基于空间位置的加工状态信息融合系统技术方案

一种基于空间位置的加工状态信息融合系统，包括：数据来源层、融合层与展示层，其中：数据来源层从机床数控系统及其传感器上在线地采集每一个时间戳下的实时位置信息和实时传感信息，融合层对采集到的每个时间戳下的信息进行结构化汇总，得到空间位置与传感信息数据融合与实时刀具位姿变换，展示层通过四个单元分别呈现工件、刀具、融合加工状态的切削路径和加工状态图例。本发明专利技术通过加工过程数字孪生模型，在实时加工过程监控中更加直观、有效地得到刀具与工件的交互作用，提供更加透明且具象的信息支撑的同时，在加工历史回溯中全面、系统地重现加工过程的各个环节，提升数据可读性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于空间位置的加工状态信息融合系统


[0001]本专利技术涉及的是一种辅助机械加工领域的技术，具体是一种基于空间位置的加工状态信息融合系统。

技术介绍

[0002]数控加工是一种利用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法，但受限于数控机床与数控系统的封闭性，数控加工过程的可见度很低，这限制对加工过程更深程度的理解。现有面向加工过程的可视化手段包括一维实时数字和二维实时曲线，均无法提供直观的加工过程描述，这提高理解数据的技术门槛，降低数据分析效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于空间位置的加工状态信息融合系统，通过加工过程数字孪生模型，在实时加工过程监控中更加直观、有效地得到刀具与工件的交互作用，提供更加透明且具象的信息支撑的同时，在加工历史回溯中全面、系统地重现加工过程的各个环节，提升数据可读性。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术涉及一种基于空间位置的加工状态信息融合系统，包括：数据来源层、融合层与展示层，其中：数据来源层从机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空间位置的加工状态信息融合系统，其特征在于，包括：数据来源层、融合层与展示层，其中：数据来源层从机床数控系统及其传感器上在线地采集每一个时间戳下的实时位置信息和实时传感信息，融合层对采集到的每个时间戳下的信息进行结构化汇总，得到空间位置与传感信息数据融合与实时刀具位姿变换，展示层通过四个单元分别呈现工件、刀具、融合加工状态的切削路径和加工状态图例；所述的实时位置信息包括：刀尖点坐标X、Y、Z和刀具方向向量A、B、C，其中：刀尖点坐标为工件坐标系下；所述的实时传感信息包括：主轴负载、主轴转速、进给倍率、进给电流、振动信号、切削力信号和声发射信号。2.根据权利要求1所述的基于空间位置的加工状态信息融合系统，其特征是，所述的空间位置与传感信息数据融合，根据实时位置信息中的刀尖点坐标以及实时传感信息经数据融合得到数据结构。3.根据权利要求1所述的基于空间位置的加工状态信息融合系统，其特征是，所述的融合层包括：工件展示单元、刀具展示单元、融合加工状态的切削路径展示单元和加工状态图例展示单元。4.根据权利要求1所述的基于空间位置的加工状态信息融合系统，其特征是，所述的实时刀具位姿变换，根据实时时间信息和实时位置信息，通过对刀具坐标进行空间平移与旋转得到，具体包括：1)将刀具坐标减去上一时刻刀尖点坐标(X
t
‑1,Y
t
‑1,Z
t
‑1)，使其刀尖点平移至原点；2)根据当前时刻刀具方向向量(A
t
,B
t
,C
t
)与上一时刻刀具方向向量(A
t
‑1,B
t
‑1,C
t
‑1)分别通过向量外积求得旋转轴，以及向量内积求得旋转角度，并对刀具坐标进行对应的空间旋转变换；3)将刀具坐标与当前时刻刀尖点坐标(X
t
,Y
t
,Z
t
)相加，平移至刀具当前位置，完成实时刀具位姿变换。5.根据权利要求3所述的基于空间位置的加工状态信息融合系统，其特征是，所述的工件展示单元根据工件装夹后在数控机床中的相对位置定义工件模型的定位信息，并在显示前需要按照定位信息将工件模型平移、旋转至指定位置，加工过程中间工件模型位置不再改变；刀具展示单元根据实时位置信...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈彬，王成瀚，苏沛源，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：