本發(fā)明涉及自動控制，尤其涉及機床自動調(diào)整控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、自動控制技術(shù)領(lǐng)域涉及使用多種控制系統(tǒng)來操作設(shè)備、機械或加工過程，以減少人工干預并提高精確性與效率。自動控制系統(tǒng)基于反饋機制，能夠?qū)崟r調(diào)整其操作以加工環(huán)境變化。在現(xiàn)代制造和工業(yè)自動化中，自動控制技術(shù)是核心組成部分，廣泛應(yīng)用于機械臂、生產(chǎn)線、交通控制系統(tǒng)中。自動控制技術(shù)依靠傳感器收集數(shù)據(jù)，通過控制算法處理數(shù)據(jù)，最后通過執(zhí)行機構(gòu)實施控制指令，旨在提升系統(tǒng)響應(yīng)速度、穩(wěn)定性及自動化程度。

2、其中，機床自動調(diào)整控制系統(tǒng)是專門用于自動化調(diào)整機床設(shè)備參數(shù)以適應(yīng)加工需求的系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要用途是優(yōu)化機床的操作過程，確保加工質(zhì)量和效率。通過實時監(jiān)測機床狀態(tài)和加工過程中的關(guān)鍵參數(shù)，如切削轉(zhuǎn)速、進給率和切削深度，控制系統(tǒng)能夠自動進行調(diào)整，從而適應(yīng)材料特性變化或達到預定的加工精度。通過自動調(diào)整，減少了人為干預，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性。

3、傳統(tǒng)控制系統(tǒng)缺乏對環(huán)境變化的敏感性和適應(yīng)性。例如，機床在不同溫濕度環(huán)境下工作時，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)未能有效調(diào)整參數(shù)以適應(yīng)環(huán)境變化，會導致加工精度下降或工件質(zhì)量受影響。傳統(tǒng)系統(tǒng)在處理加工過程中出現(xiàn)的振動問題時，缺乏有效的實時監(jiān)測和自動補償機制，導致加工過程中的精度不足。能耗管理方面，傳統(tǒng)系統(tǒng)未能實現(xiàn)能效的最優(yōu)化，導致能源浪費和生產(chǎn)成本增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的機床自動調(diào)整控制系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：機床自動調(diào)整控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

3、材質(zhì)分析調(diào)整模塊基于機床的歷史加工數(shù)據(jù)，根據(jù)待加工材料的材料特性和加工需求，調(diào)整機床的切削轉(zhuǎn)速和進給率參數(shù)，優(yōu)化工件的切削效率和表面處理質(zhì)量，生成切削參數(shù)優(yōu)化配置；

4、環(huán)境適應(yīng)調(diào)整模塊基于所述切削參數(shù)優(yōu)化配置，收集機床車間環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)環(huán)境溫度和濕度，調(diào)節(jié)機床切削轉(zhuǎn)速，并調(diào)整切削液的供給量和供給頻率，得到環(huán)境影響調(diào)整參數(shù)；

5、加工振動補償模塊結(jié)合環(huán)境適應(yīng)配置，通過振動傳感器實時收集工件加工過程中的振動數(shù)據(jù)，分析振動的頻率和幅度，評估振動的整體強度，調(diào)整機床的切削轉(zhuǎn)速和切削進給量，補償加工過程中的振動影響，得到振動補償信息；

6、加工能效管理模塊基于所述振動補償信息，監(jiān)測機床在加工過程中的能耗數(shù)據(jù)與生產(chǎn)效率，評估機床在加工過程中的能效，調(diào)整機床的運行功率，優(yōu)化機床效率，并根據(jù)加工需求，調(diào)整機床差異化功能部件的啟停，減少無效運行時間，得到能效優(yōu)化配置。

7、本發(fā)明改進有，所述切削參數(shù)優(yōu)化配置的獲取步驟為：

8、基于機床的歷史加工數(shù)據(jù)，收集待加工材料的特性數(shù)據(jù)，特性數(shù)據(jù)包括材料的硬度和熱導性；

9、基于所述特性數(shù)據(jù)，根據(jù)加工需求，通過公式：

10、

11、

12、計算機床的切削轉(zhuǎn)速和機床的進給率，得到切削參數(shù)優(yōu)化配置；

13、其中，表示機床的切削轉(zhuǎn)速，為調(diào)節(jié)系數(shù)，為材料的切削轉(zhuǎn)速常數(shù)，為切削直徑，為硬度影響系數(shù)，為材料的硬度，為自然對數(shù)的底數(shù)，表示機床的進給率，為基準進給率，為熱導性調(diào)節(jié)系數(shù)，為材料的熱導性，為參考熱導性，為硬度調(diào)節(jié)系數(shù)，為最小硬度閾值。

