本發(fā)明涉及磨削控制，具體而言，涉及一種用于刀具磨削的控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、刀具磨削是制造業(yè)中至關(guān)重要的工藝過(guò)程，旨在通過(guò)去除材料來(lái)改善刀具的幾何形狀和表面質(zhì)量，從而延長(zhǎng)刀具的使用壽命，提升刀具的砍切效果和提高加工精度。在現(xiàn)代制造環(huán)境中，刀具的性能直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量和砍切效果。

2、然而，傳統(tǒng)磨削方法往往依賴人工經(jīng)驗(yàn)，缺乏精確的參數(shù)控制，導(dǎo)致磨削結(jié)果的不一致性和不穩(wěn)定性。磨削過(guò)程中對(duì)刀具磨損的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不足，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整，從而造成刀具過(guò)度磨損或磨削不足，影響了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和砍切效果。這些問(wèn)題不僅導(dǎo)致了刀具因質(zhì)量和砍切效果不佳導(dǎo)致的浪費(fèi)和頻繁更換，還增加了生產(chǎn)成本。此外，缺乏有效的反饋機(jī)制，使得磨削參數(shù)（如進(jìn)給速度和磨削深度）難以動(dòng)態(tài)調(diào)整，導(dǎo)致能耗增加和材料浪費(fèi)。

3、因此，有必要設(shè)計(jì)一種用于刀具磨削的控制方法及系統(tǒng)用以解決當(dāng)前技術(shù)中存在的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出了一種用于刀具磨削的控制方法及系統(tǒng)，旨在解決當(dāng)前刀具磨削技術(shù)中存在的依靠技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)明顯、缺乏反饋調(diào)節(jié)機(jī)制造成刀具磨削精度低、磨削效果差，砍切效果不佳的問(wèn)題。

2、一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種用于刀具磨削的控制方法，包括：

3、將刀具放入距離傳感器矩陣，采集待磨削刀具的厚度數(shù)據(jù)，建立第一厚度數(shù)據(jù)集，以初始磨削參數(shù)對(duì)所述待磨削刀具進(jìn)行打磨，打磨后采集厚度數(shù)據(jù)建立第二厚度數(shù)據(jù)集，并基于紅外溫度傳感器采集溫度梯度圖，所述初始磨削參數(shù)包括刀具尺寸和刀具進(jìn)給速度；

4、將第二厚度數(shù)據(jù)集與刀具目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷磨削是否合格；當(dāng)所述第二厚度數(shù)據(jù)集中存在數(shù)據(jù)差值大于差值閾值的點(diǎn)位時(shí)，判定磨削不合格；

5、當(dāng)判定磨削不合格時(shí)，根據(jù)所述第二厚度數(shù)據(jù)集獲得不合格點(diǎn)位，并根據(jù)所述溫度梯度圖確定不合格尺寸，根據(jù)不合格尺寸中最小值確定補(bǔ)磨刀具尺寸，根據(jù)所述不合格點(diǎn)位數(shù)量以及不合格尺寸計(jì)算偏差指數(shù)，將所述偏差指數(shù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，確定補(bǔ)磨速度；

6、當(dāng)所述偏差指數(shù)與歷史數(shù)據(jù)中歷史偏差指數(shù)均不同時(shí)，根據(jù)所述第二厚度數(shù)據(jù)集與第一厚度數(shù)據(jù)集獲得最大磨削值，根據(jù)所述第二厚度數(shù)據(jù)集與刀具目標(biāo)參數(shù)獲得最大偏差值，根據(jù)所述最大磨削值、最大偏差值以及刀具進(jìn)給速度確定初始補(bǔ)磨速度；根據(jù)所述不合格點(diǎn)位的位置規(guī)劃補(bǔ)磨路徑，以所述補(bǔ)磨刀具尺寸以及初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行補(bǔ)磨，補(bǔ)磨后采集刀具厚度數(shù)據(jù)建立第三厚度數(shù)據(jù)集，將所述第三厚度數(shù)據(jù)集與刀具目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整，確定所述補(bǔ)磨速度；

