一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法与流程

本发明属于机械加工技术领域，具体为一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法。

背景技术：

制造业是第一产业，是国家实体经济的主体，是国家安全的保障，是增强国家核心竞争力的重要所在。

机械加工过程中使用常规控制器来设定加工工艺参数，但是常规的反馈控制具有一定的鲁棒性，但是由于控制器参数是固定的，当不确定性很大时，系统的性能会大幅下降，甚至失稳，可能导致产品质量受到一定影响。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，解决了常规控制方法可能在与遇到参数变化幅度较大时出现失稳的情况，导致产品质量受到影响的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，基于机械加工工艺自适应参数数据库，建立数控机床三维简化模型，采用多种模式转换控制，在pid模糊控制器控制基础上与手动控制相结合的方式实现对机械加工工艺参数的自适应控制，并根据环境因素和工艺因素，逐渐对自适应参数数据库进行完善，然后根据数据库中数据对pid控制器设定值进行自调整，以选择最理想的控制方式。

作为本发明的进一步方案：根据机械加工工艺自适应参数数据库中的信息参数，建立机械加工过程的数学控制模型，并依据参数之间的特性提取数据特征量，建立的数学控制模型精准反应机械加工过程中参数的具体需要，并在不断运行过程中对数学控制模型进行逐渐完善优化。

作为本发明的进一步方案：机械加工工艺自适应参数数据库中的信息包括主轴转速、工件温度、切削力、刀具类型、齿数、工件材料、切削时间和进给速度等主要信息，当pid模糊控制器中设定值不变时，每12小时自动对运行过程中的数据进行采集并储存，当pid模糊控制器中设定值变化时，实时对运行过程中的数据进行采集并储存。

作为本发明的进一步方案：pid模糊控制模式中，模糊控制规则的取得方式为：一，专家的经验和知识，二，操作员的经验和技巧。

作为本发明的进一步方案：pid模糊控制模式中对应不同范围的信息数据会控制执行机构进行不同程度的动作过程。

作为本发明的进一步方案：数据存储过程需要结合当时的天气状况，对空气湿度、温度和气压等数据进行采集一并进行存储。

作为本发明的进一步方案：所述数据库包含录入模块和爬虫模块，录入模块方便工作人员手动对多数工艺参数进行录入过程，方便工作人员及时对其中的参数数据进行改进或更新，爬虫模块可以实现与目标网络之间建立连接，方便及时对数据库中的数据进行完善。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、该数控机械加工工艺参数自适应控制方法，可以不断对数学控制模型进行优化完善，使pid模糊控制器的控制越来越精准，越来越接近实际，采用pid模糊控制方法，实现了机械加工工艺参数自适应控制方法，可以满足加工精度的前提下保证本装置的满载运行，达到节能环保的效率，同时改善了参数的控制方法，对于系统内部特性的变化和外部扰动影响可以进行快速补偿，保证整个加工过程的顺利稳定，保证加工产品的质量更加理想。

