一种基于大数据的CD纹丝印流程优化方法、系统及介质与流程

本发明涉及机械加工领域，具体是涉及一种基于大数据的cd纹丝印流程优化方法、系统及介质。

背景技术：

1、cd纹是通过应用精密的cd纹机在金属表面去除材料而得到的，其纹路间距是根据产品的外观尺寸效果而定。这种工艺在业界被广泛认可，因为它能够为金属表面带来一种高档的外观效果。cd纹的纹路类似于cd光盘的纹路，通过这种方式，金属表面可以呈现出一种独特目具有吸引力的视觉效果。cd纹可以通过机械加工进行切割得到。

2、cd纹丝印加工时，使用的刀头很小，单位时间切削量过大，则刀头受到的切削反作用力过大，容易出现断刀或损伤刀头的情况，而单位时间切削量过小，则切削深度或切削的行进速度小，为了切削出目标形状，需耗费大量时间，导致加工出纹丝印的时间延长，导致整个加工过程效率降低，此外加工过程，容易出现导致纹丝印精度不足的情况。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供一种基于大数据的cd纹丝印流程优化方法、系统及介质，本技术方案解决了上述背景技术中提出的cd纹丝印加工时，使用的刀头很小，单位时间切削量过大，则刀头受到的切削反作用力过大，容易出现断刀或损伤刀头的情况，而单位时间切削量过小，则切削深度或切削的行进速度小，为了切削出目标形状，需耗费大量时间，导致加工出纹丝印的时间延长，导致整个加工过程效率降低，此外加工过程，容易出现导致纹丝印精度不足的情况的问题。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于大数据的cd纹丝印流程优化方法，包括：

4、获取加工成型的纹丝印的目标三维图像；

5、获取目标三维图像架工过程中的所用到的至少一种刀具，刀具分为粗加工刀具和精加工刀具；

6、对加工原材料进行三维建模；

7、根据目标三维图像，生成粗加工三维图像；

8、根据粗加工三维图像规划得出粗加工路径，使用预设刚性参数的粗加工刀具以预设切削量速度进行加工，得到粗加工坯料，预设切削量速度由预设走位速度和预设切削深度决定，预设切削量速度为粗加工刀具单位时间的切削量，预设切削量速度等于预设走位速度和预设切削深度的乘积，所述预设切削深度为刀具切削时在加工原材料切削表面以下的给进深度；

9、以已有的精加工参数对粗加工坯料进行加工，得到加工成型的纹丝印，获取加工总时长，判断加工总时长是否大于预设时间，若是，则对已有的精加工参数进行修正，若否，则不作任何处理；

10、获取加工原材料的第一刚性参数，获取精加工刀具的第二刚性参数，获取精加工刀具旋转速度；

11、建立切削断刀模型；

12、根据第一刚性参数、第二刚性参数和精加工刀具旋转速度，计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决定，修正切削量速度为精加工刀具单位时间的切削量，修正切削量速度等于修正走位速度和修正切削深度的乘积，所述修正切削深度为刀具切削时在加工原材料切削表面以下的给进深度；

