自適應(yīng)加工技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用

陳亞莉周代忠年　鵬劉　俠

（1.空軍駐沈陽(yáng)黎明公司軍代表室，遼寧 沈陽(yáng) 110043；

2.沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

自適應(yīng)加工技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用

陳亞莉1周代忠2年鵬2劉俠2

（1.空軍駐沈陽(yáng)黎明公司軍代表室，遼寧 沈陽(yáng) 110043；

2.沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

摘要：本文針對(duì)omative軟件的特點(diǎn)，從軟件預(yù)設(shè)值，加工功率設(shè)置、加工參數(shù)的設(shè)置、刀具沖擊保護(hù)模式等內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)分析，為軟件使用人員正確使用提供了幫助。

自適應(yīng)加工；OMATIVE；優(yōu)化；數(shù)控

隨著全程序無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工等項(xiàng)目的持續(xù)開(kāi)展，加工過(guò)程的監(jiān)控作為保證整個(gè)加工過(guò)程質(zhì)量穩(wěn)定性的關(guān)鍵，變得非常重要。目前數(shù)控加工中已在新引進(jìn)設(shè)備中增加此類(lèi)軟硬件措施，來(lái)自動(dòng)保證加工過(guò)程的安全。STC1600中的OMATIVE自適應(yīng)系統(tǒng)前期測(cè)試效果明顯，相關(guān)運(yùn)行原理符合先進(jìn)數(shù)控加工發(fā)展需要，為此進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)研究，為技術(shù)的推廣打下基礎(chǔ)。

1.技術(shù)方案

1.1 自適應(yīng)系統(tǒng)作用過(guò)程原理

機(jī)床自適應(yīng)系統(tǒng)具體的作用原理，每一步作用如下：

圖1　

圖2　

（1）減少空切削行程時(shí)間。

（2）自動(dòng)降低刀具剛接觸零件時(shí)的進(jìn)刀速度，保護(hù)刀具，提升壽命。

（3）根據(jù)主軸負(fù)載大小，以比程序更高的速度進(jìn)行加工，提升加工效率。

（4）當(dāng)主軸的負(fù)載可能造成刀具、零件破損時(shí)，自動(dòng)減速或機(jī)床停止。

（5）根據(jù)負(fù)載調(diào)整速度。

（6）提升空切削行程。

1.2 自適應(yīng)系統(tǒng)在數(shù)控加工中的作用分析

目前數(shù)控編程及加工遇到一個(gè)較大的問(wèn)題，就是如何最大化平衡質(zhì)量和效率，由于航空產(chǎn)品價(jià)值大，毛料不穩(wěn)定、刀具不可控因素較多，零件主要切削速度都比較保守，此軟件的應(yīng)用，在一定程度上可以減少對(duì)加工過(guò)程失控的擔(dān)心，其主要作用如下：

（1）通過(guò)功率監(jiān)控與速度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)刀具的最大化利用。

（2）為真正實(shí)現(xiàn)全程序無(wú)人干預(yù)、單人多機(jī)操作提供安全保障。

加工過(guò)程存在的不穩(wěn)定因素。

（3）毛料余量不穩(wěn)定，刀具在材料上出現(xiàn)沖擊。

（4）材料中有硬點(diǎn)。

（5）裝夾剛性不足。

（6）刀具磨損過(guò)大。

（7）冷卻液不穩(wěn)定或中斷等。

1.3 軟件的使用方法

1.3.1 軟件在程序中啟動(dòng)和取消命令

每個(gè)程序中執(zhí)行的啟動(dòng)命令

CC_START_TASK（“OACM”，444， 3000）

機(jī)床通電后一次性啟動(dòng)

CC_START_TASK_P（“OACM”，444， 3000）

數(shù)控程序中啟動(dòng)當(dāng)前刀具命令

CC_IMD_WRITE（“OACM”，0，0，0，REF NO）

必須加入到主軸旋轉(zhuǎn)之后

數(shù)控程序取消命令

CC_IMD_WRITE（"OACM", 0, 0, 0, 999）

必須加入到主軸停轉(zhuǎn)之前

在設(shè)置自適應(yīng)控制指令前，將進(jìn)給速度設(shè)置為穩(wěn)定切削的實(shí)際速度。

1.3.2 自適應(yīng)系統(tǒng)自動(dòng)生成任務(wù)設(shè)置

（1）在主界面功能按鍵區(qū)按Machine Setup。

（2）在Machine Setup界面功能按鍵區(qū)找到Service。按Service。

（3）在Service位置下方找到Job Auto—Creation。

（4）在Job Auto—Creation下拉選項(xiàng)菜單中，選擇By Acm Start。

（5）在Job Auto—Execution下拉選項(xiàng)菜單中，選擇By Tool Spindle。

1.3.3 自適應(yīng)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)參數(shù)檢查

對(duì)于自適應(yīng)的學(xué)習(xí)參數(shù)，需要重點(diǎn)注意下面兩個(gè)參數(shù)：

【Learned load】為學(xué)習(xí)到的參數(shù)，該參數(shù)應(yīng)該大于0.2%，而小于20%，

【Idle load】為主軸空載參數(shù)，該參數(shù)應(yīng)該小于10%，空載功率隨主軸轉(zhuǎn)數(shù)增大而同步增大。

1.3.4 刀具沖擊保護(hù)

【Standard】標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)（如圖1所示）

在刀具與零件碰撞的瞬間，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)碰撞負(fù)載大小降低進(jìn)給倍率至20%～100%，一般為50%左右，持續(xù)2s。

【Short Impact Protection】短時(shí)沖擊保護(hù)（如圖2所示）

當(dāng)使用鉆頭或盤(pán)銑刀等刀具加工，或是刀具垂直進(jìn)入零件表面的場(chǎng)合下，選用短時(shí)沖擊保護(hù)可以有效的保護(hù)刀具。當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)負(fù)載大小降低進(jìn)給倍率至程編水平的100%，并持續(xù)0.5s。

【None】無(wú)沖擊保護(hù)（如圖3所示）

系統(tǒng)忽略刀具與零件的碰撞，而僅是根據(jù)主軸負(fù)載的變化情況來(lái)調(diào)整進(jìn)給倍率。在一些半精加工或是精加工等很少發(fā)生打刀情形的應(yīng)用場(chǎng)合下，選用無(wú)沖擊保護(hù)可以節(jié)省加工時(shí)間。

【Intensive】加強(qiáng)型保護(hù)（如圖4所示）

相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)沖擊保護(hù)，只是降低幅度更大，降至20%，并持續(xù)2s～5s。

圖3　

圖4　

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)攻關(guān)和改進(jìn)，掌握了該軟件的使用方法，對(duì)程序建立刀具job的方法，系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值、學(xué)習(xí)參數(shù)的檢查、加工參數(shù)的設(shè)置、刀具沖擊保護(hù)模式的選擇，應(yīng)用過(guò)程中的問(wèn)題處理，快速設(shè)置等模式等內(nèi)容有了全面的了解，為該技術(shù)的普及應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

[1]王文理.自適應(yīng)加工技術(shù)在數(shù)控1加工領(lǐng)域的分類(lèi)與應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2013（6）：26-29.

[2]劉艷明.自適應(yīng)控制在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，1990（11）：45-47.

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