MCV850-5是五轴五联动的加工中心，采用世界上比较好的控制和检测技术，功能丰富、性能好、技术成熟，具有高精度、高可靠性、高性价比的特质。能加工各种空间平面、曲面、孔、槽、螺纹等，特别适合复杂模具、叶轮等零件的加工，工件材料钢、铝、铜皆可。

本成果获重庆市技术发明奖一等奖，为多股螺旋弹簧（简称多股簧）的设计、制造及检 测提供了全套解决方案，提出了多股簧的动态设计新理论，研制了多股簧疲劳试验装置和性 能试验装置，发明了高精度多股簧数控加工机床。获权国家和国防发明专利计10项。经鉴 定该机床处于国际先进水平。多股簧产品一次合格率从原来的20-25%提升到90%以上，精 度等级从1-3级提升到稳定的1级精度，节约直接制造成本70%左右。多股簧是高端装备中 的关键元件，对我国高端装备的性能、可靠性提升具有重要意义。本成果已在军工、摩托车 减振器、起重机等军民领域应用，应用前景广阔。

成果简介： 产品具备铣滚磨三种功能复合，主要针对复合制齿在切削力、结构动刚度方面的特殊要求，优化数控转台、电主轴等关键功能部件参数，提高复合制齿效率、精度和稳定性。 成果评价或获奖情况：

本激光切割是激光加工行业中一项重要的应用技术，也是激光加工中应用最多的加工方 式。我国的数控激光切割机生产，经过近20年的发展已取得了很大成就。我国的激光切割机产 品与国外先进产品相比，还有较大差距，主要表现在切割机的运行速度低，动态精度差，配套 功能不够，切割工艺参数不完善和切割断面质量不易保证等。 为了使得新型切割机床的切割效率更高，切割质量进一步提升，本项目专门开发出了一款 更加高效的软件控制系统。通过该软件来控制嵌入式运动控制器，进而控制三个伺服电机的运 动。利用机构运动学原理，推导出两个并联结构的运动变换模型。采用VC++编程语言，结合 了开放式控制系统的多层次、模块化设计方法在Windows操作系统平台上编写了控制软件。 本项目在传统激光切割机床的基础上，提出了一种新型激光切割机床的结构串并联激光切 割机床，在激光切割的过程中，可以自动合理地选择串并联杆件进行控制执行机构，使得切割 效率更高，机床振动减小。 本项目为了保证控制系统的安全可行性，对多个方面进行了研究。首先对串并联结构的插 补算法进行研究，提高了运动部件运动的合理性以及切割速度；其次，对该串并联结构进行了 干涉检验和奇异性分析，验证了该机构的可行性；再次，对在切割过程中的共边图形以及边界 等问题进行了深入研究和规划，使得图形的加工次序更加合理；最后，本系统需要根据数控G 代码进行控制，将DXF文件中的加工图案转化为G代码具有非常重要的作用，所以对DXF转G 代码的规则进行了更加深入的分析，并完成软件操作功能。

该项目是由天津职业技术师范大学和天津天新机床制造有限公司共同开发，主要用于工程机械铲斗制造过程专用机床。 特色和创新之处： 1）综合应用机械、电气、流体传动等控制技术，设计制造了七轴数控落地式专用镗床，实现了针对不同型号铲斗转轴孔的高精度镗加工。 2）二次开发了七轴联动的数控系统，实现了3主轴和4控制轴的联动。 3）设计了六气缸定位夹紧和柔性自动找正辅助定位装置，实现快速定位，提高了加工精度及生产效率。 取得的成效： 该机床完全适应于多品种多型号工程机械铲斗的自动安装、定位与夹紧及铲斗转轴孔高效高精度的镗加工。该研究成果的应用，每年为使用企业增加利润1000万元以上。2.科研团队情况： 研发团队由闫文教授为总工，天津天新机床制造有限公司为研发生产基地，联合大连机床厂与济南第一机床厂等多家机床公司退休工程师成立研发团队，专门从事专用、大型机床的研发、设计与制造，目前已经为国内多家企业研发并制造大型专用机床若干台，并已投入作用。

