基于模糊逻辑技术的平面轮廓数控铣削加工进给速度优化

论文摘要

现代制造业向高精度和高效率方向发展,对数控机床的性能提出了越来越高的要求。数控机床根据NC程序进行加工,程序中的工艺参数(如主轴转速、切削深度、进给速度等)通常依据机械加工手册或操作者经验来确定,难以根据实际情况进行调整,影响了数控机床加工能力的发挥和切削效率的提高。论文针对数控加工所存在的这种问题,采用基于NC代码的数控加工过程几何仿真技术,建立切削力模糊推理系统,对数控铣削加工进给速度进行优化,为进给速度优化技术探求一条新的途径。主要研究内容和成果如下:1.设计基于NC代码的数控加工过程几何仿真方法。在研究数控代码结构和特点的基础上,利用MATLAB语言识别NC代码中的加工参数和几何参数,对数控加工过程进行几何仿真。分析了几何特征、加工参数与刀具材料去除体积的关系,为进给速度优化提供依据。2.建立切削力模糊推理系统。在分析切削深度、进给速度和切削力相互关系的基础上,设计试验获得切削力经验数据库。引入模糊推理的原理和方法,综合铣削加工的特点,建立以切削深度和进给速度为输入、以切削力为输出的切削力模糊推理系统。3.数控铣削加工进给速度优化研究。运用数控加工过程仿真技术和模糊优化方法,对任意一包含了基本几何特征的平面轮廓数控加工进给速度进行合理优化以提高切削效率,加工试验实例验证了该优化方法的效果。论文对数控加工实现进给速度合理优化、延长刀具使用寿命、减少机床的冲击和提高加工精度等有积极意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景及意义
• 1.2 相关技术及其研究现状
• 1.2.1 数控加工过程仿真技术
• 1.2.2 模糊控制技术
• 1.2.3 进给速度优化技术
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 论文结构
• 第2章 模糊控制技术及数控基础理论
• 2.1 切削力控制的重要性
• 2.2 模糊控制基础理论
• 2.2.1 模糊控制中的知识表示
• 2.2.2 隶属函数
• 2.2.3 模糊推理
• 2.2.4 去模糊化方法
• 2.3 数控加工的基础理论
• 2.3.1 数控代码
• 2.3.2 数控伺服系统
• 2.3.3 进给速度的校核与修正
• 2.4 本章小结
• 第3章 数控铣削加工过程几何仿真及分析
• 3.1 数控加工过程几何仿真方法
• 3.2 数控铣削加工过程几何仿真
• 3.2.1 NC 代码识别技术
• 3.2.2 数控加工程序中的刀位信息的读取
• 3.2.3 非直接加工刀位点的去除
• 3.3 铣削加工过程的几何分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 切削力模糊推理系统的设计
• 4.1 数控轮廓铣削加工参数数据库的建立
• 4.1.1 数据库的相关参数
• 4.1.2 试验设计及数据库的建立
• 4.2 切削力预测的模糊逻辑推理系统
• 4.2.1 模糊逻辑语言变量的隶属函数的确立
• 4.2.2 模糊规则的确定
• 4.2.3 切削力的模糊推理
• 4.2.4 切削力的去模糊化
• 4.3 本章小结
• 第5章 数控铣削加工进给速度优化实例
• 5.1 数控铣削加工进给速度优化
• 5.2 表面粗糙度及其影响参数
• 5.2.1 表面粗糙度的定义
• 5.2.2 表面粗糙度的影响参数
• 5.3 试验
• 5.3.1 试验设备、工件与刀具
• 5.3.2 试验方案
• 5.3.3 优化前后的数控程序
• 5.3.4 试验结果及分析
• 5.3.5 结论
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