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专利名称：一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法及应用

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210791244.0

专利申请（专利权）人：中航贵州飞机有限责任公司
权利人地址：贵州省安顺市经济技术开发区宋旗镇机场路1号

专利发明（设计）人：发明人:卢永,周华,胡庆武,冯峻,王旭,孙显智

专利摘要：本发明公开了一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法及应用，所述辅助模块为刀具模块，所述刀具模块的建立方法包括有：构建加工树结构、建立刀具数据列表、设置刀具直径、长度以及刀号顺序编号、建立刀具库、刀具库调用和数据信息转化及导入，在VERICUT仿真软件中创建导入的刀具库名称，并保存刀具库的数据列表,使CATIA软件中刀具库的数据列表与VERICUT仿真软件中刀具库的数据列表相对应，即CATIA软件中的刀具刀号与VERICUT仿真软件中的刀具刀号完全一致。采用本发明所述的建立方法，避免了重复建模设置刀具参数，降低人为疏失出现错误的概率，从而提高了设计效率和设计质量，其实用性强，适合推广使用。

主权利要求：
1.一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，所述辅助模块为刀具模块，其特征在于，所述刀具模块的建立方法包括有：在基于数控编程用的CATIA软件中构建加工树结构、建立不同的刀具数据列表、设置刀具直径、设置刀具长度、设置刀号顺序编号、建立刀具库、刀具库调用和数据信息转化及导入，在VERICUT仿真软件中创建导入的刀具库名称，并保存刀具库的数据列表,使CATIA软件中刀具库的数据列表与VERICUT仿真软件中刀具库的数据列表相对应，即CATIA软件中的刀具刀号与VERICUT仿真软件中的刀具刀号完全一致，从而形成刀具模块，所述刀具模块的建立方法具体包括有以下步骤：步骤S1：构建加工树结构，在基于数控编程用的CATIA软件中设置加工模式，在CATIA软件的加工模式下，建立机床与加工程序树结构；
步骤S2：建立不同的刀具数据列表，在加工程序树结构中，用加工指令方式建立不同的刀具，使每一条加工指令对应一把刀具，形成数据列表;
步骤S3：设置刀具直径，根据数控加工中常用的直柄刀具直径大。毒叩闹本斗段柚糜写应6至Φ20多种不同规格的刀具，并针对相应直径的刀具设置不同的刀具规格，刀具规格以其底角范围从R0到Rn来表示，其中Rn为1/2直径，其底角范围也即球头刀的半径；
步骤S4：设置刀具长度，在数控加工时，还需要考虑到使用的刀具长度不超过刀具直径的3倍，同时，在加工过程中，为了不碰伤零件，则刀具悬长取4倍直径，另外，刀柄夹持部分还需要增加35mm,则刀具的总长度为4D+35mm，其中D为刀具直径；
步骤S5：设置刀号顺序，根据步骤S3所设置的刀具直径范围，针对不同刀具的直径，利用不同的刀具规格设置相对应的刀号顺序从T1到Tn，并按从小到大的顺序依次排列；并根据步骤S4所设置刀具长度，当刀具的长度与设置长度不一致时,可单独调整其长度参数,则相应的刀号就相应变成T1?1到T1?x,直至Tn?1到Tn?x；其中，n表示刀具规格对应的刀号顺序，x表示单独调整长度的次数；
步骤S6：建立刀具库，在基于数控编程用的CATIA软件中，将不同规格的刀具及对应的刀号已出现在资源列表的树结构中，全选树结构上的所有刀具，点击鼠标右键，选下拉菜单中的NCResource，并选择SendToCatalog，进入保存目录，选择创建新的目录，输入刀具库名称，确定保存，完成刀具库的建立;步骤S7：刀具库调用，在基于数控编程用的CATIA软件中，将步骤S6所建立的刀具库文件复制、粘贴到Manufacturing中Tools文件夹里，完成刀具库的调用;步骤S8：数据信息转化及导入，通过CATV接口软件，先在CATV接口软件中选择相应的机床模板、轴系统、零件模型和毛坯料的数据信息，确定与其数据信息相匹配的加工刀具，加工刀具从CATIA软件中生成的刀具库中选择，最后运行VERICUT仿真软件,从而使CATIA软件中生成的刀具库导入到VERICUT仿真软件中；
