CN116755388B - 一种万能铣头高精度控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种万能铣头高精度控制系统及控制方法,万能铣头高精度控制系统包括:高精控制调整模块,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行高精度控制调整;铣削工艺存储模块,用于存储基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准,为万能铣头进行铣削控制提供参照指导依据。本发明解决了现有技术中采用万能铣头加工时,不能对万能铣头加工进行实时地监测控制,导致万能铣头加工控制精度低下的问题,本发明采用万能铣头加工时,可对万能铣头加工进行实时地监测控制,提高万能铣头加工控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及万能铣头技术领域,具体为一种万能铣头高精度控制系统及控制方法。
背景技术
万能铣头一般指万向铣头,是一种机床附件,机床安上铣头后,刀具旋转中心线可以与主轴旋转中心线成角度加工工件,使用铣头,无需改变机床结构就可以增大其加工范围和适应性,使一些用传统方法难以完成的加工得以实现,并能减少工件重复装夹,提高加工精度和效率,主要用于加工中心和龙门铣床,其中轻型可以装在刀库中,并可以在刀库和机床主轴之间自由转换;中型及重型拥有较大的刚性和扭矩,可适用于大部分加工需求。
随着数控机床加工技术的不断精密化,直驱式数控铣头技术的快速发展,这对机械加工精度和可靠性提出了更高的要求。误差是评价机床精度的主要指标,其中数控机床几何误差和由温度引起的热误差两者约占机床总误差的50%以上,有效控制热误差对提高数控铣头加工精度来说至关重要。
公开号为CN113721548B的中国专利公开了一种数控铣头热误差补偿方法及系统,考虑了无误差情况和实际状态下铣头的热误差,并通过建立热误差补偿数学模型,得到了实际加工情况下各误差补偿量;通过将所建立的数学模型导入到热误差补偿系统中,基于温度传感器采集的数据经模/数转换器模块传递到铣头控制系统,分析计算热误差补偿值,进而对铣头实际工作中的热误差进行补偿;通过编写执行程序,经循环加工以满足精度要求,实现了实际条件下的铣头热误差实时补偿和有效控制。但是上述专利在实际使用过程中存在以下缺陷: 采用万能铣头加工时,不能对万能铣头加工进行实时地监测控制,导致万能铣头加工控制精度低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种万能铣头高精度控制系统及控制方法,采用万能铣头加工时,可对万能铣头加工进行实时地监测控制,提高万能铣头加工控制精度,解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种万能铣头高精度控制系统,包括:
铣头移动采集模块,用于实时地采集万能铣头移动数据,采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄,获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像,基于对万能铣头移动图像的特征提取及识别,以及传感器对万能铣头运行数据的获取,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动数据;
铣削数据处理模块,用于对确定的万能铣头移动数据进行预处理,基于万能铣头高精度控制需求,将确定的万能铣头移动数据转换为该万能铣头高精度控制系统能够接收的形式,且对转换后的万能铣头移动数据进行检索、排序及计算,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据;
铣削数据分析模块,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行分析评定,获取确定的万能铣头铣削特征数据,且根据万能铣头铣削特征数据索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准,根据万能铣头铣削工艺标准,对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,根据对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告;
高精控制调整模块,用于对万能铣头进行高精度控制调整,获取分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制;
铣削工艺存储模块,用于存储基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准,其包括多个铣削工艺存储单元,每个铣削工艺存储单元内都存储有不同的万能铣头铣削工艺标准,为万能铣头进行铣削控制提供参照指导依据。
优选的,所述铣头移动采集模块包括:
机器视觉,用于对万能铣头移动轨迹进行实时连续地拍摄,采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄,获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像;
姿态传感器,用于对万能铣头运行数据进行实时连续地获取,其包含三轴陀螺仪、三轴加速度计及三轴电子罗盘,通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态及方位数据,利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术,实时获取以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据。
优选的,所述铣削数据分析模块包括:
参照索引查找单元,用于参照万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准,获取确定的万能铣头铣削特征数据,且根据万能铣头铣削特征数据,从存储的基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准中索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准;
数据对比分析单元,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行对比分析,获取索引查找的万能铣头铣削工艺标准,基于万能铣头铣削工艺标准对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果;
数据分析评定单元,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行分析评定,获取确定的基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,基于对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告。
优选的,所述高精控制调整模块包括:
