本發(fā)明屬于數(shù)控機床領域，更具體地，涉及一種數(shù)控機床主軸數(shù)據仿真方法。
背景技術：
：在數(shù)控加工領域，仿真作為一種輔助決策手段已經得到越來越廣泛的應用。仿真的優(yōu)勢是可在計算機上對加工中機床、刀具的切削運動和工件余量去除過程獲得真實感的動態(tài)顯示，從而實現(xiàn)快捷有效的零件程序檢驗。盡管仿真方法具有得天獨厚的優(yōu)勢，但基于物理模型的仿真方式制約了它的發(fā)展和在實際應用中的作用。如公開號為CN103869755A的中國專利，以國產高檔數(shù)控機床為研究對象，在給定復雜結構件加工代碼的基礎上,通過VERICUT軟件對加工過程進行仿真模擬，并對VERICUT軟件進行二次開發(fā)，對加工代碼進行分段處理，根據需求的切削功率值、最大最小進給速度，反推各段加工代碼的進給速度，并對各段內的進給速度語句進行修改，最大限度保持機床主軸功率輸出曲線平滑，以上方法沒有利用歷史數(shù)據，仿真出來的結果誤差比較明顯，需要進行多次修正，比較耗費時間。技術實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于歷史數(shù)據的數(shù)控機床主軸數(shù)據仿真方法，該方法用采集的首次加工以及第一次優(yōu)化后的加工數(shù)據進行主軸加工數(shù)據仿真，觀察仿真結果的波動情況，通過調整優(yōu)化系數(shù)，使加工效率得到提升的同時仿真數(shù)據波動也較為平穩(wěn)，以得到最優(yōu)的NC程序，避免了費時費力的重復加工。。為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種基于歷史數(shù)據的數(shù)控機床主軸數(shù)據仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)在數(shù)控機床上運行原始G代碼進行加工，并采集工件首次加工時的工作任務數(shù)據和運行狀態(tài)數(shù)據；其中，工作任務數(shù)據是原始G代碼中的帶有進給速度和主軸電流的程序行號m，以及原始G代碼中的進給速度F(0)＝{F1(0),F2(0),...Fm...,FM(0)}，運行狀態(tài)數(shù)據是原始G代碼中的主軸電流i(0)＝{i1(0),i2(0),...im(0)...,iM(0)}，F(xiàn)m是原始G代碼中第m行的進給速度，im(0)是原始G代碼中第m行的主軸電流，m＝1，2，...,M,M為G碼指令的總行數(shù)；(2)利用對G代碼進行第一次優(yōu)化，其中是針對指令域波形圖，在指令域內求得的初始目標電流并且該初始目標電流是所有電流的平均值或所有電流的最大值；k為可調節(jié)系數(shù)，共同構成優(yōu)化的目標電流；為第n次優(yōu)化G代碼的第m行指令的進給速度，為第m行優(yōu)化后的進給速度，n≥1；通過調整k的值，獲得第一次優(yōu)化后的G代碼中的進給速度F(1)＝{F1(1),F2(1),...,Fm(1)...,FM(1)}，并獲得第一次優(yōu)化后的G代碼；(3)采用步驟(2)中第一次優(yōu)化后的G代碼對工件進行加工，采集工件加工時的工作任務數(shù)據和運行狀態(tài)數(shù)據；其中，本次采集的工作任務數(shù)據是程序行號m和進給速度F(1)＝{F1(1),F2(1),...,Fm(1)...,FM(1)}，運行狀態(tài)數(shù)據是主軸電流(4)根據步驟(1)和步驟(3)中G代碼中每行進給速度和主軸電流數(shù)據，獲得進給速度比值和主軸數(shù)據比值進而獲得一系列的點集其中，(5)按照從小到大的順序，對進行排序，從而獲得新的點集(6)繼續(xù)利用步驟(2)中所述的對G代碼進行第n次優(yōu)化，得到第n次優(yōu)化后的進給速度F(n)＝{F1(n),F2(n),...,Fm(n)}，然后建立仿真公式其中為第j行第n次的仿真電流，為第n次優(yōu)化后求得的主軸電流數(shù)據的比值；當n>1時，其中，獲取有兩種方式：第一種為第二種為用以及插值求得具體方式為先將從小到大排序，得到再將先通過線性變換映射到的區(qū)間上，然后按照線性插值的方法，插值得到進一步地，獲得了則根據所述仿真公式獲得第n次優(yōu)化后的仿真電流(7)判斷仿真電流的波動性，當in-sim的方差大于原始電流的方差，則按照步驟(6)再進行一次優(yōu)化和仿真，直到當in-sim的方差小于原始電流的方差，則結束此次仿真，得到的G代碼即為此次仿真的最優(yōu)G代碼?？