步骤S9：保存刀具数据列表，在VERICUT仿真软件中创建一个导入的刀具库名称，并保存相应刀具的数据列表,从而使CATIA软件中刀具库的数据列表与VERICUT仿真软件中刀具库的数据列表相对应，即CATIA软件中的刀具刀号与VERICUT仿真软件中的刀具刀号完全一致。
2.根据权利要求书1所述的一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，其特征在于：在所述步骤S3设置刀具直径过程中，针对直径为ΦD的刀具，其中6mm≤D≤20mm ,其刀具规格为ΦDR0、ΦDR1、ΦDR2至ΦDRD/2，依此类推即可。
3.根据权利要求书1所述的一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，其特征在于：在所述步骤S5设置刀号顺序过程中，针对直径为Φ6至Φ20的刀具，与其刀具规格相对应的刀号顺序从T1为Φ6R0，T2为Φ6R1，……T43为Φ20R3……，从小到大依次排列，一直到T48，即Φ20R10；当刀具的长度与设置长度不一致时,可单独调整长度参数,在相应的刀号后面添加顺序号，则相应的刀号就相应变成T1?1到T1?x,直至Tn?1到Tn?x。
4.根据权利要求书1所述的一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，其特征在于：在所述步骤S7刀具库调用过程中，在基于数控编程用的CATIA软件中，在编程过程时，刀具选项中点击selectatoolwithquery，在刀具库中选之前建的刀具名称，就会出现刀具库里的所有刀具，根据加工的需要，选择适合的刀具即可。
5.一种应用权利要求书1至4中任意一项所述建立方法的，其特征在于：在基于数控编程用的CATIA软件中构建的加工树结构用于创建机床、夹具、刀柄、钻头、盘铣刀以及角度铣刀模块，使CATIA软件中的创建的模块与VERICUT仿真软件中的创建的模块完全一致，形成相应的机床、夹具、刀柄、钻头、盘铣刀以及角度铣刀模块。 说明书 : 一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法及应用技术领域[0001] 本发明涉及数控加工技术领域，涉及CATIA编程软件里辅助模块的创建与VERICUT仿真软件里辅助模块的创建，以及两种软件之间工具库的对应一致关系，具体地说是一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法及应用。背景技术[0002] 随着现代数控加工技术不断提高的要求,数控零件的编程不仅需要编程软件，还需要辅助模块的支持。数控编程和仿真,是模拟实际加工中的情形,需要刀具、机床及夹具模块的支持,模块越完善,编程越便利,仿真越真实,也越能预判可能出现的问题,并在未加工前及时处理,保证在数控加工零件时能安全顺利地进行。数控编程的CATIA软件和仿真用的VERICUT软件是已有的，而刀具模块、机床模块及夹具模块则要根据现场的生产实际重新构建。在编程过程中，不仅涉及刀具，还有刀柄、机床、夹具等各种辅助设备和工具，只有这些设备和工具能灵活的调用，才能真实再现生产实际的加工情形，有效地避免加工过程中发生的各种碰撞，如主轴头与夹具，刀柄与零件的碰撞等，并能反映机床在加工中的行程限制。[0003] 在数控加工中，CATIA软件是最常用的编程软件，它形成零件加工的刀具轨迹,而VERICUT仿真软件是进行程序后处理之后变成G代码的仿真软件,它验证程序正确与否，与零件的误差，以及是否满足机床的行程限制等，G代码是机床上直接使用的程序。