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龙图腾网获悉中国工程物理研究院机械制造工艺研究所申请的专利一种微结构轮廓预测与预补偿加工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：CN117742238B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29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：202311801376.8，技术领域涉及：G05B19/404；该发明授权一种微结构轮廓预测与预补偿加工方法是由姜忠;付思源;阳红;段方;孙守利设计研发完成，并于2023-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种微结构轮廓预测与预补偿加工方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种微结构轮廓预测与预补偿加工方法，包括以下步骤：建立伺服控制模型；建立切削力模型，并获得切削力与产生位移的传递函数；将切削力模型加入到伺服控制模型中，得到切削系统与伺服系统的耦合模型，并获得理论位置指令与刀尖点位置的传递函数；确定机床直线轴的理论输入，通过耦合模型并考虑重复定位误差，得到刀尖点输出轨迹，获得微结构轮廓误差预测与补偿结果。该方法基于微结构加工中变切削力对伺服系统本身的扰动作用，相比于传统的无切削力扰动研究方法，通过采用力‑位移‑振动耦合伺服模型更接近实验结果，从而使得对超精密机床加工轮廓预测的准确性更高。

本发明授权一种微结构轮廓预测与预补偿加工方法在权利要求书中公布了：1.一种微结构轮廓预测与预补偿加工方法，其特征在于，包括以下步骤： 建立伺服控制模型； 建立切削力模型，并获得切削力与产生位移的传递函数； 将切削力模型加入到伺服控制模型中，得到切削系统与伺服系统的耦合模型，并获得理论位置指令与刀尖点位置的传递函数； 确定机床直线轴的理论输入，通过耦合模型并考虑重复定位误差，得到刀尖点输出轨迹，获得微结构轮廓误差预测与补偿结果； 其中，建立切削力模型包括以下步骤： 建立考虑多误差模型的输入输出轨迹值表达式： X2s＝XinsG2s 式中，Xin是理论位置指令，X2是刀尖点实际输出信号； 建立切削力公式： Ft＝Kbtht 式中，Ft表示t时刻切削力，bt为变切削宽度，K为与加工件材料相关的切削力系数，ht为当前时刻的切深； 变切深表示为： ht＝zt-zt-ε 式中，zt为实际切削力引起的位移，ε为时间间隔； 变切削宽度bt表示为： bt＝xt-xt-ε1 式中，xt为提取加工中X轴的运动轨迹，ε1为时间间隔； 其中，获得刀具的切削力F与产生位移Z1的传递函数Gts为: 式中，m1为刀架模型等效质量，k1为刀架模型等效刚度，c1为刀架模型等效阻尼； 其中，获得主轴的切削力与位移的传递函数Gw为： 式中，mw为主轴模型等效质量，kw为主轴模型等效刚度，cw为主轴模型等效阻尼； 其中，建立超精密车床伺服系统产生的刀具工件相对振动z3表达式： z3s＝FsGts-FsGws； 其中，根据耦合模型求解切削力引起的刀具工件相对振动仿真模型，综合各因素建立平面件加工表面轮廓表达式： X2t＝E1+Zactt+Z3t 式中，X2t为考虑过外部环境振动的刀具输出轨迹，E1为重复定位误差，Zacts为机床导轨输出； 其中，获得理论位置指令与刀尖点位置的高阶传递函数G2s为: 式中，Xin是理论位置指令，X2是刀尖点实际输出信号。

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