哈尔滨工业大学(深圳)李建刚获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(深圳)申请的专利一种基于数据驱动的五轴轮廓控制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:CN114839921B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12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:202210290937.1,技术领域涉及:G05B19/19;该发明授权一种基于数据驱动的五轴轮廓控制方法是由李建刚;刘志强;廉玉康设计研发完成,并于2022-03-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于数据驱动的五轴轮廓控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于数据驱动的五轴轮廓控制方法,通过利用五轴机床的单轴跟踪误差来预测五轴机床的轮廓误差,针对五轴机床刀具中心误差和刀具轴线方向误差,单独对两部分的误差进行预测,通过预先设置好的训练集,根据规划轨迹来对运行时的跟踪误差进行预测,同时对轮廓误差进行补偿,补偿部分利用了经神经网络训练得到的机床单轴模型,通过机床单轴模型这一正向误差模型来对误差进行多次迭代补偿,通过选取较小的补偿系数使补偿后的轨迹有着较小的变化,能够保证轨迹的光滑性,一次补偿后再计算误差再进行补偿,直到补偿到所需要的精度,这样的补偿方法最终可以将轮廓误差和刀轴误差降低到很小。
本发明授权一种基于数据驱动的五轴轮廓控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于数据驱动的五轴轮廓控制方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤S1.通过一系列预设的训练集轨迹训练机床单轴的神经网络模型,获取能预测机床轮廓误差的正向误差模型,所述正向误差模型通过预测机床的单轴跟踪误差来预测机床的轮廓误差,所述轮廓误差包括刀具中心预测误差和刀具轴线预测误差,将刀具中心和刀具轴线的规划位置进行处理得到在轴坐标系下单轴的刀具中心和刀具轴线的规划位置,将单轴的规划位置输入至正向误差模型中,所述单轴的规划位置为单轴的刀具中心和刀具轴线的规划位置;所述正向误差模型根据单轴的刀具中心和刀具轴线的规划位置来预测机床运行后的单轴刀具中心位置以及单轴刀具轴线位置,并计算机床的刀具中心的规划位置和预测的单轴刀具中心位置之间的差值,以及计算机床的刀具轴线的规划位置和预测的单轴刀具轴线位置之间的差值,以获取机床单轴的刀具中心预测误差和刀具轴线预测误差;所述机床为五轴机床; 步骤S2.在获取机床的刀具中心预测误差和刀具轴线预测误差后,通过正向误差模型来对轮廓误差进行预补偿,以使所述正向误差模型以不断迭代的方式来对刀具中心预测误差和刀具轴线预测误差进行补偿,并且在补偿轮廓误差的过程中,单独对刀具中心和刀具轴线的预测误差进行补偿; 步骤S3.完成一次补偿后再计算刀具中心预测误差和刀具轴线预测误差,如误差值仍不符合设定阈值,则继续进行补偿,直到补偿到所需要的精度,当完成刀具轴线补偿过程和刀具中心补偿过程后,生成达到给定误差精度的机床运行轨迹; 所述正向误差模型为轮廓误差单轴预测模型; 所述步骤S1中对刀具中心和刀具轴线的规划位置的数据进行处理的方法如下: 通过CADCAM计算得到刀具中心和刀具轴线的规划位置,经过运动学逆解,得到机床各轴的运动参数,生成G代码,将G代码放入数控系统进行插补以及速度规划,以获取单轴的规划加速度、规划速度、规划位置数据,将所述规划加速度、规划速度、规划位置数据转换为轴坐标系下机床各单轴的规划位置数据,并将各单轴的规划位置数据分为单轴刀具中心规划位置以及单轴刀具轴线规划位置。
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