公开(公告)号：CN114019902A

公开(公告)日：2022-02-08

申请号：CN202111313348.2

申请日：2021-11-08

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  黄强 ,  汤滨瑞 ,  赵增亚

IPC分类号： G05B19/19

摘要： 本发明公开了一种同步考虑切触几何学和切削动力学的五轴球头铣刀路径规划方法，包括如下步骤：步骤一：生成刀具路径：11)构建加工进给步长与进给方向关系以及残高点间隔与进给方向关系；12)生成初始行刀具路径，通过等残留高度法计算其余刀具路径，获得曲面上所有刀触点数据；步骤二：刀具姿态优化：21)建立切削力模型；22)构建刀具姿态与刀具偏转切削力关系，获得给定刀具姿态下当前刀触点最大刀具偏转切削；23)优化刀具姿态。本发明将加工进给步长与残高点间隔相结合获取初始行刀具路径的最优走刀方向，以及在刀具姿态优化在考虑切削动力学，将切削力与刀轴方向联立，最终获得光顺且切削力波动小的刀具姿态轨迹。

公开(公告)号：CN111859566B

公开(公告)日：2023-11-17

申请号：CN202010692248.4

申请日：2020-07-17

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  赵增亚 ,  王时龙 ,  易力力 ,  康玲

IPC分类号： G06F30/17 ,  G06F30/27 ,  G06F119/14

摘要： 本发明公开了一种基于数字孪生的表面粗糙度稳定方法，包括以下步骤：1)基于物理世界的机械加工系统建立虚拟世界的数字孪生系统，并在数字孪生系统内构建表面粗糙度预测模型；2)利用数字孪生系统映射机械加工系统，实时采集机械加工系统中影响表面粗糙度的加工参数并输入到数字孪生系统中；3)利用表面粗糙度预测模型预测当前加工条件下的表面粗糙度；若预测得到的表面粗糙度#imgabs0#位于设定阈值范围内，则表面粗糙度稳定，证明当前的加工参数满足要求，执行步骤5)；否则，执行步骤4)；4)利用梯度下降法求解使#imgabs1#位于设定阈值范围内的加工参数并反馈给机械加工系统，执行步骤5)；5)循环步骤2)和步骤3)，直至工件加工完成。

公开(公告)号：CN113177280B

公开(公告)日：2022-10-25

申请号：CN202110552105.8

申请日：2021-05-20

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  赵增亚 ,  王时龙 ,  易力力 ,  王泽华

IPC分类号： G06F30/17 ,  G06F30/20 ,  G06F119/14

摘要： 本发明公开了一种球刀切削力系数标定方法，包括如下步骤：1)构建球头铣刀的剪切力系数方程；2)对参考球头铣刀在不同加工参数下进行开槽试验，得到切削力数据；3)利用切削力数据得到参考球头铣刀旋转一周的平均切削力；4)利用平均切削力方程求解犁耕力系数和剪切力系数方程的常数，得到剪切力系数方程；5)根据待标定球头铣刀的几何参数和加工参数得到未知数il，利用所述剪切力系数方程得到该待标定球头铣刀的剪切力系数。本实施例的球刀切削力系数标定方法，采用平均切削力变系数法，仅用一个参考球头铣刀，即可辨识出犁耕力系数和剪切力系数方程；在球头铣刀及工件材料不变的情况下，利用该方法可以预测新的球头铣刀的切削力系数。

公开(公告)号：CN110405533B

公开(公告)日：2022-03-11

申请号：CN201910663735.5

申请日：2019-07-23

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  王时龙 ,  易力力 ,  康玲 ,  杨波 ,  马驰 ,  赵增亚 ,  王泽华

IPC分类号： B23Q15/00

摘要： 本发明公开了一种刀具姿态优化方法，所述优化方法具体为:S1:确定刀具的在机床轴限制下的可达性范围；S2:得到刀具的无全局干涉姿态范围；S3:得到刀具的无颤振姿态范围；S4:构建刀具姿态可达稳定图；S5:基于S4,以表面粗糙度预测模型为适应度函数,获得最优刀具姿态。本发明以工件的表面粗糙度预测模型为适应度函数，得到了最优刀具姿态，不仅避免了加工过程中的干涉和颤振，也提高了工件的表面性能，这对路径规划具有重要意义。

公开(公告)号：CN113177280A

公开(公告)日：2021-07-27

申请号：CN202110552105.8

申请日：2021-05-20

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  赵增亚 ,  王时龙 ,  易力力 ,  王泽华

IPC分类号： G06F30/17 ,  G06F30/20 ,  G06F119/14

摘要： 本发明公开了一种球刀切削力系数标定方法，包括如下步骤：1)构建球头铣刀的剪切力系数方程；2)对参考球头铣刀在不同加工参数下进行开槽试验，得到切削力数据；3)利用切削力数据得到参考球头铣刀旋转一周的平均切削力；4)利用平均切削力方程求解犁耕力系数和剪切力系数方程的常数，得到剪切力系数方程；5)根据待标定球头铣刀的几何参数和加工参数得到未知数il，利用所述剪切力系数方程得到该待标定球头铣刀的剪切力系数。本实施例的球刀切削力系数标定方法，采用平均切削力变系数法，仅用一个参考球头铣刀，即可辨识出犁耕力系数和剪切力系数方程；在球头铣刀及工件材料不变的情况下，利用该方法可以预测新的球头铣刀的切削力系数。

