一種基于nc代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：第一步：輸入預(yù)加工零件程序代碼、零件材料及厚度；第二步：分析代碼，獲得空走絲、直線切割、圓弧切割各部分參數(shù)；第三步：調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得基礎(chǔ)參數(shù)；第四步：調(diào)用能耗預(yù)測(cè)模型，獲得預(yù)測(cè)能耗值。本發(fā)明能夠通過(guò)NC代碼、零件材料及厚度，預(yù)測(cè)出所需總能耗。本發(fā)明中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)法獲得。
【專利說(shuō)明】-種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及能耗預(yù)測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法 的技術(shù)領(lǐng)域。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 線切割是一種利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲(稱為電極絲)作電極并對(duì)工件進(jìn)行脈沖 火花放電蝕除金屬、切割成型的加工方法。電火花線切割工作時(shí)，在電極絲和工件之間進(jìn)行 脈沖放電。電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極。當(dāng)來(lái)一個(gè)電脈沖時(shí)，在電極 絲和工件之間產(chǎn)生一次火花放電，在放電通道的中屯、溫度瞬時(shí)可高達(dá)l〇〇〇〇°C W上，高溫使 工件金屬烙化，甚至有少量氣化，高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分產(chǎn)生氣化，運(yùn)些 氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速膨脹，并具有爆炸的特性。運(yùn)種熱膨脹和局部微爆炸， 拋出烙化和氣化了的金屬材料而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件材料進(jìn)行電蝕切割加工。
[0003] 線切割的能耗主要來(lái)源有電腦主機(jī)能耗Ec日化computer )、運(yùn)絲能耗Ew化wire- feed)、水累沖水能耗 Ep 化 pump)、照明燈能耗垃化 lamp) 的固定功率的能耗 W 及切割能耗 Ecu 化cutting)的變功率的能耗。對(duì)于線切割能耗，若能直接根據(jù)NC代碼進(jìn)行預(yù)測(cè)，則在加工 前，可直接由程序獲得能耗。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提出一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù) 測(cè)方法，能夠通過(guò)NC代碼、零件材料及厚度，預(yù)測(cè)出所需總能耗。本發(fā)明中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)通 過(guò)實(shí)驗(yàn)法獲得。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法，包括W 下步驟：
[0006] 第一步:輸入預(yù)加工零件程序代碼、零件材料及厚度；
[0007] 第二步:分析代碼，獲得空走絲、直線切割、圓弧切割各部分參數(shù)；
[000引第=步:調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得基礎(chǔ)參數(shù)；
[0009]第四步：調(diào)用能耗預(yù)測(cè)模型，獲得預(yù)測(cè)能耗值：空走絲能耗Ekw通過(guò)
-求解，其中Edkw為單位時(shí)間下的空走絲能耗、Xkw為空走絲長(zhǎng)度、Vw為空走 絲速度;直線切割能耗Ezcu通過(guò)
^^解，其中6〇2〇1為單位時(shí)間厚 度下的直線切割能耗、Xzgu為直線切割總長(zhǎng)度、VGU為切割走絲速度、ns為速度系數(shù)、riH為厚度 系數(shù)、nc為材料系數(shù)；圓弧切割能耗Eycu通過(guò)
求解，其中 Edycu為單位時(shí)間厚度下的圓弧切割能耗、Xycu為圓弧切割總長(zhǎng)度、恥為曲率系數(shù);電腦主機(jī)能 耗Eco通過(guò) ，為單位時(shí)間電腦主機(jī)能耗；
