深圳市东钛宇精密机械有限公司张文武获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳市东钛宇精密机械有限公司申请的专利一种基于智能优化算法的精密模具设计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:CN120654561B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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:202510755420.9,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种基于智能优化算法的精密模具设计方法及系统是由张文武;李明;王玉桂;邹红军设计研发完成,并于2025-06-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于智能优化算法的精密模具设计方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于智能优化算法的精密模具设计方法及系统,通过构建多目标优化框架,结合迭代计算生成候选路径集合,并引入帕累托最优解筛选机制,能够有效平衡路径长度、切削载荷分布与表面质量等多个关键性能指标。在此基础上,进一步结合工艺经验数据库动态调整路径参数,并通过邻域扰动策略优化路径拐点与过渡段,使得最终生成的加工路径不仅满足高效性与稳定性要求,还能适应不同工艺条件下的实际加工需求;该方法显著提升了复杂模具零件的加工效率和表面一致性,降低了试错成本,实现了智能化、自适应的精密模具设计与加工路径规划。
本发明授权一种基于智能优化算法的精密模具设计方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于智能优化算法的精密模具设计方法,其特征在于,包括以下步骤: 采集模具零件的三维几何数据及加工约束条件,生成初始数据集; 对所述初始数据集进行特征提取,识别加工路径中的几何特征与约束边界; 根据所述几何特征与约束边界构建多目标优化框架,在所述多目标优化框架下,通过迭代计算生成候选加工路径集合; 对所述候选加工路径集合进行多维对比分析,筛选出帕累托最优解集,基于所述帕累托最优解集,结合工艺经验数据库动态调整路径参数,生成改进路径方案; 对所述改进路径方案进行局部搜索,通过邻域扰动策略优化路径拐点与过渡段的平滑性,验证所述改进路径方案的可行性,输出最终加工路径并生成数控代码; 所述识别加工路径中的几何特征与约束边界,包括:对所述初始数据集中的点云集合进行邻域拓扑分析,确定每个点的局部曲面变化趋势;依据所述局部曲面变化趋势,提取曲率突变区域作为潜在的几何特征边界;将所述几何特征边界与加工方向投影关系结合,计算受刀具干涉影响的不可行区域;综合所述不可行区域与几何特征边界,划定实际可用的加工路径约束范围; 根据所述几何特征与约束边界构建多目标优化框架,包括:基于所述几何特征边界和约束范围,划分加工区域为多个子区域,并标记各子区域的表面倾斜角度和接触风险等级;针对每个子区域设定路径规划优先级,结合所述路径规划优先级,设定三个并行优化目标:最小化空行程距离、均衡切削载荷分布以及减少拐点数量;将各子区域的优先级与对应目标权重进行映射,形成目标导向的优化空间结构; 所述通过迭代计算生成候选加工路径集合,包括:在所述优化空间结构内随机生成一组初始路径序列,作为第一代路径种群;对初始路径种群中的每条路径进行适应度评估,评分依据为路径长度、载荷波动幅度与拐点数量的加权和;根据适应度评分结果选择高分路径,通过交叉拼接与变异操作生成新一批路径,新路径的位置序列由父路径的位置序列与权重系数加权组合生成;重复执行适应度评估与路径更新过程,直到达到预设迭代次数,最终输出候选加工路径集合; 所述筛选出帕累托最优解集,包括:对所述候选加工路径集合中的每条路径进行多目标性能排序,记录各路径在路径长度、切削力波动与表面质量三项指标下的独立排序名次;计算每条路径的综合优势指数;依据所述综合优势指数由高至低对路径排序,并设定阈值选取前N项作为初步优选路径组;对所述初步优选路径组内进行两两比较,排除被完全支配的路径,保留非支配路径组成帕累托最优解集; 所述生成改进路径方案,包括:将所述帕累托最优解集中的每条路径与工艺经验数据库中的历史加工参数进行匹配,找出相似度高于设定阈值的历史案例;依据所述历史案例中的刀具补偿值与进给速度设置,对当前路径的局部区域进行参数映射调整,调整后的进给速度由原始设定速度与新旧刀具补偿值的比例关系确定;结合所述调整后的参数对路径进行分段重排,优先合并相邻且加工条件一致的路径段;在重排后的路径结构中引入过渡弧线替代尖角连接,形成连续且稳定的改进路径方案; 所述优化路径拐点与过渡段的平滑性,包括:识别所述改进路径方案中的拐点位置及相邻路径段的方向向量;在拐点周围设定局部扰动区域,并对区域内路径点进行位移调整,位移方向垂直于路径前进方向;依据扰动后路径点的位置计算过渡段曲率变化率,若所述曲率变化率超过设定阈值,则缩小扰动幅度并重复调整,直至拐点连接趋于自然过渡且路径连续性满足加工要求; 验证所述改进路径方案的可行性,包括:将所述改进路径方案导入仿真环境,模拟刀具沿路径运动的实际轨迹;在仿真过程中检测刀具与工件之间的接触状态,标记出现过切或欠切的区域;对所述出现过切或欠切的区域计算偏差体积,若所述偏差体积小于允许误差上限,则判定路径可行;否则返回调整路径参数并重复验证过程。
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