7、存儲(chǔ)所述偏差指數(shù)以及補(bǔ)磨速度。

8、進(jìn)一步的，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷磨削是否合格時(shí)，包括：

9、將所述第二厚度數(shù)據(jù)集中每一參數(shù)分別與刀具目標(biāo)參數(shù)中對(duì)應(yīng)位置的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，即刀刃目標(biāo)厚度為0.4-0.6mm，刀身目標(biāo)厚度為2-2.5mm；獲得每一位置的數(shù)據(jù)差值，將每一位置的數(shù)據(jù)差值與對(duì)應(yīng)的差值閾值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷磨削是否合格；

10、當(dāng)所述第二厚度數(shù)據(jù)集中存在數(shù)據(jù)差值大于差值閾值的點(diǎn)位時(shí)，判定磨削不合格；

11、當(dāng)所述第二厚度數(shù)據(jù)集中每一數(shù)據(jù)與刀具目標(biāo)參數(shù)對(duì)應(yīng)位置的參數(shù)的數(shù)據(jù)差值均小于或等于對(duì)應(yīng)的差值閾值時(shí)，判定磨削合格。

12、進(jìn)一步的，根據(jù)所述第二厚度數(shù)據(jù)集獲得不合格點(diǎn)位，并根據(jù)所述溫度梯度圖確定不合格尺寸時(shí)，包括：

13、將第二厚度數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)差值大于差值閾值的點(diǎn)位進(jìn)行標(biāo)記，記為不合格點(diǎn)位；

14、在所述溫度梯度圖中標(biāo)出所有不合格點(diǎn)位，根據(jù)所述溫度梯度圖確定刀具基準(zhǔn)溫度值，并以所述不合格點(diǎn)位為中心將高于所述基準(zhǔn)溫度值的區(qū)域記為不合格區(qū)域，并記錄不合格尺寸。

15、進(jìn)一步的，根據(jù)所述不合格點(diǎn)位數(shù)量以及不合格尺寸計(jì)算偏差指數(shù)時(shí)，所述偏差指數(shù)通過(guò)下式計(jì)算獲得：

16、；

17、其中，d表示偏差指數(shù)，n表示不合格點(diǎn)位數(shù)量，t0i表示刀具目標(biāo)參數(shù)中第i位置參數(shù)，ti表示不合格點(diǎn)位中第i位置參數(shù)，ai表示第i不合格尺寸。

18、進(jìn)一步的，將所述偏差指數(shù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，確定補(bǔ)磨速度時(shí)，包括：

19、當(dāng)所述歷史數(shù)據(jù)中存在與所述偏差指數(shù)相同數(shù)據(jù)時(shí)，以記錄的歷史補(bǔ)磨速度進(jìn)行補(bǔ)磨，并根據(jù)所述不合格點(diǎn)位的位置規(guī)劃補(bǔ)磨路徑；

20、當(dāng)所述歷史數(shù)據(jù)中不存在與所述偏差指數(shù)相同數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)第二厚度數(shù)據(jù)集、第一厚度數(shù)據(jù)集以及刀具目標(biāo)參數(shù)確定初始補(bǔ)磨速度，并根據(jù)所述不合格點(diǎn)位的位置規(guī)劃補(bǔ)磨路徑。

21、進(jìn)一步的，根據(jù)所述最大磨削值、最大偏差值以及刀具進(jìn)給速度確定初始補(bǔ)磨速度時(shí)，所述初始補(bǔ)磨速度通過(guò)下式計(jì)算獲得：

22、；

23、其中，vb表示初始補(bǔ)磨速度，k表示調(diào)節(jié)系數(shù)，k取值[1,2.5]；mmax表示最大磨削值，dmax表示最大偏差值，v0表示刀具進(jìn)給速度，α表示衰減系數(shù)，α取值[0.1，0.5]。

