CN117784718A - 一种基于智能控制的刀模切削系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及切削控制技术领域，公开了一种基于智能控制的刀模切削系统，该系统包括：采集单元、处理单元、判断单元和预警单元，其中采集单元采集待切削区域允许的切割公差确定切削进给量；采集硬度数据确定切削刀的初始转速；处理单元将切削刀移至待切削区域按预先设置的路径进行切削，并以初始冷却液供给速度供给切削时所用的冷却液；判断单元采集切削深度判断是否调整切削进给量；采集切削刀的第一温度判断冷却液是否满足需求；采集切削刀的温度变化率判断是否调整初始转速；预警单元采集切削刀的振动频率判断切削刀的状态情况。本发明提升了加工过程的自动化程度和智能化水平，提高了加工精度和效率，减少了维护成本。

Description

一种基于智能控制的刀模切削系统

技术领域

本发明涉及切削控制技术领域，具体而言，涉及一种基于智能控制的刀模切削系统。

背景技术

刀模切削是一种精密的机械加工过程，用于制造和加工刀模，即用于切割或成型材料的专用工具和模具。这种类型的切削涉及多种材料和切削技术，广泛应用于制造业，特别是在包装、汽车、航空航天和精密工程领域。

在现有技术中，刀模切削多依赖于机械的自动加工过程。这种加工方式的核心在于预设切削路径，通过计算机数控机床或其他自动化设备来执行这些路径。刀具按照预定程序在工件上进行切削。然而，这种传统的自动化方式存在一定的局限性。主要问题之一是切削参数的设置大多基于工人的经验和预先的试验，而非实时的切削条件反馈。这意味着在实际切削过程中，如果遇到意外情况，无法自动调整参数以适应这些变化。容易造成刀具损坏和过度磨损、加工质量不稳定以及效率较低的问题。

因此，急需一种基于智能控制的刀模切削系统解决当前技术中存在的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种基于智能控制的刀模切削系统，旨在解决当前技术中对刀模进行切削加工时缺乏反馈机制，无法根据实际切削条件调整切割参数易造成刀具磨损以及加工质量不稳定的问题。

本发明提出了一种基于智能控制的刀模切削系统，包括：

采集单元，被配置为采集待切削区域允许的切割公差，将所述切割公差与预设公差进行比对确定切削进给量；所述采集单元还被配置为采集所述待切削区域的硬度数据，根据所述硬度数据确定切削刀的初始转速；

处理单元，被配置为在确定所述切削进给量和切削刀的初始转速后，将切削刀移至待切削区域按预先设置的路径进行切削，并以初始冷却液供给速度供给切削时所用的冷却液；

判断单元，被配置为在切削进行第一预设时间后采集切削深度，将所述切削深度与预先设定的切削深度阈值进行比对，根据比对结果判断是否调整所述切削进给量；当所述判断单元判定切削深度大于所述切削深度阈值时，根据所述切削深度调整所述切削进给量，获取调整后的切削进给量；

所述判断单元还被配置为当获取所述调整后的切削进给量时，采集所述切削刀的第一温度，根据所述第一温度判断所述冷却液是否满足需求；

所述判断单元还被配置为当判定所述冷却液不满足需求时，根据所述第一温度对所述初始冷却液供给速度进行调整，获取调整后的冷却液供给速度，并经过第二预设时间后采集所述切削刀的温度变化率，根据所述温度变化率判断是否调整所述初始转速；

预警单元，被配置为当所述判断单元判定对所述初始转速进行调整，并获取调整后的转速后，所述预警单元采集所述切削刀的振动频率，根据所述振动频率判断所述切削刀的状态情况。