運(yùn)絲能耗E f^EDw為單位時(shí)間運(yùn)絲能耗； 水累沖水I 其中Edp為單位時(shí)間水累沖 水能耗;照 求解，其中a為0或1，a為0表 不未開(kāi)燈，a為1表不開(kāi)燈，Edl為單位時(shí)間照明燈能耗；總能耗Ez通過(guò)Ez = Ekw+Ezcu+Eycu+Eco+Ew 巧P+化求解。
[0010] 作為優(yōu)選，所述第二步中的分析代碼方法為:判斷預(yù)加工零件程序代碼中是否有 B，區(qū)分采用3B格式程序處理方法和ISO格式程序處理方法，獲得空走絲、直線切割、圓弧切 割各部分參數(shù):空走絲長(zhǎng)度、直線切割總長(zhǎng)度、圓弧切割總長(zhǎng)度、圓弧切割半徑。
[0011] 作為優(yōu)選，所述第=步中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括材料系數(shù)化、厚度系數(shù)扣、速度系數(shù)ns、 空走絲速度Vw、切割走絲速度VCU、單位時(shí)間下的空走絲能耗Edkw、單位時(shí)間厚度下的直線切 割能耗Edzcu、單位時(shí)間厚度下的圓弧切割能耗Edycu、曲率系數(shù)riQ、單位時(shí)間電腦主機(jī)能耗 Edco、單位時(shí)間運(yùn)絲能耗Edw、單位時(shí)間水累沖水能耗Edp、單位時(shí)間照明燈能耗Edl，空走絲速 度vw、切割走絲速度Veu的獲得根據(jù)機(jī)床特性，其余參數(shù)均通過(guò)實(shí)驗(yàn)法獲得，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝 置獲得線切割機(jī)床的功率曲線，功率對(duì)時(shí)間的積分即為能耗，實(shí)驗(yàn)步驟為：
[0012] 第一步:打開(kāi)電腦主機(jī)，此時(shí)所測(cè)得的能耗除W時(shí)間為Edco;
[001引第二步:打開(kāi)水累沖水，單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edp ;
[0014]第S步:運(yùn)絲，單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edw;
[001引第四步:打開(kāi)照明燈，單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edl ;
[0016] 第五步:進(jìn)行走絲，切割到工件前的單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edkw;
[0017] 第六步:直線切割厚度為1mm的不誘鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)相比較第四步增加的 能耗為Edzcu;直線切割情況下，改變切割厚度為nmm，得到厚度nmm下的單位時(shí)間直線切割能 耗6〇邸11，厚度系數(shù)恥滿足6〇邸11 = 11相〇2〇]*扣，從而獲得恤1]1厚度下的厚度系數(shù)扣；
[0018] 第屯步:直線切割厚度為1mm的不誘鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng)度為XiD,直線 切割厚麼為nmm的不誘鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng)度為XnD，從而獲得nmm厚度下的速度 系I
[0019] 第八步：圓弧切割厚度為1mm的不誘鋼工件，切割半徑為1mm的圓形，單位時(shí)間內(nèi)相 比較第四步增加的能耗為Edycu;圓弧切割情況下，改變切割的圓弧半徑為rmm，得到半徑rmm 下的單位時(shí)間圓弧切割能耗E化YCU，曲率系數(shù)滿足EDrYCU=巧EDYcu*riQ，從而獲得rmm半徑下的 曲率系數(shù)no;
[0020] 第九步:直線切割厚度為1mm的其他材料工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)相比較第四步增加 的能耗為Eogzcu，其他材料的材料系數(shù)夫
[0021] 作為優(yōu)選，所述所述速度系數(shù)ns、材料系數(shù)化、厚度系數(shù)riH、曲率系數(shù)riQ、a均為無(wú)量 綱參數(shù)，空走絲長(zhǎng)度Xkw、直線切割總長(zhǎng)度XzciN圓弧切割總長(zhǎng)度Xycln直線切割厚度為1mm的不 誘鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng)度為XiD、直線切割厚度為nmm的不誘鋼工件時(shí)的單位時(shí) 間內(nèi)的切割長(zhǎng)度XnD的單位均為mm，空走絲速度vw、切割走絲速度VCU的單位均為mm/s，空走絲 能耗Ekw、單位長(zhǎng)度厚度下的空走絲能耗Edkw、直線切割能耗EzciN單位長(zhǎng)度厚度下的直線切割 能耗Edzcu、圓弧切割能耗Eycln單位長(zhǎng)度厚度下的圓弧切割能耗Edycu、電腦主機(jī)能耗Ecck單位 時(shí)間電腦主機(jī)能耗Edco、運(yùn)絲能耗臥、單位時(shí)間運(yùn)絲能耗Edw、水累沖水能耗Ep、單位時(shí)間水累 沖水能耗Edp、照明燈能耗El、單位時(shí)間照明燈能耗Edl、總能耗Ez的單位均為J。