调整策略分析单元,用于确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,获取分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略;
高精度控制单元,用于对万能铣头进行高精度控制,获取基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
优选的,铣削工艺存储模块,包括:
工艺标准提取模块,用于提取所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准;
存储单元设置模块,用于根据所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准的对应数据量设置与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元;
连接关系建立模块,用于在所述万能铣头铣削工艺标准与所述万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元之间建立存储关联连接关系;
判断模块,用于当所述万能铣头铣削工艺标准进行更新时,判断所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例是否超过预设的数据量阈值;其中,所述数据量阈值通过如下公式获取:
其中,表示数据量阈值;/>表示所述万能铣头铣削工艺标准更新前版本的数据量;/>表示当前万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元的剩余存储空间量;n表示当前万能铣头铣削工艺标准的已经历的更新次数;/>表示第i次进行更新时对应的更新数据的数据量;/>表示第i次更新后的万能铣头铣削工艺标准相对与更新前的万能铣头铣削工艺标准的数据改变量;/>和/>分别表示第一调节系数和第二调节系数,并且,/>的取值范围为0.67-0.71;/>的取值范围为0.21-0.26;
第一存储执行模块,用于如果所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例超过预设的数据量阈值,则直接将更新后的万能铣头铣削工艺标准存储至所述万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元;
第二存储执行模块,用于如果所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例未超过预设的数据量阈值,则提取万能铣头铣削工艺标准的更新内容,仅将所述更新内容对更新前的万能铣头铣削工艺标准版本中的对应数据进行替换更新,并将替换更新后的万能铣头铣削工艺标准进行存储。
优选的,存储单元设置模块,包括:
数据量提取模块,用于提取所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准的对应数据量;
空间设置模块,用于利用存储单元设置模型获取与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元的存储空间;其中,所述存储空间通过如下公式获取:
其中,表示存储单元的存储空间;/>表示当前已存储的万能铣头铣削工艺标准相对于存储初始时刻的平均空间占用变化率;/>表示当前已存储的万能铣头铣削工艺标准的平均数据占用空间;/>表示预设的存储单元对应的存储空间基准量;n表示当前已存储的万能铣头铣削工艺标准的数量;/>表示第i个已存储的万能铣头铣削工艺标准相对于存储初始时刻的空间占用变化率;/>表示第i个已存储的万能铣头铣削工艺标准的存储空间占用量;
单元形成模块,用于依据所述存储空间形成与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元。
根据本发明的另一个方面,提供了一种万能铣头高精度控制方法,基于上述所述的一种万能铣头高精度控制系统实现,包括如下步骤:
S1:实时采集基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动数据,且对实时采集的万能铣头移动数据进行预处理,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据;
S2:对万能铣头铣削特征数据进行分析评定,根据万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准,且对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,根据对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告;
S3:对万能铣头铣削特征数据进行高精度控制调整,获取分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
优选的,所述S2中,对万能铣头铣削特征数据进行分析评定,执行以下操作:
获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据;
根据万能铣头铣削特征数据,从存储的基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准中索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准;
基于万能铣头铣削工艺标准对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,基于对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告;
针对对比分析结果为万能铣头铣削特征数据在万能铣头铣削工艺标准范围内的情况,则确定的基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告为该万能铣头高精度控制行为正常;
针对对比分析结果为万能铣头铣削特征数据不在万能铣头铣削工艺标准范围内的情况,则确定的基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告为该万能铣头高精度控制行为异常。
优选的,所述S3中,对万能铣头进行高精度控制调整,执行以下操作:
获取分析评定报告;
针对该分析评定报告为万能铣头高精度控制行为异常的情况,则基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略;
获取基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明通过实时采集万能铣头移动数据,且对万能铣头移动数据进行预处理,确定出万能铣头铣削特征数据,根据万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准,且对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制,采用万能铣头加工时,可对万能铣头加工进行实时地监测控制,提高万能铣头加工控制精度。
