一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法及系统与流程

本申请涉及机床控制，尤其是涉及一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法及系统。

背景技术：

1、目前可转位刀片周边磨削生产中，厚度控制普遍采用定时定量补偿法。工艺人员根据砂轮材质、规格参数及大量历史加工数据，预先设定固定的砂轮磨损补偿周期和单次补偿数值。磨削过程中，数控系统在加工完成预设数量刀片或主轴累计运行达到预设时长后，自动按设定值统一调整砂轮进给位置，以此抵消砂轮磨损。部分生产现场会配合离线抽检，每隔固定时间抽取少量成品测量厚度，人工修正补偿参数以降低偏差。

2、实际生产中，砂轮磨损受单批次刀片材质均匀性、磨削液浓度流量、主轴运行状态等多种实时工艺因素影响，呈现明显的非线性和随机性特征，导致实际磨损量与经验补偿量产生偏差，出现补偿不足或过度的情况。且补偿仅在离散节点执行，相邻节点间刀片厚度会随加工持续逐渐偏离目标值，造成同一批次刀片厚度波动大、超差率高。同时，砂轮局部剧烈磨损、主轴异常振动等突发状况无法被及时发现，在无人化生产中易引发批量不合格品和设备损坏事故。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请提供一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法及系统。

2、本申请实施例的第一方面，提供了一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法，包括：

3、获取磨削工艺数据，包括主轴电机电流、振动信号、主轴转速、磨削进给量和砂轮规格参数；

4、根据主轴转速计算主轴转频，并根据砂轮规格参数中的砂轮直径及磨粒层特性确定特征频率范围，将主轴转频及其倍频中落入特征频率范围的频段作为目标频段；

5、对振动信号进行以目标频段为通带的带通滤波，计算滤波后信号的均方根值，并与预设的振动基线值比较，得到振动状态偏移量；基于主轴电机电流与预设的电流基线值，计算得到电流偏移量；采用加权平方和开方的方式对振动状态偏移量和电流偏移量进行动态融合，得到综合偏离量；

6、对获取的主轴电机电流进行低通滤波处理，得到电流趋势值；

7、当综合偏离量小于第一阈值时，基于电流趋势值、当前磨削进给量和主轴转速确定砂轮磨损当量；

8、计算砂轮磨损当量与预设目标值之间的差值，基于差值乘以预设的厚度转换增益生成基础刀片厚度补偿量，预设目标值为砂轮未磨损时在标定磨削条件下的磨损当量基准值；

9、根据振动状态偏移量，通过预设修正函数对基础刀片厚度补偿量进行修正，得到最终的刀片厚度补偿量并进行补偿控制；

10、当综合偏离量大于或等于第一阈值时，触发保护动作，保护动作包括停止当前磨削进给并发出警报，同时暂停自动补偿直至人工复位。

11、本申请实施例的第二方面，提供了一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制系统，包括：

12、数据采集单元，用于获取磨削工艺数据，包括主轴电机电流、振动信号、主轴转速、磨削进给量和砂轮规格参数；

13、频段确定单元，用于根据主轴转速计算主轴转频，并根据砂轮规格参数中的砂轮直径及磨粒层特性确定特征频率范围，将主轴转频及其倍频中落入特征频率范围的频段作为目标频段；

14、综合偏离量计算单元，用于对振动信号进行以目标频段为通带的带通滤波，计算滤波后信号的均方根值，并与预设的振动基线值比较，得到振动状态偏移量；基于主轴电机电流与预设的电流基线值，计算得到电流偏移量；基于振动状态偏移量和电流偏移量，采用加权平方和开方的方式计算得到综合偏离量；

15、电流趋势获取单元，用于对主轴电机电流进行低通滤波处理，得到电流趋势值；

16、磨损当量确定单元，用于当综合偏离量小于第一阈值时，基于电流趋势值、当前磨削进给量和主轴转速确定砂轮磨损当量；

17、基础补偿量生成单元，用于计算砂轮磨损当量与预设目标值之间的差值，基于差值乘以预设的厚度转换增益生成基础刀片厚度补偿量，预设目标值为砂轮未磨损时在标定磨削条件下的磨损当量基准值；

18、修正补偿单元，用于根据振动状态偏移量，通过预设修正函数对基础刀片厚度补偿量进行修正，得到最终的刀片厚度补偿量并进行补偿控制；

19、保护单元，用于当综合偏离量大于或等于第一阈值时，触发保护动作，保护动作包括停止当前磨削进给并发出警报，同时暂停自动补偿直至人工复位。

20、本申请实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法的步骤。

21、本申请实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法的步骤。

22、本申请实施例提供的一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法及系统的有益效果在于：本申请通过主轴转速和砂轮规格参数精准锁定与磨粒磨削冲击直接相关的目标频段，过滤了大量无关振动噪声，使振动信号的表征能力提升。然后融合振动状态偏移量和电流偏移量，采用优化算法计算综合偏离量，既避免了单一参数易受干扰导致的误判，又能全面表征砂轮磨损和磨削状态的变化。接着基于电流趋势值计算砂轮磨损当量生成基础补偿量，并通过振动状态偏移量进行修正，实现了静态磨损补偿与动态磨削状态修正的结合。最后设置分级保护机制，在综合偏离量超标时及时停止进给并报警，有效防止了砂轮过度磨损或崩裂导致的刀片报废和设备损坏，大幅提升了刀片厚度补偿的准确性和磨削过程的安全性。

1.一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法，其特征在于，所述基于所述电流趋势值、当前磨削进给量和所述主轴转速确定砂轮磨损当量，包括：

3.根据权利要求2所述的一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法，其特征在于，所述基于所述比磨削能和预设的比磨削能-磨损率映射关系，确定当前磨损率，并对所述当前磨损率进行时间积分，得到所述砂轮磨损当量，包括：

4.根据权利要求1所述的一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法，其特征在于，所述根据所述主轴转速计算主轴转频，并根据所述砂轮规格参数中的砂轮直径及磨粒层特性确定特征频率范围，将所述主轴转频及其倍频中落入所述特征频率范围的频段作为目标频段，包括：

5.根据权利要求4所述的一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法，其特征在于，结合剂阻尼系数在线估计值的确定方法，包括：

7.根据权利要求6所述的一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制方法，其特征在于，所述采用指数加权移动平均法对所述结合剂阻尼系数在线估计值进行更新，包括：

8.一种可转位刀片周边磨削的刀片厚度补偿控制系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。