[發(fā)明專利]基于動態(tài)特征模型的CAD/CAM/CNC閉環(huán)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310393475.7
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103439919A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉長青;李迎光
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B19/4099
• 分類號: G05B19/4099
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網(wǎng)蘭

1.一種基于動態(tài)特征模型的CAD/CAM/CNC閉環(huán)控制方法，其特征是它包括以下步驟：

首先，定義幾何信息、工藝信息XML文件格式，定義NC程序格式；

其次，在CAD/CAM軟件環(huán)境下進行特征識別，提取加工特征的幾何及其屬性信息，進而進行工藝決策，然后基于特征識別結(jié)果與工藝決策結(jié)果進行基于特征的數(shù)控編程，將加工特征的加工操作的驅(qū)動幾何及屬性信息、工藝信息分別輸出到相應(yīng)的XML文件，將刀軌信息以特征組織的ISO6983的格式輸出到傳統(tǒng)NC程序中；

第三，定義在線服務(wù)軟件單元和特征軟件單元，其中服務(wù)軟件單元接收來自外部傳感器的監(jiān)測信號與檢測數(shù)據(jù)，并進行分析，特征軟件單元進行動態(tài)特征數(shù)據(jù)的存儲、動態(tài)檢測工藝規(guī)劃以及數(shù)據(jù)記錄，定義各軟件單元的內(nèi)部算法與變量，制定在線服務(wù)軟件單元與特征軟件單元之間的協(xié)作機制以及各軟件單元內(nèi)部多算法之間的協(xié)作以及觸發(fā)機制；

第四，將XML中的信息映射到特征軟件單元的內(nèi)部變量中；

第五，基于動態(tài)特征建立加工特征中間狀態(tài)與檢測、監(jiān)測信息映射關(guān)系，以此映射關(guān)系作為實時信號分析、在線檢測結(jié)果分析的依據(jù)；

第六，進行加工過程信號的采集與數(shù)據(jù)分析，基于動態(tài)特征模型進行加工-檢測-監(jiān)測一體化的數(shù)控加工過程控制，基于信號分析結(jié)果實現(xiàn)加工過程監(jiān)測對檢測的觸發(fā)、監(jiān)測對加工參數(shù)調(diào)整的觸發(fā)，以共享內(nèi)存的方式實現(xiàn)特征軟件單元對數(shù)控系統(tǒng)的實時控制；

第七，將加工過程中監(jiān)測的信號進行處理，將信號的關(guān)鍵參數(shù)以及實際切削參數(shù)以基于特征的形式反饋至工藝部門，進而作為追溯數(shù)控加工過程以及提高后續(xù)工件加工質(zhì)量與效率的依據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)特征模型的CAD/CAM/CNC閉環(huán)控制方法，其特征是所述的幾何信息XML文件格式為：幾何信息以加工操作的驅(qū)動幾何方式存在，每個幾何元素都屬于加工操作的一個驅(qū)動幾何元素，即用來生成刀軌的幾何，包括點、線和面；每個加工操作都用特征的唯一標識號標記，同時，每個加工操作所隸屬的工步以及工序也被標記，幾何信息的總體組織是分級結(jié)形式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)特征模型的CAD/CAM/CNC閉環(huán)控制方法，其特征是所述的將XML中的信息映射到特征軟件單元的內(nèi)部變量中的方法是：以面向?qū)ο蟮木幊谭绞剑谔卣鬈浖卧袨槊恳粋€特征生成一個實例，將各XML中的幾何信息與工藝分別映射至相應(yīng)的變量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)特征模型的CAD/CAM/CNC閉環(huán)控制方法，其特征是所述的在線服務(wù)軟件單元與特征軟件單元之間的協(xié)作機制的實現(xiàn)方法是：在線服務(wù)軟件單元與特征軟件單元在一個軟件的進程中，以多線程編程的方式并行運行，設(shè)置全局變量即當前加工特征的標識號作為兩者之間通訊的橋梁，定義全局變量包括監(jiān)測信號的關(guān)鍵參數(shù)實現(xiàn)服務(wù)軟件單元到特征軟件單元的信息傳遞；在特征軟件單元定義界面線程，接受來自服務(wù)軟件的觸發(fā)消息。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)特征模型的CAD/CAM/CNC閉環(huán)控制方法，其特征是所述的軟件單元內(nèi)部多算法之間的協(xié)作以及觸發(fā)機制的實現(xiàn)方法是：通過多線程實現(xiàn)各算法的并行運行，定義有限狀態(tài)機，實現(xiàn)各算法之間的動態(tài)觸發(fā)與加工狀態(tài)轉(zhuǎn)移。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)特征模型的CAD/CAM/CNC閉環(huán)控制方法，其特征是所述的基于動態(tài)特征建立加工特征中間狀態(tài)與檢測、監(jiān)測信息映射關(guān)系的實現(xiàn)方法是：定義特征中間加工過程，將中間加工過程的信息包括特征類型、切削參數(shù)信息以及關(guān)鍵幾何信息與監(jiān)測信號的關(guān)鍵參數(shù)信息建立聯(lián)系，即定義各特征的不同中間加工過程所對應(yīng)的監(jiān)測信號的關(guān)鍵參數(shù)的安全閾值；定義特征加工過程中間幾何狀態(tài)，將中間幾何的信息包括特征類型、特征的幾何屬性以及最終加工狀態(tài)的公差要求與檢測數(shù)據(jù)的公差類型、公差許可值進行關(guān)聯(lián)，即定義各中間幾何狀態(tài)所對應(yīng)的公差。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)特征模型的CAD/CAM/CNC閉環(huán)控制方法，其特征是所述的將信號的關(guān)鍵參數(shù)與切削參數(shù)以基于特征的形式反饋至工藝部門的實現(xiàn)方法是：以.TXT文檔的格式進行數(shù)據(jù)記錄，以特征的唯一標識號進行標記，按照一定的離散時間記錄監(jiān)測信號的關(guān)鍵參數(shù)與實際的切削參數(shù)，每個特征的加工時間也同時被記錄，將記錄的.TXT文檔傳遞至工藝部門，工藝部門根據(jù)特征標識與特征的加工時間可還原并分析相應(yīng)特征的加工狀況、實際切削狀況，以此進行切削參數(shù)等優(yōu)化。