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龙图腾网获悉盐城市朗力机械有限公司申请的专利一种高精度铣削组合机床及其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：CN118848082B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26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：202411322972.2，技术领域涉及：B23C9/00；该发明授权一种高精度铣削组合机床及其加工方法是由黄海丰;韦红海;吴恒峰;陈军设计研发完成，并于2024-09-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高精度铣削组合机床及其加工方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种高精度铣削组合机床及其加工方法，该机床包括：机座；铣削平台；进给驱动机构；龙门机架；YZ二维驱动机构；铣削机构；热误差检测与补偿机构；以及刀具转轴与铣刀监测分析机构。本发明中通过热误差检测与补偿机构，能够对进给驱动机构、YZ二维驱动机构进行热补偿，从而能够减小热形变对铣削加工造成的误差，提高工件的加工精度；通过刀具转轴与铣刀监测分析机构其采用基于图像处理的方法对刀具转轴的轴心轨迹进行监测，能够根据监测结果分析获得铣刀的破损状态，从而能够实现铣刀状态的监测，保证工件的加工质量，也能够降低因铣刀异常而对工件或其他部件造成破坏而引起的损失。

本发明授权一种高精度铣削组合机床及其加工方法在权利要求书中公布了：1.一种高精度铣削组合机床，其特征在于，包括： 机座； 铣削平台，其可沿X轴方向滑动设置在所述机座上，用于承载待加工的工件； 进给驱动机构，其用于驱动铣削平台沿X轴方向进行线性移动； 龙门机架，其跨设在所述机座上； YZ二维驱动机构，其设置在所述龙门机架的横梁上，用以提供Y轴方向和Z轴方向的线性移动功能； 铣削机构，其设置在所述YZ二维驱动机构上，所述铣削机构包括可转动设置在所述YZ二维驱动机构上的刀具转轴、连接在所述刀具转轴底部的夹具、安装在所述夹具上的铣刀以及用于驱动所述刀具转轴绕Z轴旋转的旋转驱动机构； 热误差检测与补偿机构，其采用基于图像处理的方法获取进给驱动机构在X轴方向、YZ二维驱动机构在Y轴与Z轴方向上以及旋转驱动机构在Z轴方向上的热误差比例系数，并相应进行热补偿； 以及刀具转轴与铣刀监测分析机构，其采用基于图像处理的方法对刀具转轴的轴心轨迹进行监测，并根据监测结果分析获得铣刀的破损状态； 所述YZ二维驱动机构为丝杆电机驱动机构，包括沿Y轴方向设置在所述龙门机架的横梁上的Y丝杆和Y滑轨、配合设置在所述Y丝杆上的Y丝杆螺母、配合设置在所述Y滑轨上的Y滑块、用于驱动所述Y丝杆旋转的Y电机、设置在所述Y滑块上并与所述Y丝杆螺母连接的Y安装板、沿Z轴方向设置在所述Y安装板上的Z丝杆和Z滑轨、配合设置在所述Z丝杆上的Z丝杆螺母、配合设置在所述Z滑轨上的Z滑块、用于驱动所述Z丝杆旋转的Z电机以及设置在所述Z滑块上并与所述Z丝杆螺母连接的Z安装板； 所述Z安装板上连接有水平设置的检测板，所述检测板上开设有检测孔，所述检测孔的直径大于刀具转轴的直径，且所述检测孔的圆心与刀具转轴的轴心的理论位置重合； 刀具转轴与铣刀监测分析机构包括设置在所述检测板上方的第二CCD相机、与所述第二CCD相机连接的图像分析与生成模块、与所述图像分析与生成模块连接的刀具破损分析模块以及与所述图像分析与生成模块连接的轴心偏移补充模块； 所述轴心偏移补充模块与所述进给驱动机构、YZ二维驱动机构均连接， 所述图像分析与生成模块与旋转驱动机构连接，所述刀具破损分析模块与所述进给驱动机构、YZ二维驱动机构、旋转驱动机构均连接； 所述检测板上处于外检测圆的外周采用颜色一绘制X轴线和Y轴线，X轴线和Y轴线垂直，X轴线和Y轴线的延长线的交点O0与检测孔的圆心重合，以交点O0为原点，X轴线、Y轴线分别作为X轴和Y轴，建立检测坐标系XO0Y； 