工作流程：銑削力參數訓練¶

本工作流程涵蓋從感測器資料訓練銑削力係數的完整流程，包含資料映射、係數訓練、品質評估與訓練參數的套用。

銑削係數是計算銑削力的關鍵參數。訓練即是從實驗感測器資料（動力計或智慧刀把）對映至仿真路徑後，推導出這些係數。

flowchart TD
    Prereq["前置條件<br>(感測器資料、專案設置)"]
    Resolution["設定解析度並啟用物理計算"]
    Mapping["設定資料映射"]
    Simulate["以 NC 檔執行仿真"]
    Export["匯出仿真資料<br>(WriteShotFiles, WriteStepFiles)"]
    Map["映射感測器資料到仿真"]
    Train["訓練銑削參數"]
    Evaluate["評估訓練品質"]
    Apply["載入訓練參數"]

    Prereq --> Resolution --> Mapping --> Simulate --> Export
    Simulate --> Map --> Train --> Evaluate --> Apply

1. 前置條件¶

Tip

專案背後完整的資料蒐集清單，見專案資料盤點清單。

訓練前需要：

項目	說明
HiNC 專案	已配置工具機、工件、夾具、刀具庫
NC 檔	實際切削實驗使用的 NC 程式
感測器資料 CSV	含時間戳的力／力矩資料（來自動力計或智慧刀把）
控制器資料 CSV (選用)	含 `FileNo`、`LineNo`、`ActualTime` 的工具機控制器紀錄，用於兩層映射

訓練前務必先對齊程式原點（重要）

訓練前，工件 + 夾具必須相對於工件偏移正確擺放，否則仿真出的嚙合（以及訓練出的係數）就是錯的。見程式原點對齊 —— 特別是高還原度注意事項：所用的 G54 必須反映真實機台偏移，以及用粗解析度檢查在開頭下刀處抓出錯誤設置。

感測器資料檔格式¶

CSV 必須含一行標頭，包含 ActualTime 與至少一條力／力矩通道：

來源	標頭
動力計	`Fx` (或 `Workpiece.Fx`)、`Fy`、`Fz`
智慧刀把	`Mx` (或 `Holder.Mx`)、`My`、`Mz`
加速規 (選用)	`Ax`、`Ay`、`Az`

ActualTime,CH1,CH2,Mx,My,Mz
18:23:54.703,-0.00398,-0.00034,-0.02923,0.10733,0.00409
18:23:54.704,-0.00194,0.00285,0.04155,-0.04457,0.00448
...

Tip

保留完整的訓練專案存檔。HiNC 訓練演算法更新後，可從同一份專案重新訓練。

2. 設定解析度與啟用物理計算¶

解析度¶

訓練時須使用較正常運行更細的解析度以提高精度：

MachiningResolution_mm = 0.0625; // 等於或小於生產解析度的一半
MachiningMotionResolution = FeedPerTooth;

Tip

訓練解析度應 ≤ 生產解析度的 0.5 倍，以提升精度。

啟用物理計算¶

EnablePhysics 必須啟用以進行力的計算：

EnablePhysics = true;

銑削力周期分割數¶

於訓練前設定每轉的角度分割數。值越大，相位對齊越準確：

MillingForceCycleDivisionNum = 360;

Note

必須在執行 TrainMillingPara 之前設定。較大的值產生較準確的 AngleOffset 與較佳的銑削係數。

3. 設定資料映射¶

依資料型態選擇下列映射策略之一。

3.1 局部映射（以錨點為基準）¶

將感測器資料映射至特定 NC 路徑段：

步驟 A — 指定輸入資料：

ClearTimeMappingData();
AddTimeDataByFile("lineA", "Mapping/sensor1.csv", "18:25:51.7100", "18:26:12.9910");
AddTimeDataByFile("lineB", "Mapping/sensor1.csv", "18:26:30.5750", "18:27:12.2880");

步驟 B — 指定 NC 路徑（嵌入 NC 註解中）：

X13. F20 ;@LineSelection("lineA", FirstTouch, ShiftTime_s(2), LineEnd, ShiftDistance_mm(-1));
X25. F10 ;@LineSelection("lineB", FirstTouch, null, LastTouch, null);

錨點選項：LineBegin、LineEnd、FirstTouch、LastTouch。偏移選項：null、ShiftTime_s(<秒>)、ShiftDistance_mm(<毫米>)。

3.2 兩層串聯映射（控制器 + 感測器）¶

當同時擁有控制器資料與感測器資料時：

PlayNcFile("NC/machining.nc");
MapSingleByCsvFile("Data/controller.csv");  // 映射 FileNo/LineNo → ActualTime
MapSeriesByCsvFile("Data/sensor.csv");       // 映射 ActualTime → 感測器系列

為何使用兩層映射？

透過系統解譯器執行 NC 比直接 CSV 回放產生更準確的仿真路徑。控制器資料以 FileNo/LineNo 為仿真步與實際時間之間的橋樑；感測器資料則以 ActualTime 為實際時間與力／力矩讀值之間的橋樑。

4. 執行仿真¶

PlayNcFile("NC/file1.nc");

Warning

訓練期間禁止：

調整工件、刀具或控制器解析度設定
使用 NC 播放器的重置鍵（請改用關閉專案）
儲存專案（系統訓練設定可能覆寫刀具解析度設定）

5. 匯出仿真資料¶

匯出步資料與波形資料以供分析：

WriteStepFiles("Output/[NcName].step.csv");
WriteShotFiles("Output/[NcName].shot.csv", 1);

shot 檔包含時間解析的力欄位：Tool.Fx/Fy/Fz、Workpiece.Fx/Fy/Fz、Spindle.Mx/My/Mz。

座標系說明請見銑削物理座標系。

6. 訓練銑削參數¶

TrainMillingPara（新訓練）¶

TrainMillingPara 訓練全新係數，與既有工件參數無關。

TrainMillingPara(Fx|Fy|Fz, "StainlessSteel.mp");