进一步的，所述采集单元采集待切削区域允许的切割公差，将所述切割公差与预设公差进行比对确定切削进给量时，包括：

所述采集单元将所述切割公差G分别与预先设定的第一预设公差G1和第二预设公差G2进行比对，G1＜G2，根据比对结果确定所述切削进给量；

当G≤G1时，所述采集单元确定所述切削进给量为第一预设切削进给量Q1；

当G1＜G≤G2时，所述采集单元确定所述切削进给量为第二预设切削进给量Q2；

当G2＜G时，所述采集单元确定所述切削进给量为第三预设切削进给量Q3；

其中，Q1＜Q2＜Q3。

进一步的，所述采集单元采集所述待切削区域的硬度数据，根据所述硬度数据确定切削刀的初始转速，包括：

所述采集单元将所述硬度数据Y分别与预先设定的第一预设硬度数据Y1和第二预设硬度数据Y2进行比对，Y1＜Y2，根据比对结果确定所述切削刀的初始转速；

当Y≤Y1时，所述采集单元确定所述切削刀的初始转速为第一预设转速Z1；

当Y1＜Y≤Y2时，所述采集单元确定所述切削刀的初始转速为第二预设转速Z2；

当Y2＜Y时，所述采集单元确定所述切削刀的初始转速为第三预设转速Z3；

其中，Z1＞Z2＞Z3。

进一步的，在所述采集单元确定所述切削进给量为第i预设切削进给量Qi后，i＝1，2，3，所述判断单元将所述切削深度与预先设定的切削深度阈值进行比对，根据比对结果判断是否调整所述切削进给量时，包括：

所述判断单元将所述切削深度S与预先设定的切削深度阈值Smax进行比对，根据比对结果判断是否对所述切削进给量Qi进行调整；

当S＞Smax时，所述判断单元获取所述切削深度S与切削深度阈值Smax的深度差值ΔS，ΔS＝S-Smax，根据所述深度差值ΔS对所述切削进给量Qi进行调整；

当S≤Smax时，所述判断单元不对所述切削进给量进行调整，并经过所述第一预设时间后再次采集所述切削深度。

进一步的，当所述判断单元判定对所述切削进给量Qi进行调整时，包括：

所述判断单元还用于预先设定第一预设进给量调整系数A1、第二预设进给量调整系数A2和第三预设进给量调整系数A3，且0＜A1＜A2＜A3＜1，所述判断单元分别将所述深度差值ΔS与预先设定的第一预设深度差值ΔS1和第二预设深度差值ΔS2进行比对，ΔS1＜ΔS2，根据比对结果确定进给量调整系数对所述切削进给量Qi进行调整；

当ΔS≤ΔS1时，所述判断单元确定所述第三预设进给量调整系数A3对所述切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*A3；

当ΔS1＜ΔS≤ΔS2时，所述判断单元确定所述第二预设进给量调整系数A2对所述切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*A2；

当ΔS2＜ΔS时，所述判断单元确定所述第一预设进给量调整系数A1对所述切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*A1。

进一步的，当确定第i预设进给量调整系数Ai对所述切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*Ai后，i＝1，2，3，所述判断单元采集所述切削刀的第一温度，根据所述第一温度判断所述冷却液是否满足需求时，包括：

所述判断单元将所述第一温度T与预先设定的温度阈值Tmax进行比对，根据比对结果判断所述冷却液是否满足需求；

当T＞Tmax时，所述判断单元判定所述切削刀的温度较高，所述冷却液不满足使用需求；

当T≤Tmax时，所述判断单元判定所述切削刀的温度较低，所述冷却液满足使用需求。

进一步的，当所述判断单元判定所述切削刀的温度较高，所述冷却液不满足使用需求，根据所述第一温度对所述初始冷却液供给速度进行调整，获取调整后的冷却液供给速度时，包括：

所述判断单元还用于预先设定第一预设供给速度调整系数B1、第二预设供给速度调整系数B2和第三预设供给速度调整系数B3，且1＜B1＜B2＜B3；所述判断单元获取所述第一温度T与温度阈值Tmax的温度差值ΔT，ΔT＝T-Tmax，所述判断单元将所述温度差值ΔT分别与预先设定的第一预设温度差值ΔT1和第二预设温度差值ΔT2进行比对，ΔT1＜ΔT2，根据比对结果确定供给速度调整系数对所述初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度；

当ΔT≤ΔT1时，所述判断单元确定所述第一预设供给速度调整系数B1对所述初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度L*B1；

当ΔT1＜ΔT≤ΔT2时，所述判断单元确定所述第二预设供给速度调整系数B2对所述初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度L*B2；

当ΔT2＜ΔT时，所述判断单元确定所述第三预设供给速度调整系数B3对所述初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度L*B3。

