浙江工业大学陈国达获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江工业大学申请的专利基于数字孪生的空气静压主轴回转误差监控系统及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:CN116967841B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09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:202310790159.7,技术领域涉及:B23Q17/00;该发明授权基于数字孪生的空气静压主轴回转误差监控系统及方法是由陈国达;唐升浩设计研发完成,并于2023-06-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于数字孪生的空气静压主轴回转误差监控系统及方法在说明书摘要公布了:本发明提出了基于数字孪生的空气静压主轴回转误差监控系统及方法,涉及主轴回转误差监测与数字孪生领域。该系统包括物理实体层、虚拟实体层、服务层、应用层。基于数字孪生技术,在浏览器中搭建空气静压主轴回转误差监控平台,实现了空气静压主轴与主轴模型的虚实交互、回转误差的远程监测及实时可视化,并对主轴回转误差进行预测、优化,最终实现提前远程自动控制回转误差,有助于提高零件的加工精度及加工效率。
本发明授权基于数字孪生的空气静压主轴回转误差监控系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种基于数字孪生的空气静压主轴回转误差监控系统,其特征在于,包括物理实体层、虚拟实体层、服务层及应用层; 物理实体层包括空气静压主轴设备、外部传感器、控制器、计算机、数据采集终端;外部传感器用于采集空气静压主轴的振动数据,控制器用于控制主轴电机转速及供气压力,数据采集终端用于远程数据处理和传输,虚拟实体层、应用层都位于计算机中; 虚拟实体层是基于物理实体层中空气静压主轴设备构建的高保真三维渲染主轴模型,通过SolidWorks软件对空气静压主轴设备进行三维模型创建,采用WebGL技术,基于Three.js库,在浏览器中创建空气静压主轴设备的虚拟模型; 服务层包括数据库、数据处理模块、回转误差预测模型、回转误差优化模型、回转误差控制模块及云服务器;数据库、数据处理模块、回转误差预测模型、回转误差优化模型、回转误差控制模型部署在云服务器上;数据库用于存储系统的静态数据、动态数据及页面交互数据;数据处理模块,在MATLAB中将主轴振动数转换为主轴回转误差及回转轨迹,将提前收集的空气静压主轴运行历史数据,在MATLAB中完成预处理,提取有效特征,用于训练回转误差预测模型;回转误差预测模型,基于RNN循环神经网络训练的深度学习模型,用于预测主轴回转误差;回转误差优化模型,基于粒子群优化算法,获取加工所需回转误差下的最优主轴电机转速和供气压力;回转误差控制模块,用于远程自动控制主轴回转误差; 应用层是浏览器中搭建的空气静压主轴回转误差监控平台,包括主轴回转运动仿真、远程监测、数据可视化及远程智能控制;主轴回转运动仿真,在浏览器中实现虚拟主轴与真实主轴同步进行回转运动;远程监测,实时采集系统数据并将数据通过无线通信方式进行远距离传输通讯,实现数据上云并透传至数据库中存储;数据可视化,将数据库中存储的数据传输至浏览器的Echarts图表中呈现;远程智能控制,通过控制虚拟主轴来远程反向控制真实主轴的旋转与停止;采用回转误差预测、优化模型,通过回转误差控制模块,与控制器交互,提前对回转误差进行远程自动控制。
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