1.一种萨克斯哨片加工用三轴联动数控控制系统,其特征在于:包括加工机床(1),所述加工机床(1)上设有自动推料送料机构(2)、夹持加工运动机构(3)、加工机构(4)和有序收料机构(5),所述加工机床上设有对自动推料送料机构(2)、夹持加工运动机构(3)、加工机构(4)和有序收料机构(5)进行控制的工程电脑(6),其中工程电脑(6)内安装有数控控制系统;所述工程电脑(6)根据数控控制系统控制自动推料送料机构(2)将萨克斯哨片毛坯送入到夹持加工运动机构(3)内进行定位,然后后控制加工机构(4)对夹持加工运动机构(3)上的将萨克斯哨片进行加工,加工完成后夹持加工运动机构(3)的将萨克斯哨片送入到有序收料机构(5)内进行有序收料;
所述数控控制系统包括监控模块,监控模块分别对自动推料送料机构的送料状态、夹持加工运动机构的夹持状态经监控,当自动推料送料机构的送料状态、夹持加工运动机构的夹持状态都处于正常时,则进行加工工作,否则停机维修。
2.根据权利要求1所述的一种萨克斯哨片加工用三轴联动数控控制系统,其特征在于,所述数控控制系统包括中心应用模块,所述中心应用模块包括初始化模块、检测模块、人机界面模块、运动控制模块、参数设置模块和数据生成模块;
所述的初始化模块用于对变量初始化和位置参数初始化;用于确保各电机轴在开机后进入正确的加工准备状态和位置;
所述的检测模块包括设置对各个机构中的电机轴进行检测的传感器;
所述的人机界面模块包括操作面板模块、状态信息栏模块和菜单工具栏模块;所述状态信息栏模块用于对系统的状态动态显示;所述的系统的状态动态包括各电机轴的伺服状态、各电机轴的运动状态、系统中传感器的状态和各电机轴的报警状态;
所述的运动控制模块包括自动加工模块、启停控制模块以及对各电机轴进行回零的自动回零模块;
所述的参数设置模块包括加工刀具参数设置模块、对夹持加工运动机构进行设置的原点参数设置模块、运动参数设置模块;
所述的数据生成模块包括数据输入和保存模块,数据算法拟合模块和数据修改与展示模块;所述数据输入和保存模块用于对萨克斯哨片曲面的原始数据进行输入和保存,所述数据算法拟合模块用于对萨克斯哨片曲面的原始数据进行拟合形成加工数据,所述数据修改与展示模块用于对加工数据进行修改和展示。
3.根据权利要求2所述的一种萨克斯哨片加工用三轴联动数控控制系统,其特征在于,所述中心应用模块包括运动展示模块,所述运动展示模块用于对各电机轴的运动参数进行展示。
4.根据权利要求2所述的一种萨克斯哨片加工用三轴联动数控控制系统,其特征在于,所述自动回零模块对各电机轴进行回零方法是,首先进行初始化确保各电机轴在开机后进入正确的加工准备状态和位置,然后对运动参数进行设置,所述运动参数包括搜索距离、速度和平滑时间;然后各电机轴进行运动,进而带动平台运动,直至触发设置在各个机构中的原点开关,则停止运动,则各电机轴完成回零工作。
5.根据权利要求2所述的一种萨克斯哨片加工用三轴联动数控控制系统,其特征在于,所述数据算法拟合模块的算法拟合方法是,包括以下几个步骤,步骤1,首先通过原始模型得到萨克斯哨片曲面的原始数据,进而得到萨克斯哨片曲面的曲线;
步骤2,通过萨克斯哨片曲面的网格划分获得的点云来恢复得到原始曲线曲面模型,并利用插值逼近方法拟合得到原始曲线曲面模型的插值曲线,进而得到原始曲线曲面模型的插值曲面;
步骤3,利用线性回归模型多项式基对进行插值曲线进行曲线拟合分析,得到拟合曲线,进而得到初步曲面;
步骤4,通过基于奇异值分解方法对初步曲面进行曲面拟合,得到最终的拟合曲面。
