基于Android的电火花线切割智能加工系统的研究与实现

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电火花线切割加工技术因其特殊的工艺特性,被广泛应用于难切削金属材料、精密金属零件以及模具等的加工制造。当前我国的线切割设备在加工效率、精度等技术指标已取得一定程度的突破,但随着信息技术的发展,现有的线切割数控系统存在系统开放性、智能化等方面的不足,不能较好地适应时代发展趋势。为此,基于当前广泛应用且技术开源的Android系统,采用上下位机分离的形式,在移动设备上开展智能化加工系统的研究,主要着力的研究内容与相关方法如下:(1)整体框架。基于模块化的开发思想,讨论了基于移动设备的线切割智能加工系统的整体逻辑框架与C/S通信模型的构建;在此基础上,讨论了该系统的操作平台、人机交互、图形显示和数据结构与存储的技术方案选择与设计思路。(2)自动编程系统。针对Android平台的交互图形,讨论并设计了与CAD模块的交互模式与交互界面,在此基础上进行图形绘制、编辑和文件接口的具体开发;基于线切割CAM功能需求,讨论了CAD图形到加工任务发布一系列流程的设计与开发,主要包括轮廓排序、轨迹偏移与规划、加工代码生成与加工任务发布等的内容,并基于普通锥度与上下异形两种加工实例对自动编程系统功能有效性进行了验证。(3)工艺辅助。该部分主要以线切割工艺参数为核心,展开了工艺参数库和工艺参数辅助功能两部分的讨论与开发。对于参数库部分,进行了相关的界面设计和数据增加、编辑与查询功能的开发;工艺参数辅助功能则从单次切割工艺试验出发,对工艺预测模型的构建和性能验证与分析展开了讨论,并基于分析结果进行模型部署与参数辅助功能的开发。(4)放电状态检测算法。为提高电火花线切割放电状态检测的精度和智能化程度,从线切割放电状态的特点出发,提出了一种以长短期记忆网络为核心,结合小波变换的双路时序记忆网络,并基于实际加工过程所采集的脉冲数据,进行了模型搭建、训练与分析,为下位机智能检测模块提供实验性参考。整体围绕上述研究与开发过程,基于Java语言,在Android平台上开发了用于电火花线切割的智能加工系统软件,经实例验证可基本满足生产需求;基于Python语言,为下位机构建了用于放电状态检测的算法模型,经模型训练与性能分析得出该模型具有较高的识别精度,可作为下位机检测模块的实验性参考方案,两者共同作为加工系统的重要组成部分,为电火花线切割数控系统的智能化发展提供实践性参考价值。
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