CN120297163A 结合数字孪生的数控加工模型验证方法及系统 （上海巅思智能科技有限公司）

结合数字孪生的数控加工模型验证方法及本发明提供一种结合数字孪生的数控加工实测数据序列与虚拟孪生模型仿真数据序列按加工阶段标识对应组成的数控加工孪生数据关模型偏差分析模型对验证特征对应集进行偏差结果推导确定虚拟孪生模型在加工动作及材料参数调整方向与结构修正内容的模型优化指导信息，有效提升了虚拟孪生模型的精度和可靠2获取数控加工孪生数据关联集，所述数控加工孪生数据关联集由列与仿真数据序列均包含加工动作特征序列与材料响应特征序对所述数控加工孪生数据关联集进行特征空间统一化处理，生成验特征构成，所述实测综合特征为实测数据序列的动作特征序列与响应特征序列的融合表通过预训练的模型偏差分析模型对所述验证特征对应集进行偏差分基于所述模型偏差分析结果进行验证逻辑推导处理，确定虚拟孪生根据所述具体偏差位置生成模型优化指导信息，所述模型优化记录物理加工过程的连续动作指令流与对应材料状态变化流，料状态变化流包含工件表面形貌的连续测量数据与内部应力的连续在虚拟孪生模型中执行与物理加工过程相同的加工任务，生成与将具有相同加工阶段标识的物理阶段数据组与虚拟阶段数据组进行从数控加工设备的控制系统中获取加工过程的G代码执行记录，解提取所述G代码执行记录中每个指令段的进给速率设定值，按时间顺序排列生成所述进给速率的时序变化序列；提取所述G代码执行记录中每个切削阶段的深度设定值，按加工阶段顺序排列生成所述切削深度的分段设置序列；通过光学三维扫描仪采集工件表面的连续形貌数据，对所述形貌数据3通过嵌入工件内部的应变传感器采集加工过程中的应力信号，对所将所述刀具移动轨迹的坐标点序列、进给速率的时序变化序列、对所述物理阶段数据组中的动作指令子流进行特征提取，生成包对所述物理阶段数据组中的材料状态变化子流进行特征提取，生成将所述加工动作特征序列与材料响应特征序列进行维度融合处理对虚拟阶段数据组中的仿真动作指令子流进行特征提取，生成包含轨迹平滑性描述、对虚拟阶段数据组中的仿真材料状态变化子流进行特征提取，生成包含形貌预测偏将所述仿真动作特征序列与仿真响应特征序列进行维度融合处理对所述实测综合特征与仿真综合特征进行特征维度对齐处理，通过特计算所述动作指令子流中刀具移动轨迹坐标点序列的计算所述动作指令子流中进给速率时序变化序列的相邻计算所述动作指令子流中切削深度分段设置序列的相邻阶段将所述轨迹曲率分布特征、速率波动模式特征及深度变化规律特征进行特征级联处将所述验证特征对应集输入所述模型偏差分析模型的特征匹配模块4通过所述模型偏差分析模型的关联分析模块，针对匹配度数值未利用所述模型偏差分析模型的模式归纳模块，对匹配度数值的分布模式进行分类处将所述匹配度数值、关联影响系数及差异类别信息进行整合，生成过所述模型偏差分析模型的关联分析模块，针对匹配度数值未达到预设标准的特征维度，筛选匹配度数值未达到预设标准的特征维度对所述待分析维度集合中的每个特征维度，计算其与其它所有特征维度的协方差值，所述协方差值用于表示两个特征维度之间的线性关根据所述协方差值的正负号确定关联影响的方向，根据所述协方解析所述模型偏差分析结果中的关联影响系数，提取关联影响系数识别所述关键差异维度对应的特征类型，判断其属于加工动作特征还是材料响应特对所述差异类别信息中的加工动作特征差异类别与材料响应特征差异类别分别进行结合所述关键差异维度、建模类型及模型参数组合信息针对所述加工动作建模中的轨迹预测模块偏差，提取所述模型偏针对材料响应建模中的应力计算模块偏差，分析所述模型偏差分析5对所述动作建模优化