CN119426675A - 多轴pcb铣削同步控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多轴PCB铣削同步控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：对PCB板和刀具进行几何建模，生成PCB加工模型，并基于此生成刀具路径，提取刀具与PCB板的啮合状态，得到啮合几何实体。随后，根据啮合几何实体计算瞬时未变形切屑厚度，并预测刀具作用于PCB板的切削力。基于切削力预测结果、刀具路径数据和PCB加工模型，对PCB铣削机床的多轴运动进行建模，生成多轴运动同步控制模型。最后，根据同步控制模型和切削力预测结果，对多轴运动进行自适应同步控制。本发明实时预测切削力，并对多轴机床进行自适应同步控制的PCB铣削方法，以提高加工精度、延长刀具寿命，并确保PCB加工过程的稳定性和一致性。

Description

多轴PCB铣削同步控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及工件加工领域，尤其涉及一种多轴PCB铣削同步控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着电子产品的小型化和高精度化需求的不断增长，印制电路板（PCB）的加工精度和加工效率成为影响电子制造业发展的关键因素。在PCB制造过程中，铣削技术被广泛用于对PCB板进行精密加工。然而，传统的PCB铣削控制方法通常依赖于固定的刀具路径和预设的加工参数，难以在加工过程中根据实际情况进行动态调整，导致切削力不均匀、刀具磨损加剧及加工精度不高等问题。此外，PCB加工中多轴机床的运动同步性对加工效果影响较大，但现有控制方法缺乏对多轴联动同步性的精确控制，特别是在复杂的几何形状和切削力波动情况下，难以保证高精度加工。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有的PCB铣削控制方法在复杂的几何形状和切削力波动情况下，缺乏对多轴联动同步性的精确控制，难以保证高精度加工的技术问题；

本发明第一方面提供了一种多轴PCB铣削同步控制方法，所述多轴PCB铣削同步控制方法包括：

对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到PCB加工模型，并根据所述PCB加工模型生成所述刀具的刀具路径，得到刀具路径数据；

根据所述刀具路径数据，提取所述PCB板和所述刀具之间的啮合状态，得到啮合几何实体；

根据所述啮合几何实体计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度，并基于所述瞬时未变形切屑厚度预测所述刀具作用于PCB板的切削力，得到切削力预测结果；

根据所述切削力预测结果，所述刀具路径数据和所述PCB加工模型对所述PCB铣削机床的多轴运动进行建模，得到多轴运动同步控制模型；

根据所述多轴运动同步控制模型和所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的多轴运动进行自适应同步控制。

可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到PCB加工模型，并根据所述PCB加工模型生成所述刀具的刀具路径，得到刀具路径数据包括：

对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到所述PCB板和所述刀具的三维几何模型；

根据所述PCB板和所述刀具的三维几何模型，构建工件坐标系和刀具进给坐标系，得到加工坐标系统；

根据所述PCB板的三维几何模型、所述刀具的三维几何模型和所述加工坐标系统，生成PCB加工模型；

根据所述PCB加工模型，采用等高线法生成所述刀具的粗加工刀具路径，并使用曲面匹配算法根据所述粗加工刀具路径生成精加工刀具路径，得到初始刀具路径；

对所述初始刀具路径进行多目标优化处理，得到优化后的刀具路径数据。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述根据所述刀具路径数据，提取所述PCB板和所述刀具之间的啮合状态，得到啮合几何实体包括：

根据所述刀具路径数据，对所述刀具的当前刀具位置点的邻近历史刀具位置点进行搜索，得到局部历史刀具位置点集合；

根据所述局部历史刀具位置点集合，对所述PCB板的局部切除材料进行重建，得到局部切除材料几何实体；

根据所述PCB加工模型获取所述刀具的当前刀具实体和所述PCB板的PCB板实体，并将所述当前刀具实体、所述PCB板实体和所述局部切除材料几何实体进行局部布尔运算，得到初始啮合几何实体；

对所述初始啮合几何实体进行正交平面投影，得到侧刃切削状态投影图和底刃切削状态投影图，并进行二维图像映射，得到啮合几何实体。

可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述根据所述啮合几何实体计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度，并基于所述瞬时未变形切屑厚度预测所述刀具作用于PCB板的切削力，得到切削力预测结果包括：

对所述刀具路径数据中的相邻刀具位置点之间的进给运动进行分解，得到沿刀具进给坐标系X轴、Z轴的平移运动分量和绕Y轴的旋转运动分量；

根据所述平移运动分量、旋转运动分量、所述啮合几何实体和所述PCB板的材料参数，计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度；

根据所述瞬时未变形切屑厚度和预设的切削力系数模型，对刀具侧刃和底刃上的切削力进行计算，得到刀具坐标系下的切削力数据。

可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述根据所述切削力预测结果，所述刀具路径数据和所述PCB加工模型对所述PCB铣削机床的多轴运动进行建模，得到多轴运动同步控制模型包括：

根据所述PCB加工模型和所述刀具路径数据，对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴进行运动学分析，得到各轴的第一运动学模型，并根据所述切削力预测结果对所述第一运动学模型进行切削力影响修正，得到第二动力学模型；

根据所述第二动力学模型，对PCB铣削机床的各轴之间的耦合效应进行分析，得到轴间耦合模型；

根据所述轴间耦合模型，对PCB铣削机床的多轴运动进行插补设计，得到多轴协调运动策略；

根据所述多轴协调运动策略、所述动力学模型和所述轴间耦合模型，对PCB铣削机床的多轴运动控制器进行参数设计，得到多轴运动同步控制模型。

可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述根据所述PCB加工模型和所述刀具路径数据，对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴进行运动学分析，得到各轴的第一运动学模型，并根据所述切削力预测结果对所述第一运动学模型进行切削力影响修正，得到第二动力学模型包括：

