本技术涉及磨抛控制,尤其涉及一种智能磨抛控制方法及系统。
背景技术:
1、对于一些复杂工件的表面加工,需要分为粗加工和精加工,例如对于叶盘这种具有多类复杂待加工曲面的零件,在对其进行自动化磨抛时,会分成粗磨、精磨/抛两个阶段的加工。在粗磨阶段,主要是去除各个加工表面的余量高点和降低粗糙度,例如对于流道面和叶根圆角的余量高点去除,对于叶型面的粗糙度降低。在精磨/抛阶段,会对各个加工表面进行粗糙度的进一步加工,以使得各个加工表面得到目标粗糙度。
2、为了降低加工热量对产品带来的形位尺寸变形、表面发黑和改性等不利影响,现有技术中会控制通入冷却用的磨削液至加工位置,从而改善加工工况、延长磨料寿命,提高生产效率及产品质量。一般地,会根据当前的加工表面或当前使用的磨料的温度来控制通入磨削液的时间,即当加工表面和/或磨料的温度过高时通入磨削液,以起到降温的作用。但是这种控制方法考虑因素较为单一,无法准确反映加工热量,因此控制的准确度较低。
技术实现思路
1、本发明第一方面的一个目的是提出一种智能磨抛控制方法,能够提高磨抛用冷却液控制的准确度。
2、本发明的另一个目的是使得控制湿磨启动的时机更加精确。
3、本发明的进一步的一个目的是更加准确地得出累计加工热量。
4、本发明的再一个目的是使得控制方法更符合加工过程的温度变化特点。
5、本发明第二方面的一个目的是提供一种用于执行上述智能磨抛控制方法的智能磨抛控制系统。
6、特别地,本技术提出了一种智能磨抛控制方法,包括:
7、根据当前加工面的总加工余量和当前磨料的类型确定目标单次加工量和总加工次数;
8、检测所述当前磨料的第一温度、所述当前加工面的第二温度、所述当前磨料的工作面形状信息、所述当前加工面的表面形状信息、当前加工次数;
9、根据所述工作面形状信息和所述表面形状信息确定所述当前磨料与所述当前加工面的接触面积;
10、在精磨时,根据所述当前加工次数、所述第一温度、所述第二温度和累计加工热量判断是否提供磨抛用冷却液,其中,所述累计加工热量根据所述目标单次加工量和所述接触面积计算。
11、进一步地,根据所述当前加工次数、所述第一温度、所述第二温度和累计加工热量判断是否提供磨抛用冷却液的步骤包括:
12、在所述当前加工次数大于或等于第一预设值时,若所述第一温度大于第一温度阈值或所述第二温度大于第二温度阈值或所述累计加工热量大于第一热量阈值时,提供磨抛用冷却液。
13、进一步地,所述累计加工热量根据以下公式计算:
14、
15、其中,q为所述累计加工热量,m为所述目标单次加工量,s为所述接触面积,fi是衰减系数,i为所述当前加工次数,n为所述总加工次数。
16、进一步地,所述衰减系数根据实际单次加工量和所述当前加工面的粗糙度确定。
17、进一步地,所述衰减系数根据以下公式确定:
18、
19、其中,k1和k2是预设的权重系数,ri-1为第i-1次加工后的实际粗糙度,r'i为第i次加工的目标粗糙度,di-1为第i-1次加工的实际单次加工量,d为所述目标单次加工量,m为小于-1的负整数,n为大于1的正整数。
20、进一步地,根据所述当前加工次数、所述第一温度、所述第二温度和累计加工热量判断是否提供磨抛用冷却液的步骤包括:
21、在所述当前加工次数小于第一预设值时,若所述第一温度大于第三温度阈值或所述第二温度大于第四温度阈值或所述累计加工热量大于第二热量阈值时,提供磨抛用冷却液。
22、进一步地,所述累计加工热量为所述目标单次加工量、所述接触面积与所述当前加工次数的积。
23、进一步地,智能磨抛控制方法还包括:
24、在粗磨时提供磨抛用冷却液。
25、特别地,本发明的一个实施例还提供了一种智能磨抛控制系统,用于执行上述任一项所述的智能磨抛控制方法,所述智能磨抛控制系统包括以下步骤:
26、加工方式确定单元,用于根据当前加工面的总加工余量和当前磨料的类型确定目标单次加工量和总加工次数;
27、温度检测单元,用于检测当前磨料的第一温度和当前加工面的第二温度;
28、磨料及加工面信息采集单元,用于采集所述当前磨料的工作面形状信息和所述当前加工面的表面形状信息;
