[发明专利]一种面向自适应加工的几何信息-工艺信息-监测信息关联方法

权利要求书

1.一种面向自适应加工的几何信息-工艺信息-监测信息关联方法，其特征是根据几何、工艺、监测三类信息是否能在加工前确定为依据，将三类信息分为静态信息与动态信息，分别进行静态信息关联与动态信息关联后，再以刀位点为纽带建立几何、工艺、监测信息的关联；其包括以下步骤：

首先，计算采用点云化处理得到每个刀位点的静态信息；

接着，将每个理论离散刀位点与该处的静态信息关联，并按照加工过程的时序性存储到XML文件，

第三，通过同步脉冲信号控制和时域处理实现动态信息的时间同步与频率同步；

第四，将每个实际采样刀位点与该处的动态信息关联，并存储到动态信息关联矩阵；

最后，采用时序匹配与坐标匹配的方法，关联实际采样刀位点与理论离散刀位点，建立加工过程中每个刀位点处几何信息、工艺信息、监测信息的实时精确关联。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的几何信息指：特征信息；工艺信息指：刀具直径、底角半径、切削刃长、刃倾角等四种刀具信息，顺逆铣操作信息，每个刀位点的切削深度、切削宽度信息，进给速度，主轴转速；监测信息指：多种可监测的切削物理量，包括三向切削力信号，振动信号，声发射信号；其中几何信息和工艺信息中的刀具信息、操作信息、切深切宽信息属于静态信息，这些信息是在加工之前就可以确定的，而且在多次重复加工时不会变化；其中工艺信息中的进给速度、主轴转速和监测信息属于动态信息，这些信息是在实际加工之前难以准确确定，需要实时采集的信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的点云化处理的方法为：从加工操作提取理论刀轨和零件毛坯模型，将理论刀轨离散成相距一个单位长度的理论离散刀位点集合，将零件毛坯模型离散成点云，通过计算刀具切削经过相邻刀位点间刀轨切除点的数量来估计该段刀轨的去除材料体积，再用去除材料体积除以刀轨长度，将得到的值作为此刀位点处的材料去除速率，并采用材料去除速率间接表征相应位置的切深、切宽信息，因此得到所有理论离散刀位点的坐标信息和该位置对应的材料去除速率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于静态信息关联方法为：以理论离散刀位点为基础，将每个理论离散刀位点的坐标和该刀位点处的静态信息进行关联，并将关联后的信息按照加工过程的时序存储在XML文件；XML文件的根节点是零件名，一级子节点是加工操作名称 ；二级子节点是该操作的各种参数类别，包括刀具信息、操作信息、刀位点信息；三级子节点是各种参数的详细结果，包括刀位点的坐标值，刀具具体参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于动态信息关联方法为：以实际采样刀位点为基础，然后将实际加工中每个时刻实际采样刀位点的坐标信息和该时刻的动态信息关联，并将关联后的信息存储在动态信息关联矩阵；动态信息关联矩阵的每个行向量即为每个刀位点处的动态信息一维向量，该一维向量存储的信息依次为刀位点坐标、进给转速、每种监测信号的分析值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于几何信息、工艺信息、监测信息实时精确关联的方法为：采用时序匹配与坐标匹配结合的方法，将加工过程中每一个实际采样刀位点的位置坐标与加工操作处理得到的理论离散刀位点位置坐标匹配，进而将每个位置处的几何信息、工艺信息、监测信息实时精确关联；其中时序匹配和坐标匹配结合的方法为：从已同步的起始刀位点开始，按加工的时间先后顺序，从坐标匹配的未加工理论离散刀位点里面选择最先被加工的理论离散刀位点关联。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于同步脉冲信号控制与时域处理的方法为：采用同步脉冲信号控制所有动态信息采样，确保获取到的多种动态信息之间和动态信息与实际加工过程之间时间同步；由于不同的采样信号存在不同的采样频率且难以实现同频率采样，因而需根据各种信号分析所需周期和采样频率范围，并充分考虑信号的实时性，确定适合的采样时间间隔，接着将动态信息在时域上处理为同时间间隔的信号，实现动态信息的频率同步。