6.根据权利要求5所述的一种萨克斯哨片加工用三轴联动数控控制系统,其特征在于,所述步骤2中利用插值逼近方法拟合得到原始曲线曲面模型的插值曲线的方法是,把萨克斯哨片曲面的原始数据进行编号,设为Xi,i=1,2,3,…,n,并且数据按序排列,最终会得到曲线f(x),这些点均出现在曲线上,把f(x)称为插值曲线;而把通过Xij,i=1,2,
3,…,n,j=1,2,3,…,n的曲面叫做插值曲面f(u,v),参数u和v为曲面参数坐标。
7.根据权利要求5所述的一种萨克斯哨片加工用三轴联动数控控制系统,其特征在于,所述步骤3中利用线性回归模型多项式基对进行插值曲线进行曲线拟合分析的方法是,建立线性回归模型y=w'x+e,其中e为误差,w是待计算的参数系数,代表模型中存在的多个因子的联系,若存在多个自变量,其表达式为T
f(x)=wx+b=w1x1+w2x2+...+wnxn+b,其中,x可取参数如(x1,x2,x3,…,xi,…,xn),i取不同值代表不同的参数值,其中w=(w1,w2,w3,…,wn),在推算出w和b之后,各参数之间的联系用线性模型即可表示出来;
利用最小二乘法对线性模型进行求解,对w和b模型参数进行优化,其表达式为,
式中w和b分别表示为w*和b*,b*是一个标量,代表优化误差值,则有,令上式为零,来进行最优求解w和b,计算得:进行矩阵计算,X表示我们已有的数据集,每一行代表一个样例,大小为n*(m+1),用J表示(w,b),那么
T
Y=(y1,y2,...,yn) ,* T
则有J=argmin(Y‑XJ) (Y‑XJ),对J求偏导,并使偏导数为零即可求出J的最优解,* T ‑1 T
J=(XX) XY,进而得到最优线性回归模型。
8.根据权利要求5所述的一种萨克斯哨片加工用三轴联动数控控制系统,其特征在于,所述步骤4中的通过基于奇异值分解方法对初步曲面进行曲面拟合的方法是,设有一个矩阵M,为m*n并且秩为R的实数矩阵,那么存在m阶正交矩阵U,n阶正交矩阵I,满足T
M=UDI,
其中D为m*n阶矩阵,
其中σi,i=1,2,…,R,是矩阵M的奇异值,假设给定测量数据点Pi(xi,yi,zi),(i=1,2,3,…m,j=1,2,3,…n),则M=aij=zij,m维向量uk,对于数据点(xi,(uk)i),i=1,2,…,m,利用曲线拟合可以得到曲线函数uk(x),k=
1,2,…,R;同理,对于n维向量Ik,数据点(yi,(Ik)j),j=1,2,…,n,也可以得到曲线拟合函数Ik(y),k=1,2,…,R;
其中,公式(5‑23)可改写为由上式可推导出
其中i=1,2,…,m,j=1,2,…,n。则二元曲面函数可表示为
9.根据权利要求5所述的一种萨克斯哨片加工用三轴联动数控控制系统,其特征在于,所述步骤4中对最终得到的拟合曲面进行验证分析,且验证分析的方法是构造贝塞尔曲线,贝塞尔曲线基于Bernstein多项式来构造,其中n次Bernstein多项式表示如下:其中,t∈[0,1], 构造的n次参数曲线段表示为式中,u∈[0,1],pi是用来控制特征多边形的顶点,给定n+1个控制顶点pi(i=0,1,2,…,n),权因子wi(i=0,1,2,…,n),n次的有理贝塞尔曲线表达式如下
其中, 是n次的伯恩斯坦基函数,通常为了与非有理贝塞尔曲线定义一致,表达式记为
给定平面上一组控制点pi(i=0,1,2,3,…),三次的T‑Bézier曲线表达式如下其中,
2
b0(t)=(1‑γsint)(1‑sint) ,b1(t)=sint(1‑sint)(2+γ‑γsint),b2(t)=cost(1‑cost)(2+γ‑γcost),2
b3(t)=(1‑γcost)(1‑cost) ;
其中 γ∈[0,1]。