公开(公告)号：CN114036847B

公开(公告)日：2024-09-10

申请号：CN202111349342.0

申请日：2021-11-15

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  王泽华 ,  王时龙 ,  易力力 ,  赵增亚

IPC分类号： G06F30/27 ,  G06F119/14

摘要： 本发明公开了一种基于机床能耗的表面残余应力监测方法，通过分别建立基于机床能耗的有效切削能耗模型和基于有效切削能的表面应变能模型，从而得到机床能耗与表面应变能之间的映射关系；基于特定加工方式确定进给、横向两个方向的残余应力幅值的比例关系，通过表面应变能预测两个方向的残余应力幅值预测值，利用残余应力正负性预测模型对进给和横向方向的表面残余应力的正负性进行预测，得到进给和横向方向的表面残余应力属性，最终结合以上模型实现由机床能耗对表面残余应力幅值和正负性的预测，通过机床能耗对进给和横向方向的表面残余应力进行实时监测。本发明基于机床能耗的表面残余应力监测方法，能够通过机床能耗方便地监测表面残余应力。

公开(公告)号：CN113779726B

公开(公告)日：2023-08-22

申请号：CN202111074462.4

申请日：2021-09-14

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  汤滨瑞 ,  孙守利 ,  黄强 ,  赵增亚 ,  王泽华

IPC分类号： G06F30/17 ,  G06F119/08

摘要： 本发明公开了一种基于切削力的热误差模型创建方法，首先因为机床产生的轴向热伸长误差和径向热漂移误差会导致刀具的切深和切宽发生变化，从而导致机床产生热误差前后，同样加工条件下切削力大小会发生变化，所以测量相同加工环境下机床产生热误差前后的切削力，建立切削力与热误差的数学模型，就可以根据切削力的变化值，得到当前的机床热误差，即本发明能够基于切削力的变化得到当前机床的热误差，从而创建热误差模型。

公开(公告)号：CN115542839A

公开(公告)日：2022-12-30

申请号：CN202211309684.4

申请日：2022-10-25

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  王浩 ,  孙守利 ,  赵增亚 ,  王泽华 ,  汤滨瑞 ,  黄强 ,  轩懿爽

IPC分类号： G05B19/19

摘要： 本发明公开了一种五轴数控车床无干涉加工位姿优化方法，包括如下步骤：步骤一：得到包络待加工工件的螺旋刀触点位置坐标，计算各个刀触点处周向截面曲线对应的斜率；步骤二：建立五轴加工中刀触点对应的截面曲线斜率分别与刀轴正向极限摆角和刀轴负向极限摆角之间的关系，确定刀轴正向摆角可行区间a和刀轴负向摆角可行区间b，确定无全局/局部干涉的刀轴矢量可达区域c；步骤三：以旋转轴B轴平滑过渡为优化目标，对刀轴矢量进行光顺化处理，得到五轴数控车床无干涉加工位姿优化序列；步骤四：考虑刀杆结构特点确定机床坐标系中的坐标原点，根据五轴联动过程，分析各轴位置与运动变换矩阵，对刀触点和刀轴矢量进行后处理得到可被机床识别的G代码。

公开(公告)号：CN115048871B

公开(公告)日：2024-06-04

申请号：CN202210779169.6

申请日：2022-07-04

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  黄强 ,  汤滨瑞 ,  赵增亚

IPC分类号： G06F30/27 ,  G06F17/13 ,  G06N3/04 ,  G06N3/084 ,  G06F119/14

摘要： 本发明公开了一种基于柔性切削力的薄壁件单工序加工精度预测方法，包括如下步骤：步骤一：构建薄壁件等效刚度模型：步骤二：构建柔性切削力模型：21)构建切削深度模型：22)根据切削力模型在切削深度上的积分，得到柔性切削力模型；步骤三：构建BP神经网络，以柔性切削力模型和等效刚度模型作为模型输入，并输出时变坐标经切削加工后的Z轴坐标；步骤四：以时变坐标经切削加工后的Z轴坐标计算加工精度。本发明还公开了一种基于柔性切削力的薄壁件多工序加工精度预测方法。考虑低刚度零件加工过程中由挠度引起的轴向误差以创建单工序加工精度预测模型，基于误差传递机制和迭代策略并最终实现多工序铣削加工加工精度预测。

公开(公告)号：CN115016390A

公开(公告)日：2022-09-06

申请号：CN202210846517.7

申请日：2022-07-19

申请人： 重庆大学

发明人： 王四宝 ,  王浩 ,  孙守利 ,  赵增亚 ,  王泽华 ,  汤滨瑞 ,  黄强 ,  轩懿爽

IPC分类号： G05B19/404

摘要： 本发明公开了一种五轴数控车床加工曲面路径规划方法，包括如下步骤：步骤一：在极坐标系下建立曲面的曲面方程，并进行离散处理，得到一系列离散点；步骤二：将离散点作为NURBS曲面的型值点，得到由NURBS曲面上的节点组成的节点矢量；步骤三：判断每个节点在节点矢量中的范围，采用递推方法，计算每个节点对应的基函数；步骤四：依据每个节点对应的基函数构建NURBS曲面表达式，根据NURBS曲面表达式求解控制点，得到NURBS曲面方程；步骤五：利用NURBS曲面方程表达阿基米德螺旋线，获得目标工件上的刀触点，并对刀触点进行刀尖半径补偿得到所需的刀位点；步骤六：根据五轴联动过程，分析各轴位置与运动变换矩阵，对刀位点进行后处理得到可被机床识别的G代码。