[发明专利]基于特征的数控加工过程控制和优化系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于特征的数控加工过程控制和优化系统及方法。该系统包括离线控制、在线控制与优化和策略库三大模块。离线控制通过计算机完成基于特征的数控编程、构建特征的中间加工状态、生成检测与监测文件、创建驱动几何等功能，并将生成的数据传到机床。在线控制与优化模块通过检测与监测设备将加工过程中得到的零件信息实时反馈到机床外部存储器上进行数据处理，对加工过程出现的问题发出警报，并根据预先定义的控制策略进行补偿、停机等在线调整以完成在线控制与优化。该系统实现了CAM/CNC的集成，在线检测与监测实现了数控加工过程的自适应性与智能化，基于特征的控制策略保证了加工质量，降低了零件报废率，提高了生产效率。

主权项

一种基于特征的数控加工过程控制和优化系统，其特征在于，该系统主要包含离线控制模块、在线控制与优化模块和策略库模块共三个模块，离线控制模块主要通过计算机完成基于特征的数控编程、构建特征的中间加工状态、生成检测与监测文件、创建特征的几何与工艺信息；在线控制与优化模块包含两个CPU与存储器，一个是供插补用的CNC的内部CPU与存储器，另外一个是供检测与监测数据计算用的外部CPU与存储器，其中离线生成的数控程序传输并存储到CNC的内部存储器，中间状态信息、检测与监测文件、特征的几何与工艺信息传输并存储在外部存储器，在线控制与优化模块根据离线控制模块离线生成的数控加工程序进行插补进而驱动主轴运动，加工过程中根据监测文件的规划利用传感器进行加工状态的监测，将监测的数据实时传入外部CPU和存储器进行分析与处理，将特征的几何信息与工艺信息一起作为分析的依据，基于特征的监测信号安全域是监测信号分析的参照，将处理的结果传入内部CPU与存储器进行执行，按照检测文件的规划对工步或工序进行检测，将检测到的数据传入外部CPU和存储器进行分析与处理，将处理的结果传入内部CPU进行执行，策略库模块主要包含断刀报警策略、过载预警策略、刀具磨损补偿策略和刀轨自动补偿策略。