本發(fā)明涉及銑削自動化加工，具體涉及一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、汽車制造、航空航天及模具制造等行業(yè)在生產(chǎn)過程中需要用到復(fù)雜的模具或零部件，而模具或零部件對于加工質(zhì)量具有較高的要求，比如加工精度、表面加工質(zhì)量等，而數(shù)控銑削設(shè)備因其具備高精度、加工靈活、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，成為此類模具或零部件的重要加工途徑之一。

2、數(shù)控銑削設(shè)備在實(shí)際加工過程中，由于銑削刀具的不同、被加工工件的材質(zhì)不同、銑削參數(shù)等原因，在銑削過程中銑削刀具與被加工工件之間的接觸特性可能發(fā)生變化，導(dǎo)致由被加工工件與銑削刀具構(gòu)成的銑削系統(tǒng)的彈性超過所需剛性，使銑削系統(tǒng)失穩(wěn)最終出現(xiàn)顫振現(xiàn)象，導(dǎo)致被加工工件的加工質(zhì)量惡化?，F(xiàn)有的數(shù)控銑削設(shè)備在操作員設(shè)定好銑削參數(shù)后，直接按設(shè)定好的銑削參數(shù)進(jìn)行加工，而一旦在加工過程中出現(xiàn)顫振現(xiàn)象就將直接導(dǎo)致工件不合格甚至報(bào)廢，加大了生產(chǎn)成本。

3、“工業(yè)機(jī)器人銑削系統(tǒng)顫振分析與加工精度提升方法研究_陳齊志，山東大學(xué)，機(jī)械電子工程”提出了模態(tài)參數(shù)辨識方法可以有效提高頻響曲線擬合精度，基于辨識的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定性預(yù)測獲得的結(jié)果具有一定準(zhǔn)確性，從而幫助實(shí)驗(yàn)人員選擇出穩(wěn)定無顫振的工藝參數(shù)。但模態(tài)參數(shù)的獲取是基于特定機(jī)器人銑削系統(tǒng)動力學(xué)建模和顫振穩(wěn)定性分析，需要對銑削設(shè)備的系統(tǒng)動力及傳遞模型進(jìn)行分析，而針對不同的銑削設(shè)備需要做好建模及分析的前置工作，在現(xiàn)有的銑削設(shè)備上直接適用的難度較大。

4、鑒于實(shí)際生產(chǎn)過程中數(shù)控銑削設(shè)備上刀具的單一化和被加工工件的復(fù)雜化，現(xiàn)有數(shù)控銑削設(shè)備如何有效避免顫振現(xiàn)象導(dǎo)致工件加工質(zhì)量不合格是銑削加工的重難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法、裝置及電子設(shè)備。

2、在本發(fā)明的第一方面，提供一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法，包括：

3、獲取目標(biāo)工件的加工信息，所述目標(biāo)工件的加工信息包括材質(zhì)信息、銑削位置信息和銑削深度數(shù)據(jù)；

4、根據(jù)所述材質(zhì)信息和所述銑削深度數(shù)據(jù)，設(shè)定初步銑削參數(shù)；

5、根據(jù)所述銑削位置信息，確定所述目標(biāo)工件的銑削基礎(chǔ)路徑；并將所述銑削位置信息中的每個銑削單位分別劃分為中心區(qū)域和邊緣區(qū)域；

6、按照所述初步銑削參數(shù)和所述銑削基礎(chǔ)路徑對所述銑削單元的所述中心區(qū)域進(jìn)行預(yù)銑削，在所述預(yù)銑削過程中獲取銑削刀具的顫振信號；

7、根據(jù)所述顫振信號的振幅，對所述初步銑削參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成剩余的所述中心區(qū)域以及所述邊緣區(qū)域的銑削。

8、在本發(fā)明的第二方面，提供一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工裝置，包括：

9、加工信息獲取模塊，獲取目標(biāo)工件的材質(zhì)信息、銑削位置信息和銑削深度數(shù)據(jù)；

10、銑削初設(shè)模塊，根據(jù)所述材質(zhì)信息和所述銑削深度數(shù)據(jù)，設(shè)定初步銑削參數(shù)，根據(jù)所述銑削位置信息，確定所述目標(biāo)工件的銑削基礎(chǔ)路徑；并將所述銑削位置信息中的每個銑削單位分別劃分為中心區(qū)域和邊緣區(qū)域；