根据所述PCB加工模型，对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴的运动范围进行分析，得到各轴的运动约束条件；

根据所述刀具路径数据和所述运动约束条件，对各轴的位置、速度和加速度进行计算，得到各轴的运动学方程，构成第一运动学模型；

对所述切削力预测结果进行分解，得到作用于各轴的切削力分量；

根据所述切削力分量，对所述第一运动学模型中的各轴的第一运动学方程进行修正，得到第二运动方程，并根据所述第二运动方程，建立各轴的动力学模型，得到第二动力学模型。

可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述根据所述多轴运动同步控制模型和所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的多轴运动进行自适应同步控制包括：

根据所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的各轴进行前馈补偿计算，得到各轴的前馈补偿量；

根据所述多轴运动同步控制模型，对PCB铣削机床的各轴实际位置和速度进行实时测量，得到各轴的实际运动状态数据；

根据所述实际运动状态数据和理论轨迹，对所述PCB铣削机床的各轴跟踪误差进行计算，得到各轴的跟踪误差数据；

根据所述跟踪误差数据和所述前馈补偿量，对PCB铣削机床的各轴控制参数进行自动调整，得到更新后的控制参数；

根据所述更新后的控制参数，对PCB铣削机床的各轴进行协调控制，得到多轴同步运动指令，并将所述多轴同步运动指令发送至PCB铣削机床的控制系统。

本发明第二方面提供了一种多轴PCB铣削同步控制装置，所述多轴PCB铣削同步控制装置包括：

加工建模模块，用于对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到PCB加工模型，并根据所述PCB加工模型生成所述刀具的刀具路径，得到刀具路径数据；

实体提取模块，用于根据所述刀具路径数据，提取所述PCB板和所述刀具之间的啮合状态，得到啮合几何实体；

切削力预测模块，用于根据所述啮合几何实体计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度，并基于所述瞬时未变形切屑厚度预测所述刀具作用于PCB板的切削力，得到切削力预测结果；

运动建模模块，用于根据所述切削力预测结果，所述刀具路径数据和所述PCB加工模型对所述PCB铣削机床的多轴运动进行建模，得到多轴运动同步控制模型；

控制模块，用于根据所述多轴运动同步控制模型和所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的多轴运动进行自适应同步控制。

本发明第三方面提供了一种多轴PCB铣削同步控制装置，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述多轴PCB铣削同步控制设备执行上述的多轴PCB铣削同步控制方法的步骤。

本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的多轴PCB铣削同步控制方法的步骤。

上述多轴PCB铣削同步控制方法、装置、设备及存储介质，通过对PCB板和刀具进行几何建模，生成PCB加工模型，并基于此生成刀具路径，提取刀具与PCB板的啮合状态，得到啮合几何实体。随后，根据啮合几何实体计算瞬时未变形切屑厚度，并预测刀具作用于PCB板的切削力。基于切削力预测结果、刀具路径数据和PCB加工模型，对PCB铣削机床的多轴运动进行建模，生成多轴运动同步控制模型。最后，根据同步控制模型和切削力预测结果，对多轴运动进行自适应同步控制。本发明实时预测切削力，并对多轴机床进行自适应同步控制的PCB铣削方法，以提高加工精度、延长刀具寿命，并确保PCB加工过程的稳定性和一致性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例中多轴PCB铣削同步控制方法的第一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中多轴PCB铣削同步控制装置的一个实施例示意图；

图3为本发明实施例中多轴PCB铣削同步控制设备的一个实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备端没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备端固有的其它步骤或单元。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种多轴PCB铣削同步控制方法进行详细介绍。如图1所示，本方法包括如下步骤：

101、对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到PCB加工模型，并根据所述PCB加工模型生成所述刀具的刀具路径，得到刀具路径数据；

在本发明的一个实施例中，所述对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到PCB加工模型，并根据所述PCB加工模型生成所述刀具的刀具路径，得到刀具路径数据包括：对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到所述PCB板和所述刀具的三维几何模型；根据所述PCB板和所述刀具的三维几何模型，构建工件坐标系和刀具进给坐标系，得到加工坐标系统；根据所述PCB板的三维几何模型、所述刀具的三维几何模型和所述加工坐标系统，生成PCB加工模型；根据所述PCB加工模型，采用等高线法生成所述刀具的粗加工刀具路径，并使用曲面匹配算法根据所述粗加工刀具路径生成精加工刀具路径，得到初始刀具路径；对所述初始刀具路径进行多目标优化处理，得到优化后的刀具路径数据。

具体的，对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到所述PCB板和所述刀具的三维几何模型的过程中，首先采用参数化建模方法对PCB板进行建模。这包括定义PCB板的外形轮廓、厚度、孔位布局和铜箔分布。使用计算机辅助设计(CAD)软件，通过扫描或绘制PCB板的二维图纸，然后将其拉伸成三维模型。对于复杂的PCB板结构，可能需要使用布尔运算来添加或去除特定的几何特征。对于刀具的建模，则需要根据刀具的实际参数，如直径、刃数、螺旋角、刀尖圆弧半径等，使用参数化建模技术构建刀具的几何模型。这通常包括创建刀具的轮廓曲线，然后通过旋转或扫描操作生成三维实体。对于复杂的刀具几何形状，可能需要使用高级曲面建模技术，如NURBS曲面，以准确捕捉刀具的几何特征。

