CN116909211B - 一种高精密数控机床的智能调控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精密数控机床的智能调控方法及系统，包括以下步骤：基于高精密数控机床三维模型和加工目标的加工要素，构建高精密数控机床仿真模型，筛选获得可雕刻的材料，并在所述高精密数控机床仿真模型内对可雕刻材料进行模拟雕刻，得到高精密数控机床改进加工参数，基于所述高精密数控机床改进加工参数对可雕刻材料进行雕刻处理，并实时监控雕刻过程，实现高精密数控机床的智能调控处理。

Description

一种高精密数控机床的智能调控方法及系统

技术领域

本发明涉及智能调控领域，特别是一种高精密数控机床的智能调控方法及系统。

背景技术

高精密数控机床是一种用于加工工件的机械设备，结合了数控技术和机床制造技术，通过计算机或者控制器来精确控制机床的运动和加工过程，实现复杂的零件加工和定位精度。有些工件表面花纹较为复杂，花纹为雕刻形成，使用普通的机床对工件进行雕刻工作容易产生雕刻精度不高的情况，使用人工对工件进行雕刻工作耗时较高，且人工操作会存在失误，精度不能被满足。使用高精密数控机床对工件进行雕刻操作，雕刻过程更稳定高效、雕刻结果精度更高。在高精密数控机床进行雕刻过程中可能会存在雕刻深度等过浅，或者出现刻刀温度过热，所以需要一种智能调控方法对所述高精密数控机床进行智能调控。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种高精密数控机床的智能调控方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面提供了一种高精密数控机床的智能调控方法，包括以下步骤：

构建高精密数控机床的三维模型，获取加工目标的加工要素，基于所述高精密数控机床的三维模型和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型；

构建雕刻材料的三维仿真模型，通过所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻，得到可雕刻材料的模拟雕刻深度；

基于模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，根据所述模拟雕刻深度偏差值，生成高精密数控机床改进加工参数；

高精密数控机床基于所述高精密数控机床改进加工参数进行工作，并实时对加工过程的可雕刻材料进行质量监控，得到雕刻成品；

对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到雕刻废品并对需改善的雕刻成品进行二次雕刻。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述构建高精密数控机床的三维模型，获取加工目标的加工要素，基于所述高精密数控机床的三维模型和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型，具体为：

获取高精密数控机床的生产图纸，所述生产图纸包括高精密数控机床的各种零部件及各种零部件对应的参数，基于所述生产图纸在三维建模软件中构建高精密数控机床三维模型；

确定高精密数控机床的加工目标，并获取加工目标的加工要素，基于所述加工目标的加工要素确定高精密数控机床的初始工作参数；

将所述高精密数控机床三维模型转换为文本数据并导入仿真软件中，同时将所述高精密数控机床的初始工作参数导入仿真软件中，得到高精密数控机床仿真模型。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述构建雕刻材料的三维仿真模型，通过所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻，得到可雕刻材料的模拟雕刻深度，具体为：

将所有雕刻材料按顺序放入高精密数控机床内的激光扫描仪中，所述激光扫描仪对雕刻材料进行激光扫描处理，激光扫描仪发射的脉冲激光扫描雕刻材料，并接收反射的脉冲激光，得到雕刻材料的点云数据；

对所述雕刻材料的点云数据进行数据清洗处理，计算所述雕刻材料的点云数据的数据标准差，将数据标准差与预设值相差过大的雕刻材料的点云数据剔除，并通过差值补偿法对雕刻材料的点云数据进行差值补偿，并将经过处理的雕刻材料的点云数据进行曲面拟合处理，得到雕刻材料的三维模型；

将雕刻材料固定至高精密数控机床的加工槽内，高精密数控机床的超声波探伤仪对雕刻材料发射超声波脉冲并接收返回的超声波脉冲，对返回的超声波脉冲进行信号降噪和放大处理，获取得到雕刻材料的内部参数；

根据仿真软件的数据格式，将所述雕刻材料的三维模型导出，得到雕刻材料三维模型文件，并将所述雕刻材料三维模型文件及雕刻材料的内部参数导入至仿真软件中，得到雕刻材料三维仿真模型，所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻；

将模拟雕刻后的雕刻材料三维仿真模型标定为一类模型，获取一类模型的模型雕刻深度，所述一类模型的模型雕刻深度定义为模拟雕刻初步雕刻深度；

计算雕刻材料的所有模拟雕刻初步雕刻深度之间的欧氏距离，设置欧氏距离区间，对模拟雕刻初步雕刻深度在欧氏距离区间外的对应的雕刻材料定义为废品材料；

获取在欧氏距离区间内的模拟雕刻初步雕刻深度，将模拟雕刻初步雕刻深度在欧氏距离区间内的雕刻材料定义为可雕刻材料，并将可雕刻材料对应的模拟雕刻初步雕刻深度标定为模拟雕刻深度，对可雕刻材料的三维仿真模型标定为二类模型。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述基于模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，根据所述模拟雕刻深度偏差值，生成高精密数控机床改进加工参数，具体为：

预设标准二类模型，并获取标准二类模型所有模拟雕刻位置的雕刻深度，将所述二类模型中所有模拟雕刻位置的雕刻深度与标准二类模型中所有模拟雕刻位置的雕刻深度进行数据对比，得到所有模拟雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值；

基于所述所有模拟雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，制作模拟雕刻深度偏差直方图，根据所述模拟雕刻深度偏差直方图，得到所有模拟雕刻位置的加工参数预警值；

分析所述模拟雕刻深度偏差直方图，将模拟雕刻深度偏差值在预设阈值范围内的模拟雕刻位置定义为合格区域，将高精密数控机床仿真模型在合格区域内的加工参数定义为合格加工参数；

