【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的数控机床远程加工方法及系统
[0001]本专利技术涉及数字孪生和数控机床远程加工领域，尤其涉及一种基于数字孪生的数控机床远程加工方法及系统
。
技术介绍
[0002]随着制造业的不断发展，数控机床在机械制造领域的应用越来越广泛
。
然而，传统的数控机床加工系统存在加工效率低下
、
加工精度不高
、
操作人员的工作量和劳动强度大等问题
。
[0003]数字孪生技术是一种基于物理模型
、
数据模型和算法模型的集成技术，可以将物理世界的实体与数字世界的虚拟实体进行实时交互和映射
。
数字孪生技术在机械制造领域的应用可以帮助操作人员更好地了解设备的运行状态
、
预测设备故障
、
优化设备性能，从而实现更高效
、
更智能的制造过程
。
[0004]但是在实际应用中，所布设的数字化有线网络，存在布线复杂
、
电磁干扰大
、
机床操作受限
、
设备投入增加等问题，从而导致数字孪生技术在数控机床上的应用受到限制
。
因此，如何利用数字孪生模型模拟数控机床本体的实际情况及操作过程，并控制对应的机床本体进行工件加工，同时在此基础上将无线通信技术与数控机床数字孪生技术相结合，解决有线网络布设的问题，成为了需要研究的课题
。
技术实现思路
[0005]本专利技术的实施例提...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于数字孪生的数控机床远程加工方法，其特征在于，包括：
S101
，从生产端服务器获取数控机床的运行数据，包括数控机床的历史运行数据和实时运行数据；
S102
，构建所述数控机床的数字孪生模型，并在交互面板中加载并显示数控机床的数字孪生模型，其中，所显示的所述数字孪生模型包括与所述数控机床呈映射关系的三维数字孪生机床，和与所述数控机床中待加工工件呈映射关系的虚拟工件；
S103
，接受用户通过所述交互面板输入的操作指令，并根据所述操作指令生成加工指令，其中，在接受用户通过所述交互面板输入的操作指令的过程中，包括：利用经过优化的射线与方向包围盒相交检测算法，处理所述用户通过鼠标或者触摸点与所述虚拟工件进行的交互操作；
S104
，将所述加工指令通过无线网络向所述生产端服务器传输，由所述生产端服务器将所述加工指令输入所述数控机床
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在
S103
中，所述利用经过优化的射线与方向包围盒相交检测算法，处理所述用户通过鼠标或者触摸点与所述虚拟工件进行的交互操作，包括：
S1、
确定鼠标点击点或者触摸点的坐标位置，将所确定的坐标位置作为射线的起点，再根据鼠标或者触摸的移动方向和距离计算射线的方向向量；
S2、
按照每个部分的表面积相近的原则将，所述虚拟工件划分为
i
个部分，然后计算每个部分的中心坐标
o
i
；再将所计算得到的所有中心坐标的平均值作为所述虚拟工件的简化坐标，从而形成所述虚拟工件的包围盒，并确定所述虚拟工件的包围盒的三条轴的边长；
S3、
检测
S1
中所得射线与所述虚拟工件的包围盒是否交互，其中，如果射线与包围盒相交，则判断发生了交互，并根据相交点的位置和交互的类型进行相应的处理
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在
S2
中，包括：根据每个部分的中心坐标，确定协方差矩阵
C
，其中：
o
表示所计算得到的所有中心坐标的平均值，且其中第
j
个三角形的顶点坐标为
(p
j
，
q
j
，
r
j
)
，
p
j
，
q
j
，
r
j
分别表示三角形的三个顶点的坐标值；组成协方差矩阵
C
的矩阵元素为
C
jk
，具体表示为其中，其中，和分别为的第
j
个和
k
个元素的值，由此可知分别为的第
j
个和
k
个元素的值，分别为的第
j
个和
k
个元素的值；根据所述协方差矩阵
C
，对三个特征向量进行单位化之后得到的基，并作为为所述包围盒的三条轴的方向
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述包围盒的三条轴的方向表示为
其中，
d
′1、d
′2、d
′3分别表示三条轴的方向，
d1～
d3分别表示协方差矩阵的3个特征向量；利用三角形的顶点投影原理，获取三条轴顶点投影的最大值与最小值，并确定三条轴的边长
l1～
l3：其中，三条轴投影区间分别为
P
x
、P
y
、P
z
，各自的最大最小值分别为
P
xmax
、P
xmin
、P
ymax
、P
ymin
、P
zmax
、P
zmin
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在
S102
【专利技术属性】
技术研发人员：韩敏振，高茂刚，赵东，包光旋，黄家才，
申请(专利权)人：上海维宏电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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