[发明专利]一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法

权利要求书

1.一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：以加工特征为载体构建加工知识数据模型，以加工数据流为主线，有序集成程序编制、后置处理、切削仿真、加工过程监测检测、加工结果检测各环节，确定不同的存储数据类型，并进行各环节数据的存储；

步骤二：从零件上获取待加工特征，并基于特征相似度评价方法，从构建的加工知识数据模型中得到同待加工特征的相似特征集；

步骤三：针对相似特征集的历史加工效果，基于历史加工效果评价结果，并基于熵权法得到相似特征历史加工效果的综合评价值；

步骤四：从相似特征集中得到历史加工效果综合评价最优的特征及其对应的工艺方案，以此工艺方案作为待加工特征的工艺方案；

步骤五：在数控工艺设计阶段，基于软件集成和加工数据集成，将切削仿真结果作为工艺优化的依据反馈至程序编制阶段，实现工艺设计阶段的闭环控制；

步骤六：在零件的数控加工阶段，加工过程中获取加工过程状态监测检测数据，加工后获取加工结果检测数据；

步骤七：将加工过程状态监测检测数据、加工结果检测数据及工艺设计各环节的数据将存储到加工知识数据模型中，作为后续数控工艺优化的依据；

在所述步骤五中，所述软件集成是指在零件数控工艺设计阶段，以CAM软件为平台，实现程序编制、后置处理及切削仿真的有效集成；

在所述步骤五中，所述加工数据集成包括工艺数据集成和加工过程数据集成；其中，

所述工艺数据集成是指在零件数控工艺设计阶段，以集成软件为平台，以加工知识数据模型为载体，实现特征加工要求、工序工步、加工程序、仿真结果数据在程序编制、后置处理、切削仿真的工艺设计各阶段的传递；

所述加工过程数据集成是指以加工特征为载体，实现加工程序、加工工序、加工工步各工艺信息、加工过程监测检测数据及加工结果检测数据在加工全流程各阶段的传递，将加工过程监测检测数据反馈至工艺设计阶段。

2.根据权利要求1所述的一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述加工特征包括特征类型、特征几何结构、特征几何尺寸、特征加工精度、特征材料属性和特征间位置关系各信息，所述特征类型包括槽、筋、孔和轮廓。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法，其特征在于，在所述步骤一中，在所述程序编制的环节中，加工知识数据模型中的数据类型包括毛坯尺寸、装夹方案、加工工序、加工工步、加工机床、加工刀具、加工特征、走刀策略、进退刀方式和切削参数；

在所述后置处理的环节中，加工知识数据模型中的数据类型包括加工工序、加工工步和NC程序，所述NC程序包括NC代码、特征编号、加工操作编号、加工过程监测检测指令，所述加工过程监测检测指令包括探头检测触发指令、中间状态监测触发指令；

在所述切削仿真的环节中，加工知识数据模型中的数据类型包括切削仿真文件、NC程序和仿真结果，其中仿真结果包含零件加工欠切、过切、碰撞各异常信息、加工仿真时间信息以及加工仿真切削体积变化信息；

在所述加工过程监测检测的环节中，加工知识数据模型的数据类型包括NC程序、机床功率监测数据、切削振动监测数据、加工过程中间状态测头检测数据和中间状态超声测厚数据；

在所述加工结果检测的环节中，加工知识数据模型中的数据类型包括加工特征、加工结果检测程序、特征形位公差检测数据、特征尺寸检测数据和表面质量检测数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述特征相似度评价方法为：

依据评价指标得到不同特征之间的相似度，进而获取同待加工特征相似度高于期望值的特征集；

所述评价指标包括特征类型、材料、尺寸、结构、加工精度、使用的加工机床及刀具。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述历史加工效果评价以加工特征及其对应的加工工艺作为评价对象，包括加工过程状态评价和加工结果评价，所述加工特征对应的加工工艺包括特征加工走刀策略、切削参数、特征加工顺序以及机床、刀具各加工资源信息。