[发明专利]多轴运动数控系统的建模方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种多轴运动数控系统的建模方法、装置、设备及存储介质，其方法包括：获取数控系统的当前工作状态，数控系统包括多种预先划分的工作状态；根据当前工作状态选取对应的预先训练好的目标动态因子图模型并进行建模，每个工作状态均对应一个动态因子图模型，动态因子图模型根据各个工作状态对应的样本数据训练得到，用于预测多轴运动数控系统的运动控制参数。本发明能够根据数控系统的状态选取最合适的模型进行建模，且动态因子图模型适用于非线性、复杂的系统建模，能够提高模型的准确性和鲁棒性。

技术领域

本申请涉及数控机床加工技术领域，特别是涉及一种多轴运动数控系统的建模方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。当前的数控机床通常都包括多个轴，例如X轴、Y轴、Z轴，可以实现多轴联动，以完成结构复杂的工件的加工操作。而为了保证数控机床能进行精准加工，其需要使用数学方法进行建模以构建多轴运动控制系统，以确保多轴运动控制系统能够有效地控制每个轴，并实现预期的运动轨迹和精度要求。但是，现有的多轴数控系统的建模方式需要掌握多学科的知识和技能，需要深入理解物理学、数学、控制理论和机械设计等领域，同时需要有丰富的实践经验和解决问题的能力，导致现有多轴运动数控机床的建模方式过于复杂，难以满足实际应用需求。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种多轴运动数控系统的建模方法、装置、设备及存储介质，以解决现有的多轴运动数控系统建模方式过于复杂、要求过高的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种多轴运动数控系统的建模方法，其包括：获取数控系统的当前工作状态，数控系统包括多种预先划分的工作状态；根据当前工作状态选取对应的预先训练好的目标动态因子图模型并进行建模，每个工作状态均对应一个动态因子图模型，动态因子图模型根据各个工作状态对应的样本数据训练得到，用于预测多轴运动数控系统的运动控制参数。

作为本申请的进一步改进，根据当前工作状态选取对应的预先训练好的目标动态因子图模型并进行建模之后，还包括：接收用户输入的控制指令；将控制指令输入至目标动态因子图模型，预测得到目标控制参数；根据目标控制参数控制数控系统的多个轴的运动轨迹。

作为本申请的进一步改进，动态因子图模型包括多个分别训练得到的动态因子图子模型；将控制指令输入至目标动态因子图模型，预测得到目标控制参数，包括：将控制指令分别输入至多个目标动态因子图子模型进行预测，得到多个预测结果；将多个预测结果进行加权平均，得到目标控制参数。

作为本申请的进一步改进，目标动态因子图子模型的权重基于各个目标动态因子图子模型的预测精度确定。

作为本申请的进一步改进，根据目标控制参数控制数控系统的多个轴的运动轨迹之后，还包括：将控制指令和目标控制参数作为一组样本数据保存；当保存的样本数据达到预设数量时，利用样本数据对动态因子图模型进行更新。

作为本申请的进一步改进，预先划分数控系统的工作状态的步骤，具体包括：收集数控系统在各种工作状态下运行时的原始数据；从原始数据中提取特征，得到特征数据；对特征数据进行聚类，得到多个聚类簇；根据聚类簇确认数控系统对应的工作状态的分类数目。

作为本申请的进一步改进，动态因子图模型包括变量节点和因子节点，变量节点包括：位置变量、速度变量、力和扭矩变量和控制器变量，因子节点包括：加工件材料的特性、系统的非线性特性和系统的动态响应。