2、本发明通过基于万能铣头铣削工艺标准对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出对比分析结果,基于对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告,针对对比分析结果为万能铣头铣削特征数据不在万能铣头铣削工艺标准范围内的情况,则确定的基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告为该万能铣头高精度控制行为异常,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
附图说明
图1为本发明的万能铣头高精度控制系统的模块图;
图2为本发明的万能铣头高精度控制系统的结构图;
图3为本发明的万能铣头高精度控制方法的流程图;
图4为本发明的对万能铣头铣削特征数据进行分析评定的算法图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了解决现有的采用万能铣头加工时,不能对万能铣头加工进行实时地监测控制,导致万能铣头加工控制精度低下的问题,请参阅图1-图4,本实施例提供以下技术方案:
一种万能铣头高精度控制系统,包括:铣头移动采集模块、铣削数据处理模块、铣削数据分析模块、高精控制调整模块以及铣削工艺存储模块。
铣头移动采集模块,用于实时地采集万能铣头移动数据,采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄,获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像,基于对万能铣头移动图像的特征提取及识别,以及传感器对万能铣头运行数据的获取,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动数据。
铣削数据处理模块,用于对确定的万能铣头移动数据进行预处理,基于万能铣头高精度控制需求,将确定的万能铣头移动数据转换为该万能铣头高精度控制系统能够接收的形式,且对转换后的万能铣头移动数据进行检索、排序及计算,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据。
铣削数据分析模块,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行分析评定,获取确定的万能铣头铣削特征数据,且根据万能铣头铣削特征数据索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准,根据万能铣头铣削工艺标准,对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,根据对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告。
高精控制调整模块,用于对万能铣头进行高精度控制调整,获取分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
铣削工艺存储模块,用于存储基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准,其包括多个铣削工艺存储单元,每个铣削工艺存储单元内都存储有不同的万能铣头铣削工艺标准,为万能铣头进行铣削控制提供参照指导依据。
铣头移动采集模块包括:
机器视觉,用于对万能铣头移动轨迹进行实时连续地拍摄,采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄,获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像。
机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断,机器视觉系统是通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,得到被摄目标的形态信息,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号,图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
姿态传感器,用于对万能铣头运行数据进行实时连续地获取,其包含三轴陀螺仪、三轴加速度计及三轴电子罗盘,通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态及方位数据,利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术,实时获取以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据。
铣削数据分析模块包括:
参照索引查找单元,用于参照万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准,获取确定的万能铣头铣削特征数据,且根据万能铣头铣削特征数据,从存储的基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准中索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准。
数据对比分析单元,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行对比分析,获取索引查找的万能铣头铣削工艺标准,基于万能铣头铣削工艺标准对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果。
数据分析评定单元,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行分析评定,获取确定的基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,基于对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告。
高精控制调整模块包括:
调整策略分析单元,用于确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,获取分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略。
高精度控制单元,用于对万能铣头进行高精度控制,获取基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
具体的,铣削工艺存储模块,包括:
工艺标准提取模块,用于提取所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准。
存储单元设置模块,用于根据所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准的对应数据量设置与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元。
