机床的切削液热负荷预警方法、装置和机床控制系统与流程

本申请涉及机床加工，具体而言，涉及一种机床的切削液热负荷预警方法、机床的切削液热负荷预警装置、计算机程序产品和机床控制系统。

背景技术：

1、在数控加工过程中，切削液不仅起到冷却刀具和工件、润滑切削区的作用，还承担着冲刷和排出切屑的功能。随着现代制造业对加工效率要求的提高以及难加工材料（如钛合金、高温合金等）应用范围的扩大，切削区域产生的热量急剧增加。

2、现有的数控机床切削液监控系统通常采用被动式监测方式。具体而言，大多数现有方案仅在切削液循环系统的水箱处设置温度传感器，通过监测水箱内的整体温度来间接反映加工状态。

3、水箱作为切削液循环系统的汇流点，其内部充满了大量经过冷却的新鲜切削液，对从加工区回流的高温切削液具有显著的稀释作用。同时，切削液从加工区流经管路回到水箱需要一定的传输时间。因此，水箱温度的变化往往滞后于加工区实际温度的变化。当水箱温度传感器检测到温度异常升高时，加工区可能已经处于过热状态，此时往往已经造成了刀具损坏或工件报废，无法实现有效的早期预警，机床切削液的热负荷预警效率较差。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种机床的切削液热负荷预警方法、机床的切削液热负荷预警装置、计算机程序产品和机床控制系统，以至少解决现有技术中机床切削液的热负荷预警效率较差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种机床的切削液热负荷预警方法，包括：获取多个测温点的温度值，其中，至少一个所述测温点位于机床和储液容器之间的回流管路中；根据多个所述测温点的温度值确定温度变化，并在温度变化异常的情况下确定切削液热负荷异常；在确定切削液热负荷异常的情况下，执行控制步骤，其中，所述控制步骤至少包括控制所述机床停机。

3、可选地，所述测温点包括第一测温点和第二测温点，所述第一测温点位于所述储液容器内，所述第二测温点位于所述机床和所述储液容器之间的所述回流管路中，多个所述测温点的温度值包括所述第一测温点的第一温度值和所述第二测温点的第二温度值，根据多个所述测温点的温度值确定温度变化，并在温度变化异常的情况下确定切削液热负荷异常，包括：计算所述第一温度值和所述第二温度值的差值，得到温度差值；至少在所述温度差值大于第一阈值的情况下，确定切削液热负荷异常。

4、可选地，至少在所述温度差值大于第一阈值的情况下，确定切削液热负荷异常，包括：获取流量监测点的流速值，其中，所述流量监测点位于所述机床和所述储液容器之间的所述回流管路中；在所述温度差值大于所述第一阈值、并且在所述流速值异常的情况下确定切削液热负荷异常，其中，所述流速值异常包括流速下降异常和/或流速波动异常。

5、可选地，在确定切削液热负荷异常的情况下，执行控制步骤，包括：确定切削液热负荷异常的异常原因，其中，所述异常原因包括管路堵塞、切削液喷溅和刀具磨损中的一个或者多个；根据所述异常原因执行所述控制步骤。

6、可选地，确定切削液热负荷异常的异常原因，包括：在所述温度差值大于所述第一阈值、并且在流速下降异常的情况下，确定所述异常原因为管路堵塞；在所述温度差值大于所述第一阈值、并且在流速波动异常的情况下，确定所述异常原因为切削液喷溅；在所述温度差值大于所述第一阈值、所述温度差值大于第二阈值和所述流速值正常均满足的情况下，确定所述异常原因为刀具磨损，其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

7、可选地，根据所述异常原因执行所述控制步骤，包括以下至少之一：在所述异常原因为管路堵塞的情况下，执行所述控制步骤：降低所述机床的给进速度、增加切削液的冲洗压力；在所述异常原因为切削液喷溅的情况下，执行所述控制步骤：调整冷却泵的压力或者所述冷却泵的运行频率；在所述异常原因为刀具磨损的情况下，执行所述控制步骤：控制所述机床停机。

8、可选地，在根据所述异常原因执行所述控制步骤之后，所述方法还包括以下之一：在降低所述机床的所述给进速度、增加切削液的所述冲洗压力后，所述温度差值依然大于所述第一阈值、并且流速依然下降异常的情况下，控制所述机床停机；在调整所述冷却泵的所述压力或者所述冷却泵的所述运行频率后，所述温度差值依然大于所述第一阈值、并且流速依然波动异常的情况下，控制所述机床停机。

9、根据本申请的另一方面，提供了一种机床的切削液热负荷预警装置，包括：获取单元，用于获取多个测温点的温度值，其中，至少一个所述测温点位于机床和储液容器之间的回流管路中；确定单元，用于根据多个所述测温点的温度值确定温度变化，并在温度变化异常的情况下确定切削液热负荷异常；第一控制单元，用于在确定切削液热负荷异常的情况下，执行控制步骤，其中，所述控制步骤至少包括控制所述机床停机。

10、根据本申请的再一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任意一种所述机床的切削液热负荷预警方法的步骤。

11、根据本申请的又一方面，提供了一种机床控制系统，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的机床的切削液热负荷预警方法。

12、应用本申请的技术方案，在保留水箱测温点（用于获取基准温度）的同时，增加了位于“机床和水箱之间”的测温点，该测温点的温度尚未受到水箱内冷液的充分稀释，通过该位置的测温点，能够直接捕捉刚离开加工区、未被稀释的高温流体温度，从而真实、实时地反映加工区域的瞬时热负荷状态，消除了水箱测温带来的“冷稀释”干扰，通过在“机床和水箱之间”设置测温点，大幅缩短了传感器与热源（加工区）之间的流体传输距离，该位置的测温点能够以极短的时间延迟捕捉到加工区产生的热量变化，当温度变化出现异常时，能比传统水箱监测更早地发现热负荷异常，能够更准确地识别出加工区产生的额外热量。这种多参数联动的判定方式，使在加工区刚刚出现过热迹象时即可触发预警，从而在刀具损坏或工件报废发生之前，通过执行控制步骤（如停机）来避免损失，提高了机床切削液热负荷预警的效率。

1.一种机床的切削液热负荷预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测温点包括第一测温点和第二测温点，所述第一测温点位于所述储液容器内，所述第二测温点位于所述机床和所述储液容器之间的所述回流管路中，多个所述测温点的温度值包括所述第一测温点的第一温度值和所述第二测温点的第二温度值，根据多个所述测温点的温度值确定温度变化，并在温度变化异常的情况下确定切削液热负荷异常，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，至少在所述温度差值大于第一阈值的情况下，确定切削液热负荷异常，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在确定切削液热负荷异常的情况下，执行控制步骤，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定切削液热负荷异常的异常原因，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述异常原因执行所述控制步骤，包括以下至少之一：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在根据所述异常原因执行所述控制步骤之后，所述方法还包括以下之一：

8.一种机床的切削液热负荷预警装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任意一项所述机床的切削液热负荷预警方法的步骤。

10.一种机床控制系统，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至7中任意一项所述的机床的切削液热负荷预警方法。