[0022] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明能夠通過(guò)NC代碼、零件材料及厚度，預(yù)測(cè)出所需總能 耗。本發(fā)明中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)法獲得。
[0023] 本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 【【附圖說(shuō)明】】
[0024] 圖1是本發(fā)明一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法的方法圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法的代碼分析方法圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法的3B格式程序處理方法圖；
[0027] 圖4是本發(fā)明一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法的3B格式程序圓弧處理方法 圖；
[0028] 圖5是本發(fā)明一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法的ISO格式程序處理方法圖；
[0029] 圖6是本發(fā)明一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法的ISO格式程序圓弧處理方 法圖；
[0030] 圖7是本發(fā)明一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建立方法圖；
[0031] 圖8是本發(fā)明一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法的實(shí)施例切割圖像形狀圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0032] 參閱圖1~圖8,本發(fā)明，包括W下步驟：
[0033] 第一步:輸入預(yù)加工零件程序代碼、零件材料及厚度；
[0034] 第二步:分析代碼，獲得空走絲、直線切割、圓弧切割各部分參數(shù)；
[0035] 第=步:調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得基礎(chǔ)參數(shù)；
[0036] 第四步：調(diào)用能耗預(yù)測(cè)模型，獲得預(yù)測(cè)能耗值：空走絲能耗Ekw通過(guò)
求解，其中Edkw為單位時(shí)間下的空走絲能耗、Xkw為空走絲長(zhǎng)度、Vw為空走 絲速度;直線切割能耗Ezcu通左
求解，其中Edzcu為單位時(shí)間厚 度下的直線切割能耗、Xzgu為直線切割總長(zhǎng)度、VGU為切割走絲速度、ns為速度系數(shù)、IlH為厚度 系數(shù)、nc為材料系數(shù)；圓弧切割能耗Eycu通過(guò)
求解，其中 Edycu為單位時(shí)間厚度下的圓弧切割能耗、材CU為圓弧切割總長(zhǎng)度、n訪曲率系數(shù);電腦主機(jī)能 耗Eco通過(guò) ）為單位時(shí)間電腦主機(jī)能
耗;運(yùn)絲能 t中Edw為單位時(shí)間運(yùn)絲能 耗;水累沖7j ，其中Edp為單位時(shí)間水累 沖水能耗;B I求解，其中a為0或1，a為0 表不未開(kāi)燈，a為1表不開(kāi)燈，Edl為單位時(shí)間照明燈能耗；總能耗Ez通過(guò)Ez = EKW+Ezaj+EYCu+Eco+ Ew+Ep+化求解。
[0037] 具體的，所述第二步中的分析代碼方法為:判斷預(yù)加工零件程序代碼中是否有B， 區(qū)分采用3B格式程序處理方法和ISO格式程序處理方法，獲得空走絲、直線切割、圓弧切割 各部分參數(shù):空走絲長(zhǎng)度、直線切割總長(zhǎng)度、圓弧切割總長(zhǎng)度、圓弧切割半徑。
[0038] 具體的，所述第=步中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括材料系數(shù)％、厚度系數(shù)扣、速度系數(shù)化、空 走絲速度Vw、切割走絲速度VCU、單位時(shí)間下的空走絲能耗Edkw、單位時(shí)間厚度下的直線切割 能耗Edzcu、單位時(shí)間厚度下的圓弧切割能耗Edycu、曲率系數(shù)riQ、單位時(shí)間電腦主機(jī)能耗Edco、 單位時(shí)間運(yùn)絲能耗Edw、單位時(shí)間水累沖水能耗Edp、單位時(shí)間照明燈能耗Edl,空走絲速度vw、 切割走絲速度veu的獲得根據(jù)機(jī)床特性，其余參數(shù)均通過(guò)實(shí)驗(yàn)法獲得，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置獲 得線切割機(jī)床的功率曲線，功率對(duì)時(shí)間的積分即為能耗，實(shí)驗(yàn)步驟為：
