本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，具體是涉及一種基于大數(shù)據(jù)的cd紋絲印流程優(yōu)化方法、系統(tǒng)及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、cd紋是通過應(yīng)用精密的cd紋機(jī)在金屬表面去除材料而得到的，其紋路間距是根據(jù)產(chǎn)品的外觀尺寸效果而定。這種工藝在業(yè)界被廣泛認(rèn)可，因?yàn)樗軌驗(yàn)榻饘俦砻鎺硪环N高檔的外觀效果。cd紋的紋路類似于cd光盤的紋路，通過這種方式，金屬表面可以呈現(xiàn)出一種獨(dú)特目具有吸引力的視覺效果。cd紋可以通過機(jī)械加工進(jìn)行切割得到。

2、cd紋絲印加工時(shí)，使用的刀頭很小，單位時(shí)間切削量過大，則刀頭受到的切削反作用力過大，容易出現(xiàn)斷刀或損傷刀頭的情況，而單位時(shí)間切削量過小，則切削深度或切削的行進(jìn)速度小，為了切削出目標(biāo)形狀，需耗費(fèi)大量時(shí)間，導(dǎo)致加工出紋絲印的時(shí)間延長，導(dǎo)致整個(gè)加工過程效率降低，此外加工過程，容易出現(xiàn)導(dǎo)致紋絲印精度不足的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，提供一種基于大數(shù)據(jù)的cd紋絲印流程優(yōu)化方法、系統(tǒng)及介質(zhì)，本技術(shù)方案解決了上述背景技術(shù)中提出的cd紋絲印加工時(shí)，使用的刀頭很小，單位時(shí)間切削量過大，則刀頭受到的切削反作用力過大，容易出現(xiàn)斷刀或損傷刀頭的情況，而單位時(shí)間切削量過小，則切削深度或切削的行進(jìn)速度小，為了切削出目標(biāo)形狀，需耗費(fèi)大量時(shí)間，導(dǎo)致加工出紋絲印的時(shí)間延長，導(dǎo)致整個(gè)加工過程效率降低，此外加工過程，容易出現(xiàn)導(dǎo)致紋絲印精度不足的情況的問題。

2、為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種基于大數(shù)據(jù)的cd紋絲印流程優(yōu)化方法，包括：

4、獲取加工成型的紋絲印的目標(biāo)三維圖像；

5、獲取目標(biāo)三維圖像架工過程中的所用到的至少一種刀具，刀具分為粗加工刀具和精加工刀具；

6、對(duì)加工原材料進(jìn)行三維建模；

7、根據(jù)目標(biāo)三維圖像，生成粗加工三維圖像；

8、根據(jù)粗加工三維圖像規(guī)劃得出粗加工路徑，使用預(yù)設(shè)剛性參數(shù)的粗加工刀具以預(yù)設(shè)切削量速度進(jìn)行加工，得到粗加工坯料，預(yù)設(shè)切削量速度由預(yù)設(shè)走位速度和預(yù)設(shè)切削深度決定，預(yù)設(shè)切削量速度為粗加工刀具單位時(shí)間的切削量，預(yù)設(shè)切削量速度等于預(yù)設(shè)走位速度和預(yù)設(shè)切削深度的乘積，所述預(yù)設(shè)切削深度為刀具切削時(shí)在加工原材料切削表面以下的給進(jìn)深度；

9、以已有的精加工參數(shù)對(duì)粗加工坯料進(jìn)行加工，得到加工成型的紋絲印，獲取加工總時(shí)長，判斷加工總時(shí)長是否大于預(yù)設(shè)時(shí)間，若是，則對(duì)已有的精加工參數(shù)進(jìn)行修正，若否，則不作任何處理；

10、獲取加工原材料的第一剛性參數(shù)，獲取精加工刀具的第二剛性參數(shù)，獲取精加工刀具旋轉(zhuǎn)速度；

11、建立切削斷刀模型；

12、根據(jù)第一剛性參數(shù)、第二剛性參數(shù)和精加工刀具旋轉(zhuǎn)速度，計(jì)算得出精加工刀具的修正切削量速度，修正切削量速度由修正走位速度和修正切削深度決定，修正切削量速度為精加工刀具單位時(shí)間的切削量，修正切削量速度等于修正走位速度和修正切削深度的乘積，所述修正切削深度為刀具切削時(shí)在加工原材料切削表面以下的給進(jìn)深度；

13、根據(jù)修正切削深度，重新規(guī)劃精加工刀具的行進(jìn)路徑；

14、精加工過程中，獲取精加工的刀具加工工序，按照精加工的刀具加工工序進(jìn)行換刀作業(yè)，換刀后，精加工刀具按照對(duì)應(yīng)的行進(jìn)路徑和修正切削量速度進(jìn)行切削作業(yè)；

15、精加工過程中，對(duì)精加工刀具切削表面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)時(shí)監(jiān)測時(shí)對(duì)暴露表面監(jiān)測；

16、根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)果判斷切削表面尺寸精度是否合格，若是，則不作任何處理，若否，則對(duì)精加工刀具的行進(jìn)路徑進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化后的行進(jìn)路徑覆蓋原有的行進(jìn)路徑。