24、進(jìn)一步的，根據(jù)所述不合格點(diǎn)位的位置規(guī)劃補(bǔ)磨路徑時(shí)，包括：

25、s401：確定半徑參數(shù)ε和最小點(diǎn)數(shù)minpts；

26、s402：在所有不合格點(diǎn)位中選擇一個(gè)未被訪問(wèn)的點(diǎn)p；根據(jù)點(diǎn)p、半徑參數(shù)ε以及最小點(diǎn)數(shù)minpts確定點(diǎn)位類型；如果鄰域內(nèi)的點(diǎn)數(shù)大于或等于minpts，則點(diǎn)p被標(biāo)記為核心點(diǎn)；如果點(diǎn)p的鄰域內(nèi)的點(diǎn)數(shù)小于minpts，但p在某個(gè)核心點(diǎn)的鄰域內(nèi)，則p被標(biāo)記為邊界點(diǎn)；如果點(diǎn)p的鄰域內(nèi)的點(diǎn)數(shù)小于minpts，且p不在任何核心點(diǎn)的鄰域內(nèi)，則p被標(biāo)記為噪聲點(diǎn)；

27、s403：對(duì)于每個(gè)核心點(diǎn)，收集它的鄰域內(nèi)的所有點(diǎn)，如果鄰域內(nèi)的點(diǎn)也是核心點(diǎn)，則繼續(xù)對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行聚類擴(kuò)展，將所有鄰域內(nèi)的點(diǎn)及其鄰域內(nèi)的點(diǎn)加入同一個(gè)簇中；

28、s404：重復(fù)步驟s402和s403，直到所有數(shù)據(jù)點(diǎn)都被訪問(wèn)并分類；

29、s405：計(jì)算每一類不合格點(diǎn)位的待補(bǔ)磨平均厚度，根據(jù)待補(bǔ)磨平均厚度從低到高規(guī)劃補(bǔ)磨路徑。

30、進(jìn)一步的，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，包括：

31、將所述第三厚度數(shù)據(jù)集中每一參數(shù)分別與刀具目標(biāo)參數(shù)中對(duì)應(yīng)位置的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，獲得每一位置的第二數(shù)據(jù)差值，將每一位置的第二數(shù)據(jù)差值與對(duì)應(yīng)的差值閾值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整；

32、當(dāng)所述第三厚度數(shù)據(jù)集中存在第二數(shù)據(jù)差值大于差值閾值的點(diǎn)位時(shí)，判定對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整；

33、當(dāng)所述第三厚度數(shù)據(jù)集中每一數(shù)據(jù)與刀具目標(biāo)參數(shù)對(duì)應(yīng)位置的參數(shù)的第二數(shù)據(jù)差值均小于或等于對(duì)應(yīng)的差值閾值時(shí)，判定不對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整，并將所述初始補(bǔ)磨速度作為所述補(bǔ)磨速度。

34、進(jìn)一步的，當(dāng)判定對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，包括：

35、根據(jù)所述第三厚度數(shù)據(jù)集與刀具目標(biāo)參數(shù)獲得第二最大偏差值，將所述第二最大偏差值分別與預(yù)先設(shè)定的第一預(yù)設(shè)偏差值和第二預(yù)設(shè)偏差值進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定調(diào)整系數(shù)對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整，所述第一預(yù)設(shè)偏差值小于第二預(yù)設(shè)偏差值；

