成都工业职业技术学院余晶获国家专利权
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龙图腾网获悉成都工业职业技术学院申请的专利基于人工智能的数控加工路径控制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:CN120315375B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14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:202510466225.4,技术领域涉及:G05B19/408;该发明授权基于人工智能的数控加工路径控制系统是由余晶设计研发完成,并于2025-04-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于人工智能的数控加工路径控制系统在说明书摘要公布了:本发明公开了基于人工智能的数控加工路径控制系统,具体涉及数控加工领域,用于解决刀具路径规划中曲率突变区域的连续性与稳定性问题,是通过曲率约束特征矩阵和曲率自适应卷积网络,精确捕捉曲面全局与局部几何特性,生成满足微分几何连续性的加工轨迹,有效避免曲率突变区域的路径断裂问题;同时,引入能量标度判据和曲率流形约束,动态修补加工轨迹,平衡几何修复与物理稳定性,减少切削力突变和应力集中,从而增强加工可靠性;此外,通过数字孪生平台的有限元仿真与伺服系统参数同步更新,实现控制指令与加工状态的动态闭环匹配,进一步优化控制效率和表面质量;进而在复杂曲面加工中实现了高精度、高稳定性和高效率的协同优化。
本发明授权基于人工智能的数控加工路径控制系统在权利要求书中公布了:1.基于人工智能的数控加工路径控制系统,其特征在于,包括: 曲面特征提取模块:从工件的计算机辅助设计模型中获取曲面的隐式表示形式,并将其参数化为依赖于两个参数坐标的函数,两个参数坐标分别表示曲面上的两个方向,计算曲面在第一个参数坐标方向上的变化率,得到第一个参数坐标方向上的切线向量,计算曲面在第二个参数坐标方向上的变化率,得到第二个参数坐标方向上的切线向量,计算曲面在第一个参数坐标方向上的二次变化率以及第二个参数坐标方向上的二次变化率;基于第一个参数坐标方向上的切线向量以及第二个参数坐标方向上的切线向量计算曲面每个点的法向方向向量;利用第一个参数坐标方向上的切线向量以及第二个参数坐标方向上的切线向量计算第一组基本几何量;利用上述参数坐标方向上的两个二次变化率和法向方向向量计算第二组基本几何量;将第一组基本几何量的逆与第二组基本几何量构成的矩阵相乘,构建曲率特征矩阵;通过特征分析确定曲率特征矩阵中的主曲率和主曲率方向,主曲率包括最大弯曲程度、最小弯曲程度,主曲率方向包括最大弯曲程度对应的主要弯曲方向,以及最小弯曲程度对应的主要弯曲方向;通过最大弯曲程度与最小弯曲程度的乘积计算高斯曲率,并在参数网格上生成高斯曲率分布;计算高斯曲率在两个参数坐标方向上的变化率,形成曲率变化梯度参数;根据曲面的拓扑结构计算拓扑特性数值和连通分量数量,确定拓扑连通性参数;对于曲面上的每个采样点,构建包含主要弯曲方向、高斯曲率、曲率变化梯度参数和拓扑连通性参数的特征向量,并按照参数网格排列所有特征向量,形成曲率约束特征矩阵; 轨迹生成网络模块:将曲率约束特征矩阵转换为热力图通道,与原始点云数据在空间维度拼接后输入预训练的卷积网络,生成初始加工轨迹;原始点云数据包含曲面上的离散点坐标信息; 轨迹效应分析模块:基于初始加工轨迹的相邻切削行残留高度差异反向映射切削力突变梯度,结合曲率连续性偏离计算局部曲面应变能密度,将局部曲面应变能密度序列中的最大值提取作为能量标度判据; 轨迹动态修补模块:当能量标度判据突破材料塑性变形临界值时,依据曲率约束特征矩阵生成过渡样条曲线,通过曲率衰减速率与能量耗散关系修补路径的几何参数与物理稳定性; 仿真优化控制模块:将修补后的路径导入数字孪生平台进行有限元仿真,验证切削应力分布与动态切削力波动范围;筛选满足预设应力约束的优化轨迹,将轨迹参数与伺服系统的加速度前馈系数同步更新。
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