29、控制单元,用于根据所述工作面形状信息和所述表面形状信息确定所述当前磨料与所述当前加工面的接触面积,并在精磨时根据当前加工次数、所述第一温度、所述第二温度和累计加工热量判断是否提供磨抛用冷却液,其中,所述累计加工热量根据所述目标单次加工量和所述接触面积计算;
30、冷却液循环装置,用于在需要提供所述磨抛用冷却液时启动。
31、进一步地,所述磨料及加工面信息采集单元为视觉检测装置。
32、根据本发明的第一方面,提供了一种智能磨抛控制方法,该智能磨抛控制方法在精磨阶段,根据当前加工次数、当前磨料的第一温度、当前加工面的第二温度和累计加工热量判断是否提供磨抛用冷却液,即判断采用干磨还是湿磨工艺,这种确定干磨或湿磨的方法在考虑了磨料和加工面的温度因素之外,还结合当前加工次数和累计加工热量进行综合判断,从而可以分阶段地根据累计的热量来进行是够提供磨抛用冷却液,从而更加精准地控制湿磨的启动,提高控制的准确度。
33、进一步地,累计加工热量的计算中引入了衰减系数,这是由于随着加工次数的增加,当前加工面的粗糙度越来越接近目标粗糙度,因此加工热量逐步衰减,因此随着加工次数的增加,相应的衰减系数可以设置成逐步减小,从而使得计算得出的累计加工热量更加精确,进而使得控制湿磨启动的时机更加精确。
34、进一步地,本发明还提供了确定衰减系数的公式,该公式包括上次加工的实际粗糙度与本次粗糙度的比值的多次项以及上次加工的实际单次加工量与本次目标单次加工量的多次项,因此能够反映出实际粗糙度与目标粗糙度的差异,以及上次加工的实际单次加工量与本次目标单次加工量的差异对对累计加工热量的非线性影响,从而更准确地得出累计加工热量。
35、进一步地,智能磨抛控制方法的衰减系数的计算公式中设置了权重系数,因此能够根据控制目标进行权重系数的设置,使得该公式更加灵活,可以根据实际情况进行调节。在一些实施例中,权重系数还可以通过仿真或实验确定,使其能够更加准确地得出累计加工热量。
36、进一步地,智能磨抛控制方法在判断是否提供磨抛用冷却液时还考虑了当前加工次数的影响,在当前加工次数小于第一预设值时,累计加工热量为目标单次加工量与当前加工次数的积,即未引入衰减系数。这是由于在加工初期,实际加工量与目标加工量往往存在较大差异,此时采用简单的加工热量计算方法快速地计算累计加工热量即可。并且由于加工初期,当前加工表面和当前磨料的温度会迅速上升,因此其对于的温度阈值应当设置的与当前加工次数大于或等于第一预设值时的不同,从而更符合加工过程的温度变化特点。
37、进一步地,智能磨抛控制方法还区分了粗磨阶段和精磨阶段,粗磨通常以大幅去除余量为目的,因此粗磨阶段的余量去除大,相应产生的加工热量高,因此在粗磨阶段采用湿磨能够避免热量的大量累积。
1.一种智能磨抛控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的智能磨抛控制方法,其特征在于,根据所述当前加工次数、所述第一温度、所述第二温度和累计加工热量判断是否提供磨抛用冷却液的步骤包括:
3.根据权利要求2所述的智能磨抛控制方法,其特征在于,所述累计加工热量根据以下公式计算:
4.根据权利要求3所述的智能磨抛控制方法,其特征在于,所述衰减系数根据实际单次加工量和所述当前加工面的粗糙度确定。
5.根据权利要求4所述的智能磨抛控制方法,其特征在于,所述衰减系数根据以下公式确定:
6.根据权利要求1-5中任一项所述的智能磨抛控制方法,其特征在于,根据所述当前加工次数、所述第一温度、所述第二温度和累计加工热量判断是否提供磨抛用冷却液的步骤包括:
7.根据权利要求6所述的智能磨抛控制方法,其特征在于,所述累计加工热量为所述目标单次加工量、所述接触面积与所述当前加工次数的积。
8.根据权利要求1所述的智能磨抛控制方法,其特征在于,还包括:
9.一种智能磨抛控制系统,用于执行权利要求1-8中任一项所述的智能磨抛控制方法,其特征在于,所述系统包括:
10.根据权利要求9所述的智能磨抛控制系统,其特征在于,所述磨料及加工面信息采集单元为视觉检测装置。