将模拟雕刻深度偏差值在预设阈值范围外的模拟雕刻位置定义为待优化区域，将高精密数控机床仿真模型在待优化区域内的加工参数定义为待优化加工参数；

在加工参数中单独将待优化加工参数进行提取，基于所述加工参数预警值对待优化加工参数进行调控，得到第一优化加工参数，将所述第一优化加工参数和合格加工参数进行参数的合并处理，得到高精密数控机床改进加工参数。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述高精密数控机床基于所述高精密数控机床改进加工参数进行工作，并实时对加工过程的可雕刻材料进行质量监控，得到雕刻成品，具体为：

将可雕刻材料固定至高精密数控机床的加工槽内，并将所述高精密数控机床改进加工参数导入至高精密数控机床内，所述高精密数控机床基于高精密数控机床改进加工参数对可雕刻材料进行雕刻处理；

高精密数控机床的激光扫描仪在雕刻过程中，对可雕刻材料进行激光扫描，获得加工过程可雕刻材料三维模型，对所述加工过程可雕刻三维模型进行各雕刻位置雕刻深度的实时监测；

基于高精密数控机床改进加工参数，获取各雕刻位置标准雕刻深度，并基于各雕刻位置标准雕刻深度设置雕刻深度第一阈值和雕刻深度第二阈值，当各雕刻位置雕刻深度达到所述雕刻深度第一阈值，高精密数控机床的控制系统对刻刀的雕刻力度进行调控，并实时记录刻刀的雕刻力度的变化值；

当各雕刻位置雕刻深度达到雕刻深度第二阈值，高精密数控机床的控制系统发出停止工作指令，所述高精密数控机床停止工作；

在高精密数控机床完成对可雕刻材料的雕刻处理后，得到雕刻成品。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到雕刻废品并对需改善的雕刻成品进行二次雕刻，具体为：

构建雕刻成品三维模型，将所述雕刻成品三维模型与标准雕刻成品三维模型进行数据整合对比，得到模型偏差值；

将模型偏差值大于预设阈值的雕刻成品模型定义为雕刻废品模型，根据所述雕刻废品模型对对应的雕刻成品进行报废处理；

将模型偏差值小于预设阈值的雕刻成品模型定义为需改善雕刻成品模型，根据所述需改善雕刻成品模型确定需要进行二次雕刻的雕刻成品；

将模型偏差值在预设范围内的雕刻成品模型定义为合格雕刻成品模型，根据所述合格雕刻成品模型确定合格雕刻成品；

将需改善的雕刻成品的模型偏差值导入高精密数控机床内，基于模型偏差值和刻刀的雕刻力度的变化值，对所述高精密数控机床改进加工参数进行二次改进，得到高精密数控机床二次改进加工参数；

基于所述高精密数控机床二次改进加工参数对需改善雕刻成品进行二次雕刻处理，并将二次雕刻处理后的需改善雕刻成品定义为合格雕刻成品。

本发明第二方面还提供了一种高精密数控机床的智能调控系统，所述智能调控系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存有智能调控程序，所述智能调控程序被所述处理器执行时，实现如下步骤：

构建高精密数控机床的三维模型，获取加工目标的加工要素，基于所述高精密数控机床的三维模型和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型；

构建雕刻材料的三维仿真模型，通过所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻，得到可雕刻材料的模拟雕刻深度；

基于模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，根据所述模拟雕刻深度偏差值，生成高精密数控机床改进加工参数；

高精密数控机床基于所述高精密数控机床改进加工参数进行工作，并实时对加工过程的可雕刻材料进行质量监控，得到雕刻成品；

对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到雕刻废品并对需改善的雕刻成品进行二次雕刻

本发明解决的背景技术中存在的技术缺陷，本发明具备以下有益效果：基于高精密数控机床三维模型和加工目标的加工要素，构建高精密数控机床仿真模型，筛选获得可雕刻的材料，并在所述高精密数控机床仿真模型内对可雕刻材料进行模拟雕刻，得到高精密数控机床改进加工参数，基于所述高精密数控机床改进加工参数对可雕刻材料进行雕刻处理，并实时监控雕刻过程，实现高精密数控机床的智能调控处理。本发明能够通过高精密数控机床实现对可雕刻材料的雕刻处理，并实现高精密数控机床的智能调控处理，对高精密数控机床的工作精度更高，提高工作效率，符合经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1示出了一种高精密数控机床的智能调控方法的流程图；

图2示出了通过高精密数控机床仿真模型筛选得出可雕刻材料和进行模拟雕刻的流程图；

图3示出了通过高精密数控机床获取雕刻成品和筛选剔除雕刻废品的流程图；

图4示出了一种高精密数控机床的智能调控系统的程序图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了一种高精密数控机床的智能调控方法的流程图，包括以下步骤：

S102：构建高精密数控机床的三维模型，获取加工目标的加工要素，基于所述高精密数控机床的三维模型和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型；

S104：构建雕刻材料的三维仿真模型，通过所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻，得到可雕刻材料的模拟雕刻深度；

S106：基于模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，根据所述模拟雕刻深度偏差值，生成高精密数控机床改进加工参数；

S108：高精密数控机床基于所述高精密数控机床改进加工参数进行工作，并实时对加工过程的可雕刻材料进行质量监控，得到雕刻成品；

S110：对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到雕刻废品并对需改善的雕刻成品进行二次雕刻。

需要说明的是，高精密数控机床进行雕刻的材料包括但不限于金属材料和塑料材料。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述构建高精密数控机床的三维模型，获取加工目标的加工要素，基于所述高精密数控机床的三维模型和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型，具体为：

