一种自适应模糊控制的轧辊变速磨削方法
【技术领域】
[0001] 本技术发明涉及自适应模糊控制的微进给轧辊变速磨削，特别是大型棍子的表面 粗糙度和辊型的智能控制磨削。
【背景技术】
[0002] 传统提高磨削加工精度的方法主要是考虑磨削过程中工件和砂轮的变化，其中 有：从工件轴向刚度最薄弱处考虑；采用中心架来提高工件的刚度；采取误差补偿以及分 析变速磨削的机理、变速磨削与磨削颤振抑制措施。传统的磨削方法不能达到微进给智能 控制磨削的理想要求，存在较大的误差。
【发明内容】
[0003] 本技术发明的目的在于提供一种自适应性的微进给轧辊变速磨削智能控制方案， 本技术发明由如下技术方案实施：一种轧辊变速磨削方案。在分析变速磨削的机理、变 速磨削与磨削颤振抑制、磨削精度之间的关系的基础上，本技术发明提出了根据轧辊的材 质、结构，合理确定所用砂轮的特性及磨削工艺参数，基于自适应模糊控制的变速磨削工艺 策略。并在充分考虑轧辊磨床、乳辊系统沿轧辊轴向刚度的变化、控制磨削中轧辊变形的基 础上本发明的目的是提出了基于自适应模糊控制的变速磨削微进给优化自适应性控制的 新策略。
[0004] 本技术发明的优点：本技术发明采用直接自适应控制，其具有自适应学习算法的 模糊逻辑系统，其学习算法是依靠数据信息来调整模糊逻辑系统参数，且可以保证控制系 统的稳定性，跟接近智能化，并有效的提高轧辊磨表面的磨削精度，系统简易，方便操作，易 于推广、应用，实用性强，具有良好的工业效益和社会效益。
【附图说明】
[0005] 图1轧辊和砂轮的接触磨削示意图。
[0006] 图2自适应控制原理图。
【具体实施方式】
[0007] 下面结合附图和实施例对本发明的详细描述。
[0008] 如图1所示，轧辊磨削运动是由数控轧辊磨床、磨削砂轮、以及轧辊之间形成的一 种特殊磨削工艺。因此在轧辊磨削机理研究中，拟根据磨削几何学关系，考虑轧辊磨削运动 参数对磨削精度的影响， 在构造自适应系统(如图2虚线框部分)前提下，初始化参数，经过自适应控制系统运算 输出最优轧辊转速，在微进给量公式控制下输出最优进给速度，如此控制 电机运动和机床工作，再经加工过程中反馈砂轮切削力和轧辊粗糙度，再经自适应律实时 控制最优输出。以达到自适应变速的目的，提高轧辊磨削的粗糙度。
[0009] 但是，在实际工作中有很多不确定因素，比如来自砂轮的材质不均匀，乳辊的材料 不同，磨床以及环境的未知性等。都会不同程度的影响磨削加工，更重要的是对于磨削轧辊 的表面粗糙度达到理想粗糙度很难控制则上述模型存在不确定性。所以本技术发明采用了 一项自适应控制系统解决这些问题。此变速微进给优化自适应控制系统如图2所示，磨削 过程中的震动直接传给磨削力，系统测出的磨削力作为上述模型的已知数值输入直接自适 应控制优化模型，优化模型不断根据输入值计算出最优工件速度和最优纵向进给速度，并 和确定的砂轮转速送入表面粗糙度优化模型，经表面粗糙度优化模型计算出最终的最优工 件速度和最优纵向进给速度，并送入控制单元，实现最优速度驱动主轴和进给部件工作。并 由系统反复计算的进给量控制主轴和进给部件分步输出磨削的进给量，以达到微进给的目 的，从而提高磨削的精度。
[0010] 磨削过程中实时检测、反馈轧辊表面粗糙度、进给速度、砂轮转速，以便系统实时 调整最优磨削输出，从而达到自适应磨削、智能化。
【主权项】
1. 一种轧辊变速磨削方案。2. 在分析变速磨削的机理、变速磨削与磨削颤振抑制、磨削精度之间的关系的基础上， 本技术发明提出了根据轧辊的材质、结构，合理确定所用砂轮的特性及磨削工艺参数，基于 自适应模糊控制的变速磨削工艺策略，并在充分考虑轧辊磨床、乳辊系统沿轧辊轴向刚度 的变化、控制磨削中轧辊变形的基础上本发明的目的是提出了基于自适应模糊控制的变速 磨削微进给优化自适应性控制的新策略。3. 在构造自适应系统前提下，初始化参数，经过自适应控制系统运算输出最优轧辊转 速，在微进给量公式#:=通控制下输出最优进给速度，如此控制电机运动和机床 工作，再经加工过程中反馈砂轮切削力和轧辊粗糙度，再经自适应律实时控制最优输出， 以达到自适应变速的目的，提高轧辊磨削的粗糙度。4. 磨削过程中的震动直接传给磨削力，系统测出的磨削力作为上述模型的已知数值输 入直接自适应控制优化模型，优化模型不断根据输入值计算出最优工件速度和最优纵向进 给速度，并和确定的砂轮转速送入表面粗糙度优化模型，经表面粗糙度优化模型计算出最 终的最优工件速度和最优纵向进给速度，并送入控制单元，实现最优速度驱动主轴和进给 部件工作，并由系统反复计算的进给量控制主轴和进给部件分步输出磨削的进给量，以达 到微进给的目的，从而提高磨削的精度。5. 磨削过程中实时检测、反馈轧辊表面粗糙度、进给速度、砂轮转速，以便系统实时调 整最优磨削输出，从而达到自适应磨削、智能化。
【专利摘要】本技术发明的目的在于提供一种自适应性的微进给轧辊变速磨削智能控制方案，一种轧辊变速磨削方案。在分析变速磨削的机理、变速磨削与磨削颤振抑制、磨削精度之间的关系的基础上，本技术发明提出了根据轧辊的材质、结构，合理确定所用砂轮的特性及磨削工艺参数，基于自适应模糊控制的变速磨削工艺策略。本技术发明的优点：本技术发明采用直接自适应控制，其具有自适应学习算法的模糊逻辑系统，其学习算法是依靠数据信息来调整模糊逻辑系统参数，且可以保证控制系统的稳定性，跟接近智能化，并有效的提高轧辊磨表面的磨削精度，系统简易，方便操作，易于推广、应用，实用性强，具有良好的工业效益和社会效益。
【IPC分类】B24B49/00, B24B5/37
【公开号】CN105215800
【申请号】CN201410312703
【发明人】毕俊喜, 高庆, 宣默涵, 王舒玮, 张楠
【申请人】高庆
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年7月3日