[0039] 第一步:打開(kāi)電腦主機(jī)，此時(shí)所測(cè)得的能耗除W時(shí)間為Edco;
[0040] 第二步:打開(kāi)水累沖水，單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edp ;
[OOW 第立步:運(yùn)絲，單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edw;
[0042 ]第四步:打開(kāi)照明燈，單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edl ;
[0043] 第五步:進(jìn)行走絲，切割到工件前的單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edkw;
[0044] 第六步:直線切割厚度為1mm的不誘鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)相比較第四步增加的 能耗為Edzcu;直線切割情況下，改變切割厚度為nmm，得到厚度nmm下的單位時(shí)間直線切割能 耗6〇邸11，厚度系數(shù)恥滿足6〇邸11 = 11相〇2〇]*扣，從而獲得恤1]1厚度下的厚度系數(shù)扣；
[0045] 第屯步:直線切割厚度為1mm的不誘鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng)度為XiD,直線 切割厚度為nmm的不誘鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng)度為XnD，從而獲得nmm厚度下的速度 系避
[0046] 第八步：圓弧切割厚度為1mm的不誘鋼工件，切割半徑為1mm的圓形，單位時(shí)間內(nèi)相 比較第四步增加的能耗為Edycu;圓弧切割情況下，改變切割的圓弧半徑為rmm，得到半徑rmm 下的單位時(shí)間圓弧切割能耗EDrYCU，曲率系數(shù)滿足EDrYCU =巧EDYCU*nQ，從而獲得rmm半徑下的 曲率系數(shù)TlQ ;
[0047] 第九步:直線切割厚度為1mm的其他材料工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)相比較第四步增加 的能耗為Ewzcu，其他材料的材料系數(shù)夫 O
[0048] 具體的，所述所述速度系數(shù)化、材料系數(shù)％、厚度系數(shù)m、曲率系數(shù)riQ、a均為無(wú)量綱 參數(shù)，空走絲長(zhǎng)度Xkw、直線切割總長(zhǎng)度XzciN圓弧切割總長(zhǎng)度Xycln直線切割厚度為1mm的不誘 鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng)度為XiD、直線切割厚度為nmm的不誘鋼工件時(shí)的單位時(shí)間 內(nèi)的切割長(zhǎng)度XnD的單位均為mm，空走絲速度vw、切割走絲速度VGU的單位均為mm/s，空走絲能 耗Ekw、單位長(zhǎng)度厚度下的空走絲能耗Edkw、直線切割能耗EzciN單位長(zhǎng)度厚度下的直線切割能 耗Edzok圓弧切割能耗Eycu、單位長(zhǎng)度厚度下的圓弧切割能耗Edyok電腦主機(jī)能耗Eco、單位時(shí) 間電腦主機(jī)能耗Edco、運(yùn)絲能耗時(shí)、單位時(shí)間運(yùn)絲能耗Edw、水累沖水能耗Ep、單位時(shí)間水累沖 水能耗Edp、照明燈能耗El、單位時(shí)間照明燈能耗Edl、總能耗Ez的單位均為J。
[0049] 本發(fā)明工作過(guò)程：
[0050] 本發(fā)明一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法在工作過(guò)程中，W附圖8所需加工 的圖示形狀的厚度3mm的鑄鐵零件為例說(shuō)明，只知道需加工厚度為3mm，材料為鑄鐵，NC程序 如下所示，分兩種情況獲得空走絲、直線切割、圓弧切割各部分參數(shù)，已知3B格式程序和已 知ISO格式程序。一個(gè)單位長(zhǎng)度，為1mm; -個(gè)單位厚度為1mm; -個(gè)單位時(shí)間為1S。
[0化1] 情況一：
[0化2] 3B格式程序?yàn)椋?br>[005；3] NOOl B BlOOOO BlOOOO GY L4;
[0054] N002 B B25000 B50000 GX SRl；
[005引 N003 B3 B3 B30000 GX L3;