具体的，得到加工坐标系统的过程中，首先，在PCB板模型上选择一个特征点作为工件坐标系的原点，通常选择PCB板的一个角点。然后，定义工件坐标系的X轴和Y轴，使其与PCB板的主要边缘对齐，Z轴则垂直于PCB板表面。对于刀具进给坐标系，选择刀具的中心点作为原点，刀具的轴线方向定义为Z轴，X轴和Y轴则根据刀具的旋转方向确定。在定义这两个坐标系后，建立它们之间的转换关系，这通常涉及旋转矩阵和平移向量的计算。此外，还需要考虑机床的机械结构，确保定义的坐标系与机床的实际运动轴相对应。最后，将这些坐标系信息整合到一个数学模型中，形成完整的加工坐标系统。

具体的，生成PCB加工模型的过程首选将PCB板和刀具的几何信息转换到统一的加工坐标系统中。然后，根据PCB板材料的特性（如硬度、热导率）和刀具的参数（如材料、涂层），选择合适的切削参数，包括切削速度、进给速度和切削深度。这些参数通常通过查询加工数据库或使用经验公式获得。接下来，根据PCB板的几何特征和加工要求，划分加工区域，确定粗加工和精加工的范围。同时，考虑机床的性能限制，如最大主轴转速、最大进给速度等，对加工参数进行调整。最后，将所有这些信息整合到一个数据结构中，形成完整的PCB加工模型。

具体的，根据所述PCB加工模型，采用等高线法生成所述刀具的粗加工刀具路径，并使用曲面匹配算法根据所述粗加工刀具路径生成精加工刀具路径，得到初始刀具路径的过程中，基于PCB板的三维模型，在Z轴方向上以固定间隔生成一系列平行平面，这些平面与PCB板表面的交线形成等高线。然后，将这些等高线转化为刀具中心点的轨迹，形成粗加工路径。对于精加工路径，使用曲面匹配算法，如球面铣刀的等参数法或等螺距法，根据PCB板表面的曲率变化，生成能够保证加工精度的刀具路径。这个过程涉及复杂的数学计算，包括曲面法向量的计算、刀具与工件表面的接触分析等。最后，将粗加工和精加工路径组合，形成完整的初始刀具路径。对所述初始刀具路径进行多目标优化处理，得到优化后的刀具路径数据的过程涉及多个优化目标的平衡。首先，建立优化模型，包括目标函数（如最小化加工时间、最大化表面质量、最小化刀具磨损）和约束条件（如加工精度要求、机床性能限制）。

102、根据所述刀具路径数据，提取所述PCB板和所述刀具之间的啮合状态，得到啮合几何实体；

在本发明的一个实施例中，所述根据所述刀具路径数据，提取所述PCB板和所述刀具之间的啮合状态，得到啮合几何实体包括：根据所述刀具路径数据，对所述刀具的当前刀具位置点的邻近历史刀具位置点进行搜索，得到局部历史刀具位置点集合；根据所述局部历史刀具位置点集合，对所述PCB板的局部切除材料进行重建，得到局部切除材料几何实体；根据所述PCB加工模型获取所述刀具的当前刀具实体和所述PCB板的PCB板实体，并将所述当前刀具实体、所述PCB板实体和所述局部切除材料几何实体进行局部布尔运算，得到初始啮合几何实体；对所述初始啮合几何实体进行正交平面投影，得到侧刃切削状态投影图和底刃切削状态投影图，并进行二维图像映射，得到啮合几何实体。

具体的，根据刀具路径数据对当前刀具位置点的邻近历史刀具位置点进行搜索时，首先需要遍历整个刀具路径数据，以当前刀具位置点为中心，设定一个搜索半径。这个搜索半径通常为刀具直径的两倍，以确保捕获所有可能影响当前切削状态的历史位置点。在搜索过程中，计算每个历史位置点到当前位置点的欧氏距离，同时考虑刀具轴向矢量的夹角。如果距离小于搜索半径且轴向夹角小于预设阈值，则将该历史位置点添加到局部历史刀具位置点集合中。此外，还需要考虑刀具在Z轴方向的位移，确保选取的历史位置点在Z方向上对当前切削状态有影响。最后，对筛选出的位置点按时间顺序进行排序，形成完整的局部历史刀具位置点集合。

具体的，根据局部历史刀具位置点集合对PCB板的局部切除材料进行重建。这个过程首先需要将每个历史刀具位置点转换为对应的刀具扫掠体。对于每个位置点，根据刀具的几何模型和位置信息，生成一个圆柱体或更复杂的几何体，表示刀具在该位置的切削范围。然后，将这些扫掠体进行布尔并运算，得到一个表示所有历史切削区域的复合几何体。这个过程涉及复杂的计算几何算法，如构造实体几何（CSG）或边界表示（B-rep）技术。在重建过程中，需要注意处理重叠区域和边界过渡，确保生成的几何体能准确表示已切除的材料。最后，将这个复合几何体与PCB板的原始模型进行布尔减运算，得到局部切除材料几何实体，这个实体代表了PCB板在局部区域内被刀具切除的材料形状。

具体的，根据PCB加工模型获取当前刀具实体和PCB板实体，并将当前刀具实体、PCB板实体和局部切除材料几何实体进行局部布尔运算。首先，从PCB加工模型中提取当前刀具的几何信息和位置信息，构建当前刀具实体。同时，获取PCB板的最新几何模型，作为PCB板实体。接着，执行一系列布尔运算：首先，将PCB板实体与局部切除材料几何实体进行布尔减运算，得到更新后的PCB板实体；然后，将更新后的PCB板实体与当前刀具实体进行布尔交运算。这个过程需要使用高效的计算几何算法，如八叉树分解或空间划分技术，以加速布尔运算过程。运算结果即为初始啮合几何实体，它准确表示了当前时刻刀具与PCB板的交互区域。

