[发明专利]一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法

说明书

本发明公开了一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法，涉及数控工艺设计技术领域，其方法包括以加工特征为载体构建加工知识数据模型，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，从而打通产品加工全流程数据流，实现产品加工全周期知识的有效积累，且通过建立加工知识同零件特征的关联关系，构建数控工艺基础数据模型，基于历史加工效果评价结果，实现加工知识重用，形成面向产品加工全流程的工艺闭环控制，完成数控工艺设计及优化，有效避免历史加工质量问题的重复发生，可显著提升数控工艺设计水平，为智能加工提供高效、稳定的数控工艺方案。

技术领域

本发明涉及数控工艺设计技术领域，具体涉及一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法。

背景技术

数控加工工艺是连接零件设计模型与最终产品的纽带，直接影响零件的最终加工质量。在航空、航天、船舶等领域，随着飞机、火箭、舰船等产品性能提升，上述产品零件呈现复杂化、高精度化发展趋势，加工难度显著提升，对数控加工工艺提出了更高的要求。在上述领域多品种、小批量生产模式下，无法通过持续迭代优化方式获取高效稳定的工艺方案，且加工过程不可预测，因而对数控工艺设计水平提出了更高的要求。

现有工艺设计方法主要采用“人机交互、以人为主”的计算机辅助制造模式，严重依赖人工经验、效率低、质量稳定性差，已严重影响零件研制周期，如某飞机大型框类零件工艺准备周期长达45天，人机交互超过20万次，工艺准备时间与数控加工时间之比长达10:1。现有工艺准备模式下工艺知识无法积累和继承，已严重制约数控工艺水平的提升。为提升数控工艺技术水平，迫切需要一种集成工艺解决方案，实现工艺知识的积累和重用。

现有公开的数控工艺设计方法主要包括切削参数优化、加工轨迹优化、基于知识库的工艺决策等方向，可在一定程度上提高数控工艺设计水平，但并未实现数控工艺设计阶段的工艺闭环控制及面向产品加工全流程的数据贯通，不能有效提升数控工艺设计水平。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法，以实现数控工艺设计阶段的工艺闭环控制及面向产品加工全流程的数据贯通，有效提升数控工艺设计水平。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于加工知识的数控工艺设计及优化方法，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。

优选地，在步骤一中，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。