[发明专利]一种基于历史数据的数控机床主轴数据仿真方法

摘要

本发明属于数控机床领域，并公开了一种基于历史数据的数控机床主轴数据仿真方法，包括以下步骤(1)在数控机床上运行原始G代码进行加工，并采集工件首次加工时的工作任务数据和运行状态数据；(2)对G代码进行第一次优化；(3)对工件进行加工，采集工件加工时的工作任务数据和运行状态数据；(4)获得进给速度比值和主轴数据比值(5)按照从小到大的顺序，对进行排序；(6)继续进行第n次优化；(7)判断仿真电流的波动性。本发明减少寻求最优的G代码时的重复加工次数，节省时间和材料，而且基于采集的实际加工的数据进行仿真，比直接进行仿真得到的数据更加准确。

主权项

一种基于历史数据的数控机床主轴数据仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在数控机床上运行原始G代码进行加工，并采集工件首次加工时的工作任务数据和运行状态数据；其中，工作任务数据是原始G代码中的带有进给速度和主轴电流的程序行号m，以及原始G代码中的进给速度F(0)＝{F1(0),F2(0),...Fm...,FM(0)}，运行状态数据是原始G代码中的主轴电流i(0)＝{i1(0),i2(0),...im(0)...,iM(0)}，Fm是原始G代码中第m行的进给速度，im(0)是原始G代码中第m行的主轴电流，m＝1，2，...,M,M为G码指令的总行数；(2)利用对G代码进行第一次优化，其中是针对指令域波形图，在指令域内求得的初始目标电流并且该初始目标电流是所有电流的平均值或所有电流的最大值；k为可调节系数，共同构成优化的目标电流；为第n次优化G代码的第m行指令的进给速度，为第m行优化后的进给速度，n≥1；通过调整k的值，获得第一次优化后的G代码中的进给速度F(1)＝{F1(1),F2(1),...,Fm(1)...,FM(1)}，并获得第一次优化后的G代码；(3)采用步骤(2)中第一次优化后的G代码对工件进行加工，采集工件加工时的工作任务数据和运行状态数据；其中，本次采集的工作任务数据是程序行号m和进给速度F(1)＝{F1(1),F2(1),...,Fm(1)...,FM(1)}，运行状态数据是主轴电流(4)根据步骤(1)和步骤(3)中G代码中每行进给速度和主轴电流数据，获得进给速度比值和主轴数据比值进而获得一系列的点集其中，(5)按照从小到大的顺序，对进行排序，从而获得新的点集(6)继续利用步骤(2)中所述的对G代码进行第n次优化，得到第n次优化后的进给速度F(n)＝{F1(n),F2(n),...,Fm(n)}，然后建立仿真公式其中为第j行第n次的仿真电流，为第n次优化后求得的主轴电流数据的比值；当n>1时，其中，获取有两种方式：第一种为第二种为用以及插值求得具体方式为先将从小到大排序，得到再将先通过线性变换映射到的区间上，然后按照线性插值的方法，插值得到进一步地，获得了则根据所述仿真公式获得第n次优化后的仿真电流(7)判断仿真电流的波动性，当in‑sim的方差大于原始电流的方差，则按照步骤(6)再进行一次优化和仿真，直到当in‑sim的方差小于原始电流的方差，则结束此次仿真，得到的G代码即为此次仿真的最优G代码。