1.一种基于知识图谱优化CAM模板的数控编程方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤1、导入零件MBD设计模型,获取加工特征;
步骤2、特征识别和特征编码:利用特征识别技术识别PMI定位的加工特征,根据识别结果调用程序获取特征的几何信息与拓扑信息;将特征信息进行编码作为步骤3的输入参数步骤3、CAM模板匹配、知识图谱知识查询与推理;
对获取的特征信息编码后作为经过CAM模板库训练后得到的机器学习算法的输入样本,和样本对应的分类标签值,以及匹配到对应该特征的CAM模板;特征信息编码作为CAM领域构建的知识图谱的查询输入量用于获取加工特征信息之间的关联知识,其具体步骤如下:(31)根据历史加工特征的特点制定数控工艺模板,该模板包括走刀规划、加工余量、进退刀方式、刀具选择、切削参数信息;制定完成CAM模板后,选用具有一定数据挖掘能力的集成算法,如Bagging、Boosting、随机森林,从经过实际加工验证的企业数控工序库中抽取典型加工特征的CAM模板,组建典型加工特征的CAM模板库并训练加工特征的几何、拓扑信息编码向量与CAM模板之间的映射模型;
(32)将当前特征编码作为映射模型的输入向量,获取分类的标签值自动匹配合适的CAM模板;
(33)利用特征编码构建领域CAM知识图谱的查询输入量,利用知识图谱的知识推理的功能以获取特征信息与模板参数之间以及模板参数之间显性和隐含的关联知识;
步骤4、匹配模板评估与优化:利用查询数控工艺领域的知识图谱得到的关联知识来评估匹配模板,当评估值低于设定的阈值时,则说明当前模板并不能满足使用要求,需要用关联知识来重新设定模板值以达到优化目的;
步骤5、后处理匹配,NC代码生成:获取MBD模型中该特征工序标注的加工机床信息,利用机床信息查询知识图谱中机床与后处理关联知识,得到与机床匹配的后处理器,利用得到的后处理生成供数控设备使用的数控代码;
步骤6、仿真验证:在仿真软件平台对使用经过评估与优化的CAM模板生成的NC代码进行仿真验证,该步骤主要是检查工件与刀具的过切、欠切,刀具与机床的干涉碰撞情况以判定该模板的合理性;
步骤7、根据仿真结果进行决策:当仿真结果与预期不符,则说明步骤3出现了问题,应通过优化该算法的参数或增大训练数据量来重新训练模型以提高算法模型的性能;当仿真结果符合预期,数控编程方法结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱优化CAM模板的数控编程方法,其特征在于,步骤1的具体内容和方法是:将零件MBD设计模型导入NX、Cero、Solidworks商业三维CAD软件中,利用二次开发的程序获取零件MBD模型中所有PMI定义的加工特征。
3.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱优化CAM模板的数控编程方法,其特征在于,步骤2的具体方法和步骤是:(21)对PMI定位的加工特征进行特征预处理,即特征三角网格化处理以满足特征识别算法的输入要求;
(22)最优训练模型分类;最优训练模型由设计人员通过采用如神经网络、支持向量机和决策树智能算法及其改进型算法来训练加工特征数据集得到的分类性能最好的模型,用来对当前零件加工特征分类,获取当前特征的标签;
(23)特征信息查询;分类完成之后,得到当前特征的标签;根据标签值调用三维CAD软件自带的API函数或设计人员编写的知识库算法程序来获取当前零件特征的所有几何信息和拓扑信息;
(24)对特征信息进行编码处理,具体编码格式由设计人员综合分析信息的特点与企业数控加工习惯来确定。
4.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱优化CAM模板的数控编程方法,其特征在于,步骤4的具体方法和步骤如下:(41)将特征信息编码通过人工定义的规则转码之后作为知识图谱的查询条件,获取特征信息与模板参数之间以及模板参数之间隐含的关联知识;
(42)将这些查询和推理得到的知识参照CAM模板中数据的类型进行一定的格式化处理,然后构建特征关联知识向量;
(43)构建由特征编码匹配的CAM模板的参数向量,并与查询知识图谱得到的特征知识向量进行相似度计算;
(44)将CAM模板向量与特征关联知识向量相似度值与设定的阈值进行比较,该阈值由设计人员根据CAM模板测试的结果选取;当相似度值大于或等于设定阈值时,说明当前模板和编程人员的编程结果高度相似,基本能够满足用户的使用需求,评估优化过程结束;当相似度值小于设定阈值,说明当前模板和编程人员的编程结果相似程度低,表明当前的模板大概率不能满足用户的需求,评估优化过程结束;当相似度值小于设定阈值,说明当前的模板不能满足用户的需求,需要通过查询和推理得到的知识进行优化处理;
(45)优化处理主要是使用知识图谱中查询和推理得到的数据来更新匹配CAM模板中的对应参数;优化处理后转至(43),直到相似度值满足设定要求。
5.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱优化CAM模板的数控编程方法,其特征在于,步骤5的具体方法和步骤如下:(51)从MBD模型中获取由CAPP人员设定的特征的加工机床型号信息,用来获取与之匹配的后处理;
(52)与机床对应的后处理信息存放在构建的数控工艺知识图谱中,需要利用机床的型号信息构建知识图谱查询语句获取;
(53)查询得到与该机床型号相关联的后处理器模型后,在CAM软件生成的该特征工序中设置该后处理;
(54)利用该后处理生成用于数控机床使用的NC代码。