17、優(yōu)選的，所述根據(jù)目標(biāo)三維圖像，生成粗加工三維圖像包括以下步驟：

18、對(duì)目標(biāo)三維圖像進(jìn)行擬合，得到目標(biāo)三維圖像擬合函數(shù)；

19、根據(jù)目標(biāo)三維圖像擬合函數(shù)對(duì)目標(biāo)三維圖像放大預(yù)設(shè)比例，生成粗加工三維圖像，所述預(yù)設(shè)比例大于1。

20、優(yōu)選的，所述根據(jù)粗加工三維圖像規(guī)劃得出粗加工路徑包括以下步驟：

21、對(duì)粗加工三維圖像使用水平面等間距分割，得到至少一個(gè)粗加工切片；

22、獲取每個(gè)粗加工切片的高度；

23、對(duì)粗加工切片的邊緣進(jìn)行擬合，得到切片擬合函數(shù)，將切片擬合函數(shù)與粗加工切片的高度配對(duì)；

24、獲取預(yù)設(shè)切削深度，根據(jù)切片擬合函數(shù)，得到粗加工切片的邊緣上每個(gè)點(diǎn)的第一切線方程；

25、根據(jù)第一切線方程，得到粗加工切片的邊緣上每個(gè)點(diǎn)的第一法線方程，所述第一法線方程對(duì)應(yīng)的直線與第一切線方程對(duì)應(yīng)的直線垂直；

26、獲取粗加工刀具旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的第一切削范圍圓的半徑，第一切削范圍圓的半徑減去預(yù)設(shè)切削深度，得到第一切削范圍圓中心與切削面的第一切削間距；

27、在第一法線方程對(duì)應(yīng)的直線上，獲取到第一切線方程對(duì)應(yīng)的直線距離為第一切削間距的點(diǎn)，作為粗加工路徑擬合點(diǎn)；

28、根據(jù)至少一個(gè)粗加工路徑擬合點(diǎn)，擬合得出粗加工路徑擬合函數(shù)，將粗加工路徑擬合函數(shù)與粗加工切片的高度配對(duì)。

29、優(yōu)選的，所述建立切削斷刀模型包括以下步驟：

30、獲取加工原材料的第一剛性參數(shù)范圍，獲取精加工刀具的第二剛性參數(shù)范圍，獲取精加工刀具的旋轉(zhuǎn)速度范圍；

31、等間距分割第一剛性參數(shù)范圍，得到至少一個(gè)第一剛性點(diǎn)；

32、等間距分割第二剛性參數(shù)范圍，得到至少一個(gè)第二剛性點(diǎn)；

33、等間距分割旋轉(zhuǎn)速度范圍，得到至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)速度點(diǎn)；

34、將第一剛性點(diǎn)、第二剛性點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)速度點(diǎn)相互配對(duì)；

35、以第一剛性點(diǎn)、第二剛性點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)速度點(diǎn)的值作為測試參數(shù)，對(duì)精加工刀具進(jìn)行測試，得到精加工刀具在斷刀前的最大切削量速度；

36、以第一剛性點(diǎn)、第二剛性點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)速度點(diǎn)的值為自變量，以最大切削量速度為因變量進(jìn)行擬合，得到切削量速度擬合函數(shù)。

37、優(yōu)選的，所述根據(jù)第一剛性參數(shù)、第二剛性參數(shù)和精加工刀具旋轉(zhuǎn)速度，計(jì)算得出精加工刀具的修正切削量速度包括以下步驟：

38、將第一剛性參數(shù)、第二剛性參數(shù)和精加工刀具旋轉(zhuǎn)速度代入切削量速度擬合函數(shù)，得到修正切削量速度。

39、優(yōu)選的，所述根據(jù)修正切削深度，重新規(guī)劃精加工刀具的行進(jìn)路徑包括以下步驟：

40、對(duì)粗加工坯料使用水平面等間距分割，得到至少一個(gè)坯料切片；

41、獲取每個(gè)坯料切片的高度；

42、對(duì)坯料切片的邊緣進(jìn)行擬合，得到坯料擬合函數(shù)，將坯料擬合函數(shù)與坯料切片的高度配對(duì)；

43、獲取將粗加工坯料加工為目標(biāo)三維圖像的修正切削深度，根據(jù)坯料擬合函數(shù)，得到坯料切片的邊緣上每個(gè)點(diǎn)的第二切線方程；

44、根據(jù)第二切線方程，得到坯料切片的邊緣上每個(gè)點(diǎn)的第二法線方程，所述第二法線方程對(duì)應(yīng)的直線與第二切線方程對(duì)應(yīng)的直線垂直；

45、獲取精加工刀具旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的第二切削范圍圓的半徑，第二切削范圍圓的半徑減去修正切削深度，得到第二切削范圍圓中心與切削面的第二切削間距；

46、在第二法線方程對(duì)應(yīng)的直線上，獲取到第二切線方程對(duì)應(yīng)的直線距離為第二切削間距的點(diǎn)，作為精加工路徑擬合點(diǎn)；