连接关系建立模块,用于在所述万能铣头铣削工艺标准与所述万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元之间建立存储关联连接关系。
判断模块,用于当所述万能铣头铣削工艺标准进行更新时,判断所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例是否超过预设的数据量阈值;其中,所述数据量阈值通过如下公式获取:
其中,表示数据量阈值;/>表示所述万能铣头铣削工艺标准更新前版本的数据量;/>表示当前万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元的剩余存储空间量;n表示当前万能铣头铣削工艺标准的已经历的更新次数;/>表示第i次进行更新时对应的更新数据的数据量;/>表示第i次更新后的万能铣头铣削工艺标准相对与更新前的万能铣头铣削工艺标准的数据改变量;/>和/>分别表示第一调节系数和第二调节系数,并且,/>的取值范围为0.67-0.71;/>的取值范围为0.21-0.26;
第一存储执行模块,用于如果所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例超过预设的数据量阈值,则直接将更新后的万能铣头铣削工艺标准存储至所述万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元;
第二存储执行模块,用于如果所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例未超过预设的数据量阈值,则提取万能铣头铣削工艺标准的更新内容,仅将所述更新内容对更新前的万能铣头铣削工艺标准版本中的对应数据进行替换更新,并将替换更新后的万能铣头铣削工艺标准进行存储。
上述技术方案的技术效果为:工艺标准提取模块提取不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准。这意味着系统可以根据特定的铣削需求提供相应的工艺标准。存储单元设置模块根据不同铣削路径的预设工艺标准的对应数据量,为每个工艺标准设置相应的存储单元。这样可以确保系统具有足够的存储空间来存储铣削工艺标准。连接关系建立模块在万能铣头铣削工艺标准和对应的存储单元之间建立存储关联连接关系。这样可以建立工艺标准和其存储位置之间的链接,方便后续的检索和更新。判断模块在当万能铣头铣削工艺标准进行更新时,判断更新内容占整体数据量的比例是否超过预设的数据量阈值。这样可以确定是直接存储整个更新后的工艺标准,还是只存储更新的部分内容。第一存储执行模块在如果更新内容占整体数据量的比例超过预设的数据量阈值时,直接将更新后的工艺标准存储至对应的存储单元。这样可以确保工艺标准的完整性和一致性。第二存储执行模块在如果更新内容占整体数据量的比例未超过预设的数据量阈值时,仅提取更新内容并替换更新前的工艺标准版本中的对应数据。这样可以减少存储空间的使用,并提高更新效率。
同时,通过给定的范围(λ1:0.67-0.71,λ2:0.21-0.26),可以根据系统需求和性能特征来选择适当的调节系数。这些调节系数的取值范围可以确保计算结果的准确性和系统的稳定性。随着当前万能铣头铣削工艺标准经历的更新次数的增加,可以根据系统的历史数据量变化情况来对数据量阈值进行更准确的计算。通过累加每次更新的数据量,可以得到万能铣头铣削工艺标准的更新前版本的数据量。利用存储剩余空间量可以用来评估存储单元是否有足够的空间来存储新的工艺标准数据。
通过上述方式获取数据量阈值根据系统的实际情况和历史数据量的变化来动态调整更新的策略。这样可以确保系统在存储和更新工艺标准时能够在数据量和存储空间之间达到平衡,从而提高系统的效率和性能。
具体的,存储单元设置模块包括:
数据量提取模块,用于提取所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准的对应数据量;
空间设置模块,用于利用存储单元设置模型获取与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元的存储空间;其中,所述存储空间通过如下公式获取:
其中,表示存储单元的存储空间;/>表示当前已存储的万能铣头铣削工艺标准相对于存储初始时刻的平均空间占用变化率;/>表示当前已存储的万能铣头铣削工艺标准的平均数据占用空间;/>表示预设的存储单元对应的存储空间基准量;n表示当前已存储的万能铣头铣削工艺标准的数量;/>表示第i个已存储的万能铣头铣削工艺标准相对于存储初始时刻的空间占用变化率;/>表示第i个已存储的万能铣头铣削工艺标准的存储空间占用量;
单元形成模块,用于依据所述存储空间形成与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元。
上述技术方案的技术效果为:数据量提取模块提取不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准的对应数据量。通过该模块,可以获取每个铣削路径的工艺标准所涉及的数据量信息。这可以帮助系统了解每个工艺标准所需的存储空间和数据量大小。空间设置模块利用存储单元设置模型获取与不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元的存储空间。通过该模块,系统可以根据数据量提取模块获取的数据量信息,确定每个工艺标准所需的存储空间大小。单元形成模块根据所述存储空间形成与不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元。通过该模块,系统可以为每个工艺标准分配相应的存储单元,确保每个工艺标准都有足够的存储空间进行存储。
总体而言,上述技术方案为每个铣削路径的预先设定的万能铣头铣削工艺标准提供了相应的数据量信息和存储空间,并确保每个工艺标准都有对应的存储单元。这样可以有效地管理和存储工艺标准数据,提高系统的灵活性和效率。
为了更好的展现万能铣头高精度控制流程,本实施例现提出一种万能铣头高精度控制方法,基于上述的一种万能铣头高精度控制系统实现,包括如下步骤:
S1:实时采集基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动数据,且对实时采集的万能铣头移动数据进行预处理,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据;
S2:对万能铣头铣削特征数据进行分析评定,根据万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准,且对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,根据对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告;
S3:对万能铣头铣削特征数据进行高精度控制调整,获取分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
S2中,对万能铣头铣削特征数据进行分析评定,执行以下操作:
