一种眼压计铝件车削智能控制方法及系统与流程

本发明涉及物联网控制系统，特别是指一种眼压计铝件车削智能控制方法及系统。

背景技术：

1、物联网控制系统技术领域涉及传感器、控制器、执行机构、数控设备和网络通信单元之间的状态采集、信号传输、指令下发和设备动作控制，通常以加工参数、位置反馈、转速反馈、夹持状态和工序状态为控制依据，并由控制器按照预设程序与现场设备进行数据交互。其中，传统眼压计铝件车削智能控制方法及系统是指针对眼压计铝件车削过程建立数控加工控制流程，将铝件尺寸、刀具路径、主轴转速、进给量和刀具补偿数据写入数控程序，车床控制器读取程序后向主轴驱动器、伺服驱动器、刀架和夹持机构发送控制指令，位置传感器、主轴编码器和伺服反馈单元采集加工状态信号并经机床总线或通信接口返回控制器，控制器依据程序段、反馈数值和工序顺序控制粗车、精车、退刀及停机动作。

2、传统眼压计铝件车削控制多以预设数控程序为主线，主轴转速，进给位置，伺服反馈和夹持状态分别随设备动作返回控制器，反馈数据与程序段，加工工序标识，时间标识和刀具补偿参数之间对应关系分散，控制器在连续加工过程中的粗车，精车，退刀和停机切换时需依赖程序顺序和单项反馈，主轴驱动器，伺服驱动器，刀架和夹持机构的执行状态与后续控制依据之间的衔接不充分。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种眼压计铝件车削智能控制方法及系统，使眼压计铝件车削过程中采集的主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈能够与当前数控程序段、加工工序和控制周期建立对应关系，并在偏差判定后形成与当前加工工序相匹配的控制指令，以改善传统数控车削控制中反馈数据与程序段、加工工序及后续控制依据之间衔接不充分的情况。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种眼压计铝件车削智能控制方法，包括以下步骤：获取当前数控程序段对应的程序段标识、加工工序标识、主轴控制参数、进给控制参数和刀具补偿参数；在执行当前数控程序段时，采集主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈；将主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈分别与程序段标识、加工工序标识和时间标识建立对应关系，形成工序状态数据组；将所述工序状态数据组与当前数控程序段对应的基准控制范围进行比较，确定偏差类型和偏差持续周期；当偏差类型和偏差持续周期满足当前加工工序对应的控制触发条件时，生成主轴控制指令、进给控制指令、刀架动作指令、退刀指令或停机指令；接收主轴驱动器、伺服驱动器、刀架或夹持机构执行控制指令后返回的反馈数据，并根据反馈数据更新所述工序状态数据组。

3、进一步地，在获取当前数控程序段对应的程序段标识、加工工序标识、主轴控制参数、进给控制参数和刀具补偿参数时，调用车床控制器中存储的数控加工程序；根据数控加工程序中的程序段起止位置确定当前数控程序段；从当前数控程序段中读取程序段序号作为程序段标识，读取工序代码作为加工工序标识，读取主轴转速设定值、进给量设定值和刀具补偿设定值，并分别作为主轴控制参数、进给控制参数和刀具补偿参数。

4、进一步地，将加工工序标识与预设工序对应表进行比对，当加工工序标识与预设工序对应表中的粗车工序、精车工序、退刀工序或停机工序相对应时，将相对应的工序名称确定为当前加工工序；当加工工序标识未与预设工序对应表中的工序名称相对应时，沿用上一控制周期确定的当前加工工序，并记录加工工序标识未对应状态。

5、进一步地，在采集主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈时，通过主轴编码器取得主轴转速反馈，通过位置传感器取得进给位置反馈，通过伺服反馈单元取得伺服反馈，通过夹持机构状态检测接口取得夹持状态反馈；车床控制器按照控制周期接收主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈，并将主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈写入临时数据区。