获取高精密数控机床的生产图纸，所述生产图纸包括高精密数控机床的各种零部件及各种零部件对应的参数，基于所述生产图纸在三维建模软件中构建高精密数控机床三维模型；

确定高精密数控机床的加工目标，并获取加工目标的加工要素，基于所述加工目标的加工要素确定高精密数控机床的初始工作参数；

将所述高精密数控机床三维模型转换为文本数据并导入仿真软件中，同时将所述高精密数控机床的初始工作参数导入仿真软件中，得到高精密数控机床仿真模型。

需要说明的是，因为高精密数控机床的生产图纸包括高精密数控机床的各种零部件及各种零部件对应的参数，可以通过包括但不限于Solidworks等三维建模软件进行三维模型的构建。所述加工目标的加工要素为在雕刻材料上需要进行的各种雕刻操作，包括规划雕刻的路径、雕刻的深度、宽度等。将所述高精密数控机床三维模型转换为文本数据的目的是能在仿真软件中构建高精密数控机床仿真模型。本发明能够通过高精密数控机床的生产图纸和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型。

图2示出了通过高精密数控机床仿真模型筛选得出可雕刻材料和进行模拟雕刻的流程图，包括以下步骤：

S202：通过对雕刻材料激光扫描处理，得到雕刻材料三维仿真模型；

S204：基于所述雕刻材料三维仿真模型和高精密数控机床仿真模型，确定可雕刻材料；

S206：基于可雕刻材料的模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，并获取所有模拟雕刻位置的加工参数预警值；

S208：根据所述模拟雕刻深度偏差值和加工参数预警值，生成高精密数控机床改进加工参数。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述通过对雕刻材料激光扫描处理，得到雕刻材料三维仿真模型，具体为：

将所有雕刻材料按顺序放入高精密数控机床内的激光扫描仪中，所述激光扫描仪对雕刻材料进行激光扫描处理，激光扫描仪发射的脉冲激光扫描雕刻材料，并接收反射的脉冲激光，得到雕刻材料的点云数据；

对所述雕刻材料的点云数据进行数据清洗处理，计算所述雕刻材料的点云数据的数据标准差，将数据标准差与预设值相差过大的雕刻材料的点云数据剔除，并通过差值补偿法对雕刻材料的点云数据进行差值补偿，并将经过处理的雕刻材料的点云数据进行曲面拟合处理，得到雕刻材料的三维模型；

将雕刻材料固定至高精密数控机床的加工槽内，高精密数控机床的超声波探伤仪对雕刻材料发射超声波脉冲并接收返回的超声波脉冲，对返回的超声波脉冲进行信号降噪和放大处理，获取得到雕刻材料的内部参数；

根据仿真软件的数据格式，将所述雕刻材料的三维模型导出，得到雕刻材料三维模型文件，并将所述雕刻材料三维模型文件及雕刻材料的内部参数导入至仿真软件中，得到雕刻材料三维仿真模型，所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻。

需要说明的是，同一批次的雕刻材料理论上的尺寸、形状大小等数据完全一致，由于缺陷的存在会影响雕刻参数，如材料中存在凹陷时，与不存在凹陷的材料相比，以同样的雕刻参数进行雕刻时，会导致雕刻深度过大，导致产品雕刻不合格，因此在对产品进行实际雕刻前，需要考虑缺陷的影响，所以需要对同一批次的雕刻材料进行质量检测。通过建模的方式对雕刻材料进行质量检测，能够节省人力物力，减少雕刻资源的浪费，提高检测效率。雕刻材料的建模方法使用激光扫描法，脉冲激光扫描所有雕刻材料后生成点云数据，所述点云数据为大量三维点构成的集合，每个三维点在三维空间中有一个确定的坐标位置。在获取点云数据过程中，数据可能出现异常，需要对数据进行清洗，消除异常的数据，并对缺失的数据进行数据补偿，得到完整的点云数据，最后将完整的点云数据按照特定拟合方式进行连接，得到雕刻材料的三维模型。同时需要对所述雕刻材料三维模型进行文本数据转换处理，转换成仿真软件可读取的数据格式。所述雕刻材料的三维模型为表面数据，需要获取雕刻材料的内部数据，侧入分析雕刻材料的材料特性，方便对雕刻材料进行筛选。超声波探伤仪能对雕刻材料的内部进行探伤检测，得到雕刻材料的内部参数。

另外需要说明的是，将雕刻材料三维模型的文本数据和雕刻材料的内部参数导入仿真软件中，可得到雕刻材料三维仿真模型，同时令所述高精密数控机床能够对雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻处理。本发明能够通过激光扫描法对雕刻材料进行三维建模，对筛选雕刻材料提供了条件支持，同时提高了工作效率。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述基于所述雕刻材料三维仿真模型和高精密数控机床仿真模型，确定可雕刻材料，具体为：

将模拟雕刻后的雕刻材料三维仿真模型标定为一类模型，获取一类模型的模型雕刻深度，所述一类模型的模型雕刻深度定义为模拟雕刻初步雕刻深度；

计算雕刻材料的所有模拟雕刻初步雕刻深度之间的欧氏距离，设置欧氏距离区间，对模拟雕刻初步雕刻深度在欧氏距离区间外的对应的雕刻材料定义为废品材料；

获取在欧氏距离区间内的模拟雕刻初步雕刻深度，将模拟雕刻初步雕刻深度在欧氏距离区间内的雕刻材料定义为可雕刻材料，并将可雕刻材料对应的模拟雕刻初步雕刻深度标定为模拟雕刻深度，对可雕刻材料的三维仿真模型标定为二类模型。