在用CATIA软件编程时，需预先设置切削用的刀具，以前每一个零件程序编制时，都是临时建刀具,由于刀具有直径、底角R以及长度等不同参数，而且在加工过程中，根据粗加工、中加工和精加工要求的不同，需要采用各种不同直径的刀具，还需要根据零件形状的结构特征，选用不同类型的刀具，所以刀具品种规格就很多，要重复设置这些参数，会分散编程者的精力，从而影响编程效率，并且每次都必须仔细核对刀具的名称及各参数是否正确，否则就会产生错误。另外，数控机床使用的是G代码，是用CATIA软件编程形成刀轨路径后，经过后置软件处理产生的加工用程序，需用VERICUT仿真软件来验证G代码的正确性。在用VERICUT仿真软件时，仍然存在建刀具的问题。以往也是每个零件单独分别建临时刀具,同样很繁琐，另外，如果CATIA软件和VERICUT仿真软件中的刀具的刀号不一致，还存在要改程序刀号的麻烦。[0004] 由此可见，不论在编程中还是仿真时，都需要使用多种不同规格的刀具，若每个零件的编程和仿真都要重新建刀具，就很繁琐耗时，还容易出错。如果在CATIA软件里把各种不同的刀具建立在同一个刀库中，那么在编制任何零件的程序时，都可以直接调用刀具库里的刀具，这样不仅提高了编程效率，还保证了刀具的安全正确。另外，用VERICUT仿真软件进行程序仿真时，需调用刀具的刀号，如果VERICUT仿真软件与CATIA软件中刀具的刀号不一致，每一条从CATIA软件中生成的程序都必须改成与VERICUT仿真软件中对应的刀号才能进行仿真。如果程序很多，改刀号就比较麻烦，而且也容易出错。[0005] 如果在CATIA软件中有建一个经过验证：说牡毒呖饽？，在VERICUT仿真软件中也有一个这样的刀具库模块，并且两个刀具库的刀号一致，那么在编程过程中就不需要反复地建刀具，更改刀具参数以及改刀号等问题，从而使编程效率得到大幅提高，同时，也能有效降低了因为刀具参数偏差而导致的零件的铣伤甚至报废问题，从而有效地保证了零件的质量。发明内容[0006] 本发明要解决的技术问题是针对背景技术中存在的问题，在CATIA软件中有建一个经过验证：说哪？，并在VERICUT仿真软件中也建一个与之相对应的模块，利用两个相对应的模块，不仅能提高编程效率，还能提高其加工效率，从而保证加工质量，具体地说是一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法及应用。[0007] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，所述辅助模块为刀具模块，所述刀具模块的建立方法包括有：在基于数控编程用的CATIA软件中构建加工树结构、建立不同的刀具数据列表、设置刀具直径、设置刀具长度、设置刀号顺序编号、建立刀具库、刀具库调用和数据信息转化及导入，在VERICUT仿真软件中创建导入的刀具库名称，并保存刀具库的数据列表,使CATIA软件中刀具库的数据列表与VERICUT仿真软件中刀具库的数据列表相对应，即CATIA软件中的刀具刀号与VERICUT仿真软件中的刀具刀号完全一致，从而形成刀具模块。[0008] 进一步地，本发明所述的一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，具体包括有以下步骤：[0009] 步骤S1：构建加工树结构，在基于数控编程用的CATIA软件中设置加工模式，在CATIA软件的加工模式下，建立机床与加工程序树结构；[0010] 步骤S2：建立不同的刀具数据列表，在加工程序树结构中，用加工指令方式建立不同的刀具，使每一条加工指令对应一把刀具，形成数据列表;[0011] 步骤S3：设置刀具直径，根据数控加工中常用的直柄刀具直径大。