[发明专利]一种数控机床的零件加工尺寸预测方法

说明书

本发明属于数控加工技术领域，并公开了一种数控机床的零件加工尺寸预测方法,该预测方法包括：通过软件与数控系统通讯并采集加工运行中的机床大数据；将机床大数据与铣削加工条件这些数据划分为两部分；将第一部分数据进行图形特征拟合得出图形尺寸数据；将第二部分数据与加工后所用测量仪测量的尺寸误差进行标定并建立预测模型，结合实际将第一部分数据拟合的尺寸误差与第二部分数据建立的预测模型评测的尺寸误差分配权重进行加和，得到最终的在线尺寸误差预测模型。本发明可减少测量仪器的使用，节省人工成本和设备使用维护成本，而且能够方便快捷的在线给出每个加工零件的尺寸误差结果且达到较好的精度，提高生产效率。

技术领域

本发明属于数控加工技术领域，更具体地，涉及一种数控机床的零件加工尺寸预测方法。

背景技术

在机械加工领域，尺寸检验是保证产品质量的重要环节。在生产中，检验尺寸的一般的方法是在加工一定零件件数时抽取部分零件通过量规仪器测量其尺寸，虽然测量精确度高，但检测效率低，且抽样评估整体尺寸的可信度依然存在不合理的问题。

普通的零件尺寸测量方式如公告号为206037926U的专利公开了一种新型尺寸误差检定测量台利用测量小车与工件触碰利用磁栅来测量工件尺寸，测量过程通过感应开关智能控制，有效读数时间长，但仍需要从机床取出工件移动到工作台，会引起二次误差，且装置成本高。而新型的在机检测方式的引进能实现当加工完零件直接调用刀库预置测头并依据机床或额外装置的三坐标定位测量零件尺寸，公告号为CN 206989910 U的专利公开了一种数控加工中心检测装置，其底座的侧面分别焊接有顶部安装有非接触式测量装置的第一连接架和顶部安装有定位误差测量装置的第二连接架，通过定位误差测量装置测量定位误差和补偿、利用非接触测量装置对工件尺寸进行测量，由于该方法是采用“加工后测量”策略，测量与加工不能同时进行、测量成本大，在生产企业很难普及使用。

公告号为CN103235553A综合考虑数控加工系统内各种因素对数控加工精度的影响，从已造成误差的结果出发，通过对加工误差的测量、误差分析、辨识系统阶数，采用适当的迭代学习律计算下一个工件加工前需要施加的误差补偿量，该方法没有对误差源进行检测、建模，测量过程仍然需要在外部进行，不利于测量效率的提高。

综合上述，目前，零件尺寸评测方法存在不能全面评估问题，离线测量效率不高且引起二次装夹误差问题，高精度测量设备成本过高问题，零件尺寸受加工后测量策略瓶颈问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种数控机床的零件加工尺寸预测方法,该预测方法将加工的参数和条件与加工时采集的并按指令域方式提取的过程数据结合起来预测零件的尺寸误差。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种数控机床的零件加工尺寸预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)加工前确定数控加工的参数和条件；

(b)加工时按时域采集机床的电控数据；

(c)通过指令域分析方法计算电控数据中的主轴负载电流的特征值，其中，所述指令域分析方法首先在数控加工程序中找出最后一次半精加工或精加工其中一关键尺寸的所在行行号，根据该行号从所述机床总数据中分离出加工关键尺寸的机床数据，然后对该机床数据进行计算得到数据特征值，该数据特征值采用均值或均方根；

(d)将加工过程中的机床总数据划分为两部分：第一部分数据为进给轴位移数据，第二部分数据为G代码任务、电控数据、加工参数和加工条件数据；

(e)将第一部分数据的进给轴位移数据按G代码任务所示的加工图形进行图形拟合，获得拟合图形，将拟合图形的尺寸与加工该尺寸的理论值进行比较，获得尺寸误差；然后将第二部分数据与加工后用测量仪测量获得的尺寸误差进行标定并建立预测模型；