36、當(dāng)所述第二最大偏差值小于或等于第一預(yù)設(shè)偏差值時(shí)，確定第一調(diào)整系數(shù)對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)所述第二最大偏差值大于第一預(yù)設(shè)偏差值且小于或等于第二預(yù)設(shè)偏差值時(shí)，確定第二調(diào)整系數(shù)對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)所述第二最大偏差值大于第二預(yù)設(shè)偏差值時(shí)，確定第三調(diào)整系數(shù)對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整；所述第一調(diào)整系數(shù)小于第二調(diào)整系數(shù)，第二調(diào)整系數(shù)小于第三調(diào)整系數(shù)，且調(diào)整系數(shù)均大于1。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)傳感器數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)分析提升了磨削過(guò)程的精確度和可靠性。通過(guò)將刀具放入距離傳感器矩陣，實(shí)時(shí)采集厚度數(shù)據(jù)并建立多個(gè)厚度數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)了對(duì)刀具磨損狀況的持續(xù)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)調(diào)整。利用紅外溫度傳感器獲取溫度梯度圖，增強(qiáng)了對(duì)磨削后熱影響的理解，為補(bǔ)磨提供了重要依據(jù)。當(dāng)檢測(cè)到磨削不合格時(shí)，能夠迅速識(shí)別不合格點(diǎn)位，并根據(jù)厚度差異計(jì)算偏差指數(shù)，從而調(diào)整補(bǔ)磨參數(shù)和路徑。有效減少了刀具的浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本，提高了加工質(zhì)量和效率，確保刀具質(zhì)量的穩(wěn)定性和刀具的可砍切的使用效果，解決了傳統(tǒng)磨削技術(shù)中普遍存在的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不足和參數(shù)調(diào)整滯后的問(wèn)題。

38、另一方面，本技術(shù)還提供了一種用于刀具磨削的控制系統(tǒng)，用于應(yīng)用上述用于刀具磨削的控制方法，包括：

39、采集單元，被配置為將刀具放入距離傳感器矩陣，采集待磨削刀具的厚度數(shù)據(jù)，建立第一厚度數(shù)據(jù)集，以初始磨削參數(shù)對(duì)所述待磨削刀具進(jìn)行打磨，打磨后采集厚度數(shù)據(jù)建立第二厚度數(shù)據(jù)集，并基于紅外溫度傳感器采集溫度梯度圖，所述初始磨削參數(shù)包括刀具尺寸和刀具進(jìn)給速度；

40、判斷單元，被配置為將第二厚度數(shù)據(jù)集與刀具目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，即刀刃目標(biāo)厚度為0.6-0.6mm，刀身目標(biāo)厚度為2-2.5mm，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷磨削是否合格；當(dāng)所述第二厚度數(shù)據(jù)集中存在數(shù)據(jù)差值大于差值閾值的點(diǎn)位時(shí)，判定磨削不合格；

41、處理單元，被配置為當(dāng)判定磨削不合格時(shí)，根據(jù)所述第二厚度數(shù)據(jù)集獲得不合格點(diǎn)位，并根據(jù)所述溫度梯度圖確定不合格尺寸，根據(jù)不合格尺寸中最小值確定補(bǔ)磨刀具尺寸，根據(jù)所述不合格點(diǎn)位數(shù)量以及不合格尺寸計(jì)算偏差指數(shù)，將所述偏差指數(shù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，確定補(bǔ)磨速度；

42、所述處理單元還被配置為當(dāng)所述偏差指數(shù)與歷史數(shù)據(jù)中歷史偏差指數(shù)均不同時(shí)，根據(jù)所述第二厚度數(shù)據(jù)集與第一厚度數(shù)據(jù)集獲得最大磨削值，根據(jù)所述第二厚度數(shù)據(jù)集與刀具目標(biāo)參數(shù)獲得最大偏差值，根據(jù)所述最大磨削值、最大偏差值以及刀具進(jìn)給速度確定初始補(bǔ)磨速度；根據(jù)所述不合格點(diǎn)位的位置規(guī)劃補(bǔ)磨路徑，以所述補(bǔ)磨刀具尺寸以及初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行補(bǔ)磨，補(bǔ)磨后采集刀具厚度數(shù)據(jù)建立第三厚度數(shù)據(jù)集，將所述第三厚度數(shù)據(jù)集與刀具目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否對(duì)所述初始補(bǔ)磨速度進(jìn)行調(diào)整，確定所述補(bǔ)磨速度；

43、存儲(chǔ)單元，被配置為存儲(chǔ)所述偏差指數(shù)以及補(bǔ)磨速度。

44、可以理解的是，上述用于刀具磨削的控制方法及系統(tǒng)具備相同的有益效果，在此不再贅述。