成果的背景及主要用途：齿轮作为重要的基础传动元件已成为一个国家现代 工业技术水平的标志之一。多轴联动的数控插齿机是对齿轮机床的根本变革。数 控插齿机虽然减少了机械传动环节，但其在机械系统精度、加工效率等方面如何 提高，特别是定量描述系统的几何误差、建立齿轮误差及传动链误差分析模型， 是当前亟待解决的关键技术问题。该项科研成果通过鉴定意味着数控插齿机床在 国内研发和生产已具备较完善的技术储备。本项目的理论成果可以向其他数字化 机械装备行业推广。 技术原理与工艺流程简介：应用功能化虚拟样机技术，以多体系统为理论核 心，建立了数控插齿机床整机虚拟模型和运动学模型，提出了数控插齿机床的几 何误差描述方法。 从齿轮加工工艺出发，分析研究影响齿轮精度的各种因素。将多体系统运动 37天津大学科技成果选编 学理论与齿轮啮合原理相结合，建立齿轮误差及传动链误差分析模型，实现了齿 轮的数控加工误差定量计算。 以 YK5120 数控插齿机为典型设备，实现了对数控插齿机的主轴回转误差的 测量和补偿。 技术水平及专利与获奖情况：国际先进水平。 应用前景分析及效益预测：本项目的理论成果可以向其他机械制造装备行业 推广。 应用领域：数控机床，通用数字化装备。 合作方式及条件：合作开发。

本发明公开了一种全自动柔性双面双轴数控钻镗床，利用 PLC 进行控制，包括安装台、八台伺服 电机、三个气缸、两台钻削头、两台镗削头、四台三相异步电动机、两个斜面夹紧机构、工作台、四台 减速器、两个限位块、四组小号滑台、四组大号滑台、若干组滚珠丝杆和若干组直线导轨副;本发明通 过 PLC 控制各伺服电机、钻削头、镗削头和气缸等的动作实现对排孔类零件有序、高效地

本发明公开了一种对五轴加工刀具平滑加工路径的方法，包括以下步骤：获取五轴加工刀具在单位球面上的离散姿态矢量与位置矢量，根据离散姿态矢量获得变换四元数，利用最小二乘法对变换四元数在四元数空间内进行参数插值优化，以得到优化后的单位四元数，根据优化后的单位四元数获得优化后的离散姿态矢量，离散姿态矢量位于单位球面上，采用最小二乘法对位置矢量进行插值优化，通过插值优化的位置矢量与优化后的离散姿态矢量获得平滑的加工路径，将平滑的加工路径输入五轴数控机床，从而实现对工件的加工。本发明能够对单位球面上离散的姿态点插值，以形成一条连续平滑的轨迹，并能利用平滑的轨迹进行实际切削，以提高加工精度。

王小椿教授开发的用于解决加工单件小批量螺伞的配套软件。该软件可以利用普通的立铣刀和角度铣刀在五轴联动加工中心上加工高质量的螺旋伞齿轮。采用该软件包加工的螺旋伞齿轮和采用Gleason制铣齿机加工的螺旋伞齿轮具有完全相同的齿面几何参数，保证了样机或维修后的设备与原设计具有完全的同一性。由于采用通用刀具，缩短了加工准备周期，减少了刀具的初次投入费用，降低了单件小批量螺旋伞齿轮的制造成本、缩短了制造周期。 本软件包包括齿坯设计/齿坯参数输入模块、干涉检验模块、承载能力计算模块、采用立铣刀的齿轮粗加工CAM模块、采用立铣刀的齿轮精加工CAM模块、采用角度铣刀的齿轮粗加工CAM模块、采用角度铣刀的齿轮精加工CAM模块和齿面接触分析模块（TCA），可以满足生产、产品开发和设备维修的需要。 主要应用范围： 该软件可以利用普通的立铣刀和角度铣刀在五轴联动加工中心上加工高质量的螺旋伞齿轮。

本发明公开了一种机床多运动轴平行度的检测装置和方法，通 过控制两个或多个平行运动轴组合互补运动后，利用 CCD 检测标定板 上观测点 P 的偏移量来实现多运动轴平行度检测。将 CCD 测量装置固 定在待检测运动轴上，控制待检测运动轴移动至上限位。主运动轴带 动待检测运动轴向下运动使 P 清晰呈现在测量显示系统上。水平移动 标定板使 P 与测量显示系统上的中心基准点 O 重合。主运动轴向上移 动距离 H，待检测运动轴向

刺五加果富含皂苷、黄酮、多糖及独特的风味物质，具有益气健脾、补肾安神的功效，有安神助眠、抗疲劳、抗氧化、滋养血液等作用，符合消费者对保健食品的需求。本成果以刺五加果为原料，利用益生菌进行发酵，经过功能性评价后筛选出最优酵素配方，并与果冻产品因素结合，成功开发出一款兼具营养保健与休闲食品特性的刺五加果酵素果冻。通过优化发酵工艺、活性成分稳态化及风味调控技术，使产品在安神助眠、抗氧化等方面表现突出，具备良好的市场应用前景。

