魏東坡 趙宏霞

摘 ?要：數(shù)控機床作為我國工業(yè)生產(chǎn)中的重要技術(shù)設(shè)備，對具體的生產(chǎn)工作有著至關(guān)重要的影響。近年來，我國的工業(yè)迅速發(fā)展，可以說為數(shù)控機床的發(fā)展注入了充足的動力，但是結(jié)合數(shù)控機床技術(shù)的實際工作情況來看，在工作的過程中還有很多有待完善的地方，這些地方既是數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的難題，同時也是數(shù)控機床技術(shù)設(shè)備新的發(fā)展契機，模型參考自適應(yīng)控制就是數(shù)控機床切削加工過程中的重點。本文結(jié)合我國數(shù)控機床運作的實際情況，針對模型參考自適應(yīng)控制這一要素進行研究。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;切削加工;模型參考自適應(yīng)控制

中圖分類號：TP273.2 ? ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）18-0151-03

Abstract：As an important technical equipment in China’s industrial production，CNC machine tools have a vital impact on the specific production work. In recent years，the rapid development of China’s industry can be said to inject sufficient momentum into the development of CNC machine tools. However，according to the actual working situation of CNC machine tools technology，there are still many areas to be improved in the process of work. These areas are not only the difficult problems of the development of CNC machine tools technology，but also a new opportunity for the development of CNC ?machine tool technology and equipment. The model reference adaptive control is the key point of CNC machine tools and cutting process. In this paper，according to the actual operation of CNC machine tools in China，the model reference adaptive control is studied.

Keywords：CNC machine tools;cutting processing;model reference adaptive control

0 ?引 ?言

數(shù)控機床在完成切削加工的過程中，存在很多的不穩(wěn)定因素，主要還是因為這是一個動態(tài)的過程，譬如刀具的類型和磨損情況都會對加工的效率和質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，為了保證切削加工工作的質(zhì)量，就需要實現(xiàn)對這些要素的綜合把握，以保障企業(yè)的整體效益。為了保障切削加工工作的效率，自適應(yīng)控制的方法應(yīng)運而生，在實際工作過程中對這種方法進行利用，能夠保障相關(guān)加工工作的質(zhì)量，也能有效實現(xiàn)行業(yè)的資源優(yōu)化配置。

1 ?數(shù)控機床的工作原理

為了保障相關(guān)加工工作的質(zhì)量，一般需要對數(shù)控機床的多個組成要素進行把握，包括機床和工件系統(tǒng)等，在進行加工的過程中，要結(jié)合自身的實際需求，選用合理的加工方式和加工工具，這就需要行業(yè)工作人員充分發(fā)揮自身的主觀能動性，這種自適應(yīng)控制系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)成較為復(fù)雜（如圖1所示），除了較為常見的速度控制回路等基本的控制回路之外，還有一定的反饋回路，譬如MRAC反饋回路，在實際的切削加工過程中，受到多重影響因素的影響之后，機器設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)會隨著發(fā)生改變，傳感器在這時能起到重要的橋梁作用，能夠?qū)@些參數(shù)進行實時監(jiān)測，在必要時還可以對參數(shù)進行調(diào)整，然后MRAC控制單元就能及時完成評價工作，并進行信息和數(shù)據(jù)的對比工作，在得出結(jié)論之后，向CNC傳送信號，保障整個機器設(shè)備的最佳化。

2 ?數(shù)控機床切削加工MRAC模型的建立

機床切削加工MRAC模型的具體構(gòu)成也較為復(fù)雜，主要可以分為前饋裝置、反饋裝置和調(diào)節(jié)機構(gòu)。這些不同的構(gòu)成負責(zé)的具體內(nèi)容也不同，這里以前饋裝置和反饋裝置為重點進行闡述，這兩個裝置與模型中的其他裝置相比存在一定的差異，因為這兩個裝置都是比例環(huán)節(jié)，綜合多種因素來看，這種數(shù)學(xué)控制模型的具體內(nèi)容比較多，對于行業(yè)工作人員來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。