所述刀具转轴的外周轮廓采用颜色二绘制有内检测圆，所述刀具转轴的中心采用颜色三绘制有中心圆点，所述中心圆点的圆心OZ与刀具转轴的轴心重合； 颜色一与检测板的颜色相异，颜色二和颜色三均与刀具转轴本体的颜色相异，以使得由所述外检测圆、X轴线、Y轴线、内检测圆和中心圆点组成的转轴检测图形能够被第二CCD相机采集到； 所述刀具转轴与铣刀监测分析机构的工作方法包括以下步骤： S2-1、所述第二CCD相机每隔时间Δt采集一张转轴检测图形的图像P，记当前时刻ti采集的转轴检测图形的图像为Pi，则前一个时刻ti-1采集的转轴检测图形的图像为Pi-1，Δt=ti-ti-1； S2-2、所述图像分析与生成模块将Pi进行灰度处理后获取圆心OZ在检测坐标系XO0Y中的位置，记为OZiXi,Yi,则Xi、Yi分别表示刀具转轴的轴心在X方向和Y方向的偏移位置，即OZi表示刀具转轴轴心的径向位置；所述轴心偏移补充模块根据Xi对进给驱动机构进行控制以在下一个时刻ti+1内进行X方向的位置补偿，根据Yi对YZ二维驱动机构进行控制以在下一个时刻ti+1内进行Y方向的位置补偿； S2-3、所述图像分析与生成模块获取Pi中外检测圆和内检测圆之间的间距Δd的最大值Δdmax和最小值Δdmin，当Δdmax-Δdmin＞εd时，判断刀具转轴存在径向异常形变，发出报警信息并控制所述铣削机构停止工作，以进行停机检查；否则，进入下一步骤；其中，εd为预先设定的间距阈值； 其中，外检测圆和内检测圆之间的间距Δd的获取方法为：过圆心OZ作直线，依次与内检测圆和外检测圆相交，两个交点之间的距离作为间距Δd； S2-4、所述图像分析与生成模块获取当前时刻ti圆心OZ的位置OZi，该位置OZi即为当前刀具转轴的轴心位置，所述图像分析与生成模块获取时刻ti前所有时刻下圆心OZ的位置，用时刻t替换XYZ三维坐标系中的Z轴，建立tXY三维坐标系，将每个时刻t对应的圆心位置OZ置于tXY三维坐标系中，从而得到不同时刻下刀具转轴的轴心轨迹图形Si；其中，对于任意一个时刻ti时的圆心位置OZi表示为ti，Xi，Yi，ti对应于t轴的值，Xi、Yi分别对应X轴和Y轴的值； S2-5、刀具破损分析模块获取当前时刻ti下的轴心轨迹图形Si，然后判断铣刀是否存在破损状态，在存在破损状态时输出破损类型的判断结果，且当判断结果为刀具缺损或崩裂或是刀具变形时，控制所述铣削机构停止工作，同时发出报警信息； 其中，破损类型包括：刀具缺损或崩裂、刀具磨损、刀具变形； 所述刀具破损分析模块包括特征提取子模块和基于机器学习算法的破损判别子模型，所述破损判别子模型通过以下方法构建得到： S3-1、构建训练数据集： S3-1-1、采用相同批次的铣刀对相同批次的工件进行加工，加工相同的时间后，统计每个铣刀的破损状态，破损状态包括：无破损、刀具缺损或崩裂、刀具磨损、刀具变形，统计的所有铣刀中，每种破损状态的铣刀的数量均至少包括N个；其中，N≥50； S3-1-2、获取每个铣刀的轴心轨迹图形，并将铣刀对应的破损状态作为轴心轨迹图形的标签； S3-1-3、所述特征提取子模块对每个铣刀的轴心轨迹图形进行如下判别特征提取，所述判别特征包括：轴心轨迹图形的相位和振幅、轴心轨迹图形上每个圆心位置OZ的斜率、峰峰距；其中，峰峰距为轴心轨迹图形上相邻两个波峰之间的直线距离； S3-1-4、将一个铣刀的轴心轨迹图形、对应的标签和判别特征组合为一条训练数据，将获得的所有铣刀的训练数据组合，得到训练数据集； S3-2、以铣刀的轴心轨迹图形及其判别特征为输入，对应的破损状态标签作为输出，采用训练数据集对CNN卷积神经网络进行训练，完成训练后得到破损判别子模型； 所述刀具破损分析模块工作时，所述特征提取子模块获得当前时刻ti下的轴心轨迹图形Si后分析得到判别特征，然后将判别特征和轴心轨迹图形Si一起输入到破损判别子模型中，通过所述破损判别子模型分析得到破损状态的判断结果。

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