进一步的，所述判断单元经过第二预设时间后采集所述切削刀的温度变化率，根据所述温度变化率判断是否调整所述初始转速时，包括：

当所述温度变化率大于零时，所述判断单元判定所述切削刀的温度未下降，并根据所述温度变化率调整所述初始转速；

当所述温度变化率不大于零时，所述判断单元判定所述切削刀的为温度下降，不对所述初始转速进行调整。

进一步的，当确定所述切削刀的初始转速为第i预设转速Zi且所述判断单元判定根据所述温度变化率调整所述初始转速时，包括：

所述判断单元还用于预先设定第一预设速度调整系数C1、第二预设速度调整系数C2和第三预设速度调整系数C3，且0＜C1＜C2＜C3＜1；将所述温度变化率W分别与预先设定的第一预设温度变化率W1和第二预设温度变化率W2进行比对，W1＜W2，根据比对结果确定转速调整系数对所述初始转速Zi进行调整，i＝1，2，3；

当W≤W1时，所述判断单元确定所述第三预设速度调整系数C3对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*C3；

当W1＜W≤W2时，所述判断单元确定所述第二预设速度调整系数C2对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*C2；

当W2＜W时，所述判断单元确定所述第一预设速度调整系数C1对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*C1。

进一步的，所述预警单元采集所述切削刀的振动频率，根据所述振动频率判断所述切削刀的状态情况时，包括：

所述预警单元将所述振动频率D与预先设定的振动频率阈值Dmax进行比对，根据比对结果判断所述切削刀的状态情况；

当D≤Dmax时，所述预警单元判定所述切削刀状态稳定，继续完成切削任务；

当D＞Dmax时，所述预警单元判定所述切削刀状态不稳定，停止切削任务并发出预警提醒对所述切削刀进行维护。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采集单元采集关于待切削区域的切割公差和硬度数据，在切削开始前准确地确定最佳的切削进给量和初始转速，从而优化加工效率并减少刀具磨损。处理单元确保刀具按照预定路径进行高精度切削，并通过控制冷却液供给，有效地管理切削过程中产生的热量，进一步提高切削效果和刀具寿命。判断单元在切削过程中持续监测切削深度和刀具温度，在必要时自动调整切削参数，如进给量和冷却液供给速度。实时调整能够应对切削条件的变化，避免过度切削、刀具损坏或加工质量下降。预警单元通过检测刀具的振动频率，能够及时识别刀具状态异常，如过度磨损或潜在的机械故障，从而防止更严重的设备损坏或生产事故。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的基于智能控制的刀模切削系统的功能框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本申请的一些实施例中，参阅图1所示，本实施例提供了一种基于智能控制的刀模切削系统，包括：采集单元、处理单元、判断单元和预警单元。其中，

采集单元被配置为采集待切削区域允许的切割公差，将切割公差与预设公差进行比对确定切削进给量。采集单元还被配置为采集待切削区域的硬度数据，根据硬度数据确定切削刀的初始转速。

处理单元被配置为在确定切削进给量和切削刀的初始转速后，将切削刀移至待切削区域按预先设置的路径进行切削，并以初始冷却液供给速度供给切削时所用的冷却液。

判断单元被配置为在切削进行第一预设时间后采集切削深度，将切削深度与预先设定的切削深度阈值进行比对，根据比对结果判断是否调整切削进给量。当判断单元判定切削深度大于切削深度阈值时，根据切削深度调整切削进给量，获取调整后的切削进给量。

判断单元还被配置为当获取调整后的切削进给量时，采集切削刀的第一温度，根据第一温度判断冷却液是否满足需求。

判断单元还被配置为当判定冷却液不满足需求时，根据第一温度对初始冷却液供给速度进行调整，获取调整后的冷却液供给速度，并经过第二预设时间后采集切削刀的温度变化率，根据温度变化率判断是否调整初始转速。

