恭喜中国科学院工程热物理研究所杜宝瑞获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国科学院工程热物理研究所申请的专利一种复杂曲面几何自适应加工误差补偿与优化方法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:CN119356215B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04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:202411936053.4,技术领域涉及:G05B19/404;该发明授权一种复杂曲面几何自适应加工误差补偿与优化方法是由杜宝瑞;杨海龙设计研发完成,并于2024-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种复杂曲面几何自适应加工误差补偿与优化方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种复杂曲面几何自适应加工误差补偿与优化方法,属于数控加工及智能制造技术领域,包括:将复合曲面按照等面积的方式划分成多个区域,曲面加工实时采集每个区域加工完成后的精度数据;基于区域加工完成后的精度数据;根据误差结果自动调整加工参数,实现误差的补偿,并获取误差补偿过程的补偿系数,对误差补偿能力进行判断;利用优化算法根据加工任务的具体要求对加工参数进行全局优化,实现加工效率和加工质量的双重提升;本发明通过实时监测曲面加工过程并进行误差判断,根据误差结果自动调整加工参数,实现对加工误差的有效控制,且利用优化算法对加工参数进行全局优化,提升了复杂曲面零件的加工精度、效率和稳定性。
本发明授权一种复杂曲面几何自适应加工误差补偿与优化方法在权利要求书中公布了:1.一种复杂曲面几何自适应加工误差补偿与优化方法,用于刀具加工复杂曲面过程中的误差监测、自适应补偿与加工参数优化,其特征在于,所述方法在实施时至少包括以下步骤:SS1.将待加工复杂曲面按照等面积的方式划分成多个加工区域,并在曲面加工过程中通过高精度传感器和机器视觉技术实时采集每个区域加工完成后的实际加工精度数据,所述实际加工精度数据至少包括表面几何精度数据、表面加工质量数据、加工稳定性数据以及刀具状态数据;SS2.根据待加工复杂曲面的设计要求和材料特性预设标准精度数据并将其作为误差判断的基准,并基于所采集的区域加工完成后的实际加工精度数据,将区域加工完成后的实际加工精度数据与预设标准精度数据进行比较并生成误差判断结果,若实际加工精度数据大于等于预设标准精度数据,则对下一个区域进行加工,若实际加工精度数据小于预设标准精度数据,则需对当前区域进行误差补偿加工,并将当前区域标记为误差区域;SS3.根据误差判断结果,针对误差区域基于PID控制算法,通过计算偏差值、偏差值的累积和偏差值的变化率实时动态调整加工参数以实现加工误差的自适应补偿,若补偿效果达到预设工艺标准,则结束当前区域的误差补偿,若补偿效果未达到预设工艺标准,则继续迭代补偿调整,直至达到预设工艺标准,其中所述加工参数至少包括切削速度、进给量、主轴转速和刀具路径,所述PID控制算法的控制律表示为: 其中,ut为时刻t的加工参数调整指令,et为时刻t的实时偏差值并用于表示实际加工精度数据与预设标准精度数据的差值,Kp、Ki和Kd分别为PID算法的比例系数、积分系数和微分系数,分别对应偏差的当前影响、过去累积影响和未来变化趋势影响的调整权重;SS4.在误差补偿过程中,获取每个误差区域的前序加工完成时间和补偿加工完成时间,分别标记为误差区域前序时间TQi和误差区域补偿时间TBi,并通过如下算法公式计算曲面加工过程的补偿系数XB: 其中,i为误差区域编号且i=1,2,3,...,j,j表示误差区域的个数,TBKi为误差区域补偿时间TBi的开始时刻,TQJi为误差区域前序时间TQi的结束时刻,DTBi为所有误差区域补偿时间的方差,为补偿响应均值,为补偿能效值,为补偿适用系数;SS5.将补偿系数XB与预设补偿系数阈值进行数值比较,若曲面加工过程的补偿系数XB超过预设补偿系数阈值,则生成补偿预警信号,若曲面加工过程的补偿系数XB未超过预设补偿系数阈值,则生成补偿合格信号;SS6.基于补偿效果评估结果,利用优化算法对加工参数进行全局优化,通过分析历史加工数据、实时误差数据和补偿系数XB,建立加工效率与加工质量的多目标优化模型,生成最优加工参数组合。
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