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申请/专利权人：成都飞机工业(集团)有限责任公司

摘要：本申请属于航空制造技术领域，尤其涉及一种数控加工过程仿真与加工数据映射分析方法，其步骤为：获取实际加工过程特征数据以及加工过程特征仿真数据，实际加工与模拟运动数据的分析选择，对特征数据映射量化，并进行二维空间表示与绘制，对得到特征图像进行特征区域规划，对仿真数据进行变换，进行相似性区域查找及定位，得到最接近实际加工数据的结果数据，计算结果数据进行反变换特征数值，再实现数据特征的一一映射，最终映射结果与仿真器优化。本申请对应加工时间段内对应的特征数据进行关联，由关联得到的数据可快速准确判断仿真器的仿真性能及能力，针对性提高仿真器的模拟能力，可降低因仿真器仿真误差大导致的加工质量问题。

主权项：1.一种数控加工过程仿真与加工数据映射分析方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、获取同一零件实际加工过程中的特征数据date（r）；步骤二、在相同的工艺参数条件下，基于仿真模拟器对整个加工过程进行数值模拟，获得同一零件加工过程中具有随机变化特性的特征数值date（s），并记录对应的运动数据基于间隔采样的方式输出结果；步骤三、实际加工与模拟运动数据的分析选择：基于数控程序进行零件的加工，并根据实际走刀运动数据选择随时间变化刀具切削运动对应的x、y、z运动数据，对于模拟过程数据，根据程序的理论运动对应不同时间确定x、y、z运动数值；步骤四、对实际的与模拟的x、y、z运动对应的特征数据进行映射量化处理；步骤五、将得到的实际与仿真对应的映射数据进行二维空间表示与绘制；步骤六、基于步骤五中实际数据得到的特征图像org为分析对象，进行特征区域规划；步骤七、对步骤五中的仿真数据进行变换；步骤八、以得到的N副图像imgxk为目标图像,其中k∈[1,N],选择图像中第一段（k=1）对应的图像在完整的图像imox中进行相似性区域查找及定位；步骤九、得到同实际加工特征区域相同的模拟仿真数据，并得到与实际加工数据一致的结果数据；步骤十、对结果数据进行反变换特征数值实现得到坐标数据Pointresult；步骤十一、基于坐标数据Pointresult的点集，实现数据特征的一一映射；步骤十二、仿真匹配数据：仿真器关键数学模型确立方式及仿真模型参数优化策略；步骤十三：最终映射结果与仿真器优化：基于仿真匹配数据，可确定在实际加工过程中每一点对应的加工参数数据，用在实际加工与仿真过程中产生数据的映射关系，优化仿真器中数学模型中的超参数；所述步骤九具体为：比较完初始位置点Pxb后移动，对图像imgx向右移动一单位距离继续进行比较直到移动L个单位距离为止，分别纪录每一对应位置对应的Similarity数值；采用相同的原理在余下m-1副图像imox中进行比较，同时纪录比较过程中得到的Similarity数值；最后比较从m副图像中得到m*L中同图像imgx1相同的值，并以结果值在m副图像中定位并确定一副图同imgx1一致，并纪录对应图像标号flag；同理对图像imgx中余下的N-1段特征区域进行比较，采用相同的方式得到每一段特征区域对应的图像标号flag；余下的特征区域段比较应满足在图像imox、imoy、imoz中第N段的结果应在第N-1段中的左侧产生；对N段特征区域中每一段区域比较后得到的图像标号flag进行投票比较，在N副图像中对应标号flag存在最大数量对应的imox即为同实际加工特征区域相同的模拟仿真数据，result（imox）；采用相同的方式得到y、z数值中对应的结果imoy、imoz，记为result（imox）、result（imoy）、result（imoz）；对从3m个仿真数据得到的结果result（imox）、result（imoy）、result（imoz）对X轴进行归一化处理，归一化方式以实际数据得到的特征图像X轴长度为准，归一化后再对结果进行比较，将与实际加工数据一致的维度特征数据记为结果数据；所述步骤十二具体为：仿真器核心数据包含了功率P、振动V、局部变形量T、切深H、切宽W、单位时间切除体积S、材料刚度k、刀具点位坐标P等核心输入输出数据；对自由度为k的数控机床，在p0点施加力FAt则构建的仿真模拟器在p1、p2点的振动响应数学模型V可表示为： ；仿真器V中p0与p1仿真点，在仿真器中满足的耦合及数据优化关系式子有： ；其中，表示模态阶数m同施加力点p0相关的常数；表示模态阶数n同施加力点p0相关的常数；表示仿真点p1第m阶振型模态；表示仿真点p2第n阶振型模态；t表示时间；表示微小时间间隔；m与n均表示模态阶数；与表示响应指数；q与p表示激励；E关联计算式子，；表示脉冲函数；表示同点p0相关的常数项；基于关联数据，仿真器中功率计算数学模型优化式子有： ；其中，Porg表示机床非加工状态的待机功率；Pflu表示机床主轴空转状态下的功率；c1表示经验常数；n表示机床主轴的转速；c2表示机床在加工过程中同机床类型相关的功率常系数；c3表示机床在加工过程中同机床类型相关的常数；size表示机床在加工时材料的去除率；基于映射关联得到的数据优化仿真器中对应的切削力数学模型，其中对应的切削力数学模型Fct式子有： ； ； ； A h 表示横向切深；表示L窗函数；Ae表示径向切深；D表示刀具直径；表示在x方向上由振动激励导致的刀具前后两刀齿位移差值，可表示为；表示在y方向上由振动激励导致的刀具前后两刀齿位移差值，可表示为；T表示刀具转过齿角耗时。

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