ReTrainMillingPara（校正）¶

ReTrainMillingPara 對既有係數做校正（10% 原權重 + 90% 新樣本權重）。

ReTrainMillingPara(Fz|Mx|My|Mz, "StainlessSteel.mp");

樣本旗標需求¶

命令	最低資料類型	每刃進給需求
`TrainMillingPara`	`Fx\\|Fy\\|Fz`（動力計）或 `Fz\\|Mx\\|My\\|Mz`（智慧刀把）	至少一個樣本須有不同每刃進給
`ReTrainMillingPara`	無限制	無限制

Warning

僅使用 Mx|My|Mz 而無 Fz 會損失一個自由度（力矩 = r × F 中的 r 方向丟失），使係數訓練不可靠。使用力矩資料時務必包含 Fz。

訓練條件¶

樣本應有 至少兩個主軸轉的穩定且重複波形
不穩定狀況下，犁切係數易被高估
樣本穩定時，任何 NC 路徑形狀（槽銑、側銑，或任何刀具形狀）皆可

7. 評估訓練品質¶

訓練後系統會回報三個品質指標。

訓練誤差比 (TrainingErrRatio)¶

訓練後自動註冊的步級變數。值越小表示步級品質越佳：

\[ \text{TrainingErrRatio} = \sqrt{\frac{\sum_{i} e_i^2}{\sqrt{\sum_{i} y_i^2 \cdot \sum_{i} \hat{y}_i^2}}} \]

角度偏移 (AngleOffset)¶

代表量測與仿真資料間刀具旋轉相位差的步級變數：

\[ \theta_{offset} = \frac{2\pi \cdot i_{min}}{N_{div}} \]

Tip

若同一訓練批次中各段 AngleOffset 差異甚大，可能代表主軸經歷轉速變化、資料缺漏，或系統無法準確分析樣本。

8. 載入訓練參數¶

訓練後將新係數載入工件：

LoadCuttingParaByFile("StainlessSteel.mp");

Warning

若訓練輸出檔路徑與刀具既有切削參數檔相同，訓練後請 重新載入專案，新參數才會生效。

XML 配置（GUI 流程）¶

使用 GUI 訓練流程時，於 .hincproj 檔配置：

<MillingParaGridTrainingDestinationFile>MillingPara/trainedPara.mp</MillingParaGridTrainingDestinationFile>

<MillingParaTraining>
  <IsMzEnabled>false</IsMzEnabled>
  <ForceOutlierRatio>2</ForceOutlierRatio>
  <LeadParaTemplate>
    <RakeFaceCuttingParaMap>
      <FluteFormNum>1</FluteFormNum>
      <NAngleDivisionNum>0</NAngleDivisionNum>
      <EcAngleDivisionNum>0</EcAngleDivisionNum>
    </RakeFaceCuttingParaMap>
  </LeadParaTemplate>
  <ResultParaTemplate>
    <RakeFaceCuttingParaMap>
      <FluteFormNum>1</FluteFormNum>
      <NAngleDivisionNum>0</NAngleDivisionNum>
      <EcAngleDivisionNum>0</EcAngleDivisionNum>
    </RakeFaceCuttingParaMap>
  </ResultParaTemplate>
</MillingParaTraining>

若映射資料含智慧刀把的軸向主軸力矩，將 IsMzEnabled 設為 true。

完整腳本範例¶

MachiningResolution_mm = 0.0625;
EnablePhysics = true;
MillingForceCycleDivisionNum = 360;

ClearTimeMappingData();
AddTimeDataByFile("lineA", "Mapping/sensor1.csv", "18:25:51.7100", "18:26:12.9910");
AddTimeDataByFile("lineB", "Mapping/sensor1.csv", "18:26:30.5750", "18:27:12.2880");

PlayNcFile("NC/file1.nc");

TrainMillingPara(Fx|Fy|Fz, "MillingPara/trained.mp");
LoadCuttingParaByFile("MillingPara/trained.mp");

WriteStepFiles("Output/[NcName].step.csv");
WriteShotFiles("Output/[NcName].shot.csv", 1);

延伸閱讀¶

銑削物理座標系 — 座標系統參考
感測器映射工作流程 — 詳細映射流程
基礎仿真工作流程 — 基礎仿真設置
NC 優化工作流程 — 訓練後的優化
使用動力計訓練（範例）
串聯映射（範例）

工作流程：銑削力參數訓練¶

1. 前置條件¶

感測器資料檔格式¶

2. 設定解析度與啟用物理計算¶

解析度¶

啟用物理計算¶

銑削力周期分割數¶

3. 設定資料映射¶

3.1 局部映射（以錨點為基準）¶

3.2 兩層串聯映射（控制器 + 感測器）¶

4. 執行仿真¶

5. 匯出仿真資料¶

6. 訓練銑削參數¶

TrainMillingPara（新訓練）¶

ReTrainMillingPara（校正）¶

樣本旗標需求¶

訓練條件¶

7. 評估訓練品質¶

相關係數 (R)¶

訓練誤差比 (TrainingErrRatio)¶

角度偏移 (AngleOffset)¶

8. 載入訓練參數¶

XML 配置（GUI 流程）¶

完整腳本範例¶

延伸閱讀¶