预警单元被配置为当判断单元判定对初始转速进行调整，并获取调整后的转速后，预警单元采集切削刀的振动频率，根据振动频率判断切削刀的状态情况。

可以理解的是，采集单元负责收集待切削区域的关键数据，如切割公差和材料硬度。通过使用高精度传感器和数据采集系统来实现，比如激光扫描仪和硬度测试仪。采集到的数据被用来确定切削进给量和刀具的初始转速。基于实时数据而不是预先设定的标准，从而提高加工精度和效率。处理单元接收来自采集单元的数据，并据此数据按照路径进行切削。在切削时控制冷却液的供给，有利于减少切削过程中产生的热量、减少刀具磨损并提高切削效率。判断单元在切削过程中实时监控切削深度和刀具温度。通过在嵌入式传感器来实时测量这些参数。如果切削深度超过预设阈值或刀具温度表明冷却液不足，会自动调整切削参数和冷却液供给速度，确保切削过程的稳定性和安全性。预警单元通过检测刀具的振动频率来评估刀具的运行状态。异常的振动频率可能表明刀具磨损或机械故障。通过震动分析软件和传感器来及时识别问题，从而预防更严重的设备损坏和生产事故。

可以理解的是，通过本实施例能够实时适应切削条件的变化，自动优化切削参数，从而提高切削效率、确保工件质量并减少刀具磨损。降低了对操作者经验的依赖，增强了加工过程的可预测性和安全性。通过实时监控和调整提高了刀模加工的整体性能和可靠性。

在本申请的一些实施例中，采集单元采集待切削区域允许的切割公差，将切割公差与预设公差进行比对确定切削进给量时，包括：采集单元将切割公差G分别与预先设定的第一预设公差G1和第二预设公差G2进行比对，G1＜G2，根据比对结果确定切削进给量。

具体而言，当G≤G1时，采集单元确定切削进给量为第一预设切削进给量Q1。当G1＜G≤G2时，采集单元确定切削进给量为第二预设切削进给量Q2。当G2＜G时，采集单元确定切削进给量为第三预设切削进给量Q3。其中，Q1＜Q2＜Q3。

可以理解的是，切割公差指的是加工过程中允许的工件尺寸偏差范围。可以使用高精度测量设备，如激光测量仪或电子卡尺，来测量工件的尺寸，并与模型或技术图纸上的尺寸进行比对，从而确定切割公差。预设公差值是基于材料特性、加工精度要求和先前的加工经验设定。这些数据可以存储在控制系统的数据库中供以后使用。切削进给量代表切削进给速度。通过实时监测切割公差，并根据实际情况自动调整切削进给量，从而确保加工过程中的高精度和最优切削效率。实时调节能力使得加工过程更加灵活，能够有效适应材料的变化或不同的加工要求。通过减少对操作者经验的依赖，提高了加工过程的重复性和可靠性，同时降低了因参数设置不当而导致的刀具磨损和工件损坏的风险。

在本申请的一些实施例中，采集单元采集待切削区域的硬度数据，根据硬度数据确定切削刀的初始转速，包括：采集单元将硬度数据Y分别与预先设定的第一预设硬度数据Y1和第二预设硬度数据Y2进行比对，Y1＜Y2，根据比对结果确定切削刀的初始转速。

具体而言，当Y≤Y1时，采集单元确定切削刀的初始转速为第一预设转速Z1。当Y1＜Y≤Y2时，采集单元确定切削刀的初始转速为第二预设转速Z2。当Y2＜Y时，采集单元确定切削刀的初始转速为第三预设转速Z3。其中，Z1＞Z2＞Z3。

可以理解的是，硬度数据是指待切削区域材料的硬度值。材料的硬度直接影响切削过程中的切削力、热量产生以及刀具磨损。硬度可以通过硬度测试方法(如布氏、洛氏或维氏硬度测试)来测量。使用硬度计对工件进行测试，以获取其硬度值。预设的硬度数据基于不同材料的标准硬度范围和先前的加工经验设定。根据测量到的硬度数据与预设硬度数据的比对结果，自动选择相应的预设转速。根据实际测量的硬度数据调整刀具的初始转速，以最适应材料特性。双重自适应调节提高了加工过程的灵活性和智能性，能够有效减少刀具磨损、提高工件质量，并减少因参数设置不当造成的生产浪费。

在本申请的一些实施例中，在采集单元确定切削进给量为第i预设切削进给量Qi后，i＝1，2，3，判断单元将切削深度与预先设定的切削深度阈值进行比对，根据比对结果判断是否调整切削进给量时，包括：判断单元将切削深度S与预先设定的切削深度阈值Smax进行比对，根据比对结果判断是否对切削进给量Qi进行调整。

