自適應(yīng)控制系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用
1、問題的提出
現(xiàn)在普遍地戏筹,數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中都維持一個(gè)固定不變的進(jìn)給速率,這個(gè)進(jìn)給量是由加工程序預(yù)先設(shè)定好的缓万。為了保證生產(chǎn)的安全甩楷,編成人員必須按照負(fù)荷最大的工況設(shè)定這個(gè)進(jìn)給速率,但實(shí)際上這種工況或許只占整個(gè)工序的5%催锯。那么如何提高數(shù)控機(jī)床的加工效率,優(yōu)化刀具進(jìn)給量芋妻,同時(shí)又能自動(dòng)保護(hù)機(jī)床的主軸系統(tǒng)和昂貴的刀具不受損壞已經(jīng)成為終端用戶和機(jī)床制造廠家十分關(guān)注的問題。
2昭礁、工作原理
自適應(yīng)控制技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控加工上捺氢,是通過(guò)檢測(cè)機(jī)床主軸的負(fù)載藻丢,運(yùn)用內(nèi)部的專家系統(tǒng)對(duì)采集的主軸負(fù)載信號(hào)和相應(yīng)的刀具及工件材料數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,實(shí)時(shí)計(jì)算出機(jī)床最佳的進(jìn)給速率并應(yīng)用到數(shù)控加工過(guò)程中摄乒,從而大幅度提高生產(chǎn)效率,并在加工過(guò)程中穩(wěn)定缺狠、連續(xù)问慎、自動(dòng)的控制進(jìn)給速率挤茄,同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的刀具保護(hù)功能。
在加工過(guò)程中穷劈,自適應(yīng)控制系統(tǒng)可以依據(jù)控制對(duì)象的輸入輸出數(shù)據(jù)笼恰,進(jìn)行學(xué)習(xí)和再學(xué)習(xí),不斷地辨識(shí)模型參數(shù)并進(jìn)行修正社证。隨著生產(chǎn)過(guò)程的不斷繼續(xù),模型會(huì)變得越來(lái)越準(zhǔn)確评凝,越來(lái)越接近于實(shí)際车匪,最終將自身調(diào)整到一個(gè)最優(yōu)的工作狀態(tài)潦号,實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的優(yōu)化。
3慨锅、主要功能
1) 大幅提高加工效率
OMAT自適應(yīng)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采樣機(jī)床主軸負(fù)載變化前肥,在較小載荷的情況下增大進(jìn)給速率,在較大載荷的情況下減少進(jìn)給速率淀肿,達(dá)到縮短加工周期、提高加工效率的目的滴图。
2) 保護(hù)刀具讯谎、機(jī)床、工件不受損害
傳統(tǒng)加工刀具斷裂不可檢測(cè)和控制灸室、刀具磨損靠手動(dòng)監(jiān)視、效率低蝇裤。在自適應(yīng)控制系統(tǒng)的控制下廷支,加工參數(shù)會(huì)實(shí)時(shí)自動(dòng)地適應(yīng)刀具負(fù)荷和切削工況栓辜。如果加工中出現(xiàn)突發(fā)性事件造成超載(例如刀具或工件受到的沖擊恋拍、工件毛坯的直徑增加太大等),自適應(yīng)控制系統(tǒng)會(huì)把進(jìn)給速率自動(dòng)減小到內(nèi)部的專家系統(tǒng)所允許安全值施敢,必要時(shí)強(qiáng)制機(jī)床停機(jī)周荐。當(dāng)這些突發(fā)事件過(guò)去后僵娃,系統(tǒng)再把進(jìn)給速率增加到內(nèi)部的專家系統(tǒng)所允許的最大值概作,從而有效地保護(hù)刀具默怨,減少刀具的磨損,進(jìn)而延長(zhǎng)刀具的使用壽命匙睹。
OMAT自適應(yīng)控制系統(tǒng)具有下列保護(hù)功能:
銑刀斷裂保護(hù)(報(bào)警并停機(jī)防止工件及后續(xù)刀具損壞)服裝搭配瘦臉廠房招租排名什么化妝水好比較唇部精華哪個(gè)好祛斑最好的護(hù)手霜是哪個(gè)
深孔鉆道具斷裂保護(hù)(報(bào)警并停機(jī))
刀具磨損監(jiān)控(數(shù)字顯示磨損量)
主軸過(guò)載保護(hù)(報(bào)警或停機(jī))
3) 實(shí)時(shí)監(jiān)控愚屁、記錄切削加工狀況
自適應(yīng)控制系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)控加工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控顺盆,并將所有在切削過(guò)程中的性能數(shù)據(jù)(主軸切削負(fù)載、進(jìn)給率變化莹遍、刀具磨損量匕磅、加工工件數(shù)、切削時(shí)間等)統(tǒng)計(jì)起來(lái)實(shí)時(shí)生成加工情況報(bào)表陶啥,并輸出圖形、數(shù)據(jù)至Windows用戶界面疯忽,形成完整的機(jī)床檔案,供管理人員進(jìn)行評(píng)估几郎、分析,從而輔助生產(chǎn)管理兑狱。這些數(shù)據(jù)還可以存儲(chǔ)在硬盤供以后查閱存檔荧孽。
4、顯著效果
提高加工效率等于降低制造成本衣屏!典型應(yīng)用統(tǒng)計(jì):輪廓銑削省時(shí)約38%;銑槽省時(shí)約34%狼忱;3D銑面省時(shí)約37%膨疏;鉆孔省時(shí)約28%。如果每臺(tái)設(shè)備提高加工效率按30%~40%計(jì)算佃却,那么安裝三部以色列OMAT優(yōu)銑控制器(優(yōu)化數(shù)控銑床加工的自適應(yīng)控制系統(tǒng))者吁,就相當(dāng)于多出一臺(tái)數(shù)控機(jī)床或加工中心的加工率。據(jù)已有的國(guó)內(nèi)外使用數(shù)據(jù)計(jì)算饲帅,只需4~9個(gè)月即可收回用于購(gòu)買OMAT產(chǎn)品的投資。
在生產(chǎn)中灶泵,自適應(yīng)控制系統(tǒng)在加工第一件工件時(shí)就學(xué)習(xí)對(duì)刀具磨損進(jìn)行監(jiān)測(cè)育八。在隨后的加工中赦邻,系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)刀具的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)髓棋,并按刀具的當(dāng)前磨損程度占最大磨損程度的百分比來(lái)進(jìn)行顯示跪倘。隨著刀具的磨損,自適應(yīng)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的根據(jù)刀具磨損量馏旅,自動(dòng)計(jì)算出最佳的進(jìn)給速度甜序,刀具磨損到一定程度時(shí)提醒操作者更換刀具。這樣一來(lái)數(shù)控程序員可以象在使用嶄新鋒利的刀具情況一樣設(shè)定進(jìn)給量驹拢。即自適應(yīng)控制器對(duì)刀具的磨損進(jìn)行補(bǔ)償。
綜上希金,保護(hù)刀具延長(zhǎng)其使用壽命帕吆、保護(hù)機(jī)床減少停機(jī)時(shí)間爵林、保護(hù)工件減少?gòu)U品出現(xiàn)等因素都可進(jìn)一步減少成本觅霉,縮短您的投資回報(bào)周期臣环。
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