[發(fā)明專利]基于數(shù)字孿生的機加工藝動態(tài)評價方法

在審

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• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109492881A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 劉金鋒;景旭文;周宏根;田桂中;李磊;馮豐;曹利平;陳聰;朱鈺萍;趙鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字孿生的機加工藝動態(tài)評價方法，通過獲取機加過程中的感知數(shù)據(jù)，將其與工藝評價數(shù)據(jù)映射融合構成孿生數(shù)據(jù)，建立機加工藝動態(tài)評價方法，輸出評價結果，實現(xiàn)機加工藝的動態(tài)調(diào)整，以達到提高工藝知識重用有效性的目的，為機加工藝的智能化設計提供技術支撐。

技術領域

本發(fā)明涉及一種機加工藝動態(tài)評價方法，特別是涉及一種基于數(shù)字孿生的機加工藝動態(tài)評價方法。

背景技術

計算機輔助工藝規(guī)劃是企業(yè)提高核心競爭力的關鍵技術之一，它是產(chǎn)品設計與制造的橋梁。為滿足三維加工環(huán)境，基于模型定義技術三維工藝規(guī)劃技術已經(jīng)進行應用。隨著信息技術(物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等)如火如荼的發(fā)展，計算機輔助工藝規(guī)劃技術正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。智能化工藝設計已成為工藝規(guī)劃的必然趨勢，也是智能制造發(fā)展要求的必然產(chǎn)物。

然而，隨著工藝要求的不斷更改和工藝裝備的動態(tài)變化，如何評價已創(chuàng)建的工藝規(guī)程已成為提供產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期的關鍵。同時，工藝知識的重用能夠有效提高工藝設計效率，然而如何提高工藝知識重用的有效性已嚴重阻礙智能化工藝設計的發(fā)展。

目前的工藝評價方法分為三類：基于模型方法、基于知識方法和基于數(shù)據(jù)方法。結合工藝模型和工藝知識實現(xiàn)工藝評價是應用最廣泛的方法，基于理想的加工條件和工藝裝備，能夠獲取最優(yōu)的加工參數(shù)，然而，獲取的最優(yōu)參數(shù)很難適應于實際加工狀態(tài)，如刀具的磨損狀況、機床的穩(wěn)定等，最終導致優(yōu)化結果的有效性低。隨著大數(shù)據(jù)技術和云計算的發(fā)展，基于工藝大數(shù)據(jù)的工藝評價方法已得到廣泛研究，然而所利用的工藝大數(shù)據(jù)大都為靜態(tài)數(shù)據(jù)，沒有與實際加工狀態(tài)數(shù)據(jù)進行匹配，所得結果也難以與實際現(xiàn)場對接。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種基于數(shù)字孿生的機加工藝動態(tài)評價方法，通過利用加工過程中的感知數(shù)據(jù)與工藝評價數(shù)據(jù)的融合，進行機加工藝動態(tài)評價，輸出動態(tài)評價結果，進一步可實現(xiàn)機加工藝的動態(tài)調(diào)整，達到了提高工藝知識重用有效性的目的，為機加工藝的智能化設計提供技術支撐。

技術方案：本發(fā)明所述的基于數(shù)字孿生的機加工藝動態(tài)評價方法，包括以下步驟：

(1)創(chuàng)建基于多智能體的加工過程數(shù)據(jù)動態(tài)感知框架，獲取加工過程中的感知數(shù)據(jù)；

(2)將步驟(1)獲取的感知數(shù)據(jù)進行分析與管理，與工件的工藝評價數(shù)據(jù)進行融合，建立與工藝評價數(shù)據(jù)的映射關系；

(3)建立基于數(shù)字孿生的機加工藝動態(tài)評價框架；

(4)基于步驟(3)中的動態(tài)評價框架，對工藝路線和工藝參數(shù)進行評價，輸出工藝評價結果。

進一步的，所述的加工過程數(shù)據(jù)動態(tài)感知框架包括數(shù)據(jù)感知層、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層和數(shù)據(jù)獲取層；數(shù)據(jù)感知層包括檢測設備與檢測系統(tǒng)，在加工過程中檢測并生成感知數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換層通過通訊網(wǎng)絡將感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息形式進行傳輸，數(shù)據(jù)獲取層組織與管理所收到的感知數(shù)據(jù)。

進一步的，所述感知數(shù)據(jù)由工件加工過程中的靜態(tài)感知數(shù)據(jù)和動態(tài)感知數(shù)據(jù)組成，靜態(tài)感知數(shù)據(jù)包括工件毛坯信息、工藝裝備信息、加工工序信息、車間物流信息和操縱人員信息，動態(tài)感知數(shù)據(jù)包括進給量、背吃刀量、尺寸信息和精度信息。

進一步的，步驟(4)中利用所述的靜態(tài)感知數(shù)據(jù)進行對工藝路線的評價，利用所述的動態(tài)感知數(shù)據(jù)進行對工藝參數(shù)的評價。

進一步的，步驟(2)中所述建立感知數(shù)據(jù)與工藝評價數(shù)據(jù)映射關系的步驟包括：首先基于可擴展標記語言創(chuàng)建感知數(shù)據(jù)的表達模板，然后建立感知數(shù)據(jù)與檢測智能體的關聯(lián)關系，最后基于感知數(shù)據(jù)與工藝數(shù)據(jù)的對應關系，創(chuàng)建感知數(shù)據(jù)與工藝評價數(shù)據(jù)的映射關系。

進一步的，步驟(3)中所述的機加工藝動態(tài)評價框架包括感知數(shù)據(jù)、孿生數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生工藝模型和基于孿生數(shù)據(jù)驅(qū)動的工藝評價系統(tǒng)；所述的數(shù)字孿生工藝模型包括工藝實體模型和工藝評價數(shù)據(jù)，所述的基于孿生數(shù)據(jù)驅(qū)動的工藝評價系統(tǒng)是工藝評價的交互操作窗口。