需要说明的是，在正常情况下，同一批次的雕刻材料在相同的加工要素下进行同样的模拟雕刻，得到的模拟雕刻深度应该一致。获取所有雕刻材料的所有模拟雕刻初步雕刻深度，所述欧氏距离为两个数据之间的相隔距离，欧氏距离越小，两个数据的相似度越高。设定欧氏距离区间，并在所有雕刻材料之间进行的模拟雕刻初步雕刻深度的相似度对比，同一个雕刻点的模拟雕刻初步雕刻深度的欧氏距离在欧氏距离区间外，证明比较的两个雕刻材料相似度差异较大。通过计算雕刻材料的所有模拟雕刻初步雕刻深度之间的欧氏距离，可以筛选得出可雕刻材料和不可雕刻材料，所述不可雕刻材料为废品材料。将可雕刻材料对应的模拟雕刻初步雕刻深度标定为模拟雕刻深度，分别对不同的可雕刻材料进行模拟雕刻处理。本发明能够通过欧氏距离相比，筛选得到可雕刻材料和废品材料，提升了资源利用率，减少人力物力的浪费。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述基于可雕刻材料的模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，并获取所有模拟雕刻位置的加工参数预警值，具体为：

预设标准二类模型，并获取标准二类模型所有模拟雕刻位置的雕刻深度，将所述二类模型中所有模拟雕刻位置的雕刻深度与标准二类模型中所有模拟雕刻位置的雕刻深度进行数据对比，得到所有模拟雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值；

基于所述所有模拟雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，制作模拟雕刻深度偏差直方图，根据所述模拟雕刻深度偏差直方图，得到所有模拟雕刻位置的加工参数预警值。

需要说明的是，所述模拟雕刻深度偏差值为标准二类模型的模拟雕刻深度和二类模型的模拟雕刻深度的数据差值，所述模拟雕刻深度偏差值表示了当前模拟雕刻的位置与标准值的偏差程度。所述加工参数预警值意思是对二类模型进行模拟雕刻过程中，当模拟雕刻深度值达到某一数值时不可继续进行模拟雕刻处理，在所述模拟雕刻深度偏差直方图可以直观了解到可雕刻材料每一个点的模拟雕刻深度偏差值，对应的加工参数预警值也不同。本发明能够通过二类模型与标准二类模型的对比获得模拟雕刻深度偏差值，并基于模拟雕刻深度偏差直方图获得所有模拟雕刻位置的加工参数预警值。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述根据所述模拟雕刻深度偏差值和加工参数预警值，生成高精密数控机床改进加工参数，具体为：

分析所述模拟雕刻深度偏差直方图，将模拟雕刻深度偏差值在预设阈值范围内的模拟雕刻位置定义为合格区域，将高精密数控机床仿真模型在合格区域内的加工参数定义为合格加工参数；

将模拟雕刻深度偏差值在预设阈值范围外的模拟雕刻位置定义为待优化区域，将高精密数控机床仿真模型在待优化区域内的加工参数定义为待优化加工参数；

在加工参数中单独将待优化加工参数进行提取，基于所述加工参数预警值对待优化加工参数进行调控，得到第一优化加工参数，将所述第一优化加工参数和合格加工参数进行参数的合并处理，得到高精密数控机床改进加工参数。

需要说明的是，通过所述模拟雕刻深度偏差直方图可以判断可雕刻材料的雕刻情况，雕刻情况分为合格区域和待优化区域，所述待优化区域内的模拟雕刻深度可能大于标准值，也可能小于标准值。对合格区域对应的加工参数定义为合格加工参数，并对待优化区域内的加工参数进行调控，得到第一优化加工参数。将所述第一优化加工参数与合格加工参数进行合并处理，得到高精密数控机床改进参数，所述高精密数控机床改进参数用于高精密数控机床的实际雕刻。本发明能够通过模拟雕刻深度偏差直方图获取待优化区域，并对待优化区域内的加工参数进行优化处理。

图3示出了通过高精密数控机床获取雕刻成品和筛选剔除雕刻废品的流程图，包括以下步骤：

S302：高精密数控机床基于高精密数控机床二次改进加工参数对可雕刻材料进行雕刻处理，得到雕刻成品；

S304：对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到雕刻废品、需要进行二次雕刻的雕刻成品和合格雕刻成品；

S306：基于需要进行二次雕刻的雕刻成品模型的模型偏差值，对需要进行二次雕刻的雕刻成品进行改进处理。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述高精密数控机床基于高精密数控机床二次改进加工参数对可雕刻材料进行雕刻处理，得到雕刻成品，具体为：

将可雕刻材料固定至高精密数控机床的加工槽内，并将所述高精密数控机床改进加工参数导入至高精密数控机床内，所述高精密数控机床基于高精密数控机床改进加工参数对可雕刻材料进行雕刻处理；

高精密数控机床的激光扫描仪在雕刻过程中，对可雕刻材料进行激光扫描，获得加工过程可雕刻材料三维模型，对所述加工过程可雕刻三维模型进行各雕刻位置雕刻深度的实时监测；

基于高精密数控机床二次改进加工参数，获取各雕刻位置标准雕刻深度，并基于各雕刻位置标准雕刻深度设置雕刻深度第一阈值和雕刻深度第二阈值，当各雕刻位置雕刻深度达到所述雕刻深度第一阈值，高精密数控机床的控制系统对刻刀的雕刻力度进行调控，并实时记录刻刀的雕刻力度的变化值；

