一种套刻误差补偿精度的测量系统及方法与流程

本发明涉及精密加工，具体为一种套刻误差补偿精度的测量系统及方法。

背景技术：

1、套刻技术作为一种精密加工方式，其质量控制对于保证最终产品的精度和一致性至关重要。传统套刻过程中，由于设备老化、操作不当、环境变化等多种因素的影响，经常会出现各种误差。尽管通过后期检测和人工调整可以在一定程度上纠正这些误差，但这些方法往往耗时耗力，且无法实现实时误差补偿，从而影响生产效率和产品质量。

2、在现有技术中，虽然已经有尝试通过引入一些基本的监测和控制系统来改善套刻过程，但这些系统多半局限于单一类型的传感器数据，缺乏对套刻过程中多种变化因素的综合监测和分析。此外，这些系统的自适应调整能力不足，无法根据实时反馈动态优化套刻参数，从而难以满足日益严格的套刻精度要求。同时，现有解决方案在用户交互设计上也较为粗糙，未能提供足够的信息支持，让操作者能够深入了解套刻过程，更不用说根据系统反馈进行有效的调整。

3、因此，本发明提出一种套刻误差补偿精度的测量系统及方法来解决现有技术的不足。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种套刻误差补偿精度的测量系统及方法，解决了传统套刻过程中实时误差监测不足、自适应调整能力有限以及用户交互体验不佳的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种套刻误差补偿精度的测量系统，包括：

3、多模态传感器阵列，直接安装在套刻机工作区附近，包括分辨率为0.01微米的激光位移传感器、精度为±0.5℃的热电偶温度传感器，以及灵敏度为0.001g的加速度计，用于实时监测套刻过程中的位移、温度和振动数据；

4、数据融合处理单元，内置微控制器和专用软件，采用加权平均和卡尔曼滤波算法，整合和优化来自多模态传感器阵列的数据；

5、自适应误差补偿模块，集成pid控制器，接收数据融合处理单元的输出，动态调整套刻参数以补偿误差；

6、交互式用户界面，配备高清触摸屏，显示套刻误差分析结果和补偿建议，接收用户输入的套刻参数调整；

7、误差预测与补偿策略生成器，利用嵌入式深度神经网络处理器，执行基于lstm的机器学习算法，分析历史和当前数据以预测未来套刻误差，并生成相应的补偿策略。

8、优选的，所述多模态传感器阵列进一步包括环境光强度传感器，用于监测工作环境光线变化，调整激光位移传感器的测量参数，以消除环境光线对位移测量精度的影响。

9、优选的，所述数据融合处理单元根据实时数据流的变化动态调整加权平均和卡尔曼滤波算法的权重参数，以适应不同套刻环境和材料的特性。

10、优选的，所述自适应误差补偿模块的pid控制器采用自调节算法，根据连续套刻过程的误差反馈调整其控制参数，以实现更精准的动态误差补偿。

11、优选的，所述误差预测与补偿策略生成器所使用的lstm模型包含特定于材料类型和套刻工艺的预训练数据集，以增强其预测精度和适应性。

12、优选的，一种套刻误差补偿精度的测量方法，包括以下步骤：

13、实时同步采集套刻过程中的位移、温度、振动和环境光强度数据；

14、运行加权平均和卡尔曼滤波算法，整合和优化采集数据；

15、根据优化后的数据，自适应误差补偿模块通过pid控制器动态调整套刻参数；

16、运用lstm模型预测未来套刻误差，并基于预测结果生成补偿策略；

17、交互式用户界面展示套刻误差分析结果和补偿建议，并接收用户微调输入。

18、优选的，一种套刻误差补偿精度的测量方法，进一步包括根据实时采集数据的波动性自动调整数据融合算法的权重参数，以确保在不同套刻条件下数据优化的准确性。

19、优选的，所述自适应误差补偿模块采用增强学习策略，自动学习最优的p id参数调整策略，以适应长期套刻过程中出现的新误差模式。

20、优选的，所述误差预测与补偿策略生成器定期接收来自云平台的模型更新，以纳入新的套刻数据和误差模式，保持预测模型的时效性和准确性。

21、优选的，一种套刻误差补偿精度的测量方法，进一步包括使用交互式用户界面提供定制化的套刻参数建议，允许用户根据具体套刻任务选择不同的预设参数配置，以优化套刻过程。