3 ?數(shù)控機床切削加工過程MRAC的切削性能

作為整個加工過程中的重點任務(wù)，切削工作的重要性不言而喻，但是切削工作的影響因素也比較多，特別是刀具的選擇和磨損情況，更是具體工作中的關(guān)鍵因素，外界的不穩(wěn)定因素會對切削工作產(chǎn)生重要的反作用，如果無法及時對相關(guān)要素和參數(shù)進行調(diào)整，就很難保障相關(guān)加工工作的質(zhì)量。通過MRAC的調(diào)節(jié)功能，能有效提高加工工作的穩(wěn)定性，通過針對性比較強的仿真工作，可以看出背吃刀量的變化和進給速度的變化是一種相反關(guān)系。除此之外，切削加工過程中存在的相關(guān)關(guān)系還比較多，對這些相關(guān)關(guān)系進行把握，也能為具體的加工工作創(chuàng)造便利。

4 ?我國數(shù)控機床切削加工中模型自適應(yīng)控制工作的現(xiàn)狀

對數(shù)控機床切削加工過程中的模型自適應(yīng)控制工作進行全面的把握，能夠為后期的工作奠定堅實的理論基礎(chǔ)，我國的數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷了一定的發(fā)展周期，在發(fā)展的過程中積累了一定的經(jīng)驗和教訓(xùn)，不僅基礎(chǔ)設(shè)施處于不斷更新中，同時加工觀念也發(fā)生了一定的轉(zhuǎn)變，但是結(jié)合行業(yè)工作的實際情況來看，還存在一些不足之處，主要可以分為以下幾點。

（1）加工理念較為傳統(tǒng)。正確的理念能為一個行業(yè)的發(fā)展起到重要的導(dǎo)向作用，在我國的工業(yè)領(lǐng)域也是如此，但是結(jié)合數(shù)控機床的實際工作情況來看，我國在加工理念方面較為傳統(tǒng)，從長遠眼光來看，不利于數(shù)控機床行業(yè)的健康發(fā)展，主要來說有兩個方面的原因：首先就是行業(yè)受傳統(tǒng)數(shù)控機床切削加工理念的影響較為嚴(yán)重，無法實現(xiàn)加工理念的及時轉(zhuǎn)變;其次就是行業(yè)的發(fā)展沒有基于行業(yè)的實際需求，同時也沒有順應(yīng)時代的發(fā)展潮流。綜合多種因素來看，造成加工理念較為傳統(tǒng)的原因比較多，想要實現(xiàn)加工理念的轉(zhuǎn)變是一個長期的過程，需要諸多部門的共同努力。

（2）加工方式較為單一。加工方式的不同也會對具體的加工工作產(chǎn)生重要的反作用，在進行加工工作之前，對多種影響因素進行把握，基于多種影響因素進行加工方式的選擇，能保障加工方式選擇的合理性，但是在我國的相關(guān)行業(yè)中，在加工方式的選擇上也存在漏洞，其主要原因在于加工方式的單一。造成這種情況的原因也比較多，主要可以分為兩點：首先就是行業(yè)對于加工方式選擇重視度不夠;其次就是在實際的加工過程中，行業(yè)工作人員沒有充分發(fā)揮自身的主觀能動性。

（3）加工人員素質(zhì)較低。作為整個加工工作中的核心，加工工作人員顯得至關(guān)重要，但是結(jié)合實際的加工工作來看，行業(yè)工作人員的素質(zhì)普遍比較低，造成這種情況的原因也比較多，主要可以分為以下兩點：首先就是行業(yè)的入職門檻比較低，這是造成行業(yè)工作人員素質(zhì)較低的主要原因;其次就是行業(yè)工作人員的年齡比較大，接受新知識和新觀念的能力比較弱，很難適應(yīng)時代和行業(yè)的發(fā)展潮流。因此，切實提高行業(yè)工作人員的素質(zhì)也是相關(guān)行業(yè)新的發(fā)展契機。

（4）加工工具較為落后。隨著數(shù)控機床加工的發(fā)展和進步，相關(guān)加工工具也處于高速的發(fā)展過程中，以智能化和自動化趨勢為主，高效的加工工具一方面能夠有效提供加工工作的效率，另一方面也能在很大程度上降低加工企業(yè)的運營成本，但是結(jié)合大部分加工企業(yè)的實際工作情況來看，加工工具還比較落后，主要有兩個原因：首先就是企業(yè)對于加工基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的力度比較小，無法為加工工具的革新奠定堅實的物質(zhì)基礎(chǔ);其次就是企業(yè)沒有實現(xiàn)相關(guān)管理觀念的轉(zhuǎn)變。

5 ?數(shù)控機床切削加工中模型自適應(yīng)控制工作的策略

可以看出在實際的加工過程中還存在諸多不足之處，對這些不足之處進行把握能夠為相關(guān)的加工工作注入持續(xù)的發(fā)展動力，主要來說有以下幾個方面的策略。