当各雕刻位置雕刻深度达到雕刻深度第二阈值，高精密数控机床的控制系统发出停止工作指令，所述高精密数控机床停止工作；

在高精密数控机床完成对可雕刻材料的雕刻处理后，得到雕刻成品。

需要说明的是，将所述可雕刻材料固定的原因是防止可雕刻材料在雕刻过程中发生偏移，导致雕刻结果不准确。在模拟雕刻中得到的高精密机床改进加工参数为理想参数，实际雕刻过程中存在偏差，需要基于所述高精密机床改进加工参数对可雕刻材料进行雕刻处理，并对可雕刻材料进行实时监测。实时监测方法为通过激光扫描构建可雕刻材料的三维模型，并通过监测可雕刻材料的三维模型的各雕刻位置的雕刻深度，进行模型偏差检测。当各雕刻位置雕刻深度达到雕刻深度第一阈值，证明此时继续使用同样的力度进行雕刻可能会使可雕刻材料的雕刻深度过大，导致报废，所以需要调空刻刀的雕刻力度，并实时记录刻刀雕刻力度的变化值。当各雕刻位置雕刻深度达到雕刻深度第二阈值，证明各雕刻位置雕刻深度已达到临界值，继续雕刻会直接造成报废，所以在各雕刻位置雕刻深度达到雕刻深度第二阈值时，高精密数控机床停止工作。本发明能够通过实时监测加工过程中可雕刻三维模型的各雕刻位置雕刻深度，实现精准雕刻，得到雕刻成品。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到雕刻废品并对需改善的雕刻成品进行二次雕刻，具体为：

构建雕刻成品三维模型，将所述雕刻成品三维模型与标准雕刻成品三维模型进行数据整合对比，得到模型偏差值；

将模型偏差值大于预设阈值的雕刻成品模型定义为雕刻废品模型，根据所述雕刻废品模型对对应的雕刻成品进行报废处理；

将模型偏差值小于预设阈值的雕刻成品模型定义为需改善雕刻成品模型，根据所述需改善雕刻成品模型确定需要进行二次雕刻的雕刻成品；

将模型偏差值在预设范围内的雕刻成品模型定义为合格雕刻成品模型，根据所述合格雕刻成品模型确定合格雕刻成品。

需要说明的是，即使在加工过程中实时监测可雕刻三维模型的各雕刻位置雕刻深度，也可能出现误差，需要将雕刻成品的三维模型与标准雕刻成品三维模型进行模型整合对比，得到模型偏差值，通过所述模型偏差值可以判断雕刻成品模型的状态，所述雕刻成品模型的状态有报废状态、需进行二次雕刻状态机合格状态。本发明能够通过模型偏差值，判断雕刻成品模型的状态。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述基于需要进行二次雕刻的雕刻成品模型的模型偏差值，对需要进行二次雕刻的雕刻成品进行改进处理，具体为：

将需改善的雕刻成品的模型偏差值导入高精密数控机床内，基于模型偏差值和刻刀的雕刻力度的变化值，对所述高精密数控机床改进加工参数进行二次改进，得到高精密数控机床二次改进加工参数；

基于所述高精密数控机床二次改进加工参数对需改善雕刻成品进行二次雕刻处理，并将二次雕刻处理后的需改善雕刻成品定义为合格雕刻成品。

需要说明的是，根据模型偏差值和刻刀的雕刻力度的变化值，可以对高精密数控机床改进加工参数进行二次改进，经过二次改进后的高精密数控机床改进加工参数可大大降低废品率，提高雕刻的效率，符合经济效益。

此外，所述一种高精密数控机床的智能调控方法，还包括以下步骤：

基于大数据检索，获取雕刻材料的材料特性，所述雕刻材料的材料特性包括雕刻材料的耐热度、刚度和强度，将所述高精密数控机床二次改进加工参数输出到高精密数控机床中，获取雕刻材料的雕刻先后排序表，基于所述雕刻先后排序表、高精密数控机床二次改进加工参数和雕刻材料的刚度和强度数据，使用高精密数控机床对雕刻材料样品进行雕刻；

在高精密数控机床的刻刀内植入传感器芯片，所述传感器芯片与高精密数控机床的警报系统和控制系统相连，在高精密数控机床对雕刻材料样品进行雕刻期间，所述传感器芯片实时采集高精密数控机床的刻刀工作温度及流经刻刀的电流数据；

基于雕刻材料的耐热度，预设刻刀正常工作温度和刻刀警戒温度，若所述高精密数控机床工作过程中，刻刀的工作温度达到刻刀警戒温度，警报系统发出警报信号并将所述警报信号发送至控制系统，控制系统接收警报信号后停止高精密数控机床的雕刻工作，并对刻刀进行冷却处理，当刻刀的工作温度降低至刻刀正常工作温度，警报系统发出正常工作信号，控制系统接收正常工作信号后恢复高精密数控机床的雕刻工作；

以刻刀为导体，在高精密数控机床雕刻过程中，所述传感器芯片实时采集流经刻刀的电流数据，预设刻刀最大磨损电流，基于流经刻刀的电流数据，当流经刻刀的电流数据不大于刻刀最大磨损电流，高精密数控机床停止工作，并对刻刀进行更换处理。

需要说明的是，在雕刻过程中，刻刀跟雕刻材料的接触会产生大量热量，导致刻刀的温度升高。若雕刻材料为塑料，过高温度的刻刀会导致塑料融化，影响雕刻的精准度，同时刻刀温度过高对刻刀的使用寿命造成很大的影响，不利于经济小于，甚至会造成危险，所以需要实时监测刻刀的温度值，当刻刀的温度达到警戒值，停止工作，知道刻刀的温度达到正常工作温度才可继续进行雕刻操作。