22、本发明提供了一种套刻误差补偿精度的测量系统及方法。具备以下有益效果：

23、1、本发明通过直接在套刻机工作区附近安装的多模态传感器阵列实时监测位移、温度和振动数据，以及通过环境光强度传感器调整激光位移传感器的测量参数，本系统能够精确捕获套刻过程中的微小变化。这些数据的实时和精确监测及调整，使套刻过程中的误差得到有效补偿，显著提高了套刻产品的精度和生产过程的一致性。

24、2、本发明通过数据融合处理单元和自适应误差补偿模块的设计，允许系统根据实时数据流的变化和连续套刻过程的误差反馈动态调整套刻参数。这种自适应能力使得系统能够自动学习并调整到最佳的操作参数，以适应不同的套刻环境和材料特性，从而在不同条件下均能保持优秀的套刻效果。

25、3、本发明提供的套刻误差补偿精度的测量系统其误差预测与补偿策略生成器采用的lstm机器学习算法，结合特定于材料类型和套刻工艺的预训练数据集，可以准确预测未来套刻误差。通过定期接收来自云平台的模型更新，系统能够纳入新的套刻数据和误差模式，持续优化补偿策略，保证长期运行中的高效性和准确性。

26、4、本发明通过交互式用户界面不仅展示套刻误差分析结果和补偿建议，还允许用户根据具体的套刻任务手动微调套刻参数。此外，界面还提供定制化的套刻参数建议和实时以及历史套刻过程数据的可视化，增强了用户的操作体验和系统的透明度，使用户能够更好地理解套刻过程并做出更加精确的调整。

27、5、本发明通过采用增强学习策略自动学习最优的p id参数调整策略，以及通过云平台支持定期更新预测模型，本系统不仅能够适应长期套刻过程中出现的新误差模式，还能够持续适应未来可能出现的新材料和新工艺要求。

技术特征：

1.一种套刻误差补偿精度的测量系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种套刻误差补偿精度的测量系统，其特征在于，所述多模态传感器阵列进一步包括环境光强度传感器，用于监测工作环境光线变化，调整激光位移传感器的测量参数，以消除环境光线对位移测量精度的影响。

3.根据权利要求1所述的一种套刻误差补偿精度的测量系统，其特征在于，所述数据融合处理单元根据实时数据流的变化动态调整加权平均和卡尔曼滤波算法的权重参数，以适应不同套刻环境和材料的特性。

4.根据权利要求1所述的一种套刻误差补偿精度的测量系统，其特征在于，所述自适应误差补偿模块的pid控制器采用自调节算法，根据连续套刻过程的误差反馈调整其控制参数，以实现更精准的动态误差补偿。

5.根据权利要求1所述的一种套刻误差补偿精度的测量系统，其特征在于，所述误差预测与补偿策略生成器所使用的lstm模型包含特定于材料类型和套刻工艺的预训练数据集，以增强其预测精度和适应性。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种套刻误差补偿精度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种套刻误差补偿精度的测量方法，其特征在于，进一步包括根据实时采集数据的波动性自动调整数据融合算法的权重参数，以确保在不同套刻条件下数据优化的准确性。

8.根据权利要求6所述的一种套刻误差补偿精度的测量方法，其特征在于，所述自适应误差补偿模块采用增强学习策略，自动学习最优的pid参数调整策略，以适应长期套刻过程中出现的新误差模式。

9.根据权利要求6所述的一种套刻误差补偿精度的测量方法，其特征在于，所述误差预测与补偿策略生成器定期接收来自云平台的模型更新，以纳入新的套刻数据和误差模式，保持预测模型的时效性和准确性。

10.根据权利要求6所述的一种套刻误差补偿精度的测量方法，其特征在于，进一步包括使用交互式用户界面提供定制化的套刻参数建议，允许用户根据具体套刻任务选择不同的预设参数配置，以优化套刻过程。

技术总结本申请涉及精密加工领域，公开了一种套刻误差补偿精度的测量系统，包括多模态传感器阵列，直接安装在套刻机工作区附近，包括分辨率为0.01微米的激光位移传感器、精度为±0.5℃的热电偶温度传感器，以及灵敏度为0.001g的加速度计，用于实时监测套刻过程中的位移、温度和振动数据。本发明通过直接在套刻机工作区附近安装的多模态传感器阵列实时监测位移、温度和振动数据，以及通过环境光强度传感器调整激光位移传感器的测量参数，本系统能够精确捕获套刻过程中的微小变化。这些数据的实时和精确监测及调整，使套刻过程中的误差得到有效补偿，显著提高了套刻产品的精度和生产过程的一致性。技术研发人员：赵昭,李洁受保护的技术使用者：中国电子技术标准化研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/5