具体而言，当S＞Smax时，判断单元获取切削深度S与切削深度阈值Smax的深度差值ΔS，ΔS＝S-Smax，根据深度差值ΔS对切削进给量Qi进行调整。当S≤Smax时，判断单元不对切削进给量进行调整，并经过第一预设时间后再次采集切削深度。

在本申请的一些实施例中，当判断单元判定对切削进给量Qi进行调整时，包括：判断单元还用于预先设定第一预设进给量调整系数A1、第二预设进给量调整系数A2和第三预设进给量调整系数A3，且0＜A1＜A2＜A3＜1，判断单元分别将深度差值ΔS与预先设定的第一预设深度差值ΔS1和第二预设深度差值ΔS2进行比对，ΔS1＜ΔS2，根据比对结果确定进给量调整系数对切削进给量Qi进行调整。

具体而言，当ΔS≤ΔS1时，判断单元确定第三预设进给量调整系数A3对切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*A3。当ΔS1＜ΔS≤ΔS2时，判断单元确定第二预设进给量调整系数A2对切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*A2。当ΔS2＜ΔS时，判断单元确定第一预设进给量调整系数A1对切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*A1。

可以理解的是，切削深度是指刀具在材料中的切削深度。切削深度阈值是预设的切削深度。切削深度影响切削过程中的负载和振动。如果切削深度超过了机床和刀具的承受能力，会导致加工不稳定，增加振动和切削力。通过调整进给量，可以控制切削力和热量生成，保持切削过程的稳定。不同的切削深度要求不同的进给量以实现最佳的切削效果。对于较浅的切削深度，可以增加进给量以提高加工效率。对于较深的切削深度，减小进给量可以减少切削力，防止工件损坏，提高加工精度。通过实时监测切削深度并根据深度差值自动调整切削进给量，有效地适应材料的变化和切削条件的波动。不仅提高了加工精度，还降低了由于过度切削导致的刀具损伤和工件废品率。通过智能分析切削过程，进一步减少了对操作者经验的依赖，提高加工过程的重复性和可靠性。

在本申请的一些实施例中，当确定第i预设进给量调整系数Ai对切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*Ai后，i＝1，2，3，判断单元采集切削刀的第一温度，根据第一温度判断冷却液是否满足需求时，包括：判断单元将第一温度T与预先设定的温度阈值Tmax进行比对，根据比对结果判断冷却液是否满足需求。

具体而言，当T＞Tmax时，判断单元判定切削刀的温度较高，冷却液不满足使用需求。当T≤Tmax时，判断单元判定切削刀的温度较低，冷却液满足使用需求。

在本申请的一些实施例中，当判断单元判定切削刀的温度较高，冷却液不满足使用需求，根据第一温度对初始冷却液供给速度进行调整，获取调整后的冷却液供给速度时，包括：判断单元还用于预先设定第一预设供给速度调整系数B1、第二预设供给速度调整系数B2和第三预设供给速度调整系数B3，且1＜B1＜B2＜B3。判断单元获取第一温度T与温度阈值Tmax的温度差值ΔT，ΔT＝T-Tmax，判断单元将温度差值ΔT分别与预先设定的第一预设温度差值ΔT1和第二预设温度差值ΔT2进行比对，ΔT1＜ΔT2，根据比对结果确定供给速度调整系数对初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度。

具体而言，当ΔT≤ΔT1时，判断单元确定第一预设供给速度调整系数B1对初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度L*B1。当ΔT1＜ΔT≤ΔT2时，判断单元确定第二预设供给速度调整系数B2对初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度L*B2。当ΔT2＜ΔT时，判断单元确定第三预设供给速度调整系数B3对初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度L*B3。

可以理解的是，第一温度指刀具在切削过程中的实际温度。温度阈值是预设的最高安全温度，超过这个值会导致刀具过热和损坏。调整冷却液供给速度的目的是保持刀具温度在安全范围内，以防止过热和磨损。当刀具温度超过预设阈值时，增加冷却液供给速度可以帮助降温；反之，若温度在阈值以下，维持或减少供给速度可避免不必要的冷却液浪费。根据刀具的实时温度调整冷却液供给，从而优化整个切削过程。提高了加工效率和质量，减少了刀具磨损和故障率，同时提升了生产过程的安全性和可靠性。通过智能化的实时反馈和调整机制，能够有效应对各种加工挑战，确保加工过程的稳定性和高效率。