另外需要说明的是，刻刀温度升高，同时刻刀与雕刻材料表面高速摩擦，会使刻刀造成磨损，当刻刀磨损程度达到一定程度，对雕刻材料的雕刻操作会出现误差。以刻刀作为导体，刻刀电流大小和刻刀的磨损程度成正比，所以判断流经刻刀的电流，可以获得刻刀的磨损程度。预设刻刀最大磨损电流，当电流数值达到最大磨损电流，证明刻刀的磨损程度已到警戒值。本发明能够通过传感器判断刻刀的温度变化和刻刀磨损程度变化，做出相应的处理方法。

此外，所述一种高精密数控机床的智能调控方法，还包括以下步骤：

将所述雕刻成品三维模型分为若干子区域，在所有子区域中确定报废子区域和待修正子区域，将所述报废子区域和待修正子区域统称为缺陷子区域；

根据缺陷子区域对各个子区域的缺陷情况进行分析处理，得到雕刻成品三位模型各个子区域的缺陷概率；

将所述雕刻成品三位模型各个子区域的缺陷概率与预设概率进行分析，若某一子区域出现缺陷的概率大于预设概率，则获取高精密数控机床加工对应子区域的实时雕刻加工因子以及工作环境因子；

通过层次分析法将实时雕刻加工因子和工作环境因子进行关联处理，得到关联数据；

将所述关联数据与该子区域的位置信息导入支持向量机中进行分类处理及故障反推，得到高精密数控机床对该子区域进行雕刻时各子设备的故障概率；

将所述故障概率与预设值进行比较，并将故障概率大于预设值的子设备标定为故障子设备。

需要说明的是，高精密数控机床进行雕刻过程中，如机床内部的连接处在工作时容易发生磨损，在进行雕刻时，连接处磨损可能导致雕刻过程不够线性，令雕刻的精度下降。通过本方法能够根据缺陷位置信息以及各个子区域出现概率反推对应的子设备是否发生故障。

图4示出了一种高精密数控机床的智能调控系统的程序图，所述智能调控系统包括存储器41与处理器42，所述存储器41中储存有智能调控程序，所述智能调控程序被所述处理器42执行时，实现如下步骤：

构建高精密数控机床的三维模型，获取加工目标的加工要素，基于所述高精密数控机床的三维模型和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型；

构建雕刻材料的三维仿真模型，通过所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻，得到可雕刻材料的模拟雕刻深度；

基于模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，根据所述模拟雕刻深度偏差值，生成高精密数控机床改进加工参数；

高精密数控机床基于所述高精密数控机床改进加工参数进行工作，并实时对加工过程的可雕刻材料进行质量监控，得到雕刻成品；

对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到雕刻废品并对需改善的雕刻成品进行二次雕刻。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种高精密数控机床的智能调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建高精密数控机床的三维模型，获取加工目标的加工要素，基于所述高精密数控机床的三维模型和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型；

构建雕刻材料的三维仿真模型，通过所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻，得到可雕刻材料的模拟雕刻深度；

基于模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，根据所述模拟雕刻深度偏差值，生成高精密数控机床改进加工参数；

高精密数控机床基于所述高精密数控机床改进加工参数进行工作，并实时对加工过程的可雕刻材料进行质量监控，得到雕刻成品；

对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到雕刻废品并对需改善的雕刻成品进行二次雕刻；

其中，所述基于模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，根据所述模拟雕刻深度偏差值，生成高精密数控机床改进加工参数，具体为：

预设标准二类模型，并获取标准二类模型所有模拟雕刻位置的雕刻深度，将所述二类模型中所有模拟雕刻位置的雕刻深度与标准二类模型中所有模拟雕刻位置的雕刻深度进行数据对比，得到所有模拟雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值；

基于所述所有模拟雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，制作模拟雕刻深度偏差直方图，根据所述模拟雕刻深度偏差直方图，得到所有模拟雕刻位置的加工参数预警值；

分析所述模拟雕刻深度偏差直方图，将模拟雕刻深度偏差值在预设阈值范围内的模拟雕刻位置定义为合格区域，将高精密数控机床仿真模型在合格区域内的加工参数定义为合格加工参数；

将模拟雕刻深度偏差值在预设阈值范围外的模拟雕刻位置定义为待优化区域，将高精密数控机床仿真模型在待优化区域内的加工参数定义为待优化加工参数；

在加工参数中单独将待优化加工参数进行提取，基于所述加工参数预警值对待优化加工参数进行调控，得到第一优化加工参数，将所述第一优化加工参数和合格加工参数进行参数的合并处理，得到高精密数控机床改进加工参数；

其中，所述高精密数控机床基于所述高精密数控机床改进加工参数进行工作，并实时对加工过程的可雕刻材料进行质量监控，得到雕刻成品，具体为：

将可雕刻材料固定至高精密数控机床的加工槽内，并将所述高精密数控机床改进加工参数导入至高精密数控机床内，所述高精密数控机床基于高精密数控机床改进加工参数对可雕刻材料进行雕刻处理；

高精密数控机床的激光扫描仪在雕刻过程中，对可雕刻材料进行激光扫描，获得加工过程可雕刻材料三维模型，对所述加工过程可雕刻三维模型进行各雕刻位置雕刻深度的实时监测；

基于高精密数控机床改进加工参数，获取各雕刻位置标准雕刻深度，并基于各雕刻位置标准雕刻深度设置雕刻深度第一阈值和雕刻深度第二阈值，当各雕刻位置雕刻深度达到所述雕刻深度第一阈值，高精密数控机床的控制系统对刻刀的雕刻力度进行调控，并实时记录刻刀的雕刻力度的变化值；