毒叩闹本斗段柚糜写应6至Φ20mm多种不同规格的刀具，并针对相应直径的刀具设置不同的刀具规格，刀具规格以其底角范围从R0到Rn来表示，其中Rn为1/2直径，其底角范围也即球头刀的半径；[0012] 步骤S4：设置刀具长度，在数控加工时，还需要考虑到使用的刀具长度不超过刀具直径的3倍，同时，在加工过程中，为了不碰伤零件，则刀具悬长取4倍直径，另外，刀柄夹持部分还需要增加35mm,则刀具的总长度为4D+35mm，其中D为刀具直径；[0013] 步骤S5：设置刀号顺序，根据步骤S3所设置的刀具直径范围，针对不同刀具的直径，利用不同的刀具规格设置相对应的刀号顺序从T1到Tn，并按从小到大的顺序依次排列；并根据步骤S4所设置刀具长度，当刀具的长度与设置长度不一致时,可单独调整其长度参数,则相应的刀号就相应变成T1?1到T1?x,直至Tn?1到Tn?x；[0014] 步骤S6：建立刀具库，在基于数控编程用的CATIA软件中，将不同规格的刀具及对应的刀号已出现在资源列表的树结构中，全选树结构上的所有刀具，点击鼠标右键，选下拉菜单中的NCResource，并选择SendToCatalog，进入保存目录，选择创建新的目录，输入刀具库名称，确定保存，完成刀具库的建立;[0015] 步骤S7：刀具库调用，在基于数控编程用的CATIA软件中，将步骤S6所建立的刀具库文件复制、粘贴到Manufacturing中Tools文件夹里，完成刀具库的调用;[0016] 步骤S8：数据信息转化及导入，通过CATV接口软件，先在CATV接口软件中选择相应的机床模板、轴系统、零件模型和毛坯料的数据信息，确定与其数据信息相匹配的加工刀具，加工刀具从CATIA软件中生成的刀具库中选择，最后运行VERICUT仿真软件,从而使CATIA软件中生成的刀具库导入到VERICUT仿真软件中；[0017] 步骤S9：保存刀具数据列表，在VERICUT仿真软件中创建一个导入的刀具库名称，并保存相应刀具的数据列表,从而使CATIA软件中刀具库的数据列表与VERICUT仿真软件中刀具库的数据列表相对应，即CATIA软件中的刀具刀号与VERICUT仿真软件中的刀具刀号完全一致。[0018] 进一步地，采用本发明所述的一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，其中在所述步骤S3设置刀具直径过程中，针对直径为ΦD的刀具，其中6mm≤D≤20mm,其刀具规格为ΦDR0、ΦDR1、ΦDR2至ΦDRD/2，依此类推即可。[0019] 进一步地，采用本发明所述的一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，其中在所述步骤S5设置刀号顺序过程中，针对直径为Φ6至Φ20mm的刀具，与其刀具规格相对应的刀号顺序从T1为Φ6R0，T2为Φ6R1，……T43为Φ20R3……，从小到大依次排列，一直到T48，即Φ20R10；当刀具的长度与设置长度不一致时,可单独调整长度参数,在相应的刀号后面添加顺序号，则相应的刀号就相应变成T1?1到T1?x,直至Tn?1到Tn?x，其中n表示刀具规格对应的刀号顺序，x表示单独调整长度的次数。[0020] 进一步地，采用本发明所述的一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，其中在所述步骤S7刀具库调用过程中，在基于数控编程用的CATIA软件中，在编程过程时，刀具选项中点击selectatoolwithquery，在刀具库中选之前建的刀具名称，就会出现刀具库里的所有刀具，根据加工的需要，选择适合的刀具即可。[0021] 在编程过程中不仅涉及刀具，还有刀柄、机床、夹具、刀柄、钻头、盘铣刀以及角度铣刀等设备，利用本发明所述建立方法，通过基于数控编程用的CATIA软件中所构建的加工树结构，可以用于创建机床、夹具、刀柄、钻头、盘铣刀以及角度铣刀模块，使CATIA软件中的创建的模块与VERICUT仿真软件中的创建的模块完全一致，形成相应的机床、夹具、刀柄、钻头、盘铣刀以及角度铣刀模块。只有这些设备和工具能灵活的调用，才能真实再现生产实际的加工情形，有效地避免加工过程中发生的各种碰撞，如主轴头与夹具，刀柄与零件的碰撞等，并能反映机床在加工中的行程限制。[0022] 采用本发明所述的一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法及应用，与现有技术相比，其有益效果在于：通过在CATIA软件中创建辅助模块，并运用CATV接口软件实现CATIA软件与VERICUT仿真软件的参数转换，可以大幅提升编程效率，在确保辅助模块正确的同时，可以实现两个软件之间的协调一致，并能实现资源共享，通过创建相应的工具辅助模块，能提高整个产业的加工能力。