[0056] N004 B3 B3 B30000 GX L2；
[0057] N005 BlOOOO B24000 B42000 GX NR4；
[005引 N006 B70000 B B70000 GX Ll；
[0059] N007 B BlOOOO BlOOOO GY L2；
[0060] N008 D。
[0061] 第一步:識(shí)別N為順序字，N的數(shù)目為n = 8;
[0062] 第二步:補(bǔ)全程序，對(duì)于每一行程序，識(shí)別B后若無(wú)空格，則補(bǔ)充數(shù)字0;識(shí)別B后數(shù) 值為個(gè)位數(shù)，則識(shí)別第=個(gè)B數(shù)值0的數(shù)目，于前面缺損數(shù)值后添上該數(shù)目0，變?yōu)椋?br>[0063] NOOl BO BlOOOO BlOOOO GY L4；
[0064] N002 BO B25000 B50000 GX SRl；
[00化]N003 B30000 B30000 B30000 GX L3;
[0066] N004 B30000 B30000 B30000 GX L2；
[0067] N005 BlOOOO B24000 B42000 GX NR4；
[0068] N006 B70000 BO B70000 GX Ll；
[0069] N007 BO BlOOOO BlOOOO GY L2；
[0070] N008 D；
[0071] 第S步:對(duì)比第一行和第7行程序，獲取空走絲長(zhǎng)度Xkw為15mm，直線切割長(zhǎng)度為兩 行第S個(gè)B后數(shù)值除1000后減去15mm即為5mm;
[0072] 第四步:將帶L的程序行進(jìn)行直線切割參數(shù)提取操作，提取方法為:第一個(gè)B后的數(shù) 據(jù)記BI,第二個(gè)B后的數(shù)據(jù)記B2,長(zhǎng)度為B1、B2平方和的根號(hào)值，單位um;第3行程序、第4行程 序、第 6 行程序進(jìn)行長(zhǎng)度提取分別為為 ,提取 到的參數(shù)累計(jì)為直線切割總長(zhǎng)度
[0073]第五步:將帶R的程序行進(jìn)行圓弧切割參數(shù)提取操作，將依次提取到的數(shù)據(jù)累加， 直至累加完最后一段帶R的程序，從而獲得圓弧切割總長(zhǎng)度Xycu:第一步:獲取起點(diǎn)所在象 限、切割方向：第2行程序?yàn)閹Rl，起點(diǎn)在第一象限，切割方向順時(shí)針;第5行程序?yàn)閹R4， 起點(diǎn)在第四象限，切割方向逆時(shí)針;第二步:求解此象限在該計(jì)數(shù)方向長(zhǎng)度值、圓弧長(zhǎng)，幾何 方法求解:第2行程序的第一象限內(nèi)計(jì)數(shù)方向長(zhǎng)度值用幾何方法求解得到25000um，圓弧長(zhǎng) 為125003ium，r = 25000um;第5行程序的第四象限內(nèi)計(jì)數(shù)方向長(zhǎng)度值用幾何方法求解得到 leOOOum，圓弧長(zhǎng)j
r = 26000um;第S步：判斷計(jì)數(shù)長(zhǎng)度與第二步所 求長(zhǎng)度關(guān)系，并求解:第2行程序的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為SOOOOum, 50000um〉25000um，則此象限內(nèi)長(zhǎng)度 為第二步所求長(zhǎng)度125003mm，其余象限由下面操作獲得；第5行程序的計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為 42000um，42000um〉16000um，則此象限內(nèi)長(zhǎng)度為第二步所求長(zhǎng)度
其 余象限由下面操作獲得;第四步:判斷經(jīng)過(guò)的象限區(qū)：第2行程序，（計(jì)數(shù)長(zhǎng)度SOOOOum-第二 步所求長(zhǎng)度25000um)/半徑25000um得1余0,則根據(jù)14321432序列數(shù)判斷出順時(shí)針切割14兩 個(gè)象限;第5行程序，（計(jì)數(shù)長(zhǎng)度42000um-第二步所求長(zhǎng)度ieOOOum)/半徑26000um得1余0，則 根據(jù)12341234序列數(shù)判斷出逆時(shí)針切割41兩個(gè)象限;第五步:分象限求解，整個(gè)包含象限為 整圓的四分之一，未整個(gè)包含的象限利用幾何關(guān)系求解:第2行程序的第四象限內(nèi)圓弧長(zhǎng)為 1250〇3Tum，第5行程序的第一象限內(nèi)圓弧長(zhǎng)為130003Tum;第六步：累計(jì)各象限圓弧長(zhǎng)度獲得 計(jì)數(shù)長(zhǎng)度大于第二步所求長(zhǎng)度時(shí)的圓弧切割長(zhǎng)度，第2行程序?yàn)?50003mm= 2531mm，第5行程