双轴椭圆高效振动筛是由北京科技大学设计，授权张家口市冶金机械厂独家制造的专利（专利号：ZL 00 2 50094.9）产品。其设计宗旨是：使振动筛总体结构和筛箱运动轨迹更为合理，以达到提高生产率和筛分效率，以及结构简化，拆装方便，工作可靠等目的。 与同类产品比较，主要具有以下优点： 1．采用强迫同步的双轴箱式振动器激振。利用两根轴上偏心块质量的不同，使筛箱作椭圆运动；强迫同步振动方式使筛箱启动、制动和运转十分平稳；箱式振动器保证了拆装方便；振动器重心偏移式安装使筛子总体高度减小。 2．先进的设计理念和现代化的设计手段确保筛箱的运动轨迹更为合理，有利于筛分。 3．振动筛筛面采用双折角，有利于实现等厚筛分 4．振动筛下方合理地配置有二次隔振系统，使传到地基的动负荷非常小。 5．先进而严格的加工制造工艺确保了设计思想的完美体现。

项目简介 行走装置增加一个辅助定位机构并采用视觉系统，能实现机器人精确移动和定位； 控制系统采用了无线收发模块，去除了传统网络中的传输线缆，利用微波、射频(RF) 等 无线技术构成网络，收发数据，这就解决了连线多，易出故障，安装较繁琐，布线不便 的问题；采用目前最低功耗和较低成本的短距离无线通信 ZigBee 技术，ZigBee 技术拥有 低数据速率和快速反应的特点。目前应用在数控机床上的无线通信技术主要有无线局域 网技术、蓝牙技术，由于无线局域网技术在抗干扰方面的不足，以及蓝牙协议的

STC双头车系列50/80/100/125，可配单液压筒夹或者双液压筒夹 标准配置 凯恩帝系统、电动刀架、照明系统、自动润滑系统、冷却系统、全封闭防护罩等 可选配置 发那科、西门子、华中等数控系统，排刀架、不同规格的液压夹头等

本项目的目标是开发新一代全数字化高档数控系统（五轴），研究相关软硬件核心技术，提升南通市及我国高档数控系统的自主技术创新和产业化能力，在高速立、卧式加工中心，精密立、卧式加工中心，五轴联动加工中心，高速数控车床及车削中心，卧式车铣复合加工中心等高档数控机床上配套应用，形成批量生产能力。可达技术指标序号名称规格1插补周期1ms2最小分辨率脉冲模式，1um；总线模式，0.1um3前瞻段数10004联动轴数五轴，三个直线轴、两个旋转轴5伺服驱动接口脉冲、SERCOS III、Mechatrolink II6曲线插补Nurbs曲线插补7RTCP刀具中心点控制8空间刀具补偿多种空间刀具补偿模式，补偿建立、取消9平面C型刀具补偿256组10螺距误差补偿单向、双向螺距误差补偿11反向间隙补偿多种条件补偿模式12加减速功能直线型和S型13G代码标准兼容Fanuc标准14宏程序功能Fanuc A类宏程序15PLC功能兼容Fanuc标准，最大支持1024输入/1024输出点，128个定时器，128个计数器16现场总线接口CAN、RS485   一、系统关键技术 高速高精多轴运动控制算法研究： (1) 基于前瞻功能的连续微小线段轨迹运动控制算法 基于超声波加工运动特性及动力学特性分析，提出“速度规划单元”和“速度等级”概念。实现了具有前瞻功能的连续微小线段轨迹速度规划算法。该算法根据读入轨迹段的几何特性及动力学特性自适应实现超声波加工轨迹插补中的速度控制，在保证轨迹精度的前提下，尽可能地提高超声波加工速度；根据微段速度规划策略，实现了针对连续微小线段轨迹的插补算法。插补算法可正确确定微段插补过程中每一步的轨迹坐标，并解决插补过程中的终点判断问题。 (2) 柔性加减速控制算法 实现了对插补轨迹进行精确控制以及对加速度和加加速进行控制。优异的加减速控制算法可以避免超声波加工中心的冲击、振动，并在不增加系统运算量的情况下使得整个插补过程能够平滑快速执行。本部分工作实现了直线型加减速、S型加减速。此外由于轨迹插补和速度规划的离散性，重点实现了轨迹末端的速度平滑处理，即“尾巴处理”，使整个插补过程平滑进行。 (3) NURBS曲线插补及速度平滑控制 实现了具有轨迹预读功能的NURBS曲线运动规划算法。针对NURBS曲线的轨迹几何特征，实现了基于“规划单元”的速度规划和参数插补算法。给出NURBS预读策略和速度规划算法，通过规划单元的预读、规划单元间转接速度的调整和规划结果的及时输出保证了插补的实时性；实现了NURBS曲线规划单元的参数插补方法。为了适应采用的轨迹预读算法，提出“重叠拼接法，实现了相邻两个NURBS曲线的光滑转接。 机床精度补偿技术研究： (1) RTCP技术 实现了旋转刀具中心点编程RTCP(Rotation Tool Centre Point)。RTCP功能采用将以往在CAM中的由机床配置引起坐标变换移植到CNC控制器中在坐标插补之后进行的策略,即采用先插补后转换的机制来彻底消除坐标旋转而引起的非线性误差，提高加工精度。 (2)空间刀具补偿技术 实现了空间刀具补偿。测量超声波工具直径与伸出长度，并确定最佳工作间隙，以及在此工艺条件下去除的材料厚度，将三者之和作为“工具补偿参数”通过分析超声波头与零件之间关系，开发适应不同情况的刀具补偿矢量计算方法。根据补偿指令方法的使用方式，实现了工具补偿的建立与取消方法。实现了补偿过程中由于补偿平面的改变而引起的工具干涉情况。 (3)误差补偿技术 除了RTCP和空间刀补外，实现了反向间隙补偿、螺距误差补偿。控制系统体系结构研究： (1) 运动控制总线 实现了与伺服驱动器的通信。运动控制总线的国际标准较多，在不开发伺服驱动器的条件下，只能采用某一国际标准。本系统实现了两个标准：(1)基于以太网物理层的SERCOS III标准，该标准是欧系数控系统的主力标准，有大量的高性能伺服驱动器可供选择；(2)基于RS485物理层的Mechatrolink II标准，该标准由安川开发，伺服驱动器价格相对低，具有成本优势。 (2) 位置控制算法 实现了对电机的位置控制。本系统采用目前成熟稳定的带有前馈的PID控制实现位置环，闭环周期100ms。传统的PID是典型的反馈控制，虽然具有稳定的优点，但是需要误差已经产生后才能改变输出，进而实现对目标值的跟踪，因此从根本上是无法避免跟踪误差的。而前馈控制可以将目标值处理后直接向前传递，达到系统快速响应和跟踪的目的，理论上可以实现对目标值的零误差跟踪。 (3) PLC相关技术 实现了梯形图的编辑、编译、运行、调试功能。同时提供PC Windowns环境下的梯形图编辑、编译环境。 二、对国家产业结构影响 通过本项目的实施，将极大促进我国自主高档数控机床产业的整体进步，形成打破国外技术垄断和产品封锁的知识产权利器，使国产高档数控机床及高档数控系统在国内外市场上具有核心竞争力和自主权。     应用范围：   本项目的目标是开发新一代全数字化高档数控系统，研究相关软硬件核心技术，提升我国高档数控系统的自主技术创新和产业化能力，在高速立、卧式加工中心，精密立、卧式加工中心，五轴联动加工中心，高速数控车床及车削中心，卧式铣车（车铣）复合加工中心等高档数控机床上配套应用，形成批量生产能力。

