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功率預測的數(shù)控加工中心粗車過程中進給系統(tǒng)調(diào)速模型
閱讀：149 發(fā)布時間：2020-8-12伯特利數(shù)控 加工中心 鉆攻中心
前言：
引言
粗車是一種對毛坯進行簡單加工或初級加工的工藝過程，其主要目的是切除毛坯余量，加工效率是其關(guān)注的重點，因此，在粗加工時_般都設定盡可能大的進給量和切削深度，以便在盡可能短的時間內(nèi)切除盡可能多的切屑，對于普通加工中心而言，粗車主要由操作者依據(jù)作業(yè)工藝,憑經(jīng)驗完成作業(yè)任務。但是，對于數(shù)控加工中心而言，其加工過程及工藝參數(shù)是按照程序設定值進行工作的。一旦程序編制完成，數(shù)控加工中心在切削作業(yè)中就按照設定好的工藝參數(shù)以恒定的進給速度進行切削。在程序編制的過程中，因為要避免切削過載對刀具、工件和加工中心產(chǎn)生破壞，須按照負荷上限區(qū)間的工況選擇加工參數(shù)。但是，在整個切削作業(yè)中，切削量處于切削深度上限這種工況一般只占整個工序的5% [1] [2] *左右，而進給速度卻_直按照程序設定值進行工作，這就極大的降低了加工效率1。在作業(yè)較多、加工批量較大的情況下，加工效率低的問題就顯得尤為突出。
為了解決此類問題，國內(nèi)外的眾多學者和企業(yè)進行了廣泛的研究。劉衛(wèi)u以大主功率為主要約束條件，按照用戶設定的優(yōu)化參數(shù)自動調(diào)整不同加工段的進給速度來保持恒定大主功率狀態(tài)，從而使單位時間內(nèi)的材料切除量大，任斐等131建立了一種切削力預測模型，該模型可以有助于提高加工效率。陳曉兵等111針對采用恒定進給速度加工效率不高問題，研究了基于分段刀軌加減速過渡的進給速度優(yōu)化方法。王虎奇等s針對五軸加工中因刀具的進給速度選擇不當會影響加工表面質(zhì)量等問題，提出一種修正的調(diào)速方法。胡命華h針對五軸側(cè)銑加工過程，提出一種進給速度優(yōu)化方法。Elwm等提出了一種基于離線切削
力分析的面向5軸復雜自由曲面加工中進給速度優(yōu)化方法。Firman @等提出一種基于在線過程的數(shù)控加工中心進給調(diào)速方法。同時，國外一些企業(yè)也研發(fā)了一些數(shù)控系統(tǒng)加工優(yōu)化控制器，可以實現(xiàn)結(jié)合實際工況進行進給速度控制,但是其核心算法是保密的。
通過對上述研究的分析可知,對進給系統(tǒng)進行調(diào)速適宜結(jié)合預測控制方法，其核心問題是對切削進給力進行分析和控制。作者們在對加工中心的能量平衡方程及能耗特性的研究中發(fā)現(xiàn)，能耗可以迅速響應負載變化，進給系統(tǒng)的能量輸入與進給力存在二次函數(shù)關(guān)系。鑒于此，作者們提出一種基于功率預測的數(shù)控加工中心粗車過程中進給系統(tǒng)速度控制模型，來實現(xiàn)進給系統(tǒng)的調(diào)速控制。該方法的核心思想是實時采集粗車過程的功率值,并對下一時刻的功率進行預測;然后把功率的預測值輸入調(diào)速控制模型，預測切削工況即背吃刀量的值;進而根據(jù)功率預設值和所預測的背吃刀量，實現(xiàn)對進給速度的控制，以適應不同切削工況，提高切削效率。