47、根據(jù)至少一個(gè)精加工路徑擬合點(diǎn)，擬合得出精加工路徑擬合函數(shù)，將精加工路徑擬合函數(shù)與坯料切片的高度配對(duì)。

48、優(yōu)選的，所述對(duì)暴露表面監(jiān)測包括以下步驟：

49、激光探頭對(duì)暴露表面進(jìn)行建模，得到暴露表面擬合函數(shù)；

50、將暴露表面擬合函數(shù)與目標(biāo)三維圖像對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行比對(duì)，得到暴露表面誤差函數(shù)；

51、將暴露表面作為積分區(qū)域，對(duì)暴露表面誤差函數(shù)積分，得到目標(biāo)積分值；

52、判斷目標(biāo)積分值是否大于預(yù)設(shè)值，若是，則切削表面尺寸精度不合格，若否，則切削表面尺寸精度合格。

53、優(yōu)選的，所述對(duì)精加工刀具的行進(jìn)路徑進(jìn)行優(yōu)化包括以下步驟：

54、0減去暴露表面誤差函數(shù)，得到暴露表面修正函數(shù)；

55、使用暴露表面修正函數(shù)在對(duì)應(yīng)位置對(duì)精加工路徑擬合函數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，并使用補(bǔ)償結(jié)果替換原有的精加工路徑擬合函數(shù)。

56、一種基于大數(shù)據(jù)的cd紋絲印流程優(yōu)化系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述的基于大數(shù)據(jù)的cd紋絲印流程優(yōu)化方法，包括：

57、圖像建模模塊，所述圖像建模模塊獲取加工成型的紋絲印的目標(biāo)三維圖像；

58、刀具確定模塊，所述刀具確定模塊獲取目標(biāo)三維圖像架工過程中的所用到的至少一種刀具，刀具分為粗加工刀具和精加工刀具；

59、三維建模模塊，所述三維建模模塊對(duì)加工原材料進(jìn)行三維建模；

60、圖像建模模塊，所述圖像建模模塊根據(jù)目標(biāo)三維圖像，生成粗加工三維圖像；

61、路徑規(guī)劃模塊，所述路徑規(guī)劃模塊根據(jù)粗加工三維圖像規(guī)劃得出粗加工路徑，使用預(yù)設(shè)剛性參數(shù)的粗加工刀具以預(yù)設(shè)切削量速度進(jìn)行加工，得到粗加工坯料；

62、判斷模塊，所述判斷模塊判斷加工總時(shí)長是否大于預(yù)設(shè)時(shí)間，若是，則對(duì)已有的精加工參數(shù)進(jìn)行修正，若否，則不作任何處理，判斷模塊根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)果判斷切削表面尺寸精度是否合格；

63、參數(shù)獲取模塊，所述參數(shù)獲取模塊獲取加工原材料的第一剛性參數(shù)，獲取精加工刀具的第二剛性參數(shù)，獲取精加工刀具旋轉(zhuǎn)速度；

64、模型建立模塊，所述模型建立模塊建立切削斷刀模型；

65、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，所述數(shù)據(jù)計(jì)算模塊計(jì)算得出精加工刀具的修正切削量速度；

66、參數(shù)優(yōu)化模塊，所述參數(shù)優(yōu)化模塊重新規(guī)劃精加工刀具的行進(jìn)路徑；

67、監(jiān)測模塊，所述監(jiān)測模塊對(duì)精加工刀具切削表面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)時(shí)監(jiān)測時(shí)對(duì)暴露表面監(jiān)測；

68、參數(shù)優(yōu)化模塊，所述參數(shù)優(yōu)化模塊對(duì)精加工刀具的行進(jìn)路徑進(jìn)行優(yōu)化，將優(yōu)化后的行進(jìn)路徑覆蓋原有的行進(jìn)路徑。

69、一種介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀程序，所述計(jì)算機(jī)可讀程序被調(diào)用時(shí)執(zhí)行上述的基于大數(shù)據(jù)的cd紋絲印流程優(yōu)化方法。

70、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

71、通過設(shè)置刀具確定模塊、路徑規(guī)劃模塊、模型建立模塊、數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、參數(shù)優(yōu)化模塊和監(jiān)測模塊，使用粗加工刀具以預(yù)設(shè)切削量速度進(jìn)行加工，得到粗加工坯料，粗加工刀具剛性大，因此，單位時(shí)間的切削量大，不會(huì)斷刀，且粗加工坯料對(duì)精度要求不高，因此，切削速度快產(chǎn)生的較大的震動(dòng)所導(dǎo)致的誤差，不會(huì)對(duì)最終的精度產(chǎn)生影響，而使用精加工刀具加工時(shí)，采用模塊建立切削斷刀模型計(jì)算得出精加工刀具所能達(dá)到的最大的修正切削量速度，進(jìn)而可以保證精加工刀具能以最快的速度進(jìn)行切削，從而能降低紋絲印加工的時(shí)間，提升加工的效率，此外，對(duì)切削表面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)的反向補(bǔ)償，優(yōu)化切削精度，進(jìn)而保證紋絲印的精度。