获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据;
根据万能铣头铣削特征数据,从存储的基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准中索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准;
基于万能铣头铣削工艺标准对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,基于对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告;
针对对比分析结果为万能铣头铣削特征数据在万能铣头铣削工艺标准范围内的情况,则确定的基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告为该万能铣头高精度控制行为正常;
针对对比分析结果为万能铣头铣削特征数据不在万能铣头铣削工艺标准范围内的情况,则确定的基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告为该万能铣头高精度控制行为异常。
S3中,对万能铣头进行高精度控制调整,执行以下操作:
获取分析评定报告;
针对该分析评定报告为万能铣头高精度控制行为异常的情况,则基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略;
获取基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
综上,本发明的万能铣头高精度控制系统及控制方法,实时采集基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动数据,且对实时采集的万能铣头移动数据进行预处理,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据,根据万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准,且对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,根据对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制,采用万能铣头加工时,可对万能铣头加工进行实时地监测控制,提高万能铣头加工控制精度。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种万能铣头高精度控制系统,其特征在于,包括:
铣头移动采集模块,用于实时地采集万能铣头移动数据,采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄,获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像,基于对万能铣头移动图像的特征提取及识别,以及传感器对万能铣头运行数据的获取,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动数据;
铣削数据处理模块,用于对确定的万能铣头移动数据进行预处理,基于万能铣头高精度控制需求,将确定的万能铣头移动数据转换为该万能铣头高精度控制系统能够接收的形式,且对转换后的万能铣头移动数据进行检索、排序及计算,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据;
铣削数据分析模块,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行分析评定,获取确定的万能铣头铣削特征数据,且根据万能铣头铣削特征数据索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准,根据万能铣头铣削工艺标准,对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,根据对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告;
高精控制调整模块,用于对万能铣头进行高精度控制调整,获取分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制;
铣削工艺存储模块,用于存储基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准,其包括多个铣削工艺存储单元,每个铣削工艺存储单元内都存储有不同的万能铣头铣削工艺标准,为万能铣头进行铣削控制提供参照指导依据;
所述铣削工艺存储模块,包括:
工艺标准提取模块,用于提取所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准;
存储单元设置模块,用于根据所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准的对应数据量设置与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元;
连接关系建立模块,用于在所述万能铣头铣削工艺标准与所述万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元之间建立存储关联连接关系;
判断模块,用于当所述万能铣头铣削工艺标准进行更新时,判断所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例是否超过预设的数据量阈值;其中,所述数据量阈值通过如下公式获取:
其中,表示数据量阈值;/>表示所述万能铣头铣削工艺标准更新前版本的数据量;/>表示当前万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元的剩余存储空间量;n表示当前万能铣头铣削工艺标准的已经历的更新次数;/>表示第i次进行更新时对应的更新数据的数据量;/>表示第i次更新后的万能铣头铣削工艺标准相对与更新前的万能铣头铣削工艺标准的数据改变量;/>和/>分别表示第一调节系数和第二调节系数,并且,/>的取值范围为0.67-0.71;/>的取值范围为0.21-0.26;
第一存储执行模块,用于如果所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例超过预设的数据量阈值,则直接将更新后的万能铣头铣削工艺标准存储至所述万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元;
第二存储执行模块,用于如果所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例未超过预设的数据量阈值,则提取万能铣头铣削工艺标准的更新内容,仅将所述更新内容对更新前的万能铣头铣削工艺标准版本中的对应数据进行替换更新,并将替换更新后的万能铣头铣削工艺标准进行存储。
2.根据权利要求1所述的万能铣头高精度控制系统,其特征在于:所述铣头移动采集模块包括:
