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。

研发阶段/n内容简介：本项目是为轻工业机械配套的计算机控制设备。执行部件为交流侍服驱动系统。经运行证明，该系统性能稳定、可靠，控制精度达到±5?m，钻孔速度达到12孔/秒，属于高速钻床，比香港产同类型产品速度提高了近一倍。本课题解决了两个难题：一是高速数据通信问题；二是工业现场抗干扰问题。目前我们正在准备开发第三代数控系统，已经有了初步成果。技术指标：控制精度可达到±0.5μm。在塑料、木质工件上钻速度最高可达到12孔/秒，五轴同动，单轴速度达到1.2米/秒。应用领域：本控制系统适用于五轴同动的各种

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

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

本发明公开了一种对采用球头刀具的五轴联动机床平滑加工路径的方法，包括：(1)根据加工零件的几何形状和工艺参数，生成刀位轨迹源文件；(2)对源文件依次进行逐行读取、解析并提取其刀位点位置和刀轴矢量，以及判断刀位行有无干涉锥角以确定其锥角值的操作，由此获得锥角刀路文件；(3)对锥角刀路文件依次进行逐行读取，解析并提取其刀位位置、刀轴矢量和锥角，以及确定所有刀位行最优刀轴矢量的操作；以及(4)根据最优刀轴矢量计算刀位点坐标并执行后置处理以生成机床加工路径，从而实现对机床加工路径的平滑处理。通过本发明，能够使刀轴平滑过渡局部变成三轴加工，以消除局部非线性误差，并消除了奇异位置机床旋转轴大幅旋转问题，提高加工效率。

本发明公开了一种基于触发式测头五轴联动机床回转轴线几何参数测量方法，属于数控系统、机床结构参数测量领域，包括仪器安装、参数设置、碰撞采集和RTCP参数计算步骤。通过数控系统，驱动测头探针与标准球进行碰撞并锁存碰撞点机床坐标，根据坐标计算各个示教点相对应的标准球球心坐标，使用最小二乘数据处理方法，对各个标准球球心坐标拟合主动旋转轴与从动旋转轴轴线方向与空间位置，得到RTCP参数。本发明方法可完成五轴联动机床回转轴线几何参数(即RTCP参数)自动精密测量，实现旋转刀具中心点精确控制。

本发明公开了一种摆动式变倾角非圆切削机构，包括底板、直 线电机、进给托板、扇形音圈电机和刀架，其中直线电机呈水平布置并安装在底板的上侧；进给托板呈水平布置并与直线电机相连，由此 在其驱动下可沿着 X 轴方向直线往复运动；刀架的一侧可枢轴转动地 安装在 U 型支撑架上，另外一侧与扇形音圈电机固连，并且该 U 型支 撑架和扇形音圈电机均固定安装在进给托板的上表面。本发明还公开 了相应配备有该非圆切削机构的数控机床。通过本发明，能够增加刀 具在垂直平面内摆动的自由度，通过调节刀具倾角来有效补偿由非圆 轮廓引起的切削角变化，同时具备结构紧凑、响应频率高、可实现高 速精密加工等特点，因而尤其适用于各类非圆截面工件的切削加工用 途。