江西精盛创科智能装备有限公司陆世斌获国家专利权
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龙图腾网获悉江西精盛创科智能装备有限公司申请的专利一种应用于雕铣机的伺服位置控制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:CN120630808B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-23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:202510762534.6,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权一种应用于雕铣机的伺服位置控制方法及系统是由陆世斌;匡载华设计研发完成,并于2025-06-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种应用于雕铣机的伺服位置控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及程序控制技术领域,尤其涉及一种应用于雕铣机的伺服位置控制方法及系统。该方法包括以下步骤:获取雕铣机中各轴的丝杆实时温度数据及实时载荷数据;采集雕铣机的多节点温度分布数据;获取雕铣机中的切削力数据及共振频率特征值;基于丝杆实时温度数据及实时载荷数据构建丝杆反向间隙预测模型,并生成间隙补偿值;基于间隙补偿值进行各轴伺服位置方向变换前的预补偿控制,得到修正位置指令;基于多节点温度分布数据对雕铣机进行热变形仿真,生成各轴热变形补偿量。本发明通过多源数据融合与智能控制,实现对雕铣机伺服位置系统的全面优化,有效提升加工精度、动态响应和稳定性,保障高速高精加工的高效可靠运行。
本发明授权一种应用于雕铣机的伺服位置控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种应用于雕铣机的伺服位置控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1:获取雕铣机中各轴的丝杆实时温度数据及实时载荷数据;采集雕铣机的多节点温度分布数据;获取雕铣机中的切削力数据及共振频率特征值; 步骤S2:基于丝杆实时温度数据及实时载荷数据构建丝杆反向间隙预测模型,并生成间隙补偿值;基于间隙补偿值进行各轴伺服位置方向变换前的预补偿控制,得到修正位置指令; 其中,步骤S2包括以下步骤: 步骤S21:对丝杆实时温度数据进行滤波处理,得到平滑温度数据;对实时载荷数据进行归一化处理,得到标准化载荷数据; 步骤S22:基于平滑温度数据及标准化载荷数据计算滚珠丝杆热膨胀系数,得到热膨胀影响因子; 步骤S23:检测雕铣机中各轴滚珠丝杆与丝杆螺母副的传动间隙基准值,并进行丝杆螺母副载荷变形分析,得到载荷变形系数; 步骤S24:基于热膨胀影响因子及载荷变形系数构建神经网络间隙预测模型,并进行训练,得到丝杆反向间隙预测模型; 步骤S25:基于丝杆反向间隙预测模型实时预测各轴滚珠丝杆反向间隙,得到动态间隙预测值; 步骤S26:基于动态间隙预测值计算各轴补偿量,得到间隙补偿值; 步骤S27:对间隙补偿值进行方向判别,得到正向补偿值及反向补偿值; 步骤S28:基于正向补偿值及反向补偿值对各轴伺服位置进行方向变换前的预补偿控制,得到修正位置指令; 步骤S3:基于多节点温度分布数据对雕铣机进行热变形仿真,生成各轴热变形补偿量; 步骤S4:基于切削力数据对雕铣机进行进给速度调节,得到优化进给倍率系数; 步骤S5:基于修正位置指令、各轴热变形补偿量及优化进给倍率系数生成综合控制指令;基于优化进给倍率系数及共振频率特征值构建雕铣机的加工轨迹,并进行优化插补,得到光滑化轨迹参数;基于综合控制指令及光滑化轨迹参数对各轴伺服电机进行协调驱动控制,得到各轴实际位置反馈数据; 其中,步骤S5中所述的基于修正位置指令、各轴热变形补偿量及优化进给倍率系数生成综合控制指令包括: 基于修正位置指令及各轴热变形补偿量进行数据融合处理,得到热补偿位置指令; 基于三维温度场模型进行直线导轨副热变形仿真分析,得到导轨热伸长量; 基于热补偿位置指令及导轨热伸长量进行直线导轨副精度补偿,得到导轨补偿位置指令; 基于导轨补偿位置指令及优化进给倍率系数调制伺服位置控制器速度,得到速度调制位置指令; 基于工作台热变形量计算工件坐标系原点的热位移补偿,得到工件坐标系热补偿值; 基于速度调制位置指令及工件坐标系热补偿值进行工件坐标修正,并进行多轴同步时序控制,得到综合控制指令; 其中,步骤S5中所述的基于优化进给倍率系数及共振频率特征值构建雕铣机的加工轨迹,并进行优化插补包括: 基于优化进给倍率系数标定雕铣机的原始加工轨迹速度,并基于原始加工轨迹速度分析雕铣机加工轨迹几何特征,得到轨迹曲率特征数据; 基于轨迹曲率特征数据构建并训练神经网络轨迹优化模型,得到轨迹优化神经网络模型; 基于轨迹优化神经网络模型进行加工轨迹智能优化插补,得到初步优化轨迹参数; 基于初步优化轨迹参数及共振频率特征值进行振动规避插补处理,并进行轨迹转接点的B样条曲线光滑化处理,得到B样条光滑轨迹参数; 基于共振频率特征值对分析雕铣机床身-主轴的频率响应,并基于频率响应分析结果评估雕铣机各轨迹段振动风险,得到振动风险等级; 基于振动风险等级进行雕铣机各轴的直线导轨副动态响应分析,并基于动态响应分析结果对雕铣机各轴运动轨迹进行多轴协调优化,得到多轴协调轨迹参数; 基于多轴协调轨迹参数对雕铣机中各轴伺服电机的运动同步性进行优化,得到同步优化轨迹参数; 通过B样条光滑轨迹参数及同步优化轨迹参数验证几何精度与运动连续性,平衡加工效率与质量,协调主轴进给速度并优化滚珠丝杆传动特性,生成光滑轨迹参数; 步骤S6:对各轴实际位置反馈数据进行控制精度评估,得到位置误差数据;基于位置误差数据更新综合控制指令,并对雕铣机进行双驱动协调控制。
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