附图说明

图1为本发明控制方法示意图；

图2为本发明数据库内部示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，基于机械加工工艺自适应参数数据库，数据库包含录入模块和爬虫模块，录入模块方便工作人员手动对多数工艺参数进行录入过程，方便工作人员及时对其中的参数数据进行改进或更新，爬虫模块可以实现与目标网络之间建立连接，方便及时对数据库中的数据进行完善，根据机械加工工艺自适应参数数据库中的信息参数，建立机械加工过程的数学控制模型，并依据参数之间的特性提取数据特征量，建立的数学控制模型精准反应机械加工过程中参数的具体需要，并在不断运行过程中对数学控制模型进行逐渐完善优化，机械加工工艺自适应参数数据库中的信息包括主轴转速、工件温度、切削力、刀具类型、齿数、工件材料、切削时间和进给速度等主要信息，当pid模糊控制器中设定值不变时，每12小时自动对运行过程中的数据进行采集并储存，当pid模糊控制器中设定值变化时，实时对运行过程中的数据进行采集并储存，建立数控机床三维简化模型，采用多种模式转换控制，在pid模糊控制器控制基础上与手动控制相结合的方式实现对机械加工工艺参数的自适应控制，可以在现场设备进行检修或强制启停时采用手动进行控制，pid模糊控制模式中，模糊控制规则的取得方式为：一，专家的经验和知识，二，操作员的经验和技巧，模糊控制规则由不同方式进行获取可以保证数据全面性和准确性更理想，pid模糊控制模式中对应不同范围的信息数据会控制执行机构进行不同程度的动作过程，并根据环境因素和工艺因素，逐渐对自适应参数数据库进行完善，然后根据数据库中数据对pid控制器设定值进行自调整，数据存储过程需要结合当时的天气状况，对空气湿度、温度和气压等数据进行采集一并进行存储，结合天气原因，对影响因素的考虑更加全面，可以保证数据采集的精准性，便于根据不同天气对数据的影响给pid模糊控制器的控制提供更加全面精准的判定依据，以选择最理想的控制方式。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

1.一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，其特征在于：基于机械加工工艺自适应参数数据库，建立数控机床三维简化模型，采用多种模式转换控制，在pid模糊控制器控制基础上与手动控制相结合的方式实现对机械加工工艺参数的自适应控制，并根据环境因素和工艺因素，逐渐对自适应参数数据库进行完善，然后根据数据库中数据对pid控制器设定值进行自调整，以选择最理想的控制方式。

2.根据权利要求1所述的一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，其特征在于：根据机械加工工艺自适应参数数据库中的信息参数，建立机械加工过程的数学控制模型，并依据参数之间的特性提取数据特征量，建立的数学控制模型精准反应机械加工过程中参数的具体需要，并在不断运行过程中对数学控制模型进行逐渐完善优化。

3.根据权利要求1所述的一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，其特征在于：机械加工工艺自适应参数数据库中的信息包括主轴转速、工件温度、切削力、刀具类型、齿数、工件材料、切削时间和进给速度等主要信息，当pid模糊控制器中设定值不变时，每12小时自动对运行过程中的数据进行采集并储存，当pid模糊控制器中设定值变化时，实时对运行过程中的数据进行采集并储存。

4.根据权利要求1所述的一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，其特征在于：pid模糊控制模式中，模糊控制规则的取得方式为：一，专家的经验和知识，二，操作员的经验和技巧。

5.根据权利要求1所述的一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，其特征在于：pid模糊控制模式中对应不同范围的信息数据会控制执行机构进行不同程度的动作过程。

6.根据权利要求3所述的一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，其特征在于：数据存储过程需要结合当时的天气状况，对空气湿度、温度和气压等数据进行采集一并进行存储。

7.根据权利要求1所述的一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，其特征在于：所述数据库包含录入模块和爬虫模块，录入模块方便工作人员手动对多数工艺参数进行录入过程，方便工作人员及时对其中的参数数据进行改进或更新，爬虫模块可以实现与目标网络之间建立连接，方便及时对数据库中的数据进行完善。

技术总结
本发明公开了一种数控机械加工工艺参数自适应控制方法，基于机械加工工艺自适应参数数据库，建立数控机床三维简化模型，采用多种模式转换控制，在PID模糊控制器控制基础上与手动控制相结合的方式实现对机械加工工艺参数的自适应控制。该数控机械加工工艺参数自适应控制方法，使PID模糊控制器的控制越来越精准，越来越接近实际，采用PID模糊控制方法，实现了机械加工工艺参数自适应控制方法，可以满足加工精度的前提下保证本装置的满载运行，达到节能环保的效率，同时改善了参数的控制方法，对于系统内部特性的变化和外部扰动影响可以进行快速补偿，保证整个加工过程的顺利稳定，保证加工产品的质量更加理想。

技术研发人员：李烨
受保护的技术使用者：聊城市技师学院(聊城高级工程职业学校)
技术研发日：2019.12.10
技术公布日：2020.05.19