一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法及系统与流程

本发明涉及加工管控，尤其涉及一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法及系统。

背景技术：

1、铣削加工是机械制造领域实现高精度复杂零部件成型的关键加工方式，其加工稳定性和质量直接决定产品服役性能与使用寿命；铣削加工中数控设备通常配置基于时间基准、主轴旋转角度基准和外部事件触发的三类数据采集通道，分别记录不同维度的状态信息；现有最接近本发明的技术方案为：将各触发源数据统一转换为基于主轴旋转角度的数据格式，依据主轴编码器零位脉冲信号确定每个旋转周期起始边界，依据角度增量信号确定各时刻累计旋转角度值，以该累计角度值为基准采用线性插值将时间触发数据各采样时刻映射至角度轴对应位置，同时将事件触发数据的发生时刻以同样方式映射至角度轴，最终在角度轴上合并三类数据形成统一角度域数据集，并基于该数据集进行铣削加工状态特征提取与异常判定。

2、现有技术方案中，主轴编码器长期运行输出的零位脉冲信号存在抖动，导致各旋转周期起始边界与实际机械周期起始边界间存在偏移量，同时角度增量信号在计数和传输中存在累积误差且随旋转圈数增加持续累加；基于存在抖动的零位脉冲和存在累积误差的角度增量计算得到的累计旋转角度值既包含每周期起始偏移量又包含随圈数增加的累加误差，导致时间触发数据各采样时刻经线性插值映射至角度轴的位置与实际物理转角位置的偏差随加工周期逐周期增大；当基于该存在偏差的角度域数据集进行时间触发与角度触发数据关联分析时，同一角度索引处合并的不同触发源数据实际对应不同的主轴物理转角位置，该错位使后续提取的特征参数无法正确反映同一转角位置的综合加工状态，特征参数中叠加了映射偏差引入的误差成分，导致异常判定边界模糊化，在特征参数因误差漂移至判定边界附近时发生正常误判为异常或异常误判为正常的检测错误，无法为数控设备提供准确的管控触发依据；上述由编码器零位脉冲抖动和累积误差引起的映射偏差即为本发明所要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，包括：

3、s1、对铣削加工过程中数控设备的主轴转速信号进行时间积分，生成主轴的转角-时间对应关系曲线；

4、s2、当所述数控设备的事件触发数据中周期事件发生时，以所述周期事件对应时刻的积分转角值与所述周期事件对应已知角度值的误差值为依据，对所述转角-时间对应关系曲线进行分段修正，生成校正后转角-时间对应关系曲线；

5、s3、基于所述校正后转角-时间对应关系曲线，将所述数控设备的时间触发数据映射到角度域，生成角度域时间触发序列，并将所述事件触发数据中事件标记到对应角度位置，生成角度域事件标记序列；

6、s4、以所述数控设备中角度触发数据的角度轴为基准，对所述角度域时间触发序列和所述角度域事件标记序列进行插值重排，将重排后两序列与所述角度触发数据合并为所述数控设备的统一角度域数据集；

7、s5、基于所述校正后转角-时间对应关系曲线，将所述统一角度域数据集映射回时间域，生成所述数控设备的多触发源同步数据集；

8、s6、基于所述多触发源同步数据集，对铣削加工状态进行特征提取，当检测到异常状态特征时生成管控指令并下发至所述数控设备。

9、为了解决上述问题，本发明还提供一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控系统，所述系统包括：

10、转角-时间映射构建模块，用于对铣削加工过程中数控设备的主轴转速信号进行时间积分，生成主轴的转角-时间对应关系曲线；

11、曲线分段补偿修正模块，用于当所述数控设备的事件触发数据中周期事件发生时，以所述周期事件对应时刻的积分转角值与所述周期事件对应已知角度值的误差值为依据，对所述转角-时间对应关系曲线进行分段修正，生成校正后转角-时间对应关系曲线；

