高速磨床磨削過程智能建模
高速磨床磨削過程是一個多變量的復(fù)雜過程,隨著人工智能技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,智能磨削也成為一個重要的研究方向。智能加工的基本目的就是要解決加工過程中眾多的不確定性的、要有人干預(yù)才能解決的問題。由計算機取代或延伸加工過程中人的部分腦力勞動,實現(xiàn)加工過程中的決策、監(jiān)測與控制的自動化,其中關(guān)鍵的是決策自動化。
機床智能磨削系統(tǒng)的基本框架由以下三部分組成:
1)過程模型和傳感器集成模塊。利用多傳感器信息融合技術(shù),對加工過程信息進行處理,為決策與控制提供更加準確可靠的信息。多傳感器信息融合的實現(xiàn)方法有加權(quán)平均法、卡爾曼濾波法、貝葉斯估計法、統(tǒng)計決策理論、Shafer.Dempster證據(jù)推理、具有置信因子的產(chǎn)生式規(guī)則、、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。
2)決策規(guī)劃與控制模塊。根據(jù)傳感器模塊提供的加工過程信息,作出決策規(guī)劃,確定合適的控制方法,產(chǎn)生控制信息,通過NC控制器作用于加工過程,以達到最優(yōu)控制,實現(xiàn)要求的加工任務(wù)。
3)知識庫與數(shù)據(jù)庫。存放:有關(guān)加工過程的先驗知識j提高加工精度的各種先驗?zāi)P?、可知的影響加工精度的因素、加工精度與加工過程有關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系等。此外,應(yīng)能自動學(xué)習(xí)與自動維護。
高速
磨床磨削加工往往決定加工工件的最終面質(zhì)量,因此高速磨床磨削加工質(zhì)量控制十分重要。但由于磨削過程的非線性、隨機性和不確定性、磨削過程在線測量困難等原因,用傳統(tǒng)的控制方法很難控制磨削過程。將PI控制、Bang.Bang控制與模糊控制相結(jié)合,利用H控制來提高模糊控制的穩(wěn)態(tài)精度,利用Band.Band控制來加快模糊控制的響應(yīng)速度,構(gòu)成一種專家模糊控制器用于磨削加工質(zhì)量控制。?;趯<夷:刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。圖中,R。為實際的表面粗糙度,R胡為預(yù)期的表面粗糙度,e為R柏和尺。進行比拉的偏差,er為進給速度的變化率,u,、M2和u,分別為Bang.Bang控制、Fuzzy控制和PI控制的輸出。
圖 基于專家模糊控制系統(tǒng)
專家模糊控制系統(tǒng)中,當(dāng)偏差很大時,系統(tǒng)采用Bang—Bang控制可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度;當(dāng)偏差適中時采用Fuzzy控制;當(dāng)偏差較小時:采用PI控制來提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。很好地解決了普通Fuzzy控制器響應(yīng)速度慢、穩(wěn)態(tài)精度低等問題,同時保留了Fuzzy控制不依賴于對象模型、對參數(shù)變化和負載擾動具有強魯棒性等優(yōu)點?! ?strong>磨床|平面磨床|高速磨床