恭喜中國科學院工程熱物理研究所杜寶瑞獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜中國科學院工程熱物理研究所申請的專利一種復雜曲面幾何自適應加工誤差補償與優化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119356215B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-04發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411936053.4,技術領域涉及:G05B19/404;該發明授權一種復雜曲面幾何自適應加工誤差補償與優化方法是由杜寶瑞;楊海龍設計研發完成,并于2024-12-26向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種復雜曲面幾何自適應加工誤差補償與優化方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種復雜曲面幾何自適應加工誤差補償與優化方法,屬于數控加工及智能制造技術領域,包括:將復合曲面按照等面積的方式劃分成多個區域,曲面加工實時采集每個區域加工完成后的精度數據;基于區域加工完成后的精度數據;根據誤差結果自動調整加工參數,實現誤差的補償,并獲取誤差補償過程的補償系數,對誤差補償能力進行判斷;利用優化算法根據加工任務的具體要求對加工參數進行全局優化,實現加工效率和加工質量的雙重提升;本發明通過實時監測曲面加工過程并進行誤差判斷,根據誤差結果自動調整加工參數,實現對加工誤差的有效控制,且利用優化算法對加工參數進行全局優化,提升了復雜曲面零件的加工精度、效率和穩定性。
本發明授權一種復雜曲面幾何自適應加工誤差補償與優化方法在權利要求書中公布了:1.一種復雜曲面幾何自適應加工誤差補償與優化方法,用于刀具加工復雜曲面過程中的誤差監測、自適應補償與加工參數優化,其特征在于,所述方法在實施時至少包括以下步驟:SS1.將待加工復雜曲面按照等面積的方式劃分成多個加工區域,并在曲面加工過程中通過高精度傳感器和機器視覺技術實時采集每個區域加工完成后的實際加工精度數據,所述實際加工精度數據至少包括表面幾何精度數據、表面加工質量數據、加工穩定性數據以及刀具狀態數據;SS2.根據待加工復雜曲面的設計要求和材料特性預設標準精度數據并將其作為誤差判斷的基準,并基于所采集的區域加工完成后的實際加工精度數據,將區域加工完成后的實際加工精度數據與預設標準精度數據進行比較并生成誤差判斷結果,若實際加工精度數據大于等于預設標準精度數據,則對下一個區域進行加工,若實際加工精度數據小于預設標準精度數據,則需對當前區域進行誤差補償加工,并將當前區域標記為誤差區域;SS3.根據誤差判斷結果,針對誤差區域基于PID控制算法,通過計算偏差值、偏差值的累積和偏差值的變化率實時動態調整加工參數以實現加工誤差的自適應補償,若補償效果達到預設工藝標準,則結束當前區域的誤差補償,若補償效果未達到預設工藝標準,則繼續迭代補償調整,直至達到預設工藝標準,其中所述加工參數至少包括切削速度、進給量、主軸轉速和刀具路徑,所述PID控制算法的控制律表示為: 其中,ut為時刻t的加工參數調整指令,et為時刻t的實時偏差值并用于表示實際加工精度數據與預設標準精度數據的差值,Kp、Ki和Kd分別為PID算法的比例系數、積分系數和微分系數,分別對應偏差的當前影響、過去累積影響和未來變化趨勢影響的調整權重;SS4.在誤差補償過程中,獲取每個誤差區域的前序加工完成時間和補償加工完成時間,分別標記為誤差區域前序時間TQi和誤差區域補償時間TBi,并通過如下算法公式計算曲面加工過程的補償系數XB: 其中,i為誤差區域編號且i=1,2,3,...,j,j表示誤差區域的個數,TBKi為誤差區域補償時間TBi的開始時刻,TQJi為誤差區域前序時間TQi的結束時刻,DTBi為所有誤差區域補償時間的方差,為補償響應均值,為補償能效值,為補償適用系數;SS5.將補償系數XB與預設補償系數閾值進行數值比較,若曲面加工過程的補償系數XB超過預設補償系數閾值,則生成補償預警信號,若曲面加工過程的補償系數XB未超過預設補償系數閾值,則生成補償合格信號;SS6.基于補償效果評估結果,利用優化算法對加工參數進行全局優化,通過分析歷史加工數據、實時誤差數據和補償系數XB,建立加工效率與加工質量的多目標優化模型,生成最優加工參數組合。
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