当各雕刻位置雕刻深度达到雕刻深度第二阈值，高精密数控机床的控制系统发出停止工作指令，所述高精密数控机床停止工作；

在高精密数控机床完成对可雕刻材料的雕刻处理后，得到雕刻成品；

其中，所述一种高精密数控机床的智能调控方法，还包括以下步骤：

基于大数据检索，获取雕刻材料的材料特性，所述雕刻材料的材料特性包括雕刻材料的耐热度、刚度和强度，将所述高精密数控机床二次改进加工参数输出到高精密数控机床中，获取雕刻材料的雕刻先后排序表，基于所述雕刻先后排序表、高精密数控机床二次改进加工参数和雕刻材料的刚度和强度数据，使用高精密数控机床对雕刻材料样品进行雕刻；

在高精密数控机床的刻刀内植入传感器芯片，所述传感器芯片与高精密数控机床的警报系统和控制系统相连，在高精密数控机床对雕刻材料样品进行雕刻期间，所述传感器芯片实时采集高精密数控机床的刻刀工作温度及流经刻刀的电流数据；

基于雕刻材料的耐热度，预设刻刀正常工作温度和刻刀警戒温度，若所述高精密数控机床工作过程中，刻刀的工作温度达到刻刀警戒温度，警报系统发出警报信号并将所述警报信号发送至控制系统，控制系统接收警报信号后停止高精密数控机床的雕刻工作，并对刻刀进行冷却处理，当刻刀的工作温度降低至刻刀正常工作温度，警报系统发出正常工作信号，控制系统接收正常工作信号后恢复高精密数控机床的雕刻工作；

以刻刀为导体，在高精密数控机床雕刻过程中，所述传感器芯片实时采集流经刻刀的电流数据，预设刻刀最大磨损电流，基于流经刻刀的电流数据，当流经刻刀的电流数据不大于刻刀最大磨损电流，高精密数控机床停止工作，并对刻刀进行更换处理。

2.根据权利要求1中所述的一种高精密数控机床的智能调控方法，其特征在于，所述构建高精密数控机床的三维模型，获取加工目标的加工要素，基于所述高精密数控机床的三维模型和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型，具体为：

获取高精密数控机床的生产图纸，所述生产图纸包括高精密数控机床的各种零部件及各种零部件对应的参数，基于所述生产图纸在三维建模软件中构建高精密数控机床三维模型；

确定高精密数控机床的加工目标，并获取加工目标的加工要素，基于所述加工目标的加工要素确定高精密数控机床的初始工作参数；

将所述高精密数控机床三维模型转换为文本数据并导入仿真软件中，同时将所述高精密数控机床的初始工作参数导入仿真软件中，得到高精密数控机床仿真模型。

3.根据权利要求1中所述的一种高精密数控机床的智能调控方法，其特征在于，所述构建雕刻材料的三维仿真模型，通过所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻，得到可雕刻材料的模拟雕刻深度，具体为：

将所有雕刻材料按顺序放入高精密数控机床内的激光扫描仪中，所述激光扫描仪对雕刻材料进行激光扫描处理，激光扫描仪发射的脉冲激光扫描雕刻材料，并接收反射的脉冲激光，得到雕刻材料的点云数据；

对所述雕刻材料的点云数据进行数据清洗处理，计算所述雕刻材料的点云数据的数据标准差，将数据标准差与预设值相差过大的雕刻材料的点云数据剔除，并通过差值补偿法对雕刻材料的点云数据进行差值补偿，并将经过处理的雕刻材料的点云数据进行曲面拟合处理，得到雕刻材料的三维模型；

将雕刻材料固定至高精密数控机床的加工槽内，高精密数控机床的超声波探伤仪对雕刻材料发射超声波脉冲并接收返回的超声波脉冲，对返回的超声波脉冲进行信号降噪和放大处理，获取得到雕刻材料的内部参数；

根据仿真软件的数据格式，将所述雕刻材料的三维模型导出，得到雕刻材料三维模型文件，并将所述雕刻材料三维模型文件及雕刻材料的内部参数导入至仿真软件中，得到雕刻材料三维仿真模型，所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻；

将模拟雕刻后的雕刻材料三维仿真模型标定为一类模型，获取一类模型的模型雕刻深度，所述一类模型的模型雕刻深度定义为模拟雕刻初步雕刻深度；

计算雕刻材料的所有模拟雕刻初步雕刻深度之间的欧氏距离，设置欧氏距离区间，对模拟雕刻初步雕刻深度在欧氏距离区间外的对应的雕刻材料定义为废品材料；

获取在欧氏距离区间内的模拟雕刻初步雕刻深度，将模拟雕刻初步雕刻深度在欧氏距离区间内的雕刻材料定义为可雕刻材料，并将可雕刻材料对应的模拟雕刻初步雕刻深度标定为模拟雕刻深度，对可雕刻材料的三维仿真模型标定为二类模型。

4.根据权利要求1中所述的一种高精密数控机床的智能调控方法，其特征在于，所述对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到 并对需改善的雕刻成品进行二次雕刻，具体为：

构建雕刻成品三维模型，将所述雕刻成品三维模型与标准雕刻成品三维模型进行数据整合对比，得到模型偏差值；

将模型偏差值大于预设阈值的雕刻成品模型定义为雕刻废品模型，根据所述雕刻废品模型对对应的雕刻成品进行报废处理；

将模型偏差值小于预设阈值的雕刻成品模型定义为需改善雕刻成品模型，根据所述需改善雕刻成品模型确定需要进行二次雕刻的雕刻成品；

将模型偏差值在预设范围内的雕刻成品模型定义为合格雕刻成品模型，根据所述合格雕刻成品模型确定合格雕刻成品；

将需改善的雕刻成品的模型偏差值导入高精密数控机床内，基于模型偏差值和刻刀的雕刻力度的变化值，对所述高精密数控机床改进加工参数进行二次改进，得到高精密数控机床二次改进加工参数；

