Un método para construir gemelos digitales de sistemas de alimentación de máquinas herramientas CNC basados en datos...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de fabricación
• Sistemas de control
• Tecnología digital gemela

Sus antecedentes:

• Los modelos tradicionales de sistemas de alimentación de máquinas herramienta CNC presentan una baja precisión de simulación y una generalización limitada.
• La replicación simplificada del proceso y los métodos rígidos de optimización dificultan el rendimiento.
• Los modelos existentes luchan con la actualización de parámetros adaptativos en tiempo real.

Objetivo del estudio:

• Proponer un nuevo mecanismo híbrido basado en datos para el modelado de gemelos digitales (DT).
• Mejorar la precisión y la generalización de las simulaciones del sistema de alimentación de la máquina herramienta CNC.
• Para lograr la sincronización DT en tiempo real para la fabricación de precisión.

Principales métodos:

• Desarrolló un método de caracterización de acoplamiento no lineal que combina el control de la integral proporcional difusa (PI) con la dinámica del sistema mecánico.
• Construyó un algoritmo WOA-CNN-LSTM-Attention para la compensación del modelo de mecanismo.
• Implementó un sistema de reconocimiento en línea utilizando mínimos cuadrados recursivos con un factor de olvido para la convergencia de parámetros.

Principales resultados:

• Reducción del error máximo en un 32,79% en comparación con los modelos tradicionales que utilizan el método de control de IP difuso.
• Se redujo el error máximo experimental de 0,0576 mm a 0,0121 mm con el algoritmo WOA-CNN-LSTM-Attention.
• Se logró una convergencia rápida de parámetros (casos simples de 0,005s, complejos de 0,01s) para la sincronización DT en tiempo real.

Conclusiones:

• El marco híbrido de tecnología de la información propuesto ofrece una solución sistemática para construir sistemas de tecnología de la información estables y eficientes.
• La integración de enfoques basados en datos y algoritmos avanzados mejora significativamente la precisión de la simulación.
• Este marco permite la sincronización en tiempo real, crucial para las aplicaciones avanzadas de fabricación de precisión.