數(shù)控銑削加工參數(shù)在線優(yōu)化技術(shù)

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1、數(shù)控銑削加工參數(shù)在線優(yōu)化技術(shù)從多數(shù)企業(yè)數(shù)控機(jī)床使用的現(xiàn)狀而言，切削參數(shù)的選擇是困擾數(shù)控加工的一個(gè)大問題。目前，數(shù)控加工切削參數(shù)的選用尚無標(biāo)準(zhǔn)可循，其選用受到個(gè)人技術(shù)水平影響甚大。這是因?yàn)榍邢鬟^程中，工件材質(zhì)硬度的變化、切削深度的不同、刀具磨損狀況、切削液流量變化等因素，都將導(dǎo)致實(shí)際切削工況偏離理想狀態(tài)。而這種偏離程度也不是保持在一個(gè)穩(wěn)定的水平上。為了避免或減少這種偏離對刀具、對加工工件質(zhì)量的影響，數(shù)控編程人員在實(shí)際工作中往往采用比較保守的參數(shù)設(shè)置，來應(yīng)對復(fù)雜、多變的切削加工。即使在大量使用數(shù)控機(jī)床的企業(yè)，也存在著工藝管理水平不高，缺乏典型零件N

2、C加工工藝指導(dǎo)文件和NC切削參數(shù)等突出問題。實(shí)踐證明，正確合理地選擇切削參數(shù)和優(yōu)化切削過程，對確保產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率，降低制造成本、保證數(shù)控機(jī)床安全運(yùn)行和提高綜合效益是十分重要的。　　1.CNC加工優(yōu)化技術(shù)難題　　優(yōu)化NC程序的作用可以概括為：加工時(shí)問優(yōu)化、加工路徑優(yōu)化、切削條件優(yōu)化等等。加工時(shí)問優(yōu)化是生產(chǎn)中遇到最多的情況。例如使用φ12mm立銑刀銑削圖1所示零件。從圖1中可以看到，加工時(shí)長、短邊的材料去除率是不一樣的。也就是講，如果給定一個(gè)切削進(jìn)給速度，則刀軸切削載荷是不一樣的。銑削短邊時(shí)，材料去除率高，刀具切削載荷大；而銑削長邊時(shí)，材料去

3、除率低，刀具切削載荷小。既然刀軸能正常銑削掉短邊的材料(設(shè)定此時(shí)刀軸切削載荷為100％)，則銑削長邊時(shí)刀軸則沒有發(fā)揮出全部功率，尚有提高生產(chǎn)效率的余地?！榱颂岣呒庸ば?，編程者可以考慮到使銑四邊時(shí)的刀軸切削載荷都保持一個(gè)較高的水平。如將銑短邊的進(jìn)給速度設(shè)為120mm/min，銑長邊的進(jìn)給速度設(shè)為160mm/min，這樣可以縮短銑削時(shí)間。www.jikemuju.com　簡單的二維輪廓加工，為盡可能使材料等體積去除率保持在較好水平上，可以通過手工編寫在不同線段的進(jìn)給速度。然而，在較復(fù)雜的二維加工中，由編程者來考慮如何分配進(jìn)給速度，其工作量是很大

4、的，即使在NC程序中分別編輯不同的進(jìn)給速度，實(shí)際刀軸切削載荷也會(huì)有較大波動(dòng)。若要人工在三維零件的NC程序中為每個(gè)切削程序段分配不同的進(jìn)給速度，將是一件很困難的事。CNC機(jī)床的加工過程受加工形狀和切削狀況的限制。這樣，在每個(gè)加工階段，必須采用程序設(shè)定的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速率，沒有足夠的靈活性以適應(yīng)加工時(shí)的動(dòng)態(tài)變化。實(shí)際上，由于以下幾個(gè)方面的原因，切削條件傾向于動(dòng)態(tài)變化。這些原因包括：　　(1)無論胚料還是棒料、鍛件還是鑄件，工件表面經(jīng)常不平整?！　?2)加工中刀具逐漸磨損。　　(3)工件間材料不同和工件內(nèi)材料硬度不均勻，產(chǎn)生硬點(diǎn)和軟點(diǎn)。　　(4)工件的形