具体的，对初始啮合几何实体进行正交平面投影，得到侧刃切削状态投影图和底刃切削状态投影图，并进行二维图像映射。首先，选择两个正交平面：一个平行于刀具轴线，用于获取侧刃切削状态；另一个垂直于刀具轴线，用于获取底刃切削状态。将初始啮合几何实体投影到这两个平面上，得到两个二维投影图。然后，对这两个投影图进行栅格化处理，将连续的几何形状转换为离散的像素矩阵。在栅格化过程中，需要选择适当的分辨率，以平衡计算效率和精度。接着，对栅格化后的图像进行二值化处理，将啮合区域标记为1，非啮合区域标记为0。最后，基于这两个二值图像，使用插值算法计算刀具上每个切削点的啮合状态，形成完整的啮合几何实体描述。这个过程不仅能快速获取啮合状态信息，还能为后续的切削力计算提供必要的输入数据。

103、根据所述啮合几何实体计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度，并基于所述瞬时未变形切屑厚度预测所述刀具作用于PCB板的切削力，得到切削力预测结果；

在本发明的一个实施例中，所述根据所述切削力预测结果，所述根据所述啮合几何实体计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度，并基于所述瞬时未变形切屑厚度预测所述刀具作用于PCB板的切削力，得到切削力预测结果包括：对所述刀具路径数据中的相邻刀具位置点之间的进给运动进行分解，得到沿刀具进给坐标系X轴、Z轴的平移运动分量和绕Y轴的旋转运动分量；根据所述平移运动分量、旋转运动分量、所述啮合几何实体和所述PCB板的材料参数，计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度；根据所述瞬时未变形切屑厚度和预设的切削力系数模型，对刀具侧刃和底刃上的切削力进行计算，得到刀具坐标系下的切削力数据。

具体的，对刀具路径数据中的相邻刀具位置点之间的进给运动进行分解时，首先需要从刀具路径数据中提取两个连续的刀具位置点及其对应的刀具轴向矢量。然后，计算这两个位置点之间的位移向量，并将其投影到刀具进给坐标系的X轴和Z轴上，得到平移运动分量。这个过程涉及向量的点积和叉积运算。同时，通过计算两个位置点处刀具轴向矢量之间的夹角，得到绕Y轴的旋转角度，从而确定旋转运动分量。对于五轴加工，还需要考虑刀具姿态的变化，涉及更复杂的坐标变换和旋转矩阵计算。最后，将这些运动分量表示为时间的函数，以便后续计算瞬时未变形切屑厚度。

具体的，根据平移运动分量、旋转运动分量、啮合几何实体和PCB板的材料参数计算PCB板和刀具之间的瞬时未变形切屑厚度时，首先需要将啮合几何实体离散化为一系列切削点。对于每个切削点，根据其在刀具上的位置，利用前面分解得到的运动分量，计算该点在一个刀齿周期内的运动轨迹。然后，将这个轨迹与PCB板的当前表面进行比较，计算出切削点与工件表面之间的距离，这个距离即为瞬时未变形切屑厚度。在计算过程中，需要考虑PCB板材料的特性，如弹性变形和塑性变形，这可能会影响实际的切削厚度。对于复杂的PCB板表面，可能需要使用数值积分方法来精确计算切屑厚度。此外，还需要考虑刀具的几何特征，如螺旋角和刀尖圆弧半径，这些因素会影响实际的切削厚度分布。

具体的，根据瞬时未变形切屑厚度和预设的切削力系数模型，对刀具侧刃和底刃上的切削力进行计算，得到刀具坐标系下的切削力数据。这个过程首先需要选择适当的切削力模型，如机械切削力模型或者经验切削力模型。对于PCB铣削，通常采用分段线性切削力模型，该模型将切削力分为切削分量和犁耕分量。然后，对每个离散的切削点，根据其瞬时未变形切屑厚度和切削力系数，计算出切向力、径向力和轴向力。这些力的计算需要考虑PCB材料的特性和刀具的几何参数。对于刀具侧刃，主要考虑切向力和径向力；对于底刃，还需要额外考虑轴向力。计算得到的各个切削点上的力需要进行矢量叠加，得到作用在整个刀具上的合力。最后，将这些力从切削坐标系转换到刀具坐标系，得到最终的切削力数据。

104、根据所述切削力预测结果，所述刀具路径数据和所述PCB加工模型对所述PCB铣削机床的多轴运动进行建模，得到多轴运动同步控制模型；

在本发明的一个实施例中，所述根据所述切削力预测结果，所述刀具路径数据和所述PCB加工模型对所述PCB铣削机床的多轴运动进行建模，得到多轴运动同步控制模型包括：根据所述PCB加工模型和所述刀具路径数据，对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴进行运动学分析，得到各轴的第一运动学模型，并根据所述切削力预测结果对所述第一运动学模型进行切削力影响修正，得到第二动力学模型；根据所述第二动力学模型，对PCB铣削机床的各轴之间的耦合效应进行分析，得到轴间耦合模型；根据所述轴间耦合模型，对PCB铣削机床的多轴运动进行插补设计，得到多轴协调运动策略；根据所述多轴协调运动策略、所述动力学模型和所述轴间耦合模型，对PCB铣削机床的多轴运动控制器进行参数设计，得到多轴运动同步控制模型。

具体的，根据PCB加工模型和刀具路径数据对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴进行运动学分析时，首先需要建立机床的几何模型，包括各轴的运动范围、限位和初始位置。然后，根据刀具路径数据，计算每个时间点上各轴的位置、速度和加速度。这个过程涉及复杂的坐标变换，需要考虑机床的运动学结构，如串联或并联结构。对于五轴机床，还需要解决反解问题，即从刀具位置和姿态反推各轴的运动参数。在得到各轴的运动参数后，建立描述各轴运动的数学方程，这些方程构成了第一运动学模型。接着，根据切削力预测结果对第一运动学模型进行修正。这一步需要考虑切削力对各轴运动的影响，包括静态变形和动态响应。通过将切削力转化为各轴上的等效力和力矩，然后利用机床结构的刚度和阻尼特性，计算出各轴的位移和振动响应。这些响应被整合到运动学方程中，形成考虑切削力影响的第二动力学模型。