此项目是上海理工大学与上海重型机床厂及太原第一机床厂产学研合作，开发的大型数控机床，由上海理工大学应用技术研究所设计、上海重型机床厂/太原第一机床厂制造。机床为工作台移动、定梁龙门式镗铣类大型机床。工作台长度×宽度：8000×2000mm、立柱间通过宽度 2500mm，机床自重 76500Kg、工作台可承载工件重量 5000Kg。适合于各类板类、箱体类和机架类零件的数控加工，可进行铣、镗、钻、铰、攻丝等各种操作，对复杂型面和空间曲面进行三座标联动数控插补加工。机床还配套有可交换的卧式镗铣头和万能镗铣

数控立车切削加工作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在 20 世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。是制造业中重要工业领域，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等行业的主要加工技术，也是这些工业领域迅速发展的重要因素。为了满足市场和科学技术发展的需要，达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求,为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性,数控技术、制造过程技术在快速成型、并联机构机床、机器人化机床、多功能机床等整机方面和高速电主轴、直线电机、软件补偿精度等单元技术方面先后有所突破。 黑灯工厂”是 Dark Factory 的直译，即智慧工厂，因为从原材料到最终成品，所有的加工、运输、检测过程均在空无一人的“黑灯工厂”内完成，无需人工操作，所以可以关灯运行，故而得名。智能化才是支撑企业的核心，智慧工厂中员工对智能化设备的掌控能力的要求大大提高，由原来的纯粹单一“操作为主，设备为辅”的角色演变为“设备为主，操作为辅”，需要员工变身为具备全面技术能力的工程师。技术工程师不仅要保证智能化生产线的正常运行，还要保证快速处理生产过程中产生的异常等，而且成为了智慧工厂的“隐形人”，由其在综合考虑效率、成本等因素的基础上决定哪些工作由机器完成，哪些由人完成，实际的生产仍是一个人机协作的过程。基于数字孪生建模、分析、调试、决策和运维等远程管控来实现和保障的。 本项成果的核心是黑灯模式下的动柱式数控机床智能装备及基于云控远程运维平台的加工产线的开发及其产业化，主要是开发中小型数控动柱立式机床智造装备、基于数字孪生驱动的云管控系统及 APP，研制低时延智能控制器并实现产业化。其关键技术是数字孪生驱动的一体化设计、智能控制AI 算法及其控制器和基于物联网的云控远程运维技术。数控机床与智能数字化+物联网+云平台相结合，因此形成的本成果是特有的数字化智能装备（数智装备）。 技术先进性和独占性在于： （1）基于数字孪生的动柱式数控车床的设计制造方法及精密加工自动化流程智能改进技术； （2）基于数字孪生驱动的自感知、自决策、可预测性运维等于一体的黑灯模式智慧工厂的云管控平台及制造服务 APP； （3）全新的基于区域选择性耦合控制的低时延智能控制技术的开发。创新点在于： （1）基于数字孪生模型的动柱式数控机床及其配套生产线的设计制造方法创新； （2）“倒立式五轴车铣中心”实现 5 面车铣复合加工；“动柱式数控立车”技术，X 轴主导轨、X 轴滚动丝杆、X 轴副导轨三者来定位动立柱技术；8-12 工位伺服液压刀塔，加工时换刀快、精度高、故障少； （3）通过内置 K210 智能芯片、SIM8200/8300 和智能传感等核心模块，实现了智能装备间 NB-ioT 和 mMTC 等 5G 物联通讯和人机交互； （4）将多源数控机床运行数据高效融合以及边缘计算与云端一体化，开发制造服务 APP 模块，构建面向制造服务生命周期的云网端管控平台； （5）基于区域选择性控制的低时延智能控制器实现了智能装备之间的网格化耦合控制，结合云网端管控系统及深度学习，构成智能产线。

一种基于工艺系统刚度特性的多轴数控加工刀具运动规划方法，通过雅克比矩阵法和有限元法建立多轴数控装备工艺系统综合刚度场模型，根据刚度场模型建立三维空间力椭球，在复杂曲面任一控制点以沿进刀方向对应的力椭球轴长作为刚度性能指标，根据所有控制点的刚度性能指标实现进刀方向优化，在任一控制点以与刀具姿态对应的力椭球最短轴轴长作为刚度性能指标，根据所有控制点的刚度性能指标实现刀具姿态优化。本发明弥补了现有多轴加工运动规划仅考虑几何约束条件的不足之处，可实现基于多轴数控装备工艺系统综合刚度特性和几何约束条件的多轴加

本发明公开了一种用于评估数控加工三轴刀具轨迹质量的工艺 方法，其特征在于，包括：(a)获取由 n 个离散点依序共同组成的三轴 刀具轨迹，记录各个离散点在加工坐标系中的坐标值，将每个离散点 视为从坐标原点指向其所处位置的向量；(b)利用所获得的向量矩阵计 算三轴刀具轨迹的整体平滑度，并将其作为加工零件时的表面质量评 估指；(c)计算上述三轴刀具轨迹所对应的理想加工时间，并将其作为 加工效率的评估指标；(d)完成对三轴刀具轨迹质量的整体评估过程。 通过本发明，表明能够准确、高效和经济地评测三轴刀具轨迹加