5、狀、尺寸變化。　　(5)加工中冷卻效果不同產(chǎn)生表面硬度變化。　　研究切削參數(shù)和加工刀具軌跡優(yōu)化的目的就是使數(shù)控機(jī)床發(fā)揮出最優(yōu)的加工效率，使產(chǎn)品具有最佳的加工品質(zhì)。切削參數(shù)與刀具壽命、機(jī)床參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩)等因素有關(guān)?？紤]到以上原因，為保證加工安全，程序員除了采取最保守的切削參數(shù)外別無選擇，這就導(dǎo)致加工效率降低。相反，想要縮短加工時(shí)間，程序員不得不設(shè)定較大的加工參數(shù)，這樣會(huì)導(dǎo)致對刀具工件和機(jī)床的破壞。無論數(shù)控程序多么優(yōu)化，它們不能把加工中的動(dòng)態(tài)變化考慮進(jìn)去，遠(yuǎn)不能滿足根據(jù)實(shí)際切削情況來實(shí)時(shí)調(diào)整切削參數(shù)的需要?！　?.OMAT機(jī)床自適應(yīng)系

6、統(tǒng)　　日益加劇的市場競爭要求急劇降低成本，這就要求生產(chǎn)者減少不必要的成本消耗，包括：加工時(shí)間、機(jī)床保養(yǎng)、維護(hù)成本、刀具費(fèi)用和長交貨周期的費(fèi)用。自適應(yīng)系統(tǒng)中采用的實(shí)時(shí)最優(yōu)化技術(shù)在解決這些經(jīng)濟(jì)問題時(shí)是不可缺少的。高效自適應(yīng)控制系統(tǒng)是根據(jù)連續(xù)檢測到的切削參數(shù)，對加工過程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)完全優(yōu)化，使CNC機(jī)床發(fā)揮出最大潛力，刀具壽命達(dá)到最高。20世紀(jì)90年代初期，0MAT公司開始把自適應(yīng)控制技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控加工過程中，即把自適應(yīng)控制技術(shù)與0MAT公司總結(jié)出的金屬加工專家系統(tǒng)結(jié)合起來。O-MAT機(jī)床自適應(yīng)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是根據(jù)特定主軸和工件材料的大部分參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)

7、實(shí)時(shí)最優(yōu)進(jìn)給，這些參數(shù)可以被輸入，也可以來自外來的刀具目錄，操作者不需要知道具體負(fù)載極限，對每把刀具，內(nèi)部專家系統(tǒng)已經(jīng)確定了它的負(fù)載極限。如果將0MAT自適應(yīng)控制器(優(yōu)銑控制器OptiMil-XL，優(yōu)車控制器0ptiTurn-XL，優(yōu)鉆控制器OptiDrill-XL)直接安裝到數(shù)控機(jī)床上，實(shí)時(shí)監(jiān)測切削狀況并把每一步走刀的進(jìn)給速率自動(dòng)地調(diào)節(jié)到最合適的數(shù)值，這就保證了恒定的切削負(fù)載，這個(gè)恒定的負(fù)載是考慮到了切削條件的變化而得到的，從而保證加工時(shí)間最短以及刀具、機(jī)床所允許的最大能力工作。O-MAT的OptiMonitor-XL(監(jiān)測控制器)連續(xù)地監(jiān)測

8、切削過程，只有在過載情況下才動(dòng)作(停機(jī)或和報(bào)警)。BB霜排名美白黑眼圈怎么快速消除潤唇左旋肉堿什么牌子好保濕美寶蓮BB霜好用嗎去痘印減肥哪個(gè)牌子的好此