[发明专利]使用多轴机床来设计和制造的系统和方法

说明书

设计和制造系统，包括：多轴机床，该多轴机床包括零件支撑件和能够支撑多个可用刀具的切割头，该切割头和零件支撑件在至少两个轴上能够完全控制；设计系统，该设计系统使用计算机可操作以生成待制造零件的3‑D模型；以及机器学习模型，该机器学习模型使用计算机可操作以分析待制造零件，以识别特征并且至少部分地基于多轴机床和多个可用刀具来制定制造计划，制造计划包括用于每个特征的刀具类型、用于每个特征的每种类型刀具的进给速率以及用于每个特征的每种类型刀具的刀具速度。

技术领域

本公开总体上涉及使用多轴机床来设计和制造零件的系统和方法，并且更具体地说，涉及使用包括至少三个轴的多轴机床的此类系统和方法。

背景技术

机床，并且尤其是多轴机床被用于高效和精确地制造复杂零件。然而，复杂性增加的零件通常需要更复杂的机床，包括同时控制三个或更多个轴的机床。正确编程和操作这些机器需要大量的专业知识和经验。

发明内容

设计和制造系统包括多轴机床，多轴机床包括能够支撑多个可用刀具的切割头和零件支撑件，切割头和零件支撑件在至少两个轴上能够完全控制；设计系统，设计系统可使用计算机操作以生成待制造零件的3-D模型；以及机器学习模型，机器学习模型可使用计算机操作以分析待制造零件，以识别特征并且至少部分地基于多轴机床和多个可用刀具来制定制造计划，该制造计划包括用于每个特征的刀具类型、用于每个特征的每种类型刀具的进给速率以及用于每个特征的每种类型刀具的刀具速度。

在另一种构造中，设计和制造零件的方法包括训练机器学习模块以辨识制造特征并且使用通用数据集制定用于这些特征的制造计划，制造计划包括制造计划中的每个步骤的机床参数。方法还包括还使用用户特定数据集来训练机器学习模块，建立零件的3-D模型，零件包括多个特征，使用机器学习模块来分析3-D模型以识别零件的特征，和使用机器学习模块来制定制造计划，制造计划包括制造步骤和每个步骤的机床参数。方法还包括将制造计划和参数传送到多轴机床，多轴机床包括能够支撑多个可用刀具的切割头和零件支撑件，切割头和零件支撑件在至少两个轴上能够完全控制，以及实施制造计划以制造零件。

在另一种构造中，设计和制造系统包括多轴机床，多轴机床包括能够支撑多个可用刀具的切割头和零件支撑件，切割头和零件支撑件在至少三个轴上能够完全控制，以及用户特定数据集，用户特定数据集特定于用户并且至少包括过去的经验数据和可用刀具清单。设计系统可使用计算机操作以生成待制造零件的3-D模型，零件包括多个特征并且机器学习模型可使用计算机操作以分析待制造零件，以至少部分地基于用户特定数据集来识别待制造零件的特征，机器学习模型还针对待制造零件的每个特征定义多个操作和多个操作中的每一个的多个加工参数，多个加工参数包括刀具类型、进给速率和刀具速度。

前面已经相当宽泛地概述本公开的技术特征，使得本领域技术人员可更好地理解下面的详细描述。下文将描述形成权利要求主题的本公开的额外的特征和优点。本领域技术人员将理解，他们可容易地使用所公开的构思和具体实施例作为基础来修改或设计用于进行本公开的相同目的的其它结构。本领域技术人员还将认识到，此类等同的构造不会脱离本公开最广泛形式的精神和范围。

此外，在进行下面的具体实施方式之前，应该理解，在整个说明书中提供某些单词和短语的各种定义，并且本领域普通技术人员将理解，在许多情况下，如果不是大多数情况下，此类定义适用于此类定义的单词和短语的以前以及将来的使用。虽然一些术语可包括各种各样的实施例，但是所附权利要求可明确地将这些术语限制于特定的实施例。

附图说明

图1为多轴机床的透视图。

图2为待制造零件的透视图。

图3为示出用于训练和使用机器学习模型以制定由图1的机床使用的制造计划的一个实施例的流程图。

图4为示出用于训练和使用机器学习模型以制定由图1的机床使用的制造计划的另一个实施例的流程图。