在本申请的一些实施例中，判断单元经过第二预设时间后采集切削刀的温度变化率，根据温度变化率判断是否调整初始转速时，包括：

具体而言，当温度变化率大于零时，判断单元判定切削刀的温度未下降，并根据温度变化率调整初始转速。当温度变化率不大于零时，判断单元判定切削刀的为温度下降，不对初始转速进行调整。

在本申请的一些实施例中，当确定切削刀的初始转速为第i预设转速Zi且判断单元判定根据温度变化率调整初始转速时，包括：判断单元还用于预先设定第一预设速度调整系数C1、第二预设速度调整系数C2和第三预设速度调整系数C3，且0＜C1＜C2＜C3＜1。将温度变化率W分别与预先设定的第一预设温度变化率W1和第二预设温度变化率W2进行比对，W1＜W2，根据比对结果确定转速调整系数对初始转速Zi进行调整，i＝1，2，3。

具体而言，当W≤W1时，判断单元确定第三预设速度调整系数C3对初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*C3。当W1＜W≤W2时，判断单元确定第二预设速度调整系数C2对初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*C2。当W2＜W时，判断单元确定第一预设速度调整系数C1对初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*C1。

可以理解的是，温度变化率指当前切削刀温度与第一温度相比的温度增长率，使用温度传感器连续监测切削刀的温度，并通过计算得到其变化率。如果切削刀温度持续升高(温度变化率大于零)，表明当前的切削条件过于苛刻，导致刀具磨损或损坏。通过降低初始转速，可以减少切削过程中产生的热量，从而保护刀具。如果温度稳定或下降(温度变化率不大于零)，则表明当前的切削条件正常，不需要调整转速。通过实施智能控制的判断机制，以温度变化率为依据调整刀具的初始转速，从而提高了刀模切削过程的精确性和效率。当切削刀温度持续上升，自动降低初始转速，以减少热量的产生和刀具的磨损，避免由于过高温度导致的刀具损坏和加工质量下降。反之，当刀具温度稳定或下降时，维持当前转速，确保加工效率。

在本申请的一些实施例中，预警单元采集切削刀的振动频率，根据振动频率判断切削刀的状态情况时，包括：预警单元将振动频率D与预先设定的振动频率阈值Dmax进行比对，根据比对结果判断切削刀的状态情况。

具体而言，当D≤Dmax时，预警单元判定切削刀状态稳定，继续完成切削任务。当D＞Dmax时，预警单元判定切削刀状态不稳定，停止切削任务并发出预警提醒对切削刀进行维护。

可以理解的是，通过检测切削刀的振动频率并与预设阈值进行比对，有效地评估切削刀的状态。当振动频率低于或等于设定的最大阈值时，判断切削刀状态稳定，允许继续切削操作；若振动频率超过该阈值，则判断切削刀状态不稳定，会立即停止切削任务并发出预警，提示需要进行维护或替换刀具。实时监控和自动响应机制显著提高了切削作业的安全性和可靠性，避免了由于刀具故障可能引起的生产事故和质量问题，同时减少了不必要的设备损耗和生产停滞，提升了整体的生产效率和维护效率。

上述实施例中基于智能控制的刀模切削系统通过采集单元采集关于待切削区域的切割公差和硬度数据，在切削开始前准确地确定最佳的切削进给量和初始转速，从而优化加工效率并减少刀具磨损。处理单元确保刀具按照预定路径进行高精度切削，并通过控制冷却液供给，有效地管理切削过程中产生的热量，进一步提高切削效果和刀具寿命。判断单元在切削过程中持续监测切削深度和刀具温度，在必要时自动调整切削参数，如进给量和冷却液供给速度。实时调整能够应对切削条件的变化，避免过度切削、刀具损坏或加工质量下降。预警单元通过检测刀具的振动频率，能够及时识别刀具状态异常，如过度磨损或潜在的机械故障，从而防止更严重的设备损坏或生产事故。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序商品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序商品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)和计算机程序商品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框，以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，包括：

