CN119247878B 用于铝材加工数控机床的智能多轴同步控制系统及方法 （南阳恒亚铝业有限公司）

道办事处文峰路与兴达路交叉口东北角用于铝材加工数控机床的智能多轴同步控于铝材加工数控机床的智能多轴同步控制系统本发明有效提升了五轴数控机床对铝材的加工精度与效率，增强了加工过程的智能化与稳定2所述智能感知模块包括数据采集单元；所述数据采集单元，用于通过所述加工控制模块包括三维建模单元、加工轨迹生成单元和反馈调节所述误差补偿模块包括误差监测单元和误差所述误差监测单元，用于根据获取的加工刀具和加工工件的加工过和加工工件在平动轴坐标系与旋转轴坐标系上的加工轨迹数据和加工刀具扭矩所述误差监测单元通过误差偏移模型获取多轴误差实时变化趋势的具A1、获取加工过程中对应加工轨迹在平动轴坐标系和旋转轴坐标系上历差与旋转角度误差数据、加工过程中机床对应的振动数据和加工刀具对应的扭矩信息数A2、根据获取的移动轨迹位置误差与旋转角度误差数据及其对应各轴加工轨迹数据，算得到的误差变化率与加工过程中机床振动化率对应的平动轴与旋转轴上的加工轨迹数据和加工刀具对应的扭矩信息数据输入到误3A4、将训练完成的误差偏移模型内置到误差监测单元，实时获取机据、加工轨迹生成单元实时生成的各轴上的轨迹数据和根据工件属性数据和加工工艺参A5、根据预测获取的误差变化率，计算得到加工轨迹生成单元生成所述误差监测单元通过误差评估模型获取误差优先补偿度的具将标注完成的误差变化率与对应当前平动和旋转轴轨迹数据A7、基于随机森林算法构建误差评估模型，并将对齐后的标注完成A8、将A4中预测获取的各轴上轨迹数据对应的预测误差变化率和对应所述误差补偿单元中强化伺服补偿模型包括补偿调整层；所述补偿调整层构建的步骤包B1、根据获取的加工过程数据、各轴上的轨迹数据对应的预先补偿度与误差补偿的速率构建当前t时刻输入状态其中，Xt表示当前t时刻获取的加工过程数据序列，表示预测得到的第i个平动或旋转轴对应加工轨迹误差变化趋势，表示预测得到的第i个平动或旋转轴对应加工轨迹误差优先补偿B2、设置理想加工轨迹参数，当实时获取的加工刀具和加工工B3、基于构建的输入状态和误差优先补偿度与误差补偿的速率t3表示在at1＝1的前提下，根据第i个平动或旋转轴加工轨迹预测得到的误差补偿速4其中，表示t时刻第i个平动或旋转轴对应理想加工轨迹参数中第j个理想位置点与加工刀具或加工工件在第i个平动或旋转轴对应实际加工轨迹参数的位置点的误差距B6、基于获取的加工过程数据、各轴上的轨迹数据对应的预误差补偿速率调整量，计算得到第i个平动或旋转轴对应的误差补偿指令对第i个平动p2和q3依次表示执行at2和at3时对应获取的评估值，t0表示加工刀具或加工工件在第i个平动或旋转轴上运动一个完整加工轨迹的时间长度，Ii表示第i个平动或旋转轴上加工轨迹的优不对第i个平动或旋转轴上的加工轨迹进行优先补偿，k表示初始化控制参数内的比例系pC1、根据所述三维建模单元构建的一体化三维模型、加工工件C2、将获取的理想加工轨迹参数内置到五轴数控机床对应的5所述每一个平动或旋转轴上加工轨迹在每一时间点的误差补偿速率和每一时间点误差变9.用于铝材加工数控机床的智能多轴同步控制方法，其基于权利要求1_8中任一项所S4、当五轴数控机床开始工作时，通过内置的理想工刀具在对应平动或旋转轴上移动位置误差与旋转角度误差进S5、通过反馈调节单元实时获取补偿后多轴轨迹中加工工件和加工刀具的位置误差，行时执行权利要求9所述的用于铝材加工数控机床的智能多轴同6[0003]如授权公告号为CN110018669B的专利公开了五轴数控机床解耦的轮廓误差控制廓误差控制分量和切向追踪误差控制分量直接相加，得到总的控制信号来控制各个驱动[0004]如公开号为CN107479497A的专利公开了一种五轴加工轨迹轮廓误差双闭环补偿[0005]以上现有技术存在以下问题：当前的误差补偿方法通常是基于误差生成后的补7于根据预测得到的多轴误差实时变化趋势和优先补偿度，通过内置的强化伺服补偿模型，将计算得到的误差变化率与加工过程中机床振动数据差变化率对应的平动轴与旋转轴上的加工轨迹数据和加工刀具对应的扭矩信息数据输入支持向量机内的核函数拟合得到误差变化率在每一个平动或旋转轴上随移动与旋转轨迹、振动数据中震动强度与震动方向和扭矩信息的变8差优先补偿度与误差补偿的速率构建当前t时刻输入状态其置点与加工刀具或加工工件在第i个平动或旋转轴对应实际加工轨迹参数的位置点的误差92和q3依次表示执行at2和at3时对应获取的评估值，t0表示加工刀具或加工工件在第i个平动或旋转轴上运动一个完整加工轨迹的时间长度，Ii表示第i个平动或旋转轴上加工轨理想加工轨迹参数内置到五轴数控机床对应的控制和加工刀具在对应平动或旋转轴上移动位置误差与旋转角度[0051]图2为本发明实施例2用于铝材加工数控机床的智能多轴同步控制系统对应单元将计算得到的误差变化率与加工过程中机床振动数据差变化率对应的平动轴与旋转轴上的加工轨迹数据和加工刀具对应的扭矩信息数据输入通过支持向量机内的核函数拟合得到误差变化率在每一个平动或旋转轴上随移动与旋转[0070]进一步地，误差监测单元通过误差评估模型获取误差优先补偿度的具体步骤包[0075]本实施例中根据获取的误差优先补偿度决定对优先补偿度高的轨迹进行优先误未出现误差时这时就能够根据误差优先补偿度对平动轴X进行优先补偿，又例如当平动轴[0076]该过程通过误差评估模型量化误差补偿的优先级，确保差优先补偿度与误差补偿的速率构建当前t时刻输入状态其应加工轨迹误差变化趋势，表示预测得到的第i个平动或旋转轴对应加置点与加工刀具或加工工件在第i个平动或旋转轴对应实际加工轨迹参数的位置点的误差2和q3依次表示执行at2和at3时对应获取的评估值，t0表示加工刀具或加工工件在第i个平动或旋转轴上运动一个完整加工轨迹的时间长度，Ii表示第i个平动或旋转轴上加工轨预处理融合单元对采集的数据进行预处理和统[0098]第三，通过误差监测单元根据实时获取的加工过程数据预测得到误差变化趋势、刀具在每一个平动或旋转轴上根据获取的加工轨迹参数对加工轨迹进行实时优先前置补偿，同时通过反馈调节单元实时获取补偿后多轴轨迹中加工工件和加工刀具的位置误差，理想加工轨迹参数内置到五轴数控机床对应的控制加工刀具和加