11、銑削執(zhí)行模塊，按照所述初步銑削參數(shù)和所述銑削基礎(chǔ)路徑對所述銑削單元的所述中心區(qū)域進(jìn)行預(yù)銑削；

12、銑削反饋模塊，在所述預(yù)銑削過程中獲取銑削刀具的顫振信號；

13、銑削調(diào)節(jié)模塊，根據(jù)所述顫振信號的振幅，對所述初步銑削參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成剩余的所述中心區(qū)域以及所述邊緣區(qū)域的銑削。

14、在本發(fā)明的第三方面，提供一種銑削電子設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)上述的基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法的步驟。

15、采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

16、本技術(shù)方案基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法首先是根據(jù)目標(biāo)工件的加工信息設(shè)定初步銑削參數(shù)和銑削基礎(chǔ)路徑，并將每個銑削單位分別劃分為中心區(qū)域和邊緣區(qū)域，先按初步銑削參數(shù)對中心區(qū)域進(jìn)行預(yù)銑削，再通過實(shí)時監(jiān)測銑削刀具的顫振信號，并根據(jù)其振幅動態(tài)調(diào)節(jié)初步設(shè)定的銑削參數(shù)，可以確保在對邊緣區(qū)域切削時采用優(yōu)化的切削參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定切削，有效抑制顫振的發(fā)生，從而增強(qiáng)整個銑削加工過程的穩(wěn)定性，降低了因顫振現(xiàn)象導(dǎo)致工件不合格的概率。同時，基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法可應(yīng)用于各種類型的銑削數(shù)控機(jī)床和零部件加工，不僅能夠提高加工效率和質(zhì)量，適應(yīng)不同的材料和切削條件，還能減少人為干預(yù)和加工成本，在實(shí)際投用中具有很強(qiáng)的適用性。