14、本發(fā)明改進有，所述調(diào)節(jié)機床切削轉(zhuǎn)速的方法為：

15、基于機床車間環(huán)境，收集環(huán)境溫度和濕度數(shù)據(jù)，得到環(huán)境數(shù)據(jù)集；

16、基于所述環(huán)境數(shù)據(jù)集，通過公式：

17、

18、計算調(diào)整后的切削轉(zhuǎn)速，得到切削轉(zhuǎn)速調(diào)整結(jié)果；

19、其中，是初始切削轉(zhuǎn)速，是環(huán)境溫度，是環(huán)境濕度，和分別是參考溫度和參考濕度，和分別是溫度和濕度的最大安全閾值，和是調(diào)整系數(shù)，是調(diào)整后的切削轉(zhuǎn)速。

20、本發(fā)明改進有，所述環(huán)境影響調(diào)整參數(shù)的獲取步驟為：

21、基于所述環(huán)境數(shù)據(jù)集，根據(jù)機床設(shè)備制造商的安全標準，獲取溫度和濕度的最大安全閾值；

22、基于所述溫度和濕度的最大安全閾值，通過公式：

23、

24、

25、計算切削液的供給量和供給頻率，并結(jié)合所述調(diào)整后的切削轉(zhuǎn)速，得到環(huán)境影響調(diào)整參數(shù)；

26、其中，為標準供給量，為標準供給頻率，為環(huán)境溫度，為環(huán)境濕度，為切削液供給的最佳溫度，為切削液供給的最佳濕度，為溫度的最大安全閾值，為濕度的最大安全閾值，為溫度調(diào)節(jié)系數(shù)，為濕度調(diào)節(jié)系數(shù)。

27、本發(fā)明改進有，所述評估振動的整體強度的方法為：

28、基于工件的加工過程中，通過振動傳感器實時監(jiān)測工件加工過程中的振動頻率和振動幅度，得到振動數(shù)據(jù)集；

29、基于所述振動數(shù)據(jù)集，通過公式：

30、

31、計算振動強度，根據(jù)振動強度值的大小，評估整體的振動強度；

32、其中，為第個采樣點的振動頻率，為振動幅度數(shù)組，為權(quán)重系數(shù)，為振動幅度的加權(quán)因子，為調(diào)節(jié)因子，為振動幅度數(shù)組中的最大值，為振動強度。

33、本發(fā)明改進有，所述振動補償信息的獲取步驟為：

34、基于所述振動強度，通過公式：

35、

36、

37、計算補償后的切削轉(zhuǎn)速和補償后的切削進給量；

38、其中，為當前切削轉(zhuǎn)速，為當前切削進給量，為衰減系數(shù)，為調(diào)節(jié)系數(shù)，為振動強度增幅的調(diào)節(jié)參數(shù)，為切削進給量調(diào)整的參數(shù)，為振動強度，為補償后的切削轉(zhuǎn)速，為補償后的切削進給量；

39、實施所述補償后的切削轉(zhuǎn)速和補償后的切削進給量，補償加工過程中的振動影響，得到振動補償信息。

40、本發(fā)明改進有，所述評估機床在加工過程中的能效的方法為：

41、收集能耗與生產(chǎn)數(shù)據(jù)，監(jiān)控機床在加工過程中的能耗數(shù)據(jù)和生產(chǎn)輸出數(shù)據(jù)，得到能耗關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；

42、基于所述能耗關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，通過公式：

43、

44、計算機床能效，并根據(jù)機床能效的大小，評估機床的整體能效；

45、其中，為能耗數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)輸出數(shù)據(jù)，為能耗的調(diào)整系數(shù)，為增益系數(shù)，為機床能效。

46、本發(fā)明改進有，所述能效優(yōu)化配置的獲取步驟為：

47、基于所述機床能效，通過公式：

48、

49、計算調(diào)整后的運行功率；

50、其中，為當前機床的運行功率，為目標能效，為當前機床能效，為功率調(diào)整系數(shù)，為穩(wěn)定因子，為調(diào)整后的機床運行功率；

51、實施所述調(diào)整后的機床運行功率，并調(diào)整機床差異化功能部件的啟停，得到能效優(yōu)化配置。

52、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

53、本發(fā)明中，通過實時監(jiān)控和分析機床的運行狀態(tài)，基于歷史加工數(shù)據(jù)調(diào)整機床參數(shù)，使得機床能夠根據(jù)不同材料的物理特性，自動調(diào)節(jié)切削速度和進給率，優(yōu)化加工效率，改善了工件表面的加工質(zhì)量，根據(jù)車間環(huán)境變化調(diào)節(jié)機床設(shè)置，保證了加工過程的穩(wěn)定性和工件的質(zhì)量，通過振動數(shù)據(jù)的實時分析和補償，減少了由于機床或工件振動導致的加工誤差，保持了加工精度，通過對機床能耗的實時監(jiān)測和優(yōu)化，提升了能源利用效率，減少了生產(chǎn)成本，使得整個生產(chǎn)過程更加經(jīng)濟和環(huán)保。