一种基于指令域分析的数控机床工作过程CPS建模方法

摘要

本发明公开来一种基于指令域分析的数控机床工作过程的CPS建模方法，包括如下步骤：(1)在数控机床执行工作任务前，确定事前工作任务数据和事前制造资源数据；(2)采集数控机床工作过程中的内部电控数据和外部传感器数据，得到数控机床运行状态数据、事中工作任务数据以及事中制造资源数据；(3)将制造资源、工作任务作为输入，数控机床运行状态作为输出，在赛博空间建立相关映射关系，以该映射关系作为数控机床工作过程的CPS模型，实现对数控机床工作过程的CPS建模。本发明的方法通过制造资源数据和工作任务数据的获取并结合运行状态数据，实现了对数控机床工作状态的完备和精准描述，避免了复杂的数学和物理建模过程，充分考虑了制造资源、工作任务与运行状态之间的映射关系。

主权项

一种基于指令域分析的数控机床工作过程的CPS建模方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在数控机床执行工作任务前，确定事前工作任务数据WT₀和事前制造资源数据MR₀，其中，所述事前工作任务数据WT₀包括刀具轨迹信息、换刀信息和切削深度信息，所述事前制造资源数据MR₀包括机床类型及参数、刀具类型及参数、夹具类型及参数和工件材料及参数；(2)在上述所确定的事前工作任务WT₀和事前制造资源MR₀条件下，使数控机床工作，采集数控机床工作过程中的内部电控数据和外部传感器数据，得到数控机床运行状态数据Y、事中工作任务数据WT’以及事中制造资源数据MR’；其中，所述数控机床运行状态数据Y指零件数控加工的质量、精度和效率优劣直接或间接的定量描述，所述事中工作任务数据WT’包括机床工作过程中的指令序列号、执行对应指令序列时间、进给速度和主轴转速，所述事中制造资源数据MR’为机床工作过程中的外部环境数据，包括环境温度和振动；(3)将所述事前和事中制造资源称之为制造资源MR、事前和事中的工作任务数据称之为工作任务数据WT，以所述制造资源MR和工作任务数据WT作为输入，所述数控机床运行状态Y作为输出，在赛博空间(Cyber Space)建立相关映射关系Y＝f(WT,MR)，以该映射关系作为数控机床工作过程的CPS模型，即可实现对数控机床工作过程的CPS建模。