序：
[OC
[0075] 情況二：
[0076] ISO格式程序?yàn)椋?br>[0077] NOOl GOO XO YO；
[007引 N002 GOl Y-1000 O；
[00巧]N003 G02 Y-60000 J-35000;
[0080] N004 GOl X-30000 Y-90000;
[0081 ] N005 GOl X-60000 Y-60000;
[0082] N006 G03 X-70000 Y-1000 O 1-70000 J-36000;
[0083] N007 GOl Y-10000；
[0084] N008 GOO XO YO；
[0085] N009 M02。
[008引第一步:識(shí)別N為順序字，N的數(shù)目為n，n為9;
[0087] 第二步:補(bǔ)全程序，對(duì)于每一行程序，識(shí)別X、Y僅出現(xiàn)其一，則補(bǔ)充另一字母并在該 字母后補(bǔ)充數(shù)字0;識(shí)別I、J僅出現(xiàn)其一，則補(bǔ)充另一字母并在該字母后補(bǔ)充數(shù)字0，變?yōu)椋?br>[0088] NOOl GOO XO YO；
[0089] N002 GOl XO Y-1000 O；
[0090] N003 G02 XO Y-60000 IO J-35000;
[0091] N004 GOl X-30000 Y-90000;
[0092] N005 GOl X-60000 Y-60000;
[0093] N006 G03 X-70000 Y-1000 O 1-70000 J-36000;
[0094] N007 GOl XO Y-1000 O；
[0095] N008 GOO XO YO；
[0096] N009 M02；
[0097] 第S步:第S步：比較前兩行和末兩行程序，獲取空走絲長(zhǎng)度Xkw為15mm，直線切割 長(zhǎng)度為：第二段運(yùn)行長(zhǎng)度X2、Y2平方和的根號(hào)值+末S行的Xn-2、Yn-2平方和的根號(hào)值- 15000,單位為UH
[0098] 第四步:將除前兩行和末=行的帶GOl的程序行進(jìn)行直線切割參數(shù)提取操作，提取 方法為:假設(shè)提取第i步數(shù)據(jù)，(Xi-Xi-l)、(Yi-Yi-l)平方和的根號(hào)值即為此步操作的長(zhǎng)度，單位 為皿;提取到的數(shù)據(jù)累計(jì)為直線切割總長(zhǎng)度Xzcu;第4行程序、第5行程序、第7行程序均為除前兩 行和末立行的帶GOl的程序行，根據(jù)上述方法獲得立行的直線切害化度為:3〇V^誦、30怎mm、 70mm，從而累計(jì)得直線切割總長(zhǎng)度= (5 + 30尤+3〇VI+70);誦=(巧+謝怎如炮；
[0099] 第五步:將識(shí)別到G02、G03的程序行進(jìn)行圓弧切割參數(shù)提取操作，提取到的數(shù)據(jù)累 計(jì)為圓弧切割總長(zhǎng)度Xycu :第一步:獲取起點(diǎn)坐標(biāo)、圓屯、坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、半徑;起點(diǎn)坐標(biāo)提取 上一行程序的X、Y后面數(shù)值組成，圓屯、坐標(biāo)為本行程序的I、J后面數(shù)值組成，終點(diǎn)坐標(biāo)為本 行程序的X、Y后面數(shù)值組成，半徑為起點(diǎn)與圓屯、的距離，第3行程序，起點(diǎn)坐標(biāo)(0,-10000)、 圓屯、坐標(biāo)(0,-35000)、終點(diǎn)坐標(biāo)(0,-60000)、半徑25000;第6行程序，起點(diǎn)坐標(biāo)(-60000，- 60000 )、圓屯、坐標(biāo)(-70000，-36000 )、終點(diǎn)坐標(biāo)(-70000，-10000 )、半徑 26000;第二步:歸原 化:轉(zhuǎn)化為零點(diǎn)坐標(biāo)，起點(diǎn)坐標(biāo)、圓屯、坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)的橫縱坐標(biāo)均減去圓屯、坐標(biāo)的數(shù)值，第 3行程序，起點(diǎn)坐標(biāo)(0，25000 )、圓屯、坐標(biāo)(0，0 )、終點(diǎn)坐標(biāo)(0，-25000);第6行程序，起點(diǎn)坐標(biāo) (10000,-24000)、圓屯、坐標(biāo)(0,0)、終點(diǎn)坐標(biāo)(0,26000);第=步:判斷起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)所 在象限，判斷方法為:橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)均為正為第一象限，橫坐標(biāo)為負(fù)、縱坐標(biāo)為正為第二象 