智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法及系统与流程

本申请涉及智能制造，具体涉及智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法及系统。

背景技术：

1、在当前的机械加工行业中，刀具选择是一个至关重要的环节。传统的刀具选择方式主要依赖于操作者的经验和直觉，他们需要根据工件的材料属性、加工要求和机床性能来手动选择合适的刀具。这种方式刀具选择方式高度依赖于操作者的专业知识和经验，由于操作者的经验和技能水平不同，不同的人可能会有不同的选择结果，缺乏科学性和合理性，导致了加工质量的波动。其次，传统的刀具选择方式无法实时适应加工过程中的变化，当材料特性发生变化或刀具磨损时，操作者很难及时调整刀具选择。

2、这些不足之处导致了传统刀具选择方式耗时较长，且可能因选择不当导致加工效率低下。同时，由于缺乏准确预测刀具磨损和更换时机的能力，操作者难以避免意外停机时间，进一步影响生产效率。

技术实现思路

1、本申请提供了智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法及系统，解决了现有机械加工方式中刀具更换主要依赖人工操作，刀具选择缺乏科学性且无法适应加工需求变化的技术问题，实现了根据实时加工需求智能选择刀具型号，并进行自适应改良优化，提高了加工效率和加工质量。

2、鉴于上述问题，一方面，本申请提供了智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法，所述方法包括：获取加工物料基础信息，所述加工物料基础信息包括物料材质信息、物料成分信息、物料形状尺寸信息、物料内部结构信息；连接刀具信息库，确定所述刀具信息库中的m个已有刀具以及m个性能参数集合，所述m个性能参数集合包括刀具材质指标、物料形状尺寸指标、涂层指标、切削刃工艺指标；通过所述加工物料基础信息，在所述刀具信息库中，结合历史加工实例进行刀具选择，得到n个备选刀具以及n个初级适配性能参数集，其中，m、n均为正整数，且m≥n；基于所述n个备选刀具，引入增材微调工艺，结合物料加工需求进行自适应改良优化，并生成增材微调工序，所述物料加工需求包括物料表面处理要求、层理结构加工要求；基于所述增材微调工序，结合所述n个备选刀具以及n个初级适配性能参数集进行加工模拟，所述增材微调工序以加工质量、加工效率的最大化为目标进行优化配置；通过加工模拟，选择最优适配刀具以及最优适配性能参数集，连接数控机床对应的机械换刀手，在接收到所述增材微调工序对应的微调结束指令后，激活换刀程序。

3、另一方面，本申请还提供了智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化系统，所述系统包括：加工物料基础信息获取模块，所述加工物料基础信息获取模块用于获取加工物料基础信息，所述加工物料基础信息包括物料材质信息、物料成分信息、物料形状尺寸信息、物料内部结构信息；已有刀具确定模块，所述已有刀具确定模块用于连接刀具信息库，确定所述刀具信息库中的m个已有刀具以及m个性能参数集合，所述m个性能参数集合包括刀具材质指标、物料形状尺寸指标、涂层指标、切削刃工艺指标；刀具选择模块，所述刀具选择模块用于通过所述加工物料基础信息，在所述刀具信息库中，结合历史加工实例进行刀具选择，得到n个备选刀具以及n个初级适配性能参数集，其中，m、n均为正整数，且m≥n；增材微调模块，所述增材微调模块用于基于所述n个备选刀具，引入增材微调工艺，结合物料加工需求进行自适应改良优化，并生成增材微调工序，所述物料加工需求包括物料表面处理要求、层理结构加工要求；加工模拟模块，所述加工模拟模块用于基于所述增材微调工序，结合所述n个备选刀具以及n个初级适配性能参数集进行加工模拟，所述增材微调工序以加工质量、加工效率的最大化为目标进行优化配置；换刀程序激活模块，所述换刀程序激活模块用于通过加工模拟，选择最优适配刀具以及最优适配性能参数集，连接数控机床对应的机械换刀手，在接收到所述增材微调工序对应的微调结束指令后，激活换刀程序。

4、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

5、通过详细获取加工物料的基础信息，以及建立刀具信息库，收集现有刀具的性能参数，为刀具选择提供了准确的基础数据。利用历史加工实例，结合物料信息，筛选出备选刀具和初级适配性能参数集，提高了刀具选择的准确性和科学性，减少了人为误差。引入增材微调工艺进行自适应改良优化，根据物料加工需求对备选刀具进行优化，生成适合的增材微调工序，提升了刀具对特定加工需求的适应性和优化能力。通过加工模拟，以加工质量和加工效率的最大化为目标，优化配置增材微调工序，根据模拟结果，选择最优适配刀具和性能参数集，确保了刀具选择的最优化，提高了加工质量和效率。自动激活换刀程序，简化了刀具更换过程，提高了生产效率和机床自动化水平。

6、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法，其特征在于，基于所述n个备选刀具，引入增材微调工艺，结合物料加工需求进行自适应改良优化，并生成增材微调工序，所述方法包括：

3.如权利要求2所述的智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法，其特征在于，以所述增材微调结构为约束进行自适应改良优化，生成所述增材微调工艺，所述方法包括：

4.如权利要求3所述的智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法，其特征在于，所述方法包括：

5.如权利要求4所述的智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法，其特征在于，所述方法包括；

6.如权利要求5所述的智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法，其特征在于，对所述支撑强化子结构优化集合、所述功能子结构优化集合进行融合优化，所述方法包括；

7.如权利要求6所述的智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法，其特征在于，基于所述多项平衡坐标系，定位最佳平衡点，并进行融合优化，所述方法包括：

8.智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化系统，其特征在于，用于实施权利要求1-7任意一项所述的智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法，所述系统包括：

技术总结
本申请提供了智能控制下的数控机床刀具自适应选择优化方法及系统，涉及智能制造技术领域，通过获取加工物料基础信息；连接刀具信息库，确定已有刀具以及性能参数集合；在刀具信息库中，结合历史加工实例进行刀具选择，得到备选刀具以及初级适配性能参数集；引入增材微调工艺，结合物料加工需求进行自适应改良优化，生成增材微调工序；结合备选刀具以及初级适配性能参数集进行加工模拟；选择最优适配刀具以及最优适配性能参数集，连接机械换刀手，在接收到微调结束指令后，激活换刀程序。本申请解决了现有加工刀具更换方式无法适应加工需求变化的技术问题，实现了根据实时加工需求智能选择刀具型号，并进行自适应改良优化。

技术研发人员：邵洪霞,徐国利,田荣军
受保护的技术使用者：苏州巴奈特机械设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/25