傮w而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，能夠取得下列有益效果：1)、本發(fā)明減少尋求最優(yōu)的G代碼時的重復加工次數(shù)，節(jié)省時間和材料；2)、本發(fā)明基于采集的實際加工的數(shù)據進行仿真，比直接進行仿真得到的數(shù)據更加準確。附圖說明圖1是本發(fā)明方法的步驟流程圖；圖2是原始電流圖；圖3是第一次優(yōu)化后的電流圖；圖4是排序后的圖；圖5是原始電流與最終仿真電流的對比圖。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。參照圖1～圖5，一種基于歷史數(shù)據的數(shù)控機床主軸數(shù)據仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一：(1)在數(shù)控機床上運行原始G代碼進行加工，采集工件首次加工時的工作任務數(shù)據和運行狀態(tài)數(shù)據；其中，工作任務數(shù)據是原始G代碼中的帶有進給速度和主軸電流的程序行號m，以及原始G代碼中的進給速度F(0)＝{F1(0),F2(0),...Fm...,FM(0)}，運行狀態(tài)數(shù)據是原始G代碼中的主軸電流i(0)＝{i1(0),i2(0),...im(0)...,iM(0)}，F(xiàn)m是原始G代碼中第m行的進給速度，im(0)是原始G代碼中第m行的主軸電流，m＝1，2，...,M,M為G碼指令的總行數(shù)；以鉆工中心加工手機殼零件為例，進一步說明本步驟。截取的部分原始G代碼如下所示：G91G28Z0G40G49G80G90G69G55T02M06G05.1Q1G90G0X-66.838Y16.836S13000.M03G43Z12.9H02Z2.11G1X-67.232Y16.906F5000.X-67.77G17G2X-69.683Y18.17I0.0J2.08G3X-70.07Y18.426I-.387J-.164X-70.269Y18.375I0.0J-.42G2X-70.24Y18.006I-2.301J-.369G1Y13.506G2X-70.269Y13.136I-2.33J0.0G3X-70.07Y13.086I.199J.37X-69.822Y13.167I0.0J.42G0Z12.9G0X-58.082Y3.686Z6.1Z.95G1Y5.886Y11.486X-60.748Y5.886X-63.415Y11.486X-66.082Y5.886G0Z3.95G0Z6.1X-69.891Y-8.848Z4.28可以看到，原始G代碼中的默認進給速度是5000mm/min。采集獲得的原始電流圖參照圖2。步驟二：利用對G代碼進行第一次優(yōu)化，其中是針對指令域波形圖，在指令域內求得的初始目標電流并且該初始目標電流是所有電流的平均值或所有電流的最大值；k為可調節(jié)系數(shù)，共同構成優(yōu)化的目標電流；為第n次優(yōu)化G代碼的第m行指令的進給速度，為第m行優(yōu)化后的進給速度，n≥1；通過調整k的值，獲得第一次優(yōu)化后的G代碼中的進給速度并獲得第一次優(yōu)化后的G代碼；此步驟中對G代碼的優(yōu)化是基于公開號為CN105334803A的中國專利中的方法進行的優(yōu)化。