一种在CAD/CAM环境下基于动态特征模型的CNC闭环控制方法

摘要

一种基于动态特征模型的CAD/CAM/CNC闭环控制方法，其特征是它以XML作为离线CAD/CAM的数据表达以及传输的载体，通过建立服务软件单元和特征软件单元作为在线CNC控制平台，以动态特征模型作为离线工艺准备与在线加工控制的集成手段；以多线程编程的方式以及有限状态机的方法实现多算法的并行以及触发；以共享内存的方法作为服务软件以及特征软件单元与数控系统核心进行实时通信的手段。本发明有效地实现了CAD/CAM/CNC闭环控制，有利于提高控制水平。

主权项

一种在CAD/CAM环境下基于动态特征模型的CNC闭环控制方法，其特征是它包括以下步骤：首先，定义几何信息、工艺信息XML 文件格式，定义NC程序格式；其次，在CAD/CAM软件环境下进行特征识别，提取加工特征的几何及其属性信息，进而进行工艺决策，然后基于特征识别结果与工艺决策结果进行基于特征的数控编程，将加工特征的加工操作的驱动几何及属性信息、工艺信息分别输出到相应的XML文件，将刀轨信息以特征组织的ISO6983的格式输出到传统NC程序中；第三，定义在线服务软件单元和特征软件单元，其中服务软件单元接收来自外部传感器的监测信号与检测数据，并进行分析，特征软件单元进行动态特征数据的存储、动态检测工艺规划以及数据记录，定义各软件单元的内部算法与变量，制定在线服务软件单元与特征软件单元之间的协作机制以及各软件单元内部多算法之间的协作以及触发机制；第四，将XML中的信息映射到特征软件单元的内部变量中；第五，基于动态特征建立加工特征中间状态与检测、监测信息映射关系，以此映射关系作为实时信号分析、在线检测结果分析的依据；第六，进行加工过程信号的采集与数据分析，基于动态特征模型进行加工‑检测‑监测一体化的数控加工过程控制，基于信号分析结果实现加工过程监测对检测的触发、监测对加工参数调整的触发，以共享内存的方式实现特征软件单元对数控系统的实时控制；第七，将加工过程中监测的信号进行处理，将信号的关键参数以及实际切削参数以基于特征的形式反馈至工艺部门，进而作为追溯数控加工过程以及提高后续工件加工质量与效率的依据。