12、角度域序列转换模块，用于基于所述校正后转角-时间对应关系曲线，将所述数控设备的时间触发数据映射到角度域，生成角度域时间触发序列，并将所述事件触发数据中事件标记到对应角度位置，生成角度域事件标记序列；

13、角度轴基准对齐模块，用于以所述数控设备中角度触发数据的角度轴为基准，对所述角度域时间触发序列和所述角度域事件标记序列进行插值重排，将重排后两序列与所述角度触发数据合并为所述数控设备的统一角度域数据集；

14、时域回溯重构模块，用于基于所述校正后转角-时间对应关系曲线，将所述统一角度域数据集映射回时间域，生成所述数控设备的多触发源同步数据集；

15、特征决策联动模块，用于基于所述多触发源同步数据集，对铣削加工状态进行特征提取，当检测到异常状态特征时生成管控指令并下发至所述数控设备。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、1.本发明通过对铣削加工过程中数控设备的主轴转速信号进行时间积分生成转角-时间对应关系曲线，并利用周期事件对应时刻的积分转角值与已知角度值的误差对该曲线进行分段修正，使校正后转角-时间对应关系曲线在分段节点处与周期事件的已知角度值精确吻合且在分段区间内保持与实际转动惯量相匹配的单调变化趋势，从而消除了因主轴转速波动引起的累积转角偏差，确保了该曲线在全加工周期内准确反映主轴各时刻的真实转角位置，为后续角度域映射提供了高精度的基准曲线。

18、2.本发明将时间触发数据和事件触发数据分别映射至校正后转角-时间对应关系曲线所定义的角度域，生成角度域时间触发序列和角度域事件标记序列，再以角度触发数据的角度轴为基准对两序列进行插值重排并与角度触发数据合并为统一角度域数据集，随后将该数据集映射回时间域生成包含时间戳、角度值和事件标记的多触发源同步数据集，使得该数据集同时涵盖时间域采样信息、角度域位置信息和事件域标记信息的完整关联记录，进而基于该数据集进行加工状态特征提取时能够利用多维信息进行综合判别，提高了异常状态特征的检测灵敏度和判别可靠性。

1.一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，其特征在于，所述对铣削加工过程中数控设备的主轴转速信号进行时间积分，生成主轴的转角-时间对应关系曲线，包括：

3.如权利要求1所述的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，其特征在于，所述当所述数控设备的事件触发数据中周期事件发生时，以所述周期事件对应时刻的积分转角值与所述周期事件对应已知角度值的误差值为依据，包括：

4.如权利要求3所述的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，其特征在于，所述周期事件的误差序列，还包括：

5.如权利要求4所述的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，其特征在于，所述对所述转角-时间对应关系曲线进行分段修正，生成校正后转角-时间对应关系曲线，包括：

6.如权利要求1所述的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，其特征在于，所述基于所述校正后转角-时间对应关系曲线，将所述数控设备的时间触发数据映射到角度域，生成角度域时间触发序列，并将所述事件触发数据中事件标记到对应角度位置，生成角度域事件标记序列，包括：

7.如权利要求1所述的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，其特征在于，所述以所述数控设备中角度触发数据的角度轴为基准，对所述角度域时间触发序列和所述角度域事件标记序列进行插值重排，将重排后两序列与所述角度触发数据合并为所述数控设备的统一角度域数据集，包括：

8.如权利要求1所述的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，其特征在于，所述基于所述校正后转角-时间对应关系曲线，将所述统一角度域数据集映射回时间域，生成所述数控设备的多触发源同步数据集，包括：

9.如权利要求1所述的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，其特征在于，所述基于所述多触发源同步数据集，对铣削加工状态进行特征提取，当检测到异常状态特征时生成管控指令并下发至所述数控设备，包括：

10.一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控系统，其特征在于，用于实现权利要求1所述的一种基于边缘数据拟合的铣削加工管控方法，所述系统包括：