基于神经网络的高速切削智能系统的设计

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1、基于神经网络的高速切削智能系统的设计Intelligentsystemofhighspeedmachiningbasedonneuralnetwork1,212刘丽娟，吕明，武文革1,212LIULi-juan,LVMing,WUWen-ge（1.太原理工大学机械工程学院，太原030024；2.中北大学机械工程与自动化学院，太原030051）摘要：高速切削加工技术是一项先进制造技术，目前逐渐成为机械制造技术的主流之一。国内在高速切削领域的研究起步较晚，因此在高速加工工艺及加工参数方面所进行的实际加工和研究实验较少，缺少合理的加工参数选

2、择方案和合适的刀具选择方法。本文主要是通过对高速切削实验数据以及加工实例进行分析归纳，对加工过程中的切削用量以及使用刀具等进行分析，设计了基于神经网络的高速切削用量智能系统，为高速切削加工过程切削参数与刀具的选择提供了方便，将其集成到CAM系统，大大提高了生产效率。关键词：高速切削；神经网络；切削用量；数据库中图分类号：TG580.7文献标识码：A　文章编号：1009-0134(2012)11(下)-0012-04Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2012.11(下).041问题的提出等的数据与资料。高速切削指

3、切削速度超过传统切削速度5-102基于神经网络高速切削用量查询[1]倍的切削加工。高速切削与CAD/CAM技术结系统的结构与功能[2]合，制造周期可缩短约40%，所以在制造业应本系统应用神经网络技术，通过分析企业实用领域十分广泛。切削加工数据是衡量切削技术际使用的高速切削加工实例以及实验数据等，根水平高低的一个基本量值，切削数据传统上通常据不同加工材料、不同进给量、不同刀具制订高依据切削手册、生产实践资料或切削试验来确定。速切削用量参数数据表，集成了高速切削刀具管随着计算机技术的飞速发展，人们将计算机技术理模块和故障诊断模块，并将企业

4、常用的零件独与制造技术相结合开发了切削数据库系统。近年立建库，模拟高速铣削，自动生成加工工艺路径。来我国在切削数据库方面也做了大量的工作，但所有信息都以Web的形式供用户查询使用，大大在高速切削加工领域中，由于研究起步晚，基础提高了生产效率。本系统由六大部份组成，目的较差，再加上企业对切削数据库的重视不够，数是提供一个全面关于高速切削的数据库系统，结据的信息量还不够多，更为关键的问题是现有切构总体框图如图1所示。削数据库本身还存在一些问题，如切削数据的可1）切削用量智能模块：制定高速切削机械零靠性不佳等，造成我国在高速切削加工数据库方

5、件加工工艺的关键是对切削用量的选择，它直接面整体技术水平不高，发展缓慢。影响到成品的质量、生产率、加工成本等。而影为适应先进制造的要求，满足高速切削加工响切削用量的因素繁多，影响因素之间相互交叉，企业和技术人员的需要，本文旨在提供一套较为相互制约，因而确定最佳切削用量较为困难[3]。系统的、能在高速切削加工过程中提供具有一定该模块是系统的主模块，通过对实验数据以参考价值的切削用量、所用刀具、切削工艺路径及工厂四十余个加工实例进行整理与分析，总结收稿日期：2012-06-27基金项目：山西省高等学校青年学术带头人项目；山西省重点实验室开

6、放基金项目（2007031007）；山西省自然科学基金项目（2008011056）作者简介：刘丽娟（1975－），女，硕士，研究方向为先进制造技术。【12】第34卷第11期2012-11(下)【12】第34卷第11期2012-11(下)出最优化的高速加工工艺过程，系统可对不同的厂主要生产的全部零件实例，包括硬币模具加工、加工材料、不同的进给量、不同的刀具自动给出螺旋型电极加工、Bezel下表壳模具加工、铝制叶高速切削优化工艺和切削用量参数，并直接集成轮加工等加工过程。每一个实例包括零件的图纸到CAM系统完成高速切削加工。信息、工艺信息

7、、NC代码等，可直接导入CAM2）刀具管理模块：该模块集成了刀具选择模系统进行加工。块、刀具寿命管理、刀具库存管理和刀具调度管6）加工动画：本模块整理了一些典型的加工理，可以实现全生命周期内对刀具的在线调度与动画及视频，为有效地说明高速切削的优越性提管理，并与CAM系统集成，完成在高速切削过程供最直观的效果。中刀具的自动选择。3关键技术3）关键技术模块：本模块整理了高速切削的3.1建立数据库关键技术，主要是从目前高速切削技术在各行业基于Web高速切削用量查询系统的内容主要的实际应用方面，给予相应论述。该资料主要是包括切削用量推荐值，同

8、时还将工件与刀具材料通过多个实验加工实例收集并分类整理后所得。的牌号、成分、性能与机床的型号、性能参数等，4）切削实验数据及图纸库模块：本模块分乃至切削实验的曲线图形及回归公式(如Taylor成两大部分，一部分主要汇集了