采集单元，被配置为采集待切削区域允许的切割公差，将所述切割公差与预设公差进行比对确定切削进给量；所述采集单元还被配置为采集所述待切削区域的硬度数据，根据所述硬度数据确定切削刀的初始转速；

处理单元，被配置为在确定所述切削进给量和切削刀的初始转速后，将切削刀移至待切削区域按预先设置的路径进行切削，并以初始冷却液供给速度供给切削时所用的冷却液；

判断单元，被配置为在切削进行第一预设时间后采集切削深度，将所述切削深度与预先设定的切削深度阈值进行比对，根据比对结果判断是否调整所述切削进给量；当所述判断单元判定切削深度大于所述切削深度阈值时，根据所述切削深度调整所述切削进给量，获取调整后的切削进给量；

所述判断单元还被配置为当获取所述调整后的切削进给量时，采集所述切削刀的第一温度，根据所述第一温度判断所述冷却液是否满足需求；

所述判断单元还被配置为当判定所述冷却液不满足需求时，根据所述第一温度对所述初始冷却液供给速度进行调整，获取调整后的冷却液供给速度，并经过第二预设时间后采集所述切削刀的温度变化率，根据所述温度变化率判断是否调整所述初始转速；

预警单元，被配置为当所述判断单元判定对所述初始转速进行调整，并获取调整后的转速后，所述预警单元采集所述切削刀的振动频率，根据所述振动频率判断所述切削刀的状态情况。

2.根据权利要求1所述的基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，所述采集单元采集待切削区域允许的切割公差，将所述切割公差与预设公差进行比对确定切削进给量时，包括：

所述采集单元将所述切割公差G分别与预先设定的第一预设公差G1和第二预设公差G2进行比对，G1＜G2，根据比对结果确定所述切削进给量；

当G≤G1时，所述采集单元确定所述切削进给量为第一预设切削进给量Q1；

当G1＜G≤G2时，所述采集单元确定所述切削进给量为第二预设切削进给量Q2；

当G2＜G时，所述采集单元确定所述切削进给量为第三预设切削进给量Q3；

其中，Q1＜Q2＜Q3。

3.根据权利要求2所述的基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，所述采集单元采集所述待切削区域的硬度数据，根据所述硬度数据确定切削刀的初始转速，包括：

所述采集单元将所述硬度数据Y分别与预先设定的第一预设硬度数据Y1和第二预设硬度数据Y2进行比对，Y1＜Y2，根据比对结果确定所述切削刀的初始转速；

当Y≤Y1时，所述采集单元确定所述切削刀的初始转速为第一预设转速Z1；

当Y1＜Y≤Y2时，所述采集单元确定所述切削刀的初始转速为第二预设转速Z2；

当Y2＜Y时，所述采集单元确定所述切削刀的初始转速为第三预设转速Z3；

其中，Z1＞Z2＞Z3。

4.根据权利要求3所述的基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，在所述采集单元确定所述切削进给量为第i预设切削进给量Qi后，i＝1，2，3，所述判断单元将所述切削深度与预先设定的切削深度阈值进行比对，根据比对结果判断是否调整所述切削进给量时，包括：

所述判断单元将所述切削深度S与预先设定的切削深度阈值Smax进行比对，根据比对结果判断是否对所述切削进给量Qi进行调整；

当S＞Smax时，所述判断单元获取所述切削深度S与切削深度阈值Smax的深度差值ΔS，ΔS＝S-Smax，根据所述深度差值ΔS对所述切削进给量Qi进行调整；

当S≤Smax时，所述判断单元不对所述切削进给量进行调整，并经过所述第一预设时间后再次采集所述切削深度。

5.根据权利要求4所述的基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，当所述判断单元判定对所述切削进给量Qi进行调整时，包括：

所述判断单元还用于预先设定第一预设进给量调整系数A1、第二预设进给量调整系数A2和第三预设进给量调整系数A3，且0＜A1＜A2＜A3＜1，所述判断单元分别将所述深度差值ΔS与预先设定的第一预设深度差值ΔS1和第二预设深度差值ΔS2进行比对，ΔS1＜ΔS2，根据比对结果确定进给量调整系数对所述切削进给量Qi进行调整；