基于所述高精密数控机床二次改进加工参数对需改善雕刻成品进行二次雕刻处理，并将二次雕刻处理后的需改善雕刻成品定义为合格雕刻成品。

5.一种高精密数控机床的智能调控系统，其特征在于，所述智能调控系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存有智能调控程序，所述智能调控程序被所述处理器执行时，实现如下步骤：

构建高精密数控机床的三维模型，获取加工目标的加工要素，基于所述高精密数控机床的三维模型和加工目标的加工要素构建高精密数控机床仿真模型；

构建雕刻材料的三维仿真模型，通过所述高精密数控机床仿真模型对所述雕刻材料三维仿真模型进行模拟雕刻，得到可雕刻材料的模拟雕刻深度；

基于模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，根据所述模拟雕刻深度偏差值，生成高精密数控机床改进加工参数；

高精密数控机床基于所述高精密数控机床改进加工参数进行工作，并实时对加工过程的可雕刻材料进行质量监控，得到雕刻成品；

对所述雕刻成品与标准雕刻成品进行比较，筛选得到雕刻废品并对需改善的雕刻成品进行二次雕刻；

其中，所述基于模拟雕刻深度获取雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，根据所述模拟雕刻深度偏差值，生成高精密数控机床改进加工参数，具体为：

预设标准二类模型，并获取标准二类模型所有模拟雕刻位置的雕刻深度，将所述二类模型中所有模拟雕刻位置的雕刻深度与标准二类模型中所有模拟雕刻位置的雕刻深度进行数据对比，得到所有模拟雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值；

基于所述所有模拟雕刻位置的模拟雕刻深度偏差值，制作模拟雕刻深度偏差直方图，根据所述模拟雕刻深度偏差直方图，得到所有模拟雕刻位置的加工参数预警值；

分析所述模拟雕刻深度偏差直方图，将模拟雕刻深度偏差值在预设阈值范围内的模拟雕刻位置定义为合格区域，将高精密数控机床仿真模型在合格区域内的加工参数定义为合格加工参数；

将模拟雕刻深度偏差值在预设阈值范围外的模拟雕刻位置定义为待优化区域，将高精密数控机床仿真模型在待优化区域内的加工参数定义为待优化加工参数；

在加工参数中单独将待优化加工参数进行提取，基于所述加工参数预警值对待优化加工参数进行调控，得到第一优化加工参数，将所述第一优化加工参数和合格加工参数进行参数的合并处理，得到高精密数控机床改进加工参数；

其中，所述高精密数控机床基于所述高精密数控机床改进加工参数进行工作，并实时对加工过程的可雕刻材料进行质量监控，得到雕刻成品，具体为：

将可雕刻材料固定至高精密数控机床的加工槽内，并将所述高精密数控机床改进加工参数导入至高精密数控机床内，所述高精密数控机床基于高精密数控机床改进加工参数对可雕刻材料进行雕刻处理；

高精密数控机床的激光扫描仪在雕刻过程中，对可雕刻材料进行激光扫描，获得加工过程可雕刻材料三维模型，对所述加工过程可雕刻三维模型进行各雕刻位置雕刻深度的实时监测；

基于高精密数控机床改进加工参数，获取各雕刻位置标准雕刻深度，并基于各雕刻位置标准雕刻深度设置雕刻深度第一阈值和雕刻深度第二阈值，当各雕刻位置雕刻深度达到所述雕刻深度第一阈值，高精密数控机床的控制系统对刻刀的雕刻力度进行调控，并实时记录刻刀的雕刻力度的变化值；

当各雕刻位置雕刻深度达到雕刻深度第二阈值，高精密数控机床的控制系统发出停止工作指令，所述高精密数控机床停止工作；

在高精密数控机床完成对可雕刻材料的雕刻处理后，得到雕刻成品；

其中，所述一种高精密数控机床的智能调控方法，还包括以下步骤：

基于大数据检索，获取雕刻材料的材料特性，所述雕刻材料的材料特性包括雕刻材料的耐热度、刚度和强度，将所述高精密数控机床二次改进加工参数输出到高精密数控机床中，获取雕刻材料的雕刻先后排序表，基于所述雕刻先后排序表、高精密数控机床二次改进加工参数和雕刻材料的刚度和强度数据，使用高精密数控机床对雕刻材料样品进行雕刻；

在高精密数控机床的刻刀内植入传感器芯片，所述传感器芯片与高精密数控机床的警报系统和控制系统相连，在高精密数控机床对雕刻材料样品进行雕刻期间，所述传感器芯片实时采集高精密数控机床的刻刀工作温度及流经刻刀的电流数据；

基于雕刻材料的耐热度，预设刻刀正常工作温度和刻刀警戒温度，若所述高精密数控机床工作过程中，刻刀的工作温度达到刻刀警戒温度，警报系统发出警报信号并将所述警报信号发送至控制系统，控制系统接收警报信号后停止高精密数控机床的雕刻工作，并对刻刀进行冷却处理，当刻刀的工作温度降低至刻刀正常工作温度，警报系统发出正常工作信号，控制系统接收正常工作信号后恢复高精密数控机床的雕刻工作；

以刻刀为导体，在高精密数控机床雕刻过程中，所述传感器芯片实时采集流经刻刀的电流数据，预设刻刀最大磨损电流，基于流经刻刀的电流数据，当流经刻刀的电流数据不大于刻刀最大磨损电流，高精密数控机床停止工作，并对刻刀进行更换处理。