基于参数优化的数控机床加工控制方法、系统及相关设备与流程

本发明涉及数控机床监测控制，尤其涉及一种基于参数优化的数控机床加工控制方法、系统及相关设备。

背景技术：

1、随着科学技术的发展，尤其是自动化技术的发展，数控机床的应用越来越广泛。具体的，可以使用数控机床进行数控加工，数控加工即在数控机床上进行零部件加工。

2、在数控加工过程中，需要设置数控机床对应的控制参数，例如进给速度、切削深度等。现有技术中，通常由操作人员在加工前根据实际需求设置好对应的控制参数，然后数控机床根据该控制参数持续进行加工。现有技术的问题在于，在控制参数设置好之后，数控机床会持续使用相同的控制参数进行数控加工，在此过程中不会再调整控制参数，没有考虑实际加工过程的复杂性，也无法根据加工过程中复杂多变的情况调整控制参数，不利于提高部件加工控制的灵活性和部件加工效果。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于参数优化的数控机床加工控制方法、系统及相关设备，用以解决现有技术中在控制参数设置好之后，数控机床会持续使用相同的控制参数进行数控加工，在此过程中不会再调整控制参数，没有考虑实际加工过程的复杂性，也无法根据加工过程中复杂多变的情况调整控制参数的缺陷，实现提高部件加工控制的灵活性和部件加工效果。

2、本发明提供一种基于参数优化的数控机床加工控制方法，包括：

3、获取优化控制数据以及待控制数控机床对应的运行状态数据，其中，所述运行状态数据包括当前控制参数、运行温度数据、运行电压数据、运行电流数据和机床振动数据，所述当前控制参数包括当前进给速度、当前切削深度和当前切削角度，所述优化控制数据包括优化目标，所述优化目标是多种预设目标中的一种，所述多种预设目标包括加工效率最高、加工能耗最低、设备使用寿命最长和加工精度最高；

4、获取被加工部件对应的部件数据，其中，所述部件数据包括部件材料数据、目标形状描述数据和当前形状描述数据；

5、根据所述运行状态数据、所述部件数据和所述优化控制数据，通过已训练的机床优化控制模型获取目标控制参数，根据所述目标控制参数对所述待控制数控机床进行加工控制，其中，所述目标控制参数包括目标进给速度、目标切削深度和目标切削角度。

6、根据本发明提供的一种基于参数优化的数控机床加工控制方法，所述优化控制数据还包括参数约束条件和参数变化约束条件，所述参数约束条件用于限制所述目标控制参数的大小，所述参数变化约束条件用于限制参数差值的大小，所述参数差值是所述目标控制参数与所述当前控制参数之间的差值。

7、根据本发明提供的一种基于参数优化的数控机床加工控制方法，所述目标形状描述数据包括预先对目标部件进行多角度图像采集获得的多张目标图像，所述当前形状描述数据包括当前时刻对所述被加工部件进行多角度图像采集获得的多张当前图像，其中，所述目标部件是所述被加工部件的加工目标，所述目标形状描述数据中的目标图像与所述当前形状描述数据中的当前图像一一对应，且相对应的一组目标图像和当前图像的采集角度相同。

8、根据本发明提供的一种基于参数优化的数控机床加工控制方法，所述获取被加工部件对应的部件数据，包括：

9、获取所述被加工部件对应的部件材料数据以及所述被加工部件对应的多张当前图像，所述多张当前图像通过所述待控制数控机床上预先设置的多个图像采集装置采集得到；

10、获取各所述当前图像对应的采集角度，根据各所述采集角度从预设的标准图像集合中选择多张标准图像作为对应的目标图像，其中，所述标准图像集合中包括预先使用至少一个可移动图像采集装置对所述目标部件进行多角度图像采集获得的多张标准图像。

