1.一种智能车床控制方法,其特征在于,其包括以下步骤:
步骤一:在加工过程中,实时检测主电机的电流与光栅尺返回的偏差值,以进给速度af的变化Δaf作为系统调整量,实现加工过程的闭环反馈学习控制;
步骤二:在加工工件的过程中,以机床工件的振动情况为输入值,采用粒子群优化算法对伺服驱动器参数进行整定,使系统运行更稳定;其中,伺服驱动器参数包括PID参数,PID参数通过PID控制器来整定;
所述步骤一包括下列步骤:建立金属切除率公式和刀具寿命与切削要素的关系式,金属切除率公式如下式:Qz=aeapafzn;
刀具寿命与切削要素的关系式如下式:
两式中,Qz表示单位时间金属切除率;T表示刀具寿命;
ae表示侧吃刀量;ap表示切削深度;af表示每次进给量;
z表示刀具齿数;n表示主轴转速(r/min);d0表示刀具直径(mm);
v表示切削速度;Cv表示与切削条件有关的系数;
kv表示修正系数;qv、xv、yv、uv、pv、m表示相关指数参数,xv≤yv<1;
PID控制器用于确定一组合适的参数Kp、Ki、Kd,使得指标达到最优;指标定义为如下式:所述粒子群优化算法包括以下步骤:
步骤二十一:优化设计过程步骤,粒子群优化算法产生粒子群,将该粒子群中的粒子依次赋值给PID控制器的参数Kp、Ki、Kd,然后运行控制系统模型,经光栅尺检测,得到对应的性能指标,再传递到粒子群优化算法中,时刻修改PID参数,直到运行结束;
步骤二十二:粒子群优化算法实现步骤,在粒子群优化算法的基本原理上,进一步地搜索空间中的速度和位置,根据以下两个公式确定:第一式:vt+1=ωvt+c1r1(Pt-xt)+c2r2(Gt-xt)第二式:xt+1=xt+vt+1
其中:x表示粒子的位置;vx表示粒子的速度;ωx表示惯性因子;c1、c2x表示加速度常数;r1、r2x表示[0,1]区间的随机数;Ptx表示粒子迄今为止搜索到的最优位置;Gtx表示整个粒子群迄今为止搜索到的最优位置;
粒子群优化算法的流程如下:
步骤三十一:初始化粒子群,随机产生所有粒子的速度和位置,并确定粒子的Pt和Gt;
步骤三十二:对每个粒子,将其适应值与该粒子所经历过的最优位置Pt的适应值进行比较,若较好,则将其作为当前的Pt;
步骤三十三:对每个粒子,将其适应值与该整个粒子群所经历过的最优位置Gt的适应值进行比较,若较好,则将其作为当前的Gt;
步骤三十四:按第一式和第二式更新粒子的速度和位置;
步骤三十五:如果没有满足终止条件,则返回步骤三十二;否则,退出算法,得到最优解。
2.如权利要求1所述的智能车床控制方法,其特征在于,所述步骤一确定神经网络。
3.如权利要求2所述的智能车床控制方法,其特征在于,所述神经网络采用神经网络遗传算法,具体分为BP神经网络结构确定、遗传算法优化和BP神经网络预测三个部分;其中,BP神经网络结构确定部分根据拟合函数输入输出参数个数确定BP神经网络结构,进而确定遗传算法个体长度;遗传算法优化使用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值,种群中的每个个体都包含了一个网络所有权值和阈值,个体通过适应度函数计算个体适应度值,遗传算法通过选择、交叉和变异操作找到最优适应值对应个体;BP神经网络预测用遗传算法得到最优个体对网络初始权值和阈值赋值,网络经训练后预测函数输出。