策略与响应建模优化策略进行影响关系梳理将所述需要优先调整的参数组合、需要优先修正6据序列与仿真数据序列均包含加工动作特征序列与材料响应特对所述数控加工孪生数据关联集进行特征空间统一化处理，生成验证特征对应7[0006]图1是本发明实施例提供的结合数字孪生的数控加工模型验证方法的执行流程示[0007]图2是本发明实施例提供的结合数字孪生的数控加工模型验证系统的示例性硬件[0008]下面结合说明书附图对本发明进行具体说明，图1是本发明一种实施例提供的结加工过程的实测数据序列与虚拟孪生模型的仿真数据序列按加工阶段标识一一对应组成，所述实测数据序列与仿真数据序列均包含加工动作特征序列与材料响应特征序列。[0010]本实施例中，以航空航天领域中某复杂形状的金属零部刀具移动轨迹的坐标点序列。8顺序排列生成所述切削深度的分段设置序列。生成工件内部应力的连续监测数据，记为E。该连续监测数据集合是一个多维度的数值集度的分段设置序列C、工件表面形貌的连续测量数据D及工件内部应力的连续监测数据E进9孪生数据关联集由物理加工过程的实测数据序列与虚拟孪生模型的仿真数据序列按加工[0035]步骤S1211：计算所述动作指令子流中刀具移动轨迹坐标点序列的相邻三点曲率[0039]步骤S1213：计算所述动作指令子流中切削深度分段设置序列的相邻阶段深度差[0042]将生成的轨迹曲率分布特征F、速率波动模式特征G和深度变化规律特征H进行特所述材料响应特征序列。[0062]将生成的轨迹平滑性描述特征N、速率一致性描述特征O和深度精准性描述特征P征序列。[0065]步骤S1251：比较所述仿真材料状态变化子流中的工件表面形貌预测数据与实际[0066]将仿真材料状态变化子流中的工件表面形貌预测数据与实际测量的工件表面形[0067]步骤S1252：对比所述仿真材料状态变化子流中的工件内部应力分布预测数据与[0068]将仿真材料状态变化子流中的工件内部应力分布预测数据与实际监测的工件内其综合反映了虚拟模型对工件内部应力分布预测与实际所述仿真响应特征序列。维度的数值集合，其全面地反映了虚拟模型在材料响应方面的预测情况与实际情况的差[0072]将仿真动作特征序列Q和仿真响应特征序列T进行维度融[0074]实测综合特征M和仿真综合特征U虽然都包含了加工动作[0076]步骤S131：将所述验证特征对应集输入所述模型偏差分示任意一个特征维度的差异对其它特征维度的可以帮助后续分析虚拟孪生模型在不同方面的偏型在加工动作建模环节与材料响应建模环节中的具果关键偏差环节的建模类型为加工动作建模环节，且关键差异维度主要与刀具轨迹相关，分析结果中提取轨迹曲率分布匹配度数值与轨迹平滑性描述匹配度数值的关联影响系数。这两个匹配度数值分别反映了实际加工过程中刀具轨迹的曲率分布情况和虚拟模型预测的轨迹平滑性与实际情况的匹配程度。关联影响系数表示了这两个特征之间的关联程度。据关联影响系数的具体数值确定需要优先调整的参数组合与需要优[0111]步骤S1532：将关联影响系数之和大于设定阈值的参数组合确定为需要优先调整中较为重要的参数组合。将每个参数组合对应的关联影响系数之和与设定阈值进行比较。体偏差位置在加工动作建模的轨迹预测模块，那么该模块就是对应的虚拟模型内部模块。[0115]步骤S1534：将相关程度大于设定程度的虚拟模型内部模块确定为需要优先修正[0117]步骤S1535：根据所述需要优先调整的参数组合与需要优先修正的虚拟模型内部[0121]图2示出了本申请一些实施例提供的可以实现本申请思想的结合数字孪生的数控[0122]结合数字孪生的数控加工模型验证系统100可以是通用服务