針對鉆工中心加工手機殼零件的實施例中，得到第一次優(yōu)化后的G代碼，G代碼的部分如下所示：G91G28Z0G40G49G80G90G69G55T02M06G05.1Q1G90G0X-66.838Y16.836S13000.M03/M08G43Z12.9H02Z2.11G1X-67.232Y16.906F5000X-67.77F5000G17G2X-69.683Y18.17I0.0J2.08F5000G3X-70.07Y18.426I-.387J-.164F5000X-70.269Y18.375I0.0J-.42F5000G2X-70.24Y18.006I-2.301J-.369F5080G1Y13.506F5285G2X-70.269Y13.136I-2.33J0.0F5267G3X-70.07Y13.086I.199J.37F5248X-69.822Y13.167I0.0J.42F5272G0Z12.9G0X-58.082Y3.686Z6.1Z.95G1Y5.886F5212Y11.486F5215X-60.748F5254Y5.886F5219X-63.415F5284Y11.486F5244X-66.082F5239Y5.886F5224G0Z3.95G0Z6.1X-69.891Y-8.848Z4.28從G代碼中可以看出每一行G代碼的F值都是不同的。第一次優(yōu)化后的電流圖參照圖3。步驟三：采用步驟(2)中第一次優(yōu)化后的G代碼對工件進行加工，采集工件加工時的工作任務數(shù)據和運行狀態(tài)數(shù)據；其中，本次采集的工作任務數(shù)據是程序行號m和進給速度F(1)＝{F1(1),F2(1),...,Fm(1)...,FM(1)}，運行狀態(tài)數(shù)據是主軸電流步驟四：根據步驟(1)和步驟(3)中G代碼中每行進給速度和主軸電流數(shù)據，獲得進給速度比值和主軸數(shù)據比值進而獲得一系列的點集其中，步驟五：按照從小到大的順序，對進行排序，從而獲得新的點集針對鉆工中心加工手機殼零件的實施例中，排序后的(β'1F，β'1i)參照圖4。步驟六：繼續(xù)利用步驟(2)中所述的對G代碼進行第n次優(yōu)化，得到第n次優(yōu)化后的進給速度F(n)＝{F1(n),F2(n),...,Fm(n)}，然后建立仿真公式其中為第j行第n次的仿真電流，為第n次優(yōu)化后求得的主軸電流數(shù)據的比值；當n>1時，其中，獲取有兩種方式：第一種為第二種為用以及插值求得具體方式為先將從小到大排序，得到再將先通過線性變換映射到的區(qū)間上，然后按照線性插值的方法，插值得到進一步地，獲得了則根據所述仿真公式獲得第n次優(yōu)化后的仿真電流針對鉆工中心加工手機殼零件的實施例中，經過反復調整后得到的G代碼程序以及原始電流與仿真電流對比圖參照圖5所示，此時n＝2。G91G28Z0G40G49G80G90G69G55T02M06G05.1Q1G90G0X-66.838Y16.836S13000.M03/M08G43Z12.9H02Z2.11G1X-67.232Y16.906F5000X-67.77F5000G17G2X-69.683Y18.17I0.0J2.08F5000G3X-70.07Y18.426I-.387J-.164F5000X-70.269Y18.375I0.0J-.42F5000G2X-70.24Y18.006I-2.301J-.369F5280G1Y13.506F6315G2X-70.269Y13.136I-2.33J0.0F6444G3X-70.07Y13.086I.199J.37F6418X-69.822Y13.167I0.0J.42F6339G0Z12.9G0X-58.082Y3.686Z6.1Z.95G1Y5.886F6188Y11.486F6158X-60.748F6076Y5.886F6242X-63.415F6359Y11.486F6207X-66.082F6261Y5.886F6208G0Z3.95G0Z6.1X-69.891Y-8.848Z4.28步驟七：觀察得到的in-sim的波動性，判斷仿真電流的波動性，當in-sim的方差大于原始電流的方差，則按照步驟(6)再進行一次優(yōu)化和仿真，直到當in-sim的方差小于原始電流的方差，則結束此次仿真，得到的G代碼即為此次仿真的最優(yōu)G代碼。針對鉆工中心加工手機殼零件的實施例中，表1列出了原始電流與仿真電流的方差對比。表1原始電流與仿真電流平均值與方差電流數(shù)據方差原始電流0.0263仿真電流0.0197分析上標數(shù)據可知，原始電流方差均于仿真電流，可知仿真電流的離散程度更小，即波動性更小。結束本次仿真，將得到的G代碼作為最優(yōu)的G代碼，用于實際加工。本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3