6、进一步地，车床控制器在将主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈写入临时数据区前，核对主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈的采集时刻；当主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈的采集时刻均属于同一控制周期时，车床控制器将主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈作为同一控制周期的反馈数据写入临时数据区；当主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈或夹持状态反馈的采集时刻不属于同一控制周期时，车床控制器重新取得采集时刻不属于同一控制周期的反馈数据。

7、进一步地，在将主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈分别与程序段标识、加工工序标识和时间标识建立对应关系时，车床控制器读取当前数控程序段的程序段标识和加工工序标识，并读取当前控制周期的时间标识；车床控制器将同一控制周期内取得的主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈分别写入与程序段标识、加工工序标识和时间标识对应的记录字段，形成工序状态数据组。

8、进一步地，所述工序状态数据组包括程序段字段、工序字段、时间字段、主轴转速反馈字段、进给位置反馈字段、伺服反馈字段、夹持状态反馈字段和刀具补偿字段；车床控制器按照程序段字段和时间字段，对同一程序段内连续形成的所述工序状态数据组进行顺序存储。

9、进一步地，在将所述工序状态数据组与当前数控程序段对应的基准控制范围进行比较时，车床控制器以主轴转速基准范围、进给位置基准范围、伺服反馈基准范围和夹持状态基准范围为比较依据，对所述工序状态数据组中的主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈进行比对；当主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈或夹持状态反馈超出对应的基准控制范围时，车床控制器根据超出基准控制范围的反馈数据确定偏差类型，并统计偏差类型在连续控制周期内的出现次数，得到偏差持续周期。

10、进一步地，当偏差类型和偏差持续周期满足当前加工工序的控制触发条件时，车床控制器根据偏差类型生成控制指令；当偏差类型为主轴转速偏差时，车床控制器生成主轴控制指令；当偏差类型为进给位置偏差或伺服反馈偏差时，车床控制器生成进给控制指令或刀架动作指令；当偏差类型为夹持状态偏差时，车床控制器生成退刀指令或停机指令；车床控制器接收主轴驱动器、伺服驱动器、刀架或夹持机构执行控制指令后返回的反馈数据，并将反馈数据写入对应的所述工序状态数据组。

11、本发明还提供一种眼压计铝件车削智能控制系统，用于支持上述方法。所述眼压计铝件车削智能控制系统包括数控程序解析单元、工序状态采集单元、反馈数据关联单元、偏差判定单元、控制指令生成单元和执行反馈更新单元；数控程序解析单元用于获取当前数控程序段对应的程序段标识、加工工序标识、主轴控制参数、进给控制参数和刀具补偿参数；工序状态采集单元分别与位置传感器、主轴编码器、伺服反馈单元和夹持机构状态检测接口连接，用于采集主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈；反馈数据关联单元用于将主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈分别与程序段标识、加工工序标识和时间标识建立对应关系，形成工序状态数据组；偏差判定单元用于将所述工序状态数据组与当前数控程序段对应的基准控制范围进行比较，确定偏差类型和偏差持续周期；控制指令生成单元用于在偏差类型和偏差持续周期满足当前加工工序对应的控制触发条件时，向主轴驱动器、伺服驱动器、刀架或夹持机构输出控制指令；执行反馈更新单元用于接收主轴驱动器、伺服驱动器、刀架或夹持机构执行控制指令后返回的反馈数据，并根据反馈数据更新所述工序状态数据组。

12、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

13、本发明中，通过将主轴转速反馈、进给位置反馈、伺服反馈和夹持状态反馈分别与程序段标识、加工工序标识和时间标识建立对应关系，形成工序状态数据组，使反馈数据按照当前数控程序段归集。通过将工序状态数据组与基准控制范围进行比较，确定偏差类型和偏差持续周期，并在满足控制触发条件时生成对应控制指令，使主轴驱动器、伺服驱动器、刀架和夹持机构的动作依据与当前加工工序形成对应。执行后的反馈数据回写至工序状态数据组，使后续程序段调用的控制依据保持连续。