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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种基于坐标转换的薄壁球壳类复杂微小构件表面微坑结构加工方法与装置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：CN117733640B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03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：202311760449.3，技术领域涉及：B23Q15/22；该发明授权一种基于坐标转换的薄壁球壳类复杂微小构件表面微坑结构加工方法与装置是由陈明君;郭锐阳;赵林杰;于天宇;刘赫男;周星颖设计研发完成，并于2023-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于坐标转换的薄壁球壳类复杂微小构件表面微坑结构加工方法与装置在说明书摘要公布了：本发明一种基于坐标转换的薄壁球壳类复杂微小构件表面微坑结构加工方法与装置，涉及超精密加工技术领域，为解决现有的坐标转换方法无法适用于薄壁球壳类复杂微小构件五轴联动超精密加工坐标的转换与生成的问题。包括如下步骤：S1、构建微球靶全表面微坑点集初始坐标；S2、将C轴转动一定角度，使微球靶表面任意待加工空间微坑点旋转至C轴运动单元轴线所在水平面，B轴旋转一定角度，使铣削轴轴线和Z轴直线运动单元夹角与待加工点‑工件坐标系原点连线和Z轴直线运动单元方向夹角相等，获取B轴和C轴坐标以及XYZ直线轴运动单元在工件坐标系下的坐标；S3、将工件坐标系的坐标转换为加工坐标系下的加工坐标，对微坑结构进行高精度加工。

本发明授权一种基于坐标转换的薄壁球壳类复杂微小构件表面微坑结构加工方法与装置在权利要求书中公布了：1.一种基于坐标转换的薄壁球壳类复杂微小构件表面微坑结构加工方法，所述方法是利用薄壁球壳类复杂微小构件表面微坑结构加工装置来实现的，所述加工装置为五轴联动机床，包括真空吸附夹具组件，所述真空吸附夹具组件包括中空的吸附底座和吸附夹头，所述吸附夹头的末端呈喇叭状，用于通过真空吸附工件，所述吸附夹头末端截面斜边与中轴线呈35°~46°夹角，用于吸附工件的吸附夹头的端口内部直径与待加工靶球直径之比为0.6~0.8：1；所述五轴联动机床包括：XYZ三个直线运动单元、B轴运动单元1、C轴运动单元5，水平XZ轴直线运动单元相互垂直布置，竖直Y轴直线运动单元布置在X轴直线运动单元导轨上，B轴运动单元1采用液体静压轴承，布置在Z轴直线运动单元上；C轴运动单元5采用气体静压轴承，安装在Y轴直线运动单元的拖板上，BC轴运动单元均由无框力矩电机驱动，圆光栅反馈控制，铣削轴2通过轴套偏置安装于B轴运动单元1上；球头铣刀3经由气动夹紧模块连接至铣削轴2末端；薄壁球壳工件6通过真空吸附夹具组件吸附连接在C轴运动单元5末端，高分辨率竖直CCD相机4连接在Y轴直线运动单元的拖板上，用于对薄壁球壳工件6的实时监测与特征结构尺寸捕获； 其特征在于，包括如下步骤： S1、点集坐标生成：通过高分辨率CCD相机观测，使C轴运动单元轴线与铣削轴轴线处于同一平面内，调整高分辨率CCD相机对工件区域拍照，识别并获取微球靶直径，以微球靶球心为坐标原点建立工件坐标系，生成微球靶全表面微坑点集初始坐标； S2、空间坐标转换：基于微球靶全表面微坑点集初始坐标，将C轴转动一定角度，使微球靶表面任意待加工空间微坑点旋转至C轴运动单元轴线所在水平面，B轴旋转一定角度，使铣削轴轴线和Z轴直线运动单元夹角与待加工点-工件坐标系原点连线和Z轴直线运动单元方向夹角相等，获取B轴和C轴坐标以及XYZ直线