数控机床是制造业的主要用能设备,节能潜力巨大。通过加工参数优化方法可实现高效数控加工,促进绿色制造发展。其中,刀具磨损影响加工效率与质量,与加工成本直接相关。因此,为了更精确地控制与优化加工成本,本文研究考虑刀具磨损的加工参数多目标优化方法。首先,分析机床能耗组成模块:基础系统、辅助系统、进给系统与主传动系统,划分固定部分与可变部分能耗。机床固定功率可直接测得。在可变能耗中,分别完成进给系统X轴、Y轴与Z轴和主传动系统的空载能耗建模与测试。其次,重点研究考虑刀具磨损的切削能耗建模,采用粒子群优化获取模型系数,经过模型对比与选择,建立切削能耗模型,以便评估机床能耗成本,提高能效。进一步,结合相关性分析,利用切削功率监测刀具磨损状态,并验证可行性与有效性。接着,采用神经网络建立基于切削功率的刀具磨损退化模型,获取多种工况下的刀具磨损退化过程,进而基于切削功率有效预测刀具剩余使用寿命RUL,以便在加工参数优化过程中评估刀具使用情况,提高加工效率。最后,在加工参数优化中,考虑刀具磨损对加工成本的动态影响,将机床能耗与刀具RUL共同融入成本指标中,综合考虑机床能耗、刀具与时间成本,建立综合成本函数。分别针对刀具寿命全周期与每个磨损时期,利用遗传算法实现加工参数多目标优化。其中,分时期优化策略可在不同磨损时期匹配最优加工参数,结合加工参数调整过程,能进一步控制与降低综合加工成本。在本文加工参数优化方法中,基于切削功率监测刀具磨损与RUL,充分发挥功率信号优势,实现机床能效监测与刀具健康监测的结合;考虑刀具磨损对加工成本的动态影响,将刀具RUL融入成本指标,以刀具利用率作为优化目标来提高加工效率,实现加工成本的综合控制与优化;采用加工参数分时期优化策略,根据不同磨损时期匹配最优加工参数,提供一种加工参数调整思路,可指导数控加工过程,降低综合成本,实现高效数控加工,具有较高的应用价值。