[发明专利]基于i5智能数控车床的车削工艺数据库及其应用方法

说明书

本发明涉及一种基于i5智能数控车床的车削工艺数据库，包括机床信息库、刀具库、工件基本信息库、加工特征库、装夹库、冷却库以及切削参数库，具有对应机床信息、加工刀具、工件信息和特征、切削参数用户操作界面和管理员维护界面的定义，以及前台操作和后台维护实体关联关系；建立了切削数据库数据结构、构建数据库功能模块、数据表、实体关系、加工效率、加工精度和表面质量、切削过程状态、生成成本数据算法、构建数据库与i5数控系统集成；基于零件特征的用户自定义导航操作，在生成推荐切削数据的同时获得零件的完整工艺文件。本发明可丰富智能化产品功能，提升机床产品竞争力，方便机床用户高效应用本发明涉及的数控机床。

技术领域

本发明涉及一种智能数控车床的车削技术，具体地说是一种基于i5智能数控车床的车削工艺数据库及其应用方法。

背景技术

1964年美国金属切削联合研究公司与美国空军材料实验室联合开发了世界上第一个金属切削数据库CUTDATA，可以为3750种以上的工件材料，22种加工方式及12种刀具材料提供切削参数。德国1971年建立了切削数据情报中心(INFOS)，该中心存储的材料可加工性信息达二百多万个单数据，成为世界上存储信息最多、软件系统最完整和数据服务能力最强的切削数据库之一。宾夕法尼亚州立大学开发的切削加工参数选择专家系统ESMDS的推理方式为正向推理，系统的开发语言为FORTRAN77。SandvikCoromant公司开发的AutoTAS刀具管理软件，有11个集成模块，软件可提供3000多种刀具的CAD模型，提供各种刀具的库存位置、成本、供应商、切削性能、刀具寿命及要加工工件的信息。Kennametal公司也开发了自己的刀具管理软件KATMS与ToolBoss。Datos计算机公司推出的刀具供应软件收录有30多种刀具，并提供大量的信息，本身计算出的或获取的切削数据可以集成在软件内。

我国于1980年开始研究建立金属切削数据库。1982年，我国第一个金属切削数据库在成都工具研究所筹建，1987年9月完成“试验性车削数据库”，1990年10月开发了多功能车削数据库，随后该数据库进一步扩充为包含工件材料库、刀具材料库、刀具库、刀具几何参数库及切削用量库等的多套切削数据库，它是第一个适合我国国情的车削数据库。1988年南京航空航天大学开发了一个小型通用切削数据库系统NAIMDS，1991年进一步开发了KBMDBS切削数据库系统。北京理工大学针对兵器工业企业的要求，1989年研制了难加工材料切削数据库和FMS切削数据库，1990年建立了涂层硬质合金刀具切削数据库，1995年开发了硬质合金刀具专家系统。庄谷安建立了汽车工业常用材料金属切削数据库系统，包含数据输入、更新、检索、输出等基本功能，以及切削参数的优化查询、规则推理、实例推理等在特殊功能。随着数据库技术、先进切削加工技术大量出现，发展出了网络数据库、高速切削数据库、大量专用切削数据库。刘忠和提出通过网络利用浏览器访问切削数据库，任小平针对航空发动机难加工材料建立了难加工材料切削数据，万熠建立的高速车削数据库强调数据模型，王遵彤建立的基于实例推理的高速切削数据库，相克俊建立的基于混合智能推理的切削数据库侧重如何智能查询。北京理工大学对切削试验曲线在切削数据库中的存储与绘制进行了研究，并在此基础上实现了刀具的磨损、刀具寿命、断屑和切削力等六种试验曲线的存储和绘制，使金属切削数据库在功能上不仅能够存储数据，而且也能处理曲线。天津大学与汽车厂家合作，建立了一个针对汽车厂家使用的金属切削数据库。这些对于丰富切削数据库的内容，扩大切削数据库的范围，以及工程数据库的建立都有积极的意义。

目前，切削数据库存问题和不足：

1)市场上商用切削数据库系统费用高昂，并且切削数据随着数控技术、刀具技术、新材料的发展存在时效性，数据的更新和丰富需要持续投入经费；

2)商用切削数据库并未针对具体用户领域开发，对具体行业用户的典型零件缺少数据针对性；

3)现阶段暂没有由机床制造商主导的针对机床用户具体零件开发的切削数据库，在机械加工现场尚未实现数控机床与切削数据库的集成应用；