具体的，根据第二动力学模型分析PCB铣削机床各轴之间的耦合效应时，需要考虑几何耦合和动力耦合两个方面。几何耦合主要源于机床的运动学结构，如五轴机床中旋转轴的运动会引起直线轴的位置变化。这种耦合可以通过建立轴间位置关系的数学模型来描述。动力耦合则源于切削过程中的力和振动传递，以及机床结构的弹性变形。为了分析动力耦合，需要建立机床结构的有限元模型或简化的质量-弹簧-阻尼模型，然后通过模态分析和频响函数分析，确定各轴之间的动态相互作用。在此基础上，建立描述轴间耦合关系的数学模型，这个模型通常包含一系列微分方程或状态空间方程。最终，将几何耦合和动力耦合的影响综合起来，形成完整的轴间耦合模型。

具体的，根据轴间耦合模型对PCB铣削机床的多轴运动进行插补设计时，首先需要根据刀具路径数据确定插补目标点。然后，考虑轴间耦合效应，设计合适的插补算法。对于线性插补，可以使用改进的数字微分分析（DDA）算法或Bresenham算法；对于曲线插补，可以采用参数插补法或样条插补法。在插补过程中，需要考虑各轴的运动特性，如最大速度、加速度和加加速度限制，以及轴间耦合带来的相互影响。同时，还需要设计速度规划算法，确保运动的平稳性和精确性。对于五轴加工，还需要考虑刀具姿态的变化，涉及到NURBS插补或旋转矩阵插补等高级技术。最后，将插补算法和速度规划算法结合，形成完整的多轴协调运动策略。

具体的，根据多轴协调运动策略、动力学模型和轴间耦合模型对PCB铣削机床的多轴运动控制器进行参数设计时，首先需要确定控制器的结构，常用的有PID控制器、前馈控制器和自适应控制器等。然后，根据动力学模型和轴间耦合模型，设计控制器的参数整定方法。对于PID控制器，可以使用Ziegler-Nichols方法或极点配置法进行初步整定，然后通过仿真和实验进行优化。对于前馈控制器，需要根据动力学模型设计速度前馈和加速度前馈。自适应控制器则需要设计参数自动调整机制，以适应切削条件的变化。在参数设计过程中，需要考虑系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力。同时，还需要设计轴间协调控制策略，以减小同步误差。最后，将各个控制器模块集成，形成完整的多轴运动同步控制模型，该模型应能够实现高精度、高效率的PCB铣削加工。

进一步的，所述根据所述PCB加工模型和所述刀具路径数据，对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴进行运动学分析，得到各轴的第一运动学模型，并根据所述切削力预测结果对所述第一运动学模型进行切削力影响修正，得到第二动力学模型包括：根据所述PCB加工模型，对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴的运动范围进行分析，得到各轴的运动约束条件；根据所述刀具路径数据和所述运动约束条件，对各轴的位置、速度和加速度进行计算，得到各轴的运动学方程，构成第一运动学模型；对所述切削力预测结果进行分解，得到作用于各轴的切削力分量；根据所述切削力分量，对所述第一运动学模型中的各轴的第一运动学方程进行修正，得到第二运动方程，并根据所述第二运动方程，建立各轴的动力学模型，得到第二动力学模型。

具体的，根据PCB加工模型对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴的运动范围进行分析时，首先需要从PCB加工模型中提取工件的几何信息和加工要求。这包括PCB板的尺寸、加工区域的位置以及所需的加工精度。然后，结合机床的结构参数，如工作台尺寸、主轴行程等，确定各轴的运动极限。对于进给轴，通常需要考虑X、Y、Z三个方向的行程限制；对于旋转轴，则需要确定B轴和C轴的旋转角度范围。此外，还需要考虑机床的机械限位、软限位以及各轴之间的干涉关系。通过分析这些因素，可以得到一组数学不等式，描述各轴的运动约束条件。这些约束条件将在后续的运动规划和控制中起到重要作用，确保机床在安全和有效的范围内运动。

具体的，根据刀具路径数据和运动约束条件对各轴的位置、速度和加速度进行计算时，首先需要将刀具路径数据转换为机床坐标系下的位置序列。对于五轴机床，这个过程涉及复杂的坐标变换，需要考虑刀具的位置和姿态。然后，根据相邻位置点之间的时间间隔，计算各轴的速度和加速度。在计算过程中，需要考虑前面得到的运动约束条件，确保计算结果不超出允许范围。对于超出范围的情况，需要进行路径重规划或速度调整。接下来，利用计算得到的位置、速度和加速度数据，建立描述各轴运动的数学方程。这些方程通常采用二阶微分方程的形式，其中包含质量、阻尼和刚度等参数。最后，将所有轴的运动方程组合在一起，形成一个完整的矩阵方程，这个方程就构成了第一运动学模型。

具体的，对切削力预测结果进行分解以得到作用于各轴的切削力分量时，首先需要将工件坐标系下的切削力预测结果转换到机床坐标系。这个过程涉及坐标变换和旋转矩阵的计算。然后，根据机床的运动学结构，将切削力分解到各个轴上。对于进给轴，主要考虑沿轴方向的力分量；对于旋转轴，则需要计算力矩分量。在分解过程中，需要考虑刀具的当前位置和姿态，因为这些因素会影响力的传递路径。此外，还需要考虑机床结构的刚度分布，因为不同位置的刚度差异会导致力的分配不均。最后，得到一个向量，其中包含作用于各个轴的力或力矩分量。这个向量将用于后续的动力学模型修正。

