基于多源信息集成的數控批量加工過程換刀決策方法及應用.pdf

1、刀具是切削加工過程的重要組成部分。在數控批量加工過程中，刀具不可避免地會發(fā)生磨損，影響工件質量，嚴重時造成刀具損壞甚至機床事故；因此必須及時地對磨損失效刀具進行更換以避免質量損失和安全事故。然而頻繁地換刀會增加刀具成本，在批量加工過程中還會造成生產中斷，降低生產效率。因此建立合理的刀具更換策略來控制加工過程是非常有必要的?，F有的經驗換刀法、壽命預測換刀法和監(jiān)控換刀法分別存在著準確性差，參數估計困難或傳感器安裝困難、成本高昂等不足。本文結

2、合國家重大科技專項子課題“齒輪加工自動生產線網絡化現場管理與智能監(jiān)控系統(tǒng)”（課題編號：2011ZX04001-041）的需要，在分析批量工件數控加工過程特點的基礎上，旨在提出一種能夠保證工件加工質量、降低生產成本和提高生產效率的換刀決策方法。
　　本文首先分析了基于刀具壽命預測和基于刀具磨損狀態(tài)監(jiān)控的兩種主要刀具更換方法的優(yōu)劣，決定采用刀具磨損狀態(tài)監(jiān)控方式來實現換刀決策；然后分析刀具磨損與切削功率、工件質量以及加工進度的關聯關系，

3、提出基于進度、功率和工件質量信息集成的批量工件數控加工過程換刀決策方法的總體思路。
　　然后本文針對一般情況下的數控批量加工過程，提出了基于功率和質量信息集成的批量加工換刀決策方法；針對刀具有更換件數經驗值的數控批量加工過程，提出基于進度、功率和質量信息集成的批量加工換刀決策方法。并研究了換刀方法中多源信息的獲取方法，提出了基于PLC I/O接口的機床加工進度獲取方法、基于無線傳輸的質量信息獲取方法和基于HC-33C3功率傳感器的

4、主軸切削功率獲取方法。其中進度獲取方法與機床數控系統(tǒng)類型無關，具有很好的擴展性；質量獲取方法能夠快速地獲取工件數字化質量數據；功率獲取方法可以通過輸入功率計算出主軸切削功率信息。同時為了有效地識別功率信息狀態(tài)，本文提出基于支持向量機分類的切削功率信息識別方法。
　　最后，基于上述研究內容，對數控批量加工過程換刀決策方法進行了應用系統(tǒng)開發(fā)。本文介紹了應用系統(tǒng)開發(fā)原則、系統(tǒng)的體系結構、系統(tǒng)的功能模塊、系統(tǒng)所用硬件的通訊過程以及系統(tǒng)中所