从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面： (1) 高速、高精加工技术及装备的新趋势。 (2) 多轴联动加工和复合加工机床快速发展。 (3) 智能化、开放式、网络化(采用TCP／IP通讯协议)成为当代数控系统发展的主要趋势。 (4) 重视新技术标准、规范的建立。 (5) 向大型化和微小化两极发展。 五轴数控机床在国内外的实际应用表明，其加工效率相当于两台三轴机床，甚至可以完全 省去某些大型自动化生产流水线的投资，大大节约了占地空间和工件在不同制造单元之间的周 转运输的时间和花费。 项目机器特点简介： (1) 本机控制系统功能强大，操作简单易学、适应范围广、高效稳定、性价比高； (2) 成熟、高性能控制系统软件，基于Windows XP/Windows2000平台安装使用性能好，时 尚实用，可以直接手动编写G代码来完成加工要求，还可完成从图形设计直接生成G代码，图 形设计软件可以通过MasterCAM、UG、CAXA等后处理软件生成G代码；三维立体刀路模拟仿 真数控实验； (3) 五轴采用伺服电机及驱动器配合精密的滚珠丝杆，电机与丝杆通过联轴器联接； (4) 体积小，单独的电气控制箱、易拆装，且可手/自动切换操作，满足各种操作需求； (5) 安全以及超高的可操控性，精美的外形设计； (6) 该小型焊机能够实现五轴联动控制、可手/自动切换操作运行，安全可靠；具有直线插 补、圆弧插补、点动、模拟运行、求教运行、自动运行、加工轨迹动态显示、程序动态显示 等基本功能，采用ISO规定的数控加工G代码编程同时支持M代码及S代码，可以完成从复杂造 型、自动生成G代码、模拟仿真到实验。