具体的，根据切削力分量对第一运动学模型中各轴的第一运动学方程进行修正时，首先需要将切削力分量转化为等效的外部激励。这个过程涉及到机床结构的动力学特性，如质量分布、刚度和阻尼。然后，将这些外部激励项添加到第一运动学方程中，形成包含切削力影响的第二运动方程。这些方程通常是非线性的，因为切削力与位置、速度和加速度都有关系。接下来，基于第二运动方程，建立各轴的动力学模型。这个过程涉及将运动方程转化为状态空间表示或传递函数形式。在建模过程中，需要考虑各轴之间的耦合效应导致交叉项的出现。最后，将所有轴的动力学模型组合在一起，形成一个完整的多输入多输出(MIMO)系统，这就是最终的第二动力学模型。这个模型不仅包含了机床的运动学特性，还考虑了切削过程中的动力学效应，能够更准确地描述PCB铣削过程中的机床行为。

105、根据所述多轴运动同步控制模型和所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的多轴运动进行自适应同步控制。

在本发明的一个实施例中，所述根据所述多轴运动同步控制模型和所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的多轴运动进行自适应同步控制包括：根据所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的各轴进行前馈补偿计算，得到各轴的前馈补偿量；根据所述多轴运动同步控制模型，对PCB铣削机床的各轴实际位置和速度进行实时测量，得到各轴的实际运动状态数据；根据所述实际运动状态数据和理论轨迹，对所述PCB铣削机床的各轴跟踪误差进行计算，得到各轴的跟踪误差数据；根据所述跟踪误差数据和所述前馈补偿量，对PCB铣削机床的各轴控制参数进行自动调整，得到更新后的控制参数；根据所述更新后的控制参数，对PCB铣削机床的各轴进行协调控制，得到多轴同步运动指令，并将所述多轴同步运动指令发送至PCB铣削机床的控制系统。

具体的，根据切削力预测结果对PCB铣削机床的各轴进行前馈补偿计算时，首先需要将切削力预测结果转换到机床坐标系中。然后，利用机床的动力学模型，计算切削力对各轴运动的影响。这个过程涉及求解动力学方程，通常需要使用数值积分方法，如龙格-库塔法。计算得到的运动偏差即为各轴的前馈补偿量。对于线性轴，前馈补偿主要体现在位置和速度上；对于旋转轴，还需要考虑角度和角速度的补偿。前馈补偿的目的是提前抵消切削力带来的扰动，从而提高加工精度。在计算过程中，还需要考虑机床的动态特性，如固有频率和阻尼比，以确保补偿信号不会激发机床的共振。

具体的，根据多轴运动同步控制模型对PCB铣削机床的各轴实际位置和速度进行实时测量时，需要利用机床上的各种传感器。对于线性轴，通常使用光栅尺或磁栅尺测量位置，通过位置信号的微分得到速度信息。对于旋转轴，则使用旋转编码器测量角度，同样通过微分得到角速度。测量过程中需要考虑传感器的分辨率和采样频率，以确保测量精度和实时性。同时，还需要进行信号滤波和数据融合，以减少测量噪声的影响。测量得到的数据需要通过机床的运动学模型转换到工件坐标系，以便与理论轨迹进行比较。这个过程涉及复杂的坐标变换和旋转矩阵计算，特别是对于五轴机床。最终，得到各轴的实际运动状态数据，包括位置、速度和加速度信息。

具体的，根据实际运动状态数据和理论轨迹对PCB铣削机床的各轴跟踪误差进行计算时，首先需要将理论轨迹离散化，与实际测量数据的时间点对应。然后，对每个时间点，计算实际位置与理论位置之间的差值，这就是位置跟踪误差。同样，通过比较实际速度和理论速度，得到速度跟踪误差。对于五轴机床，还需要计算刀具姿态的跟踪误差，这涉及到旋转矩阵或四元数的运算。在计算过程中，需要考虑不同轴之间的耦合效应，因为一个轴的误差可能会影响到其他轴的运动。此外，还需要计算跟踪误差的统计特性，如均方根误差和最大误差，以全面评估加工精度。最后，将所有轴的跟踪误差数据整合到一个向量或矩阵中，作为后续控制参数调整的依据。

具体的，根据跟踪误差数据和前馈补偿量对PCB铣削机床的各轴控制参数进行自动调整时，首先需要建立一个自适应控制算法。常用的算法包括模型参考自适应控制(MRAC)和自校正控制(STC)。这些算法通过比较实际系统输出和理想模型输出，动态调整控制器参数。在调整过程中，需要考虑前馈补偿量的影响，因为前馈控制和反馈控制是相互配合的。对于PID控制器，主要调整比例、积分和微分三个参数；对于更复杂的控制器，还需要调整状态反馈增益或观测器参数。参数调整过程中需要保证系统的稳定性，通常采用李雅普诺夫稳定性理论来设计参数调整律。同时，还需要设置参数变化的上下限，以防止过度调整导致系统不稳定。最终，得到一组更新后的控制参数，这些参数能够更好地适应当前的加工条件。

具体的，根据更新后的控制参数对PCB铣削机床的各轴进行协调控制时，首先需要根据刀具路径生成各轴的理论轨迹。然后，利用更新后的控制参数，计算各轴的控制输出。这个过程通常涉及求解一个多输入多输出(MIMO)控制系统的方程。对于线性轴，控制输出通常是力或扭矩；对于旋转轴，则是角加速度或角速度。在生成控制输出的同时，需要考虑轴间的同步性，确保各轴运动协调一致。这通常通过设计一个多轴插补算法来实现，如NURBS插补或样条插补。插补算法需要考虑各轴的运动约束，如最大速度、加速度和加加速度限制。最后，将计算得到的控制输出转换为电机驱动信号，如PWM信号或模拟电压信号，并通过通信接口发送到机床的控制系统。这个过程需要考虑通信延迟和数据传输速率，以确保控制指令能够及时执行。