机器视觉,用于对万能铣头移动轨迹进行实时连续地拍摄,采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄,获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像;
姿态传感器,用于对万能铣头运行数据进行实时连续地获取,其包含三轴陀螺仪、三轴加速度计及三轴电子罗盘,通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态及方位数据,利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术,实时获取以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据。
3.根据权利要求2所述的万能铣头高精度控制系统,其特征在于:所述铣削数据分析模块包括:
参照索引查找单元,用于参照万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准,获取确定的万能铣头铣削特征数据,且根据万能铣头铣削特征数据,从存储的基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准中索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准;
数据对比分析单元,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行对比分析,获取索引查找的万能铣头铣削工艺标准,基于万能铣头铣削工艺标准对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果;
数据分析评定单元,用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行分析评定,获取确定的基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,基于对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告。
4.根据权利要求3所述的万能铣头高精度控制系统,其特征在于:所述高精控制调整模块包括:
调整策略分析单元,用于确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,获取分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略;
高精度控制单元,用于对万能铣头进行高精度控制,获取基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
5.根据权利要求4所述的万能铣头高精度控制系统,其特征在于:存储单元设置模块,包括:
数据量提取模块,用于提取所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准的对应数据量;
空间设置模块,用于利用存储单元设置模型获取与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元的存储空间;其中,所述存储空间通过如下公式获取:
其中,表示存储单元的存储空间;/>表示当前已存储的万能铣头铣削工艺标准相对于存储初始时刻的平均空间占用变化率;/>表示当前已存储的万能铣头铣削工艺标准的平均数据占用空间;/>表示预设的存储单元对应的存储空间基准量;n表示当前已存储的万能铣头铣削工艺标准的数量;/>表示第i个已存储的万能铣头铣削工艺标准相对于存储初始时刻的空间占用变化率;/>表示第i个已存储的万能铣头铣削工艺标准的存储空间占用量;
单元形成模块,用于依据所述存储空间形成与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元。
6.一种万能铣头高精度控制方法,基于如权利要求1-5任一项所述的万能铣头高精度控制系统实现,其特征在于,包括如下步骤:
S1:实时采集基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动数据,且对实时采集的万能铣头移动数据进行预处理,确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据;
S2:对万能铣头铣削特征数据进行分析评定,根据万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准,且对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,根据对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告;
S3:对万能铣头铣削特征数据进行高精度控制调整,获取分析评定报告,基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
7.根据权利要求6所述的万能铣头高精度控制方法,其特征在于:所述S2中,对万能铣头铣削特征数据进行分析评定,执行以下操作:
获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据;
根据万能铣头铣削特征数据,从存储的基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准中索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准;
基于万能铣头铣削工艺标准对万能铣头铣削特征数据进行对比分析,确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果,基于对比分析结果,确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告;
针对对比分析结果为万能铣头铣削特征数据在万能铣头铣削工艺标准范围内的情况,则确定的基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告为该万能铣头高精度控制行为正常;
针对对比分析结果为万能铣头铣削特征数据不在万能铣头铣削工艺标准范围内的情况,则确定的基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告为该万能铣头高精度控制行为异常。
8.根据权利要求7所述的万能铣头高精度控制方法,其特征在于:所述S3中,对万能铣头进行高精度控制调整,执行以下操作:
获取分析评定报告;
针对该分析评定报告为万能铣头高精度控制行为异常的情况,则基于关联分析及路径分析方法,对分析评定报告进行分析,确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略; 获取基于分析评定报告的万能铣头调整策略,按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
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