限，橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)均為負(fù)為第S象限，橫坐標(biāo)為正、縱坐標(biāo)為負(fù)為第四象限，第3行程序，起 點(diǎn)在第一象限，終點(diǎn)在第四象限;第6行程序，起點(diǎn)在第四象限，終點(diǎn)在第一象限;第四步:判 斷經(jīng)過(guò)的象限區(qū)，帶G02的程序段根據(jù)14321432序列數(shù)判斷，起終點(diǎn)所在象限數(shù)字按順序出 現(xiàn)的字串，要求不超過(guò)四個(gè)數(shù)字;帶G03的程序段根據(jù)12341234序列數(shù)判斷，起終點(diǎn)所在象 限數(shù)字按順序出現(xiàn)的字串，要求不超過(guò)四個(gè)數(shù)字;第3行程序，過(guò)第一象限、第四象限;第6行 程序，過(guò)第四象限、第一象限；第五步:分象限求解，整個(gè)包含象限為整圓的四分之一，未整 個(gè)包含的象限利用幾何關(guān)系求解，第3行程序，第一象限為125003mm，第四象限為1250031 um;第6行程序，第四象限式
，第一象限為130003mm;第六步：累計(jì)各象限圓
弧長(zhǎng)度，第3行程序?yàn)?50003mm = 2531mm;第6行i
[0100] 將提取到的參數(shù)累計(jì)為圓弧切割總長(zhǎng)J
[0101] 依據(jù)3B程序或ISO程序獲得空走絲、直線切割、圓弧切割各部分參數(shù)后，即可調(diào)用 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得基礎(chǔ)參數(shù)，基礎(chǔ)參數(shù)包括空走絲速度Vw、切割走絲速度VGU、速度系數(shù)化、厚 度系數(shù)恥、材料系數(shù)化、曲率系數(shù)riQ。上述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)除空走絲速度Vw和切割走絲速度VCU由 機(jī)床特性獲得外，其余通過(guò)實(shí)驗(yàn)法構(gòu)建。調(diào)用能耗預(yù)測(cè)模型，即可獲得預(yù)測(cè)能耗值。
[0102] 本發(fā)明，能夠通過(guò)NC代碼、零件材料及厚度，預(yù)測(cè)出所需總能耗。本發(fā)明中的基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)法獲得。
[0103] 上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明的限定，任何對(duì)本發(fā)明簡(jiǎn)單變換后 的方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法，其特征在于:包括以下步驟： 第一步:輸入預(yù)加工零件程序代碼、零件材料及厚度； 第二步:分析代碼，獲得空走絲、直線切割、圓弧切割各部分參數(shù)； 第三步:調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得基礎(chǔ)參數(shù)； 第四步：調(diào)用能耗預(yù)測(cè)模型，獲得預(yù)測(cè)能耗值:空走絲能耗EK?diS求 解，其中Edkw為單位時(shí)間下的空走絲能耗、Xkw為空走絲長(zhǎng)度、^為空走絲速度;直線切割能耗 Ezcu通求解，其中Edzcu為單位時(shí)間厚度下的直線切割能耗、 Xzcu為直線切割總長(zhǎng)度、ναι為切割走絲速度、ns為速度系數(shù)、Hh為厚度系數(shù)、ne為材料系數(shù);圓 弧切割能耗Eycu通過(guò)求解，其中Edycu為單位時(shí)間厚度下的 圓弧切割能耗、Xycli為圓弧切割總長(zhǎng)度、HQ為曲率系數(shù)；電腦主機(jī)能耗Ecq通過(guò)CO為單位時(shí)間電腦主機(jī)能耗;運(yùn)絲能耗 ?中Edw為單位時(shí)間運(yùn)絲能耗;水栗沖水 軍，其中Edp為單位時(shí)間水栗沖水能耗;照 ')求解，其中a為O或I，a為O表不未開(kāi)燈， a為1表不開(kāi)燈，Edl為單位時(shí)間照明燈能耗；總能耗Ez通過(guò)Ez = Ekw+Ezcu+Eycu+Ecq+Ew+Ep+El求 解。2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法，其特征在于:所述第二 步中的分析代碼方法為:判斷預(yù)加工零件程序代碼中是否有B，區(qū)分采用3B格式程序處理方 法和ISO格式程序處理方法，獲得空走絲、直線切割、圓弧切割各部分參數(shù):空走絲長(zhǎng)度、直 線切割總長(zhǎng)度、圓弧切割總長(zhǎng)度、圓弧切割半徑。