在本实施例中，通过对PCB板和刀具进行几何建模，生成PCB加工模型，并基于此生成刀具路径，提取刀具与PCB板的啮合状态，得到啮合几何实体。随后，根据啮合几何实体计算瞬时未变形切屑厚度，并预测刀具作用于PCB板的切削力。基于切削力预测结果、刀具路径数据和PCB加工模型，对PCB铣削机床的多轴运动进行建模，生成多轴运动同步控制模型。最后，根据同步控制模型和切削力预测结果，对多轴运动进行自适应同步控制。本发明实时预测切削力，并对多轴机床进行自适应同步控制的PCB铣削方法，以提高加工精度、延长刀具寿命，并确保PCB加工过程的稳定性和一致性。

上面对本发明实施例中多轴PCB铣削同步控制方法进行了描述，下面对本发明实施例中多轴PCB铣削同步控制装置进行描述，请参阅图2，本发明实施例中多轴PCB铣削同步控制装置一个实施例包括：

加工建模模块201，用于对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到PCB加工模型，并根据所述PCB加工模型生成所述刀具的刀具路径，得到刀具路径数据；

实体提取模块202，用于根据所述刀具路径数据，提取所述PCB板和所述刀具之间的啮合状态，得到啮合几何实体；

切削力预测模块203，用于根据所述啮合几何实体计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度，并基于所述瞬时未变形切屑厚度预测所述刀具作用于PCB板的切削力，得到切削力预测结果；

运动建模模块204，用于根据所述切削力预测结果，所述刀具路径数据和所述PCB加工模型对所述PCB铣削机床的多轴运动进行建模，得到多轴运动同步控制模型；

控制模块，用于根据所述多轴运动同步控制模型和所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的多轴运动进行自适应同步控制。

本发明实施例中，所述多轴PCB铣削同步控制装置运行上述多轴PCB铣削同步控制方法，所述多轴PCB铣削同步控制装置对PCB板和刀具进行几何建模，生成PCB加工模型，并基于此生成刀具路径，提取刀具与PCB板的啮合状态，得到啮合几何实体。随后，根据啮合几何实体计算瞬时未变形切屑厚度，并预测刀具作用于PCB板的切削力。基于切削力预测结果、刀具路径数据和PCB加工模型，对PCB铣削机床的多轴运动进行建模，生成多轴运动同步控制模型。最后，根据同步控制模型和切削力预测结果，对多轴运动进行自适应同步控制。本发明实时预测切削力，并对多轴机床进行自适应同步控制的PCB铣削方法，以提高加工精度、延长刀具寿命，并确保PCB加工过程的稳定性和一致性。

上面图2从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的中多轴PCB铣削同步控制装置进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中多轴PCB铣削同步控制设备进行详细描述。

图3是本发明实施例提供的一种多轴PCB铣削同步控制设备的结构示意图，该多轴PCB铣削同步控制设备300可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器（central processing units，CPU）310（例如，一个或一个以上处理器）和存储器320，一个或一个以上存储应用程序333或数据332的存储介质330（例如一个或一个以上海量存储设备端）。其中，存储器320和存储介质330可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质330的程序可以包括一个或一个以上模块（图示没标出），每个模块可以包括对多轴PCB铣削同步控制设备300中的一系列指令操作。更进一步地，处理器310可以设置为与存储介质330通信，在多轴PCB铣削同步控制设备300上执行存储介质330中的一系列指令操作，以实现上述多轴PCB铣削同步控制方法的步骤。

多轴PCB铣削同步控制设备300还可以包括一个或一个以上电源340，一个或一个以上有线或无线网络接口350，一个或一个以上输入输出接口360，和/或，一个或一个以上操作系统331，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。本领域技术人员可以理解，图3示出的多轴PCB铣削同步控制设备结构并不构成对本发明提供的多轴PCB铣削同步控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述多轴PCB铣削同步控制方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统或装置、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（read-only memory，ROM）、随机存取存储器（random access memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多轴PCB铣削同步控制方法，其特征在于，所述多轴PCB铣削同步控制方法包括：

对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到PCB加工模型，并根据所述PCB加工模型生成所述刀具的刀具路径，得到刀具路径数据；

根据所述刀具路径数据，提取所述PCB板和所述刀具之间的啮合状态，得到啮合几何实体；

根据所述啮合几何实体计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度，并基于所述瞬时未变形切屑厚度预测所述刀具作用于PCB板的切削力，得到切削力预测结果；

根据所述切削力预测结果，所述刀具路径数据和所述PCB加工模型对所述PCB铣削机床的多轴运动进行建模，得到多轴运动同步控制模型；

根据所述多轴运动同步控制模型和所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的多轴运动进行自适应同步控制。

2.根据权利要求1所述的多轴PCB铣削同步控制方法，其特征在于，所述对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到PCB加工模型，并根据所述PCB加工模型生成所述刀具的刀具路径，得到刀具路径数据包括：

