基于机床反馈数据和工艺知识的进给速度优化

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数控加工工艺参数的合理选择有助于发挥机床的最优驱动性能和刀具的最佳切削性能,进而提高加工质量、降低成本、提高能效。然而目前商用CAM软件生成的数控程序只能在一定的切削区域给定一个唯一、保守的进给速度,难以发挥数控机床的潜能。因此,研究如何优化进给速度以提高加工效率并同时保证表面加工质量具有重要的意义。本文提出了一种基于通用机床实际加工反馈数据的进给速度初步优化算法,实现对进给速度的初步优化;然后根据金属切削工艺知识建立了粗加工和精加工进给速度上限值的多约束模型,以限制初步优化后进给速度的上限值,保证机床和刀具发挥最大性能的同时不会发生机械损伤。针对初步优化后的进给速度存在突变的问题,本文又给出了一种进给速度精细优化原则,完成对初步优化结果进行精细优化。为了实现进给速度优化软件的开发和产品化,在数据采集方面,本文采用MTConnect技术和Focas开发包完成了针对FANUC数控机床数据采集软件的开发,并采用该采集软件完成了对FANUC数控机床实际加工反馈数据的采集;在优化软件开发方面,以Windows作为开发平台,选择Microsoft Visual Studio 2010作为开发环境,使用C++和C#混合编程,对NC程序和机床反馈数据的解析、反馈数据与三维图以及NC程序的自动匹配和优化实现等进行了详细设计和软件实现,最后通过加工验证,证明该优化方法可以在保证加工质量的前提下,有效提升加工效率。
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