欢迎来到无锡市金城机电设备成套有限公司!
产品中心
联系我们
无锡市金城机电设备成套有限公司
联系人:周经理
手机: 13601512059
电话:0510-85606915
传真:0510-85606915
网址:www.jcjd88.com
邮箱:jinchengjidian@126.com
地址:无锡滨湖区华庄镇震泽路39号(震泽路与瑞景路交叉口往东30米)
当前位置:首页 > 公司动态
数控机床如何实现智能化?
发布时间:2019-09-26 09:12:45 浏览次数:67次

本文从传感器出发,将数控机床的智能技术按层次划分为智能传感器、智能功能、智能部件、智能系统等部分,对智能技术进行了总结,指出不足,揭示了发展方向,并对未来进行了展望。

智能传感器由机床、刀具、工件组成的数控机床制造系统在加工过程中,随着材料的切除,伴随着多种复杂的物理现象,隐含着丰富的信息。在这种动态、非线性、时变、非确定性环境中,数控机床自身的感知技术是实现智能化的基本条件。 数控机床要实现智能,需要各种传感器收集外部环境和内部状态信息,近似人类五官感知环境变化的功能。对人来讲,眼睛是五官中重要的感觉器官,能获得90%以上的环境信息,但视觉传感器在数控机床中的应用还比较少。随着自动化和智能化水平的提高,视觉功能在数控机床中将发挥越来越重要的作用。

智能功能数控机床向高速、、高精化发展,要求数控机床具有热补偿、振动监测、磨损监测、状态监测与故障诊断等智能功能。融合几个或几种智能传感器,采用人工智能方法,通过识别、分析、判断及推理,实现数控机床的智能功能,为智能部件的实现打下基础。 数控机床的误差包括几何误差、热(变形)误差、力(变形)误差、装配误差等。研究表明,几何误差、热误差占到机床总误差的50%以上,是影响机床加工精度的关键因素。其中,几何误差是制造、装配过程中造成的与机床结构本身有关的误差,随时间变化不大,属于静态误差,误差预测模型相对简单,可以通过系统的补偿功能得到有效控制,而热误差随时间变化很大,属于动态误差,误差预测模型复杂,是国际研究的难点和热点。

数控机床在加工过程中的热源包括轴承、滚珠丝杠、电机、齿轮箱、导轨、刀具等。这些部件的升温会引起主轴延伸、坐标变化、刀具伸长等变化,造成机床误差变大。

在航空航天领域,随着钛合金、镍合金、高强度钢等难加工材料的广泛应用,以及高速切削条件下,切削量的不断增大,刀具、工件间很容易发生振动,严重影响工件的加工精度和表面质量。由于切削力是切削过程的原始特征信号,能反映加工过程的动态特性,因此可以借助切削力监测与预报进行振动监测。借助测力仪、力传感器、进给电机的电流等,利用粒子群算法、模糊理论、遗传算法、灰色理论等对切削力进行建模和预测。考虑到引起机床振动的原因主要有主轴、丝杠、轴承等部件,也可以采集这些部件的振动、切削力、声发射等信号,利用神经网络、模糊逻辑、支持向量机等智能方法直接进行振动监测。
 
刀具安装在主轴前端,与加工工件接触,直接切削工件表面,对加工质量的影响是直接和关键的。刀具磨损、破损等异常现象影响加工精度和工作安全。鉴于直接测量法需要离线检测的缺陷,常采集电流、切削力、振动、功率、温度等一种或多种间接信号,采用RBF神经网络、模糊神经网络、小波神经网络、支持向量机等智能算法对刀具磨损状态进行智能监测。 随着自动化程度的提高,数控机床集成越来越多的功能,复杂程度不断提高。为了运行,对数控机床的内部状态进行监测与性能评价、对故障进行预警与诊断十分必要。由于故障模式再现性不强,样本采集困难,因此BP神经网络等要求样本多的智能方法不适合这种场合。

智能部件数控机床机械部分主要包括支撑结构件、主传动件、进给传动件、刀具等部分,涉及到床身、立柱、主轴、刀具、丝杠与导轨以及旋转轴等部件。这些部件可以集成智能传感器的一种或几种智能功能构成数控机床智能部件。

主轴是主传动部件,作为核心部件,直接关系到工件加工精度。由于主轴转速较高,特别是电主轴,发热、磨损、振动对加工质量影响很大,因此,越来越多的智能传感器被集成到主轴中,实现对工作状态的监控、预警以及补偿等功能。

Copyright © 2017 无锡市金城机电设备成套有限公司 All Rights Reserved     备案号:苏ICP备17060247号 技术支持:无锡网站建设
联系人:周经理   手机: 13601512059   电话:0510-85606915   地址:无锡滨湖区华庄镇震泽路39号(震泽路与瑞景路交叉口往东30米)