[发明专利]一种数字孪生驱动的工件加工能耗预测及优化方法

权利要求书

1.一种数字孪生驱动的工件加工能耗预测及优化方法，其特征在于，

首先，刀具对刀开始工作时，从刀具起始位置起实时计算功率消耗，同时提取加工工件三维特征，采集功率消耗数据、刀具受力数据、刀具与加工工件接触端的温度最大值数据、加工过程的电流值数据和电压值数据，

接着，根据提取的加工工件三维特征构建加工工件实时三维模型，将加工工件实时三维模型与工件原始设计的三维模型进行一致性校验，根据校验结果和刀具受力数据、刀具与加工工件接触端的温度最大值数据，调整加工工艺参数，加工工艺参数包括刀具转速和进给量，

然后，实时计算调整后的功率消耗，根据调整后的功率消耗，生成对应的加工工艺参数的迭代优化策略，

其具体包括如下步骤：

S1：安装传感器系统并进行调试，待传感器系统能正常工作后，启动中央处理器系统，开启状态监测系统，其中，传感器系统包括功率传感器、CCD传感器、压力传感器、温度传感器、电流传感器和电压传感器，

S2：开启加工系统，将待加工工件设置在夹具中，刀具对刀，正式开始加工，

S3：从刀具起始位置起实时计算功率消耗，同时提取加工工件三维特征，采集功率消耗数据、刀具受力数据、刀具与加工工件接触端的温度最大值数据、加工过程的电流值数据和电压值数据，

S4：将功率消耗数据、刀具受力数据、刀具与加工工件接触端的温度最大值数据、加工过程的电流值数据和电压值数据传递给中央处理器系统的OPC UA服务器进行处理，

S5：OPC UA服务器处理后的各类数据通过数据映射到数据库系统中的本地数据库，再由本地数据库实时进行数据云端存储，

S7：根据提取的加工工件三维特征构建加工工件实时三维模型，将加工工件实时三维模型与工件原始设计的三维模型进行一致性校验，根据校验结果和刀具受力数据、刀具与加工工件接触端的温度最大值数据，调整加工工艺参数，加工工艺参数包括刀具转速和进给量，

S8：实时计算调整后的功率消耗，根据调整后的功率消耗，生成对应的加工工艺参数的迭代优化策略。

2.如权利要求1所述的一种数字孪生驱动的工件加工能耗预测及优化方法，其特征在于，还包括步骤S6：

S6：状态监测系统从数据库系统中调取各类数据，对数据进行可视化显示。

3.如权利要求2所述的一种数字孪生驱动的工件加工能耗预测及优化方法，其特征在于，步骤S3中，中央处理器系统的OPC UA客户端采集获得功率消耗数据、刀具受力数据、刀具与加工工件接触端的温度最大值数据、加工过程的电流值数据和电压值数据。

4.如权利要求3所述的一种数字孪生驱动的工件加工能耗预测及优化方法，其特征在于，能耗计算从刀具起始位置开始测量，且每次加工完成后，刀具回到上述起始位置。

5.如权利要求3所述的一种数字孪生驱动的工件加工能耗预测及优化方法，其特征在于，通过多个CCD传感器从不同角度采集加工工件图像，进而提取加工工件三维特征，再进行三维重构，最终获得加工工件实时三维模型。