13、根据修正切削深度，重新规划精加工刀具的行进路径；

14、精加工过程中，获取精加工的刀具加工工序，按照精加工的刀具加工工序进行换刀作业，换刀后，精加工刀具按照对应的行进路径和修正切削量速度进行切削作业；

15、精加工过程中，对精加工刀具切削表面进行实时监测，实时监测时对暴露表面监测；

16、根据实时监测结果判断切削表面尺寸精度是否合格，若是，则不作任何处理，若否，则对精加工刀具的行进路径进行优化，将优化后的行进路径覆盖原有的行进路径。

17、优选的，所述根据目标三维图像，生成粗加工三维图像包括以下步骤：

18、对目标三维图像进行拟合，得到目标三维图像拟合函数；

19、根据目标三维图像拟合函数对目标三维图像放大预设比例，生成粗加工三维图像，所述预设比例大于1。

20、优选的，所述根据粗加工三维图像规划得出粗加工路径包括以下步骤：

21、对粗加工三维图像使用水平面等间距分割，得到至少一个粗加工切片；

22、获取每个粗加工切片的高度；

23、对粗加工切片的边缘进行拟合，得到切片拟合函数，将切片拟合函数与粗加工切片的高度配对；

24、获取预设切削深度，根据切片拟合函数，得到粗加工切片的边缘上每个点的第一切线方程；

25、根据第一切线方程，得到粗加工切片的边缘上每个点的第一法线方程，所述第一法线方程对应的直线与第一切线方程对应的直线垂直；

26、获取粗加工刀具旋转产生的第一切削范围圆的半径，第一切削范围圆的半径减去预设切削深度，得到第一切削范围圆中心与切削面的第一切削间距；

27、在第一法线方程对应的直线上，获取到第一切线方程对应的直线距离为第一切削间距的点，作为粗加工路径拟合点；

28、根据至少一个粗加工路径拟合点，拟合得出粗加工路径拟合函数，将粗加工路径拟合函数与粗加工切片的高度配对。

29、优选的，所述建立切削断刀模型包括以下步骤：

30、获取加工原材料的第一刚性参数范围，获取精加工刀具的第二刚性参数范围，获取精加工刀具的旋转速度范围；

31、等间距分割第一刚性参数范围，得到至少一个第一刚性点；

32、等间距分割第二刚性参数范围，得到至少一个第二刚性点；

33、等间距分割旋转速度范围，得到至少一个旋转速度点；

34、将第一刚性点、第二刚性点和旋转速度点相互配对；

35、以第一刚性点、第二刚性点和旋转速度点的值作为测试参数，对精加工刀具进行测试，得到精加工刀具在断刀前的最大切削量速度；

36、以第一刚性点、第二刚性点和旋转速度点的值为自变量，以最大切削量速度为因变量进行拟合，得到切削量速度拟合函数。

37、优选的，所述根据第一刚性参数、第二刚性参数和精加工刀具旋转速度，计算得出精加工刀具的修正切削量速度包括以下步骤：

38、将第一刚性参数、第二刚性参数和精加工刀具旋转速度代入切削量速度拟合函数，得到修正切削量速度。

39、优选的，所述根据修正切削深度，重新规划精加工刀具的行进路径包括以下步骤：

40、对粗加工坯料使用水平面等间距分割，得到至少一个坯料切片；

41、获取每个坯料切片的高度；

42、对坯料切片的边缘进行拟合，得到坯料拟合函数，将坯料拟合函数与坯料切片的高度配对；

43、获取将粗加工坯料加工为目标三维图像的修正切削深度，根据坯料拟合函数，得到坯料切片的边缘上每个点的第二切线方程；

44、根据第二切线方程，得到坯料切片的边缘上每个点的第二法线方程，所述第二法线方程对应的直线与第二切线方程对应的直线垂直；

45、获取精加工刀具旋转产生的第二切削范围圆的半径，第二切削范围圆的半径减去修正切削深度，得到第二切削范围圆中心与切削面的第二切削间距；

46、在第二法线方程对应的直线上，获取到第二切线方程对应的直线距离为第二切削间距的点，作为精加工路径拟合点；

47、根据至少一个精加工路径拟合点，拟合得出精加工路径拟合函数，将精加工路径拟合函数与坯料切片的高度配对。

48、优选的，所述对暴露表面监测包括以下步骤：

49、激光探头对暴露表面进行建模，得到暴露表面拟合函数；

50、将暴露表面拟合函数与目标三维图像对应位置进行比对，得到暴露表面误差函数；

51、将暴露表面作为积分区域，对暴露表面误差函数积分，得到目标积分值；

52、判断目标积分值是否大于预设值，若是，则切削表面尺寸精度不合格，若否，则切削表面尺寸精度合格。

53、优选的，所述对精加工刀具的行进路径进行优化包括以下步骤：

54、0减去暴露表面误差函数，得到暴露表面修正函数；

55、使用暴露表面修正函数在对应位置对精加工路径拟合函数进行补偿，并使用补偿结果替换原有的精加工路径拟合函数。

56、一种基于大数据的cd纹丝印流程优化系统，用于实现上述的基于大数据的cd纹丝印流程优化方法，包括：

57、图像建模模块，所述图像建模模块获取加工成型的纹丝印的目标三维图像；

58、刀具确定模块，所述刀具确定模块获取目标三维图像架工过程中的所用到的至少一种刀具，刀具分为粗加工刀具和精加工刀具；

59、三维建模模块，所述三维建模模块对加工原材料进行三维建模；

60、图像建模模块，所述图像建模模块根据目标三维图像，生成粗加工三维图像；

61、路径规划模块，所述路径规划模块根据粗加工三维图像规划得出粗加工路径，使用预设刚性参数的粗加工刀具以预设切削量速度进行加工，得到粗加工坯料；

62、判断模块，所述判断模块判断加工总时长是否大于预设时间，若是，则对已有的精加工参数进行修正，若否，则不作任何处理，判断模块根据实时监测结果判断切削表面尺寸精度是否合格；

63、参数获取模块，所述参数获取模块获取加工原材料的第一刚性参数，获取精加工刀具的第二刚性参数，获取精加工刀具旋转速度；

64、模型建立模块，所述模型建立模块建立切削断刀模型；

65、数据计算模块，所述数据计算模块计算得出精加工刀具的修正切削量速度；

66、参数优化模块，所述参数优化模块重新规划精加工刀具的行进路径；

67、监测模块，所述监测模块对精加工刀具切削表面进行实时监测，实时监测时对暴露表面监测；

68、参数优化模块，所述参数优化模块对精加工刀具的行进路径进行优化，将优化后的行进路径覆盖原有的行进路径。

69、一种介质，其上存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时执行上述的基于大数据的cd纹丝印流程优化方法。

70、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

71、通过设置刀具确定模块、路径规划模块、模型建立模块、数据计算模块、参数优化模块和监测模块，使用粗加工刀具以预设切削量速度进行加工，得到粗加工坯料，粗加工刀具刚性大，因此，单位时间的切削量大，不会断刀，且粗加工坯料对精度要求不高，因此，切削速度快产生的较大的震动所导致的误差，不会对最终的精度产生影响，而使用精加工刀具加工时，采用模块建立切削断刀模型计算得出精加工刀具所能达到的最大的修正切削量速度，进而可以保证精加工刀具能以最快的速度进行切削，从而能降低纹丝印加工的时间，提升加工的效率，此外，对切削表面进行实时监测，根据监测结果进行实时的反向补偿，优化切削精度，进而保证纹丝印的精度。