采用本发明所述的建立方法，避免了重复建模设置刀具参数，降低人为疏失出现错误的概率，从而提高了设计效率和设计质量，其实用性强，适合推广使用。附图说明[0023] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。[0024] 图1是本发明在CATIA软件加工程序树结构中建立刀具页面示意图；[0025] 图2是本发明在CATIA软件资源列表的树结构中刀具列表的页面示意图；[0026] 图3是本发明在CATIA软件建立刀具库的页面示意图；[0027] 图4是本发明在VERICUT仿真软件建立刀具库的页面示意图。具体实施方式[0028] 在编程过程中不仅涉及刀具，还有刀柄、机床、夹具等各种辅助设备和工具，只有这些设备和工具能灵活的调用，才能真实再现生产实际的加工情形，有效地避免加工过程中发生的各种碰撞，如主轴头与夹具，刀柄与零件的碰撞等，并能反映机床在加工中的行程限制。[0029] 现以刀具模块为例，说明构建刀具模块的必要性。在数控加工领域，无论在编程过程中，还是仿真模拟里面都需要使用各种规格的刀具，包括立铣刀、盘铣刀和锥度铣刀等，若每次编程和仿真时都重新建刀具，这个过程就很繁琐，既重复又耗时，还容易出错，因为每一把刀都需要设置直径、长度和底角等参数，如果不小心设置错误，就会造成零件的铣伤甚至报废。如果能在CATIA软件里把同类型的不同规格的刀具建立在同一个刀具库中，不论编制任何零件的程序，都可以直接调用刀具库里的刀具，这样不仅提高了编程效率，还保证了刀具的安全正确。[0030] 如图1至图4所示，本发明所述的一种批量创建数控加工中辅助模块的建立方法，所述辅助模块为刀具模块，所述刀具模块的建立方法包括有：在基于数控编程用的CATIA软件中构建加工树结构、建立不同的刀具数据列表、设置刀具直径、设置刀具长度、设置刀号顺序编号、建立刀具库、刀具库调用和数据信息转化及导入，在VERICUT仿真软件中创建导入的刀具库名称，并保存刀具库的数据列表,使CATIA软件中刀具库的数据列表与VERICUT仿真软件中刀具库的数据列表相对应，即CATIA软件中的刀具刀号与VERICUT仿真软件中的刀具刀号完全一致，从而形成刀具模块。[0031] 所述刀具模块的建立方法具体包括有以下步骤：[0032] 1.构建加工树结构[0033] 在基于数控编程用的CATIA软件中设置加工模式，在CATIA软件的加工模式下，建立机床与加工程序树结构，如图1所示。[0034] 2.建立不同的刀具[0035] 在加工程序树结构中，用加工指令方式建立不同的刀具，每一条加工指令对应一把刀具，形成数据列表。[0036] 3.设置刀具直径[0037] 在数控加工中，常用的直柄刀具的直径范围是Φ6?Φ20mm，其底角从R0到Rn，其中Rn为1/2直径，其底角范围也即球头刀的半径。也就是直径为Φ6的刀具规格为Φ6R0、Φ6R1、Φ6R2和Φ6R3；而直径为Φ8的刀具规格为Φ8R0、Φ8R1、Φ8R2、Φ8R3和Φ8R4；依此类推即可，直径为Φ20的刀具规格为Φ20R0、Φ20R1、Φ20R2、Φ20R3、Φ20R4、Φ20R5、Φ20R6、Φ20R7、Φ20R8、Φ20R9和Φ20R10。[0038] 4.设置刀具长度[0039] 在数控加工时，考虑到一般加工时使用的刀具长度不超过直径的3倍，同时，在加工过程中，为了不碰伤零件，则刀具悬长取4倍直径，另外，刀柄夹持部分需要35mm,因此，刀具的长度为4D+35，其中D为刀具直径，即直径为Φ6的刀具总长度为4x6+35=59mm。[0040] 5.设置刀号顺序[0041] 根据所设置的刀具直径范围，针对不同刀具的直径，利用不同的刀具规格设置相对应的刀号顺序，其中T1为Φ6R0，T2为Φ6R1，……T43为Φ20R3……，并按从小到大的顺序依次排列，一直到T48，即Φ20R10；并根据所设置刀具长度，当刀具的长度与设置长度不一致时,可单独调整长度参数,在相应的刀号后面添加顺序号，刀号就相应变成(_加顺序号),如T43_1,T43_2。