自適應加工技術在數控加工中的應用

陳亞莉周代忠年　鵬劉　俠

（1.空軍駐沈陽黎明公司軍代表室，遼寧 沈陽 110043；

2.沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

自適應加工技術在數控加工中的應用

陳亞莉1周代忠2年鵬2劉俠2

（1.空軍駐沈陽黎明公司軍代表室，遼寧 沈陽 110043；

2.沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

摘要：本文針對omative軟件的特點，從軟件預設值，加工功率設置、加工參數的設置、刀具沖擊保護模式等內容進行了系統分析，為軟件使用人員正確使用提供了幫助。

自適應加工；OMATIVE；優化；數控

隨著全程序無人干預數控加工等項目的持續開展，加工過程的監控作為保證整個加工過程質量穩定性的關鍵，變得非常重要。目前數控加工中已在新引進設備中增加此類軟硬件措施，來自動保證加工過程的安全。STC1600中的OMATIVE自適應系統前期測試效果明顯，相關運行原理符合先進數控加工發展需要，為此進行專項研究，為技術的推廣打下基礎。

1.技術方案

1.1 自適應系統作用過程原理

機床自適應系統具體的作用原理，每一步作用如下：

圖1　

圖2　

（1）減少空切削行程時間。

（2）自動降低刀具剛接觸零件時的進刀速度，保護刀具，提升壽命。

（3）根據主軸負載大小，以比程序更高的速度進行加工，提升加工效率。

（4）當主軸的負載可能造成刀具、零件破損時，自動減速或機床停止。

（5）根據負載調整速度。

（6）提升空切削行程。

1.2 自適應系統在數控加工中的作用分析

目前數控編程及加工遇到一個較大的問題，就是如何最大化平衡質量和效率，由于航空產品價值大，毛料不穩定、刀具不可控因素較多，零件主要切削速度都比較保守，此軟件的應用，在一定程度上可以減少對加工過程失控的擔心，其主要作用如下：

（1）通過功率監控與速度調節，實現刀具的最大化利用。

（2）為真正實現全程序無人干預、單人多機操作提供安全保障。

加工過程存在的不穩定因素。

（3）毛料余量不穩定，刀具在材料上出現沖擊。

（4）材料中有硬點。

（5）裝夾剛性不足。

（6）刀具磨損過大。

（7）冷卻液不穩定或中斷等。

1.3 軟件的使用方法

1.3.1 軟件在程序中啟動和取消命令

每個程序中執行的啟動命令

CC_START_TASK（“OACM”，444， 3000）

機床通電后一次性啟動

CC_START_TASK_P（“OACM”，444， 3000）

數控程序中啟動當前刀具命令

CC_IMD_WRITE（“OACM”，0，0，0，REF NO）

必須加入到主軸旋轉之后

數控程序取消命令

CC_IMD_WRITE（"OACM", 0, 0, 0, 999）

必須加入到主軸停轉之前

在設置自適應控制指令前，將進給速度設置為穩定切削的實際速度。

1.3.2 自適應系統自動生成任務設置

（1）在主界面功能按鍵區按Machine Setup。

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

（3）在Service位置下方找到Job Auto—Creation。

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

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

1.3.3 自適應系統的學習參數檢查

對于自適應的學習參數，需要重點注意下面兩個參數：

【Learned load】為學習到的參數，該參數應該大于0.2%，而小于20%，

【Idle load】為主軸空載參數，該參數應該小于10%，空載功率隨主軸轉數增大而同步增大。

1.3.4 刀具沖擊保護

【Standard】標準保護（如圖1所示）

在刀具與零件碰撞的瞬間，系統會根據碰撞負載大小降低進給倍率至20%～100%，一般為50%左右，持續2s。

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

當使用鉆頭或盤銑刀等刀具加工，或是刀具垂直進入零件表面的場合下，選用短時沖擊保護可以有效的保護刀具。當碰撞發生時，系統會根據負載大小降低進給倍率至程編水平的100%，并持續0.5s。

【None】無沖擊保護（如圖3所示）

系統忽略刀具與零件的碰撞，而僅是根據主軸負載的變化情況來調整進給倍率。在一些半精加工或是精加工等很少發生打刀情形的應用場合下，選用無沖擊保護可以節省加工時間。

【Intensive】加強型保護（如圖4所示）

相當于標準沖擊保護，只是降低幅度更大，降至20%，并持續2s～5s。

圖3　

圖4　

結語

通過攻關和改進，掌握了該軟件的使用方法，對程序建立刀具job的方法，系統的預設值、學習參數的檢查、加工參數的設置、刀具沖擊保護模式的選擇，應用過程中的問題處理，快速設置等模式等內容有了全面的了解，為該技術的普及應用打下了基礎。

[1]王文理.自適應加工技術在數控1加工領域的分類與應用[J].航空制造技術，2013（6）：26-29.

[2]劉艷明.自適應控制在數控機床中的應用[J].組合機床與自動化加工技術，1990（11）：45-47.

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