[发明专利]基于数控系统的凸轮轴智能磨削工艺软件数据库系统的集成应用方法

说明书

本发明公开了一种基于西门子数控系统的凸轮轴智能磨削工艺软件数据库系统的集成应用方法，包括:步骤一：构建工艺问题定义模块；步骤二：构建工艺综合数据库模块；步骤三：建立基于凸轮轴的专家知识库系统模型；步骤四：构建标准工艺问题定义文件；步骤五：系统后台技术获得与当前工艺问题最为匹配的工艺实例集；步骤六：获得完整的工艺方案；步骤七：生成中间文件供后续步骤及数控系统调用；步骤八：通过数据接口导入数控系统中调用进行加工；步骤九：启动实例评价算法进行评价打分；步骤十：完成决策优化模块的更新并在实例库中补偿相似零件的加工实例。本发明可显著缩短凸轮轴零件的决策加工时间，提高加工效率，充分发挥数控机床的性能。

技术领域

本发明涉及一种基于数控系统的凸轮轴智能磨削工艺软件数据库系统的集成应用方法。

背景技术

凸轮轴是发动机的关键零部件之一，凸轮轴的精度和质量稳定性直接影响发动机的运转稳定性、噪声和排放。目前国内制造企业虽然引进各种先进数控设备，但在数控磨削加工过程中凸轮轴的加工精度对操作人员的经验依赖比较严重，其工艺方案的确定方式绝大多数仍以传统的“试切”法和“经验”法为主，这就使得零件的加工质量在很大程度上受人工的技能和技术水平的制约，难以保证凸轮轴的加工精度的一致性和加工效率的提高。

另外加工新型材料或新零件时，需要进行大批量的磨削试验，找出一组最佳的砂轮和加工工艺参数，盲目性较大，而且凸轮轴种类繁多，在批量生产过程中，由于不同的材料、技术要求及边界条件，操作人员无法快速确定既能满足要求、又具有经济性的加工程序和加工工艺参数，使得新产品的制造和更换不同零件时，工艺参数优化和决策困难、周期长、废品率高、成本高。以上的这些问题对企业的生产、加工及创新均有非常大影响，如何把工程技术人员的丰富经验及专业知识进行归纳总结并形成规范指导生产加工，是企业迫切需要解决的问题。

为了解决这一问题，国内外对数据库和工艺软件展开了大量研究。目前国外成功应用于工业生产的大型切削/磨削工艺数据库只有以下五个：美国切削研究联合企业METCUT的MDC、德国马格德堡大学的SWS、德国切削数据情报中心的INFOS、英国约翰莫尔斯大学的IGA和美国普渡大学的GIGAS。其中前三者均为内含部分磨削工艺数据的通用切削工艺数据库，专门面向磨削加工而建立的数据库为IGA和GIGAS。

另外，上海交通大学以轴类零件为研究对象，将形象智能的理念引入到CAPP系统加工工艺设计的研究中，设计并建立了适用于加工工艺推理生成的工艺数据库。

北京工业大学对工艺软件的各种需求进行了分析，利用COM技术将数据库与设计软件进行链接，为制造业企业开发了一种通用管理CAPP系统。

兰州理工大学对西门子数控二次开发有较多的研究，开发了基于西门子840D并适用于M84125轧辊磨床的系统，其缺点是没有集成工艺经验，加工方法不能完全满足实际要求。

陕西科技大学对基于NUM的磨齿机数控系统进行了二次开发，针对YKA7232型磨齿机，通过MMITOOL软件完成了系统显示界面及控制界面的设计，并实现了图形界面与数控系统的通讯。

综上所述，目前工艺软件和数据库仍存在以下问题：

1.磨削加工数据来源较多，结构复杂，数据研究标准化规范化欠缺：数据研究分散性大、可靠性与规范性差，导致数据的可靠性和通用性不够。

2.现有工艺软件与知识库的加工工艺条件咨询/辅助系统推理机制过于单一，求解能力不强，难以用于实际指导生产。

如何提高加工工艺软件的适用性，提高机床在不同条件下工艺参数选择正确率，提高批量生产的稳定性，是目前凸轮轴制造亟需解决的难题之一。