当ΔS≤ΔS1时，所述判断单元确定所述第三预设进给量调整系数A3对所述切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*A3；

当ΔS1＜ΔS≤ΔS2时，所述判断单元确定所述第二预设进给量调整系数A2对所述切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*A2；

当ΔS2＜ΔS时，所述判断单元确定所述第一预设进给量调整系数A1对所述切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*A1。

6.根据权利要求5所述的基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，当确定第i预设进给量调整系数Ai对所述切削进给量Qi进行调整，获取调整后的切削进给量Qi*Ai后，i＝1，2，3，所述判断单元采集所述切削刀的第一温度，根据所述第一温度判断所述冷却液是否满足需求时，包括：

所述判断单元将所述第一温度T与预先设定的温度阈值Tmax进行比对，根据比对结果判断所述冷却液是否满足需求；

当T＞Tmax时，所述判断单元判定所述切削刀的温度较高，所述冷却液不满足使用需求；

当T≤Tmax时，所述判断单元判定所述切削刀的温度较低，所述冷却液满足使用需求。

7.根据权利要求6所述的基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，当所述判断单元判定所述切削刀的温度较高，所述冷却液不满足使用需求，根据所述第一温度对所述初始冷却液供给速度进行调整，获取调整后的冷却液供给速度时，包括：

所述判断单元还用于预先设定第一预设供给速度调整系数B1、第二预设供给速度调整系数B2和第三预设供给速度调整系数B3，且1＜B1＜B2＜B3；所述判断单元获取所述第一温度T与温度阈值Tmax的温度差值ΔT，ΔT＝T-Tmax，所述判断单元将所述温度差值ΔT分别与预先设定的第一预设温度差值ΔT1和第二预设温度差值ΔT2进行比对，ΔT1＜ΔT2，根据比对结果确定供给速度调整系数对所述初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度；

当ΔT≤ΔT1时，所述判断单元确定所述第一预设供给速度调整系数B1对所述初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度L*B1；

当ΔT1＜ΔT≤ΔT2时，所述判断单元确定所述第二预设供给速度调整系数B2对所述初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度L*B2；

当ΔT2＜ΔT时，所述判断单元确定所述第三预设供给速度调整系数B3对所述初始冷却液供给速度L进行调整，获取调整后的冷却液攻击速度L*B3。

8.根据权利要求7所述的基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，所述判断单元经过第二预设时间后采集所述切削刀的温度变化率，根据所述温度变化率判断是否调整所述初始转速时，包括：

当所述温度变化率大于零时，所述判断单元判定所述切削刀的温度未下降，并根据所述温度变化率调整所述初始转速；

当所述温度变化率不大于零时，所述判断单元判定所述切削刀的为温度下降，不对所述初始转速进行调整。

9.根据权利要求8所述的基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，当确定所述切削刀的初始转速为第i预设转速Zi且所述判断单元判定根据所述温度变化率调整所述初始转速时，包括：

所述判断单元还用于预先设定第一预设速度调整系数C1、第二预设速度调整系数C2和第三预设速度调整系数C3，且0＜C1＜C2＜C3＜1；将所述温度变化率W分别与预先设定的第一预设温度变化率W1和第二预设温度变化率W2进行比对，W1＜W2，根据比对结果确定转速调整系数对所述初始转速Zi进行调整，i＝1，2，3；

当W≤W1时，所述判断单元确定所述第三预设速度调整系数C3对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*C3；

当W1＜W≤W2时，所述判断单元确定所述第二预设速度调整系数C2对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*C2；

当W2＜W时，所述判断单元确定所述第一预设速度调整系数C1对所述初始转速Zi进行调整，获取调整后的转速Zi*C1。

10.根据权利要求1所述的基于智能控制的刀模切削系统，其特征在于，所述预警单元采集所述切削刀的振动频率，根据所述振动频率判断所述切削刀的状态情况时，包括：

所述预警单元将所述振动频率D与预先设定的振动频率阈值Dmax进行比对，根据比对结果判断所述切削刀的状态情况；

当D≤Dmax时，所述预警单元判定所述切削刀状态稳定，继续完成切削任务；

当D＞Dmax时，所述预警单元判定所述切削刀状态不稳定，停止切削任务并发出预警提醒对所述切削刀进行维护。