3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法，其特征在于:所述第三 步中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)包括材料系數(shù)％、厚度系數(shù)ΠΗ、速度系數(shù)ns、空走絲速度 Vw、切割走絲速度 VCU、單位時(shí)間下的空走絲能耗Edkw、單位時(shí)間厚度下的直線切割能耗Edzcu、單位時(shí)間厚度下 的圓弧切割能耗Edycu、曲率系數(shù)HQ、單位時(shí)間電腦主機(jī)能耗E dcq、單位時(shí)間運(yùn)絲能耗Edw、單位 時(shí)間水栗沖水能耗Edp、單位時(shí)間照明燈能耗Edl，空走絲速度vw、切割走絲速度 Vcu的獲得根 據(jù)機(jī)床特性，其余參數(shù)均通過(guò)實(shí)驗(yàn)法獲得，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置獲得線切割機(jī)床的功率曲線， 功率對(duì)時(shí)間的積分即為能耗，實(shí)驗(yàn)步驟為： 第一步:打開(kāi)電腦主機(jī)，此時(shí)所測(cè)得的能耗除以時(shí)間為Edco; 第二步:打開(kāi)水栗沖水，單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edp ; 第三步:運(yùn)絲，單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edw; 第四步:打開(kāi)照明燈，單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edu 第五步:進(jìn)行走絲，切割到工件前的單位時(shí)間內(nèi)增加的能耗為Edkw; 第六步:直線切割厚度為1mm的不銹鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)相比較第四步增加的能耗 為Edz⑶;直線切割情況下，改變切割厚度為nmm，得到厚度nmm下的單位時(shí)間直線切割能耗 EDnZCU，厚度系數(shù)ΠΗ滿足EDnZOJ = n*EDzcu*nH，從而獲得nmm厚度下的厚度系數(shù)ΠΗ; 第七步:直線切割厚度為1mm的不銹鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng)度為X1D，直線切割 厚度為nmm的不銹鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng)度為XnD，從而獲得nmm厚度下的速度系數(shù)第八步：圓弧切割厚度為1mm的不銹鋼工件，切割半徑為1mm的圓形，單位時(shí)間內(nèi)相比較 第四步增加的能耗為Edycu ;圓弧切割情況下，改變切割的圓弧半徑為rmm，得到半徑rmm下的 單位時(shí)間圓弧切割能耗EDrγ CU，曲率系數(shù)滿足EDrYCU = r*EDYCU*nQ，從而獲得rmm半徑下的曲率 系數(shù)nQ; 第九步:直線切割厚度為1mm的其他材料工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)相比較第四步增加的能 耗為Edqzcu，其他材料的材料系數(shù)^4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種基于NC代碼的線切割能耗預(yù)測(cè)方法，其特征在 于:所述所述速度系數(shù)ns、材料系數(shù)％、厚度系數(shù)ΠΗ、曲率系數(shù)nQ、a均為無(wú)量綱參數(shù)，空走絲 長(zhǎng)度X?、直線切割總長(zhǎng)度Xzou圓弧切割總長(zhǎng)度Xyon直線切割厚度為1mm的不銹鋼工件時(shí)的 單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng)度為Xid、直線切割厚度為nmm的不銹鋼工件時(shí)的單位時(shí)間內(nèi)的切割長(zhǎng) 度XnD的單位均為mm，空走絲速度Vw、切割走絲速度ναι的單位均為mm/s，空走絲能耗Ekw、單位 長(zhǎng)度厚度下的空走絲能耗Em?、直線切割能耗Ezon單位長(zhǎng)度厚度下的直線切割能耗E dzcu、圓 弧切割能耗Eyon單位長(zhǎng)度厚度下的圓弧切割能耗EDYCU、電腦主機(jī)能耗Eok單位時(shí)間電腦主 機(jī)能耗Edcq、運(yùn)絲能耗Ew、單位時(shí)間運(yùn)絲能耗Edw、水栗沖水能耗Ep、單位時(shí)間水栗沖水能耗 Edp、照明燈能耗反、單位時(shí)間照明燈能耗Edl、總能耗Ez的單位均為J。
【文檔編號(hào)】G06F17/11GK106021179SQ201610328991
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】鄭軍, 王黎航, 凌瑋
【申請(qǐng)人】浙江科技學(xué)院