轴运动单元在工件坐标系下的坐标； S3、加工坐标标定：建立加工坐标系，将工件坐标系的坐标转换为加工坐标系下的加工坐标，对微坑结构进行高精度加工； S1包括如下步骤： S1-1、调整CCD相机使其指向微球靶并垂直于水平面，获取微球靶图像，通过图像处理获取微球靶最大外围尺寸，即微球靶直径； S1-2、以复杂微小构件微球靶球心为坐标原点Ow，以Z轴直线运动单元负向为Zw+，以X轴直线运动单元正向为Xw+，以Y轴直线运动单元正方向为Yw+，建立工件坐标系Ow-XwYwZw； S1-3、在工件坐标系中，由薄壁微球靶全表面待加工微坑结构数Nu，基于斐波那契算法生成微球靶全表面微坑结构初始点集坐标； S1-3中所述基于斐波那契算法生成微球靶全表面微坑结构初始点集坐标，具体为，沿OwZw方向将微球靶壳体均匀分割为Nu层，则第i层壳体厚度方向中点坐标Zw为： 1 D为微球靶直径； S1-4、由Xw向和Yw向坐标服从等差数列分布，得到薄壁球壳表面微坑结构Xw向和Yw向坐标： 2 3 f表示黄金分割比； S2包括如下步骤： S2-1、由工件坐标系下任意待加工点Ni坐标xwi,ywi,zwi，向XwOwYw平面内投影，得到投影点Pi，基于投影点Pi和工件坐标系原点Ow连线与Yw轴夹角εi，得到加工点Ni对应的C轴坐标； 具体的，当任意待加工点Nixwi,ywi位于XwOwYw坐标系第二象限，即xwi0,ywi0，此时待加工点Ni对应的C轴旋转角度为2-εi，则对应C轴坐标为： 4 当任意待加工点Nixwi,ywi位于XwOwYw坐标系第一象限，即xwi0,ywi0，此时待加工点Ni对应的C轴旋转角度为2+εi，则对应C轴坐标为： 5 当任意待加工点Nixwi,ywi位于XwOwYw坐标系第四象限，即xwi0,ywi0，此时待加工点Ni对应的C轴旋转角度为，则对应C轴坐标为： 6 当任意待加工点Nixwi,ywi位于XwOwYw坐标系第三象限，即xwi0,ywi0，此时待加工点Ni对应的C轴旋转角度为，则对应C轴坐标为： 7 S2-2、由工件坐标系下任意待加工点Nixwi,ywi,zwi，连接点Ni与微球靶球心Ow，记为NiOw，根据NiOw与工件坐标系Zw轴正向夹角βi，得到加工点Ni对应的B轴坐标为： 8 S2-3、工件坐标系下任意待加工点Nixwi,ywi,zwi经C轴转动Ci角度后，旋转至工件坐标系XwOwZw平面内，且与加工坐标系原点Ow连线和Zw正向夹角为Bi，再向XwOwYw平面内投影，其在OwXw-上投影点记为Hi，则OwHi即为待加工点Ni对应的Xw坐标Xwi，由坐标转换关系得： 9 S2-4、工件坐标系下任意待加工点Nixwi,ywi,zwi经C轴转动Ci角度后，旋转至XwOwZw平面内，其Yw坐标Ywi=0；B轴旋转Bi角度后，其Zw坐标保持不变，由公式1可知： 10 S3包括如下步骤： S3-1、控制XYZ直线运动单元移动进行对刀操作； S3-2、将对刀完成点设为加工原点，并设为加工坐标系原点Om，以Z轴直线运动单元正向为Zm+，以X轴直线运动单元正向为Xm+，以Y轴直线运动单元正方向为Ym+，建立加工坐标系Om-XmYmZm； S3-3、将工件坐标系下任意待加工微坑点NiXwi,Ywi,Zwi,Bwi,Cwi转换为加工坐标系中加工坐标NiXi,Yi,Zi,Bi,Ci； 任意待加工微坑点NiXi,Yi,Zi,Bi,Ci在加工坐标系中的X、Y和Z向的坐标分别为： 11 =Ywi=012 13 任意待加工微坑点NX,Y,Z,B,C在加工坐标系中的B坐标为： 14 任意待加工微坑点NX,Y,Z,B,C在加工坐标系中的C坐标为： 15 完成薄壁球壳复杂微小构件全表面待加工微坑结构点坐标的空间转换后，根据加工坐标对微坑结构进行加工。

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