中国科学院工程热物理研究所杨海龙获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院工程热物理研究所申请的专利一种面向高效切削的数控机床动态特性匹配与加工路径规划方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120630870B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511135306.2,技术领域涉及:G05B19/19;该发明授权一种面向高效切削的数控机床动态特性匹配与加工路径规划方法及系统是由杨海龙;杜宝瑞;白钰设计研发完成,并于2025-08-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向高效切削的数控机床动态特性匹配与加工路径规划方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种面向高效切削的数控机床动态特性匹配与加工路径规划方法及系统,涉及智能制造与数控加工路径优化技术领域,该方法包括以下步骤:基于加工零件的CAD三维图纸,将CAD三维图纸导入CAM软件中,确定零件的加工面与非加工面,结合图纸参数要求通过CAM软件生成零件不同加工面的多种加工方案以及工艺参数;对生成的不同加工面的工艺参数下的加工方案,结合零件材质数据,计算加工刚度、振动参数,同时收集当前数控机床的标准刚度、振动参数。本发明通过结合数控机床动态性能,在CAM编程过程中的刀具路径规划以及工艺参数进行匹配,做到针对不同机床数控编程的量体裁衣,量力而行。
本发明授权一种面向高效切削的数控机床动态特性匹配与加工路径规划方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种面向高效切削的数控机床动态特性匹配与加工路径规划方法,其特征在于,至少包括以下步骤: S100.基于待加工零件的CAD三维图纸,将CAD三维图纸导入CAM软件系统中,通过特征识别提取零件几何特征,确定零件的加工面与非加工面;结合图纸加工参数要求,通过CAM软件生成零件不同加工面的多种加工方案以及对应的工艺参数; S200.针对生成的不同加工面的多种加工方案,结合零件材质数据,计算每种加工方案下的加工刚度及振动参数,同时收集当前数控机床的标准刚度及振动参数,与不同加工方案下对应的加工刚度及振动参数进行比较,筛选保留符合当前数控机床特性的加工方案; S300.对保留的不同加工面下的加工方案进行整合,结合零件质量计算当前数控机床的加速度,生成不同加工面的刀具路径组合,获得刀具路径方案,结合当前数控机床的电气系统响应速度,对刀具路径方案中的刀具路径平滑度进行补偿,获得最终刀具加工路径,本步骤在实施时包括: S310.基于筛选保留的各加工面下的加工方案,结合CAM软件系统中每个加工面加工后的零件质量,基于数控机床加速度与零件质量的非线性映射关系模型,分别获得各加工面加速度,并根据加工顺序与相邻路径逻辑生成不同加工面的刀具路径组合,获得刀具路径方案,包括: S311.使用CAM软件系统,基于不同加工面的加工方案生成初步刀具路径,模拟每个加工面的加工过程,获得每个加工面加工后的零件质量QI,其中I为加工面编号; S312.根据已建立的加速度与零件质量的关系模型代入零件质量QI,获得每一加工面下的目标加速度aI;基于各加工面目标加速度aI及非切削路径距离,使用最短路径算法优化刀具路径顺序,最小化空行程时间与路径总长,同时根据各加工面加速度aI,调整刀具路径的速度剖面和加速度剖面,确保每个加工面的加速度与计算值匹配; S320.结合当前数控机床的电气控制系统动态响应能力,提取控制系统的响应时间常数τ,并引入速度前瞻算法对刀具路径方案中的刀具路径平滑度进行补偿,其中任意时间点t时机床应达速度值vt基于如下公式计算: 其中,为名义速度,即期望达到的稳定速度值,t0为起始时间;基于vt速度曲线在CAM软件系统中对刀具路径平滑度进行补偿,优化刀具加减速过程,消除路径段间速度不连续缺陷,获得最终的刀具加工路径。
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