南通鸿翰智能装备有限公司夏海获国家专利权
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龙图腾网获悉南通鸿翰智能装备有限公司申请的专利高刚性龙门机床主轴的振动抑制优化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:CN120921162B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13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:202511446175.X,技术领域涉及:B23Q11/00;该发明授权高刚性龙门机床主轴的振动抑制优化方法及系统是由夏海;席凯;席章瑞;张译文设计研发完成,并于2025-10-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本高刚性龙门机床主轴的振动抑制优化方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了高刚性龙门机床主轴的振动抑制优化方法及系统,涉及数据处理技术领域,该方法包括:根据主轴优化机制对龙门机床的主轴进行结构优化预处理,得到目标主轴;激活分布式测温器对目标主轴进行动态持续性温度监测,得到实时温度信息;当实时温度信息达到预定干预约束时,启动循环油冷却器对目标主轴进行应急冷却处理,同步生成轴向变形修正决策,并计算得到实时轴向补偿量,对目标主轴进行振动抑制。本发明解决了现有技术中主轴在高速切削过程中因温度升高引起的轴向变形和振动,导致加工精度下降和机床不稳定的技术问题,达到了有效减少温度引起的变形,抑制主轴振动,从而提高机床的加工精度和稳定性的技术效果。
本发明授权高刚性龙门机床主轴的振动抑制优化方法及系统在权利要求书中公布了:1.高刚性龙门机床主轴的振动抑制优化方法,其特征在于,包括: 根据主轴优化机制对龙门机床的主轴进行结构优化预处理,得到目标主轴; 激活分布式测温器对所述目标主轴进行动态持续性温度监测,得到实时温度信息; 当所述实时温度信息达到预定干预约束时,启动循环油冷却器对所述目标主轴进行应急冷却处理,同步生成轴向变形修正决策; 根据基于所述轴向变形修正决策计算得到的实时轴向补偿量,对所述目标主轴进行振动抑制; 在根据基于所述轴向变形修正决策计算得到的实时轴向补偿量,对所述目标主轴进行振动抑制之后,还包括: 基于预定切削指标动态监测得到实时切削参数; 将所述实时切削参数与预定切削参数进行对比,得到实时切削偏差指数; 若所述实时切削偏差指数达到预定偏向限值,则发出切削优化信号,并基于所述切削优化信号对所述实时切削参数进行动态调整; 其中,所述预定切削指标包括切削速度、每齿进给量和轴向切削深度; 将所述实时切削参数与预定切削参数进行对比,得到实时切削偏差指数,包括: 获取所述龙门机床的同类机床的历史切削作业记录; 根据所述历史切削作业记录得到第一切削数据集,其中,所述第一切削数据集包括第一切削控制参数和第一切削效果参数; 当分析所述第一切削效果参数得到的第一切削适应度达到预定适应度限值时,将所述第一切削控制参数作为所述预定切削参数; 其中,包括:对所述第一切削效果参数中的第一振动峭度值和第一表面粗糙度进行变异加权计算,得到所述第一切削适应度; 其中,所述分布式测温器布设于所述目标主轴的预定点位,且所述预定点位至少包括前轴承外圈、主轴箱中部和电机连接处; 所述实时温度信息包括所述预定点位的温度值,当所述实时温度信息达到预定干预约束时,启动循环油冷却器对所述目标主轴进行应急冷却处理,包括: 提取所述实时温度信息中任意点位对应的任意温度值; 判断所述任意温度值是否达到所述预定干预约束中所述任意点位的任意预定阈值; 若是达到,则证明所述实时温度信息达到所述预定干预约束,启动所述循环油冷却器对所述目标主轴进行应急冷却处理; 其中,所述循环油冷却器中的冷却油以预定冷却参数对所述目标主轴进行应急冷却处理,且所述预定冷却参数包括流量大于等于10Lmin、油压3MPa; 根据基于所述轴向变形修正决策计算得到的实时轴向补偿量,包括: 获取所述目标主轴的实时环境温度; 依次在所述实时温度信息中遍历得到所述前轴承外圈的第一温度值、所述主轴箱中部的第二温度值和所述电机连接处的第三温度值; 分别计算得到所述第一温度值与所述实时环境温度的第一温差、所述第二温度值与所述实时环境温度的第二温差、所述第三温度值与所述实时环境温度的第三温差; 调取预定补偿系数对所述第一温差、所述第二温差与所述第三温差进行加权计算,得到所述实时轴向补偿量; 所述主轴优化机制包括扭矩传递策略、油槽润滑策略和抖动消除策略; 其中,所述扭矩传递策略是指利用预定碳联轴器对所述主轴与所述龙门机床的过渡轴进行过盈配合连接处理,且所述预定碳联轴器采用高扭转刚性碳纤维片组结构,轴向刚度大于等于3.12×105Nmm,径向刚度大于等于1.88×106Nmm,传递扭矩大于等于1700N·m; 其中,所述油槽润滑策略是指对所述主轴的外挂式滑枕结构的导轨进行贴塑处理,且贴塑导轨的氟树脂软带的厚度大于等于0.5毫米,并设润滑油槽,且导轨贴塑面的摩擦系数小于等于0.05; 其中,所述抖动消除策略是指对所述主轴的预定双端面螺孔进行螺丝配重处理; 还包括激活电磁主动抑振器,并通过所述电磁主动抑振器对所述目标主轴的刀柄进行主动抑振,其中,所述电磁主动抑振器包括位移传感器组和PD控制器; 通过所述位移传感器组动态监测得到所述刀柄的振动信号; 通过所述PD控制器对所述振动信号进行转换处理,得到电磁抑振力,其中,所述电磁抑振力用于对所述刀柄进行主动抑振。
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