、车床主轴转速的偏差值和加工直径，加工潜热参数包括铜铸件凝固所释放潜热量、铜铸件密度、加工温度以及加工温度波动值，其中铜铸件凝固所释放潜热量包括铜铸件加工后体积、体积固相率和铜铸件潜热，加工收缩参数包括铜铸件初始体积和加工后体积、铜铸件初始体积和加工后体积的不规则体积。
3.根据权利要求1所述的一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，其特征在于：所述定位启动车床模块中使用夹具进行正确的定位和固定，将待加工的铜铸件固定在工作台上，车床控制系统发动控制指令，使刀架移动到加工的位置，车床控制系统通过传感器设备检测刀架的定位精度、启动加工程序，控制车床的机械部件按照预设的加工路径进行加工。
4.根据权利要求1所述的一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，其特征在于：所述切削参数监控模块中车床切削系数的计算步骤如下：
步骤S01：计算切削线速度，计算公式为：，其中/>表示切削线速度，/>表示车床主轴转速，/>表示车床主轴转速的偏差值，/>表示加工直径；
步骤S02：计算车床切削系数，计算公式为：，其中/>表示车床切削系数，/>表示金属去除率，/>表示切削线速度，/>表示加工总时间。
5.根据权利要求1所述的一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，其特征在于：所述潜热参数监控模块中等效热系数的计算步骤如下：
步骤S01：计算铜铸件凝固所释放潜热量，计算公式为：，其中/>表示铜铸件凝固所释放潜热量，/>表示铜铸件密度，/>表示铜铸件加工后体积，/>表示体积固相率，/>表示铜铸件潜热；
步骤S02：计算等效热系数，计算公式为：，其中/>表示等效热系数，/>表示铜铸件凝固所释放潜热量，/>表示铜铸件密度，/>表示加工温度，/>表示加工温度波动值。
6.根据权利要求1所述的一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，其特征在于：所述收缩参数监控模块中加工收缩系数的计算公式为：，其中/>表示加工收缩系数，/>表示铜铸件初始体积，/>表示铜铸件加工后体积，/>表示铜铸件初始体积的不规则体积，/>表示铜铸件加工后体积的不规则体积。
7.根据权利要求1所述的一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，其特征在于：所述综合模型建立模块中加工车床综合控制指数的计算公式为：，其中/>表示加工车床综合控制指数，/>表示车床切削系数，/>表示等效热系数，/>表示加工收缩系数。
8.根据权利要求1所述的一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，其特征在于：所述系统自动调整模块将加工车床综合控制指数与预设的加工车床工作阈值/>进行对比，若加工车床综合控制指数/>小于预设的加工车床工作阈值/>，则加工车床控制系统运行正常，参数设置合理，若加工车床综合控制指数/>大于或等于预设的加工车床工作阈值，则加工车床控制系统运行异常，参数设置不合理，返回加工参数设定模块，自动调整参数大小。
9.根据权利要求1所述的一种用于铜铸件生产用加工车床的控制系统，其特征在于：所述加工完成提示模块在铜铸件加工完成以后提示声自动响起，并且停止加工，工作人员及时清理铜铸件表面。
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