11、根据本发明提供的一种基于参数优化的数控机床加工控制方法，所述机床优化控制模型通过如下步骤进行训练：

12、将训练数据中的样本运行状态数据、样本部件数据和样本优化控制数据输入所述机床优化控制模型，获取所述机床优化控制模型输出的训练目标控制参数，其中，所述训练数据包括多组训练信息组，每一组训练信息组包括样本运行状态数据、样本部件数据、样本优化控制数据和标注目标控制参数；

13、根据所述标注目标控制参数和所述训练目标控制参数，对所述机床优化控制模型的模型参数进行调整，并继续执行所述将训练数据中的样本运行状态数据、样本部件数据和样本优化控制数据输入所述机床优化控制模型的步骤，直至满足预设训练条件，以得到已训练的机床优化控制模型。

14、根据本发明提供的一种基于参数优化的数控机床加工控制方法，所述根据所述运行状态数据、所述部件数据和所述优化控制数据，通过已训练的机床优化控制模型获取目标控制参数，根据所述目标控制参数对所述待控制数控机床进行加工控制，包括：

15、将所述运行状态数据、所述部件数据和所述优化控制数据输入所述已训练的机床优化控制模型，获取所述已训练的机床优化控制模型进行模型计算处理后输出的所述目标控制参数，并获取所述模型计算处理过程中所述已训练的机床优化控制模型对应的模型优化评价数据，其中，所述模型优化评价数据包括模型计算处理时间和/或最优解稳定性；

16、当所述模型优化评价数据满足预设模型计算评价条件时，将所述目标控制参数作为所述待控制数控机床在下一时刻对应的运行参数。

17、根据本发明提供的一种基于参数优化的数控机床加工控制方法，所述方法还包括：

18、当所述模型优化评价数据不满足所述预设模型计算评价条件时，将所述当前控制参数作为所述待控制数控机床在下一时刻对应的运行参数，并输出机床优化控制模型异常告警信息。

19、本发明还提供一种基于参数优化的数控机床加工控制系统，包括：

20、第一数据获取模块，用于获取优化控制数据以及待控制数控机床对应的运行状态数据，其中，所述运行状态数据包括当前控制参数、运行温度数据、运行电压数据、运行电流数据和机床振动数据，所述当前控制参数包括当前进给速度、当前切削深度和当前切削角度，所述优化控制数据包括优化目标，所述优化目标是多种预设目标中的一种，所述多种预设目标包括加工效率最高、加工能耗最低、设备使用寿命最长和加工精度最高；

21、第二数据获取模块，用于获取被加工部件对应的部件数据，其中，所述部件数据包括部件材料数据、目标形状描述数据和当前形状描述数据；

22、优化控制数据获取模块，用于获取优化控制数据，其中，所述优化控制数据包括优化目标，所述优化目标是多种预设目标中的一种，所述多种预设目标包括加工效率最高、加工能耗最低、设备使用寿命最长和加工精度最高；

23、参数优化模块，用于根据所述运行状态数据、所述部件数据和所述优化控制数据，通过已训练的机床优化控制模型获取目标控制参数，根据所述目标控制参数对所述待控制数控机床进行加工控制，其中，所述目标控制参数包括目标进给速度、目标切削深度和目标切削角度。

24、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一种所述基于参数优化的数控机床加工控制方法。

25、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现任一种所述基于参数优化的数控机床加工控制方法。

26、本发明提供的基于参数优化的数控机床加工控制方法中，在数控机床的加工过程中，可以获取体现数控机床当前运行状态的运行状态数据、体现被加工部件相关信息的部件数据和体现用户实际需求的优化控制数据，根据这三者通过已训练的机床优化控制模型自动优化处理和计算获得能够满足用户实际需求的最优的目标控制参数，从而对数控机床进行控制。即可以根据实际需求、考虑实时的加工状态（包括数控机床的状态和被加工部件的状态）对数控机床的控制参数进行调整，有利于提高部件加工控制的灵活性和部件加工效果，且使得加工过程符合用户的实际需求（例如加工效率最高、加工能耗最低、设备使用寿命最长或加工精度最高）。