技術(shù)特征：

1.一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法，其特征在于，獲取所述銑削刀具的顫振信號，按預(yù)設(shè)采樣頻率對所述顫振信號進(jìn)行采樣，得到顫振采樣點(diǎn)的集合，遍歷所述顫振采樣點(diǎn)的振幅；若所述顫振采樣點(diǎn)的振幅小于預(yù)設(shè)振幅值，則判定當(dāng)前所述銑削刀具為無顫振狀態(tài)；若所述顫振采樣點(diǎn)的振幅不小于預(yù)設(shè)振幅值，則判定當(dāng)前所述銑削刀具為顫振狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法，其特征在于，所述初步銑削參數(shù)包括初步進(jìn)給速度vf、初步切削深度ap和初步切削速度vc，所述銑削深度數(shù)據(jù)包括目標(biāo)切削深度tcd；其中，初步切削深度ap=k×目標(biāo)切削深度tcd，0.50≤k≤0.85。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法，其特征在于，若所述銑削刀具為無顫振狀態(tài)，則按照所述初步銑削參數(shù)分別對所述中心區(qū)域和所述邊緣區(qū)域進(jìn)行一次銑削；對所述中心區(qū)域和所述邊緣區(qū)域完成一次銑削后，將所述初步切削深度ap修正為所述目標(biāo)切削深度tcd，按照所述初步進(jìn)給速度vf、所述目標(biāo)切削深度tcd和所述初步切削速度vc對所述中心區(qū)域和所述邊緣區(qū)域進(jìn)行二次銑削。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法，其特征在于，若所述銑削刀具為顫振狀態(tài)，保持所述初步切削深度ap和所述銑削基礎(chǔ)路徑，在所述初步銑削參數(shù)的預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，調(diào)整所述初步進(jìn)給速度vf和所述初步切削速度vc，得到修正進(jìn)給速度vf_rev和修正切削速度vc_rev；將所述初步切削深度ap、所述修正進(jìn)給速度vf_rev和所述修正切削速度vc_rev構(gòu)建若干組修正銑削參數(shù)；獲取每一所述修正銑削參數(shù)組下的測試顫振信號，提取所述測試顫振信號的波峰與波谷，計(jì)算每一所述波峰與其前后相鄰的所述波谷之間的峰峰值ptp_front與峰峰值ptp_back，對所述測試顫振信號中所有的所述峰峰值ptp_front與所述峰峰值ptp_back進(jìn)行平均值計(jì)算，得到峰峰值平均值ptp_avg；判斷是否存在所述峰峰值平均值ptp_avg低于所述預(yù)設(shè)振幅值；若存在所述峰峰值平均值ptp_avg低于所述預(yù)設(shè)振幅值，則按照最小的所述峰峰值平均值ptp_avg對應(yīng)的所述修正銑削參數(shù)對所述中心區(qū)域和所述邊緣區(qū)域進(jìn)行一次銑削；對所述中心區(qū)域和所述邊緣區(qū)域完成一次銑削后，將所述初步切削深度ap修正為所述目標(biāo)切削深度tcd，按照所述修正進(jìn)給速度vf_rev、所述目標(biāo)切削深度tcd和所述修正切削速度vc_rev對所述中心區(qū)域和所述邊緣區(qū)域進(jìn)行二次銑削。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法，其特征在于，若不存在所述峰峰值平均值ptp_avg低于所述預(yù)設(shè)振幅值，則在最小的所述峰峰值平均值ptp_avg對應(yīng)的所述修正銑削參數(shù)基礎(chǔ)上，逐步縮減所述初步切削深度ap，得到修正切削深度ap_rev；將所述修正切削深度ap_rev、所述修正進(jìn)給速度vf_rev和所述修正切削速度vc_rev構(gòu)建若干組二次修正銑削參數(shù)；若在初步銑削參數(shù)的預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，調(diào)整所述初步切削深度ap，直至采用所述二次修正銑削參數(shù)的測試顫振信號峰峰值平均值ptp_avg低于所述預(yù)設(shè)振幅值，則按照該所述二次修正銑削參數(shù)對所述中心區(qū)域和所述邊緣區(qū)域進(jìn)行一次銑削，對所述中心區(qū)域和所述邊緣區(qū)域完成一次銑削后，將所述修正切削深度ap_rev再修正為所述目標(biāo)切削深度tcd，按照所述修正進(jìn)給速度vf_rev、所述目標(biāo)切削深度tcd和所述修正切削速度vc_rev對所述中心區(qū)域和所述邊緣區(qū)域進(jìn)行二次銑削；若所述修正切削深度ap_rev縮減至所述預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)范圍的臨界值，所述二次修正銑削參數(shù)的測試顫振信號峰峰值平均值ptp_avg仍不低于所述預(yù)設(shè)振幅值，則判斷銑削設(shè)備硬件異常，停止銑削加工。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法，其特征在于，所述修正進(jìn)給速度vf_rev根據(jù)所述初步銑削參數(shù)的預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)范圍和所述初步進(jìn)給速度vf確定的；所述修正切削速度vc_rev根據(jù)所述初步銑削參數(shù)的預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)范圍和所述初步切削速度vc確定的。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法，其特征在于，所述銑削基礎(chǔ)路徑根據(jù)所述銑削單位的邊緣形狀確定的。

9.一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工裝置，其特征在于，包括：

10.一種銑削電子設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于動態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)的銑削加工方法、裝置及電子設(shè)備，首先是根據(jù)目標(biāo)工件的加工信息設(shè)定初步銑削參數(shù)和銑削基礎(chǔ)路徑，并將每個銑削單位分別劃分為中心區(qū)域和邊緣區(qū)域，先按初步銑削參數(shù)對中心區(qū)域進(jìn)行預(yù)銑削，再通過實(shí)時監(jiān)測銑削刀具的顫振信號，并根據(jù)其振幅動態(tài)調(diào)節(jié)初步設(shè)定的銑削參數(shù)，可以確保在對邊緣區(qū)域切削時采用優(yōu)化的切削參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定切削，有效抑制顫振的發(fā)生，從而增強(qiáng)整個銑削加工過程的穩(wěn)定性，降低了因顫振現(xiàn)象導(dǎo)致工件不合格的概率；且可應(yīng)用于各種類型的銑削數(shù)控機(jī)床和零部件加工，不僅能夠提高加工效率和質(zhì)量，適應(yīng)不同的材料和切削條件，還能減少人為干預(yù)和加工成本，在實(shí)際投用中具有很強(qiáng)的適用性。

技術(shù)研發(fā)人員：陳榮貴,陳文輝,彭惠丹,陳延庭,方珊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2