[0042] 6.建立刀库[0043] 在基于数控编程用的CATIA软件中，此时，各种刀具及对应刀号已出现在资源列表的树结构中，如图2所示，全选树结构上的所有刀具，点击鼠标右键，选下拉菜单中的NCResource，并选择SendToCatalog，进入保存目录，选择创建新的目录，输入刀具库名称，确定保存，完成刀具库的建立。[0044] 7.刀库调用[0045] 在基于数控编程用的CATIA软件中，要调用刀具库里的刀具，需将所保存的文件复制粘贴到Manufacturing中Tools文件夹里。如图3所示，在具体编程时，刀具选项中点击selectatoolwithquery，在刀具库中选之前建的刀具名称，就会出现刀具库里的所有刀具，根据加工的需要，选择适合的刀具即可。[0046] 8、通过CATV接口软件，把CATIA软件的相关参数与VERICUT仿真软件相联系起来[0047] 先在CATV接口软件中选择相应的机床模板、轴系统、零件模型和毛坯料的数据信息，确定与其数据信息相匹配的加工刀具，加工刀具从CATIA软件中生成的刀具库中选择，最后运行VERICUT仿真软件,从而使CATIA软件中生成的刀具库导入到VERICUT仿真软件中，实现CATIA软件与VERICUT仿真软件相联系。[0048] 9、在VERICUT仿真软件中保存刀具[0049] 在VERICUT仿真软件中创建一个导入的刀具库名称，并保存相应刀具的数据列表,从而使CATIA软件中刀具库的数据列表与VERICUT仿真软件中刀具库的数据列表相对应，即CATIA软件中的刀具刀号与VERICUT仿真软件中的刀具刀号完全一致，如图4所示。这样，在今后仿真需要时，就可以直接调用，即方便快捷又保证了CATIA软件里的刀具库与VERICUT仿真软件里的刀具库中刀具的刀号完全一致。[0050] 采用本发明所述的建立方法，由于在CATIA软件中有建一个经过验证：说牡毒呖饽？，在VERICUT仿真软件中也有一个这样的刀具库模块，并且两个刀具库的刀号一致，那么在编程过程中就不需要反复地建临时刀具库，更改刀具参数，改刀号等过程，而是采用一个统一的刀具库，从而使编程效率得到大幅提高，同时也降低了因为刀具参数错误，而导致零件的铣伤甚至报废问题，从而有效地保证了零件的质量。[0051] 通过以刀具模块的建立为例，其中以立铣刀为例，具体地说明如何在CATIA编程软件和VERICUT仿真软件里建立刀具库模块，以及两种软件之间刀具库之间的对应关系。由于在编程过程中不仅涉及刀具，还有刀柄、机床、夹具、刀柄、钻头、盘铣刀以及角度铣刀等设备，利用本发明所述建立方法，通过基于数控编程用的CATIA软件中所构建的加工树结构，可以用于创建机床、夹具、刀柄、钻头、盘铣刀以及角度铣刀模块，使CATIA软件中的创建的模块与VERICUT仿真软件中的创建的模块完全一致，形成相应的机床、夹具、刀柄、钻头、盘铣刀以及角度铣刀模块。只有这些设备和工具能灵活的调用，才能真实再现生产实际的加工情形，有效地避免加工过程中发生的各种碰撞，如主轴头与夹具，刀柄与零件的碰撞等，并能反映机床在加工中的行程限制。[0052] 综上所述，通过在CATIA软件中创建刀具库模块，并运用CATV接口软件实现CATIA软件与VERICUT仿真软件的参数转换，这样可以大幅提升编程效率，在确保刀具正确的同时，还可以实现两个软件的协调一致，从而能实现资源共享，通过创建这样的工具辅助模块，能提高整个产业的加工能力。[0053] 本发明的保护范围不仅限于具体实施方式所公开的技术方案，以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不限制本发明，凡是依据本发明的技术方案所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

专利地区：贵州

专利申请日期：2022-07-07

专利公开日期：2024-10-18

专利公告号：CN115291568B