对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到所述PCB板和所述刀具的三维几何模型；

根据所述PCB板和所述刀具的三维几何模型，构建工件坐标系和刀具进给坐标系，得到加工坐标系统；

根据所述PCB板的三维几何模型、所述刀具的三维几何模型和所述加工坐标系统，生成PCB加工模型；

根据所述PCB加工模型，采用等高线法生成所述刀具的粗加工刀具路径，并使用曲面匹配算法根据所述粗加工刀具路径生成精加工刀具路径，得到初始刀具路径；

对所述初始刀具路径进行多目标优化处理，得到优化后的刀具路径数据。

3.根据权利要求1所述的多轴PCB铣削同步控制方法，其特征在于，所述根据所述刀具路径数据，提取所述PCB板和所述刀具之间的啮合状态，得到啮合几何实体包括：

根据所述刀具路径数据，对所述刀具的当前刀具位置点的邻近历史刀具位置点进行搜索，得到局部历史刀具位置点集合；

根据所述局部历史刀具位置点集合，对所述PCB板的局部切除材料进行重建，得到局部切除材料几何实体；

根据所述PCB加工模型获取所述刀具的当前刀具实体和所述PCB板的PCB板实体，并将所述当前刀具实体、所述PCB板实体和所述局部切除材料几何实体进行局部布尔运算，得到初始啮合几何实体；

对所述初始啮合几何实体进行正交平面投影，得到侧刃切削状态投影图和底刃切削状态投影图，并进行二维图像映射，得到啮合几何实体。

4.根据权利要求1所述的多轴PCB铣削同步控制方法，其特征在于，所述根据所述啮合几何实体计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度，并基于所述瞬时未变形切屑厚度预测所述刀具作用于PCB板的切削力，得到切削力预测结果包括：

对所述刀具路径数据中的相邻刀具位置点之间的进给运动进行分解，得到沿刀具进给坐标系X轴、Z轴的平移运动分量和绕Y轴的旋转运动分量；

根据所述平移运动分量、旋转运动分量、所述啮合几何实体和所述PCB板的材料参数，计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度；

根据所述瞬时未变形切屑厚度和预设的切削力系数模型，对刀具侧刃和底刃上的切削力进行计算，得到刀具坐标系下的切削力数据。

5.根据权利要求1所述的多轴PCB铣削同步控制方法，其特征在于，所述根据所述切削力预测结果，所述刀具路径数据和所述PCB加工模型对所述PCB铣削机床的多轴运动进行建模，得到多轴运动同步控制模型包括：

根据所述PCB加工模型和所述刀具路径数据，对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴进行运动学分析，得到各轴的第一运动学模型，并根据所述切削力预测结果对所述第一运动学模型进行切削力影响修正，得到第二动力学模型；

根据所述第二动力学模型，对PCB铣削机床的各轴之间的耦合效应进行分析，得到轴间耦合模型；

根据所述轴间耦合模型，对PCB铣削机床的多轴运动进行插补设计，得到多轴协调运动策略；

根据所述多轴协调运动策略、所述动力学模型和所述轴间耦合模型，对PCB铣削机床的多轴运动控制器进行参数设计，得到多轴运动同步控制模型。

6.根据权利要求5所述的多轴PCB铣削同步控制方法，其特征在于，所述根据所述PCB加工模型和所述刀具路径数据，对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴进行运动学分析，得到各轴的第一运动学模型，并根据所述切削力预测结果对所述第一运动学模型进行切削力影响修正，得到第二动力学模型包括：

根据所述PCB加工模型，对PCB铣削机床的进给轴和旋转轴的运动范围进行分析，得到各轴的运动约束条件；

根据所述刀具路径数据和所述运动约束条件，对各轴的位置、速度和加速度进行计算，得到各轴的运动学方程，构成第一运动学模型；

对所述切削力预测结果进行分解，得到作用于各轴的切削力分量；

根据所述切削力分量，对所述第一运动学模型中的各轴的第一运动学方程进行修正，得到第二运动方程，并根据所述第二运动方程，建立各轴的动力学模型，得到第二动力学模型。

7.根据权利要求1所述的多轴PCB铣削同步控制方法，其特征在于，所述根据所述多轴运动同步控制模型和所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的多轴运动进行自适应同步控制包括：

根据所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的各轴进行前馈补偿计算，得到各轴的前馈补偿量；

根据所述多轴运动同步控制模型，对PCB铣削机床的各轴实际位置和速度进行实时测量，得到各轴的实际运动状态数据；

根据所述实际运动状态数据和理论轨迹，对所述PCB铣削机床的各轴跟踪误差进行计算，得到各轴的跟踪误差数据；

根据所述跟踪误差数据和所述前馈补偿量，对PCB铣削机床的各轴控制参数进行自动调整，得到更新后的控制参数；

根据所述更新后的控制参数，对PCB铣削机床的各轴进行协调控制，得到多轴同步运动指令，并将所述多轴同步运动指令发送至PCB铣削机床的控制系统。

8.一种多轴PCB铣削同步控制装置，其特征在于，所述多轴PCB铣削同步控制装置包括：

加工建模模块，用于对PCB铣削机床上的PCB板和刀具进行几何建模，得到PCB加工模型，并根据所述PCB加工模型生成所述刀具的刀具路径，得到刀具路径数据；

实体提取模块，用于根据所述刀具路径数据，提取所述PCB板和所述刀具之间的啮合状态，得到啮合几何实体；

切削力预测模块，用于根据所述啮合几何实体计算所述PCB板和所述刀具之间的瞬时未变形切屑厚度，并基于所述瞬时未变形切屑厚度预测所述刀具作用于PCB板的切削力，得到切削力预测结果；

运动建模模块，用于根据所述切削力预测结果，所述刀具路径数据和所述PCB加工模型对所述PCB铣削机床的多轴运动进行建模，得到多轴运动同步控制模型；

控制模块，用于根据所述多轴运动同步控制模型和所述切削力预测结果，对PCB铣削机床的多轴运动进行自适应同步控制。

9.一种多轴PCB铣削同步控制设备，其特征在于，所述多轴PCB铣削同步控制设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；

所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述多轴PCB铣削同步控制设备执行如权利要求1-7中任意一项所述的多轴PCB铣削同步控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述多轴PCB铣削同步控制方法的步骤。