5.1 ?轉(zhuǎn)變加工理念

為了充分發(fā)揮加工理念的導(dǎo)向作用，實現(xiàn)加工理念的轉(zhuǎn)變至關(guān)重要，加工理念的轉(zhuǎn)變要對多個影響因素進行把握，主要有以下幾項工作有待推進：首先要結(jié)合企業(yè)自身的實際發(fā)展情況，包括運營成本和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等等;其次要結(jié)合行業(yè)發(fā)展的實際需求，有針對性的實現(xiàn)加工理念的轉(zhuǎn)變;最后就是要順應(yīng)時代的發(fā)展潮流，為企業(yè)的發(fā)展助力。

5.2 ?豐富加工方式

鑒于加工方式在加工工作中的重要作用，實現(xiàn)加工方式的豐富和發(fā)展也顯得尤為重要，結(jié)合加工企業(yè)的實際發(fā)展情況來看，也有幾個關(guān)鍵點：首先要明確具體的加工任務(wù)，為后期的工作奠定堅實的基礎(chǔ);其次要推進加工工具的完善和使用，為后期加工工作的推進奠定堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)然加工方式的轉(zhuǎn)變也要結(jié)合企業(yè)自身的發(fā)展情況。

5.3 ?提高人員素質(zhì)

提高工作人員的素質(zhì)是充分發(fā)揮工作人員核心作用的關(guān)鍵，主要有以下幾項措施：首先可以提高行業(yè)的入職門檻，從根本上提高行業(yè)工作人員的素質(zhì);其次要充分發(fā)揮后期培訓(xùn)工作的作用，培訓(xùn)的內(nèi)容不能僅限于專業(yè)技能和知識，同時也要對工作人員的計算機和互聯(lián)網(wǎng)知識水平進行提高，因為計算機和互聯(lián)網(wǎng)對加工行業(yè)的影響日益深入，充分利用這些技術(shù)對行業(yè)也有巨大的推動作用。

5.4 ?推進設(shè)施建設(shè)

對于加工企業(yè)這種工業(yè)企業(yè)，技術(shù)設(shè)備也是控制和管理工作中的重點，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可以從以下幾個方面入手：首先要進行運營理念的轉(zhuǎn)變，為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)奠定堅實的理論和基礎(chǔ);其次企業(yè)要加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入力度，包括政策扶持和資金扶持等等，加工企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要眾多部門的群策群力。

6 ?結(jié) ?論

從上述敘述中可以看出，數(shù)控機床在推進切削加工中的模型參考自適應(yīng)控制工作上有很多有待完善的地方，不僅是在管理層面上，在技術(shù)層面上也是如此，加工行業(yè)的發(fā)展道路可以說是任重而道遠，主要有以下幾個方面的工作有待推進：從國家層面來說，要發(fā)揮宏觀調(diào)控的作用，加大對加工行業(yè)的扶持力度，為行業(yè)的技術(shù)發(fā)展?fàn)I造一個較為穩(wěn)定的外部環(huán)境;從加工企業(yè)自身來說，要發(fā)揮自身的主觀能動性，一方面要結(jié)合企業(yè)的實際發(fā)展情況，另一方面也要順應(yīng)企業(yè)和行業(yè)的發(fā)展潮流。加工企業(yè)的發(fā)展事關(guān)我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和進步，需要我們攜起手來一起努力。

參考文獻：

[1] 逄啟壽，肖順根，宋萌萌.數(shù)控機床切削加工過程的模型參考自適應(yīng)控制研究 [J].機床與液壓，2009，37（3）：53-55.

[2] 王濤，韓秋實，孫志永.數(shù)控車磨復(fù)合機床模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)的研究 [J].機械制造與自動化，2009（4）：122-124.

[3] 程濤，左力，劉艷明，等.數(shù)控機床切削加工過程智能自適應(yīng)控制研究 [J].中國機械工程，1999，19（1）：26-31.

[4] 楊秀文.自適應(yīng)控制系統(tǒng)在數(shù)控機床閉環(huán)控制中的應(yīng)用研究 [J].機械工程與自動化，2018（3）：204-205.

[5] 馮樹臣.模型參考自適應(yīng)控制研究及在火電廠再熱汽溫系統(tǒng)中的應(yīng)用 [D].保定：華北電力大學(xué)，2001.

作者簡介：魏東坡（1978-），男，漢族，河北廊坊人，高級工程師，本科，研究方向：機電一體化技術(shù)。