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

当前高速数控装备的进给速度已达到40m/min以上、主轴速度达几万转，同时我国的航天航空、车辆与船舶、新能源等行业对复杂型面的高速高精度数控加工提出了迫切的需求。近年来，国内在数控系统开发方面取得了很大的进步，但在复杂轨迹高速加工的控制技术方面与国外相比还有很大的距离。为满足国内厂家对高端数控装备的实际需求，西安交通大学开发出了系列的多轴联动高性能数控系统 在高速高加速度下，插补周期从几个毫秒逐渐缩短至零点几个毫秒，速度预处理至少应达到每秒上千段，传统基于PC的数控系统很难满足高速、大批量数据计算的需求。本项目采用了嵌入式软硬件平台创新技术路线，开发出的嵌入式数控系统可实现8轴控制5联动，在性能价格比方面达到国际同类产品水平的中档数控系统系列产品，在国内处于领先水平。

本发明公开了一种用于五轴数控加工的刀具轨迹防过切的方法， 包括以下步骤:(1)将刀具沿刀轴方向向曲面投影，并得出新刀位点、 新刀触点;(2)检测所述新刀触点在所述刀具上的位置;(3)调整所述刀 轴方向，转而执行所述步骤(1);(4)输出所述刀轴方向 T 作为所述刀具 的刀轴方向，使该刀具的轨迹防过切。本发明通过对关键的过切种类 判定方式、刀具刀轴的调整方式等进行改进，能够有效根据预先判定 的过切的具体位置，采用相应的调整手段防止五轴数控加工的刀具轨 迹发生过切。

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

VMC300小型五轴数控加工中心 显著特点 1、 使用220伏电压，占地小，耗电少，采用全封闭安全设计结构，提高观摩安全性的同时又保障机器的结构稳固性美观； 2、高强度树脂砂铸件，功能加大，5轴联动，配置YORNEW M5五轴联动数控系统，适用国际通用程序，故障自动检测报警功能、断电记忆功能； 3、配置精密高速主轴单元100-24000rpm，变频G指令控制主轴转速，主轴电机功率1.5Kw； 4、配置10工位斗笠式刀库，使用气压0.6 Mpa，可极大提高复杂产品的加工效率及加工精度； 5、采用C3级精密双螺母滚珠丝杆,经中周波热处理及精密研磨，各轴施以预拉减少热变形，定位及重覆精度高； 6、XYZAC轴采用伺服电机，最快移动速度8000mm/min； 7、机器采用雷尼绍激光干涉仪精确检测，确保各轴精度背隙,保证定位精度； 8、带工冷冷却系统，配有5轴电子手脉三档可调极大地方便操作和对刀，机器配置有自动间歇润滑系统； 9、配有移动脚轮和水平脚垫，方便设备的移动与定位；   适用行业：小零件加工、模具厂、印刷机械厂、机械配件厂、首饰加工厂、职业数控教学、科研开发等。   技术参数 重复定位精度：0.02mm 系统分辨率：0.001mm 锥孔跳动精度：2um 最大钻孔直径：13mm 最大铣削直径：13mm 工作台：450×160mm X\Y\Z轴行程：300\175\270mm A轴行程：+30~-120度 C轴行程：360度 刀库：斗笠式10工位 轴联动性：5轴联动 数控系统：YORNEW M5五轴数控系统(可选配华中数控系统) 最快移动速度：8000mm/min 最快切削进给：1-4000mm/min 电子手脉：5轴三档可调 主轴端部至工作台面距离：320mm 工作台面距地面高度：780mm 工作台 T 型槽尺寸 ：12 mm 工作台 T 型槽个数：3 主轴转速：100-24000 转/分钟 主轴电机功率：1.5 KW 指令编程格式：全面兼容国际标准G代码和多种CAM软件（MasterCAM，UG等） 使用气压：0.6Mpa 工件冷却方式：水冷循环 润滑系统：自动润滑系统 使用电源：AC220V/50Hz 外形尺寸：1360× 990 ×1800 mm 重量：500 kg

本发明公开了一种多轴加工系统的刀具偏离量的建模方法，包 括：建立一种新的未变形切屑厚度模型，采用向量法建立圆弧刀变姿 态铣削加工切削力预测模型；运用等效圆柱法建立机床传动轴的柔度 模型，并应用力椭球方法和坐标系变换建立了加工系统的综合柔度度 模型；最后通过变姿态加工过程的切削力模型和多轴加工系统末端柔 度模型，得到刀具偏离量模型。本发明公开的刀具偏离量的建模方法， 通过建立新的刀具切削刃的未变形切削厚度模型和多轴加工系统的综 合柔度模型，得到更准确的加工过程中的刀具偏离量变化规律，从而 在多轴加工中

一种考虑机床几何结构误差的多轴数控加工后置处理方法，根据机床结构分别建立不含结构误差的机床运动变换链和含有结构误差的机床运动变换链，采用不含结构误差的机床运动变换链求解刀具运动的各运动轴理想运动坐标，该理想运动坐标中不考虑机床结构误差。之后采用含有结构误差的机床运动变换链计算运动计算上述理想运动坐标的补偿量，通过补偿该理想运动坐标，使得机床的实际运动轨迹与设定运动轨迹之间的偏差在允许范围之内，保证刀具实际轨迹与设定轨迹的一致性。本发明弥补了传统后置处理方法的不足，可以实现包含机床几何结构误差的多轴后置处理，有助于提高机床加工过程中的运动精度，提高零件加工质量。

成果瞄准国外对刀具设计与制造技术及装备的封锁，以及国内该领域的空白，采用自主研制的整体立铣刀通用数学建模理论及磨削算法，基于自主知识产权，开发出我国自己的整体立铣刀设计与制造软件、数控系统、五轴数控精密刀具磨床以及国产化刀具，该项成果已经获得2项发明专利，2项软件著作权，目前已经开发出刀具设计与制造软件，正在开发数控系统，后期开发出五轴数控机密磨床装备，项目整体已经达到国内领先、国际先进水平，有望实现产业化。

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。

XK300A迷你型多轴数控机床 产品特点 1、多功能多轴微型数控机床，功能多样，运行精度可达0.01mm，科研单位、创客工作室首板加工理想的自动化工具机，也可用于职业院校的数控机床多轴教学学训练、青少年高年级科普教育，是教学科研生产三结合的良好平台。 2、同时控制4个坐标轴的联动，将数控铣、数控镗、数控钻等功能组合在一起，工件在一次装夹后，可以对加工面进行铣、镗、钻等多工序加工，有效地避免了由于多次安装造成的定位误差，能缩短生产周期，提高加工精度，采用ISO标准G代码编程，支持M代码及S代码，全面兼容FANUC，三菱G代码和多种CAD/CAM软件（ MasterCAM、UG、CAXA等软件编程等），图形化编程。 3、采用家用200伏电压和全封闭结构设计，操作更安全，设备安装了工业级数控系统，操作方便，设备稳定；带移动脚轮，方便搬动；   技术参数 重复定位精度：0.02mm 第四轴分度精度：0.09秒 系统分辨率：0.001mm 最大钻孔直径：13mm 最大铣削直径：16mm 工作台：450×160mm X\Y\Z轴行程：300\175\270mm A轴行程：360度 分度头转速范围：0-50RPM 分度头卡盘直径：100mm 分度头最大夹持外径：80mm 减速比：100:1 顶尾座行程：50mm 轴联动性：4轴联动 数控系统：980MC四轴联动数控系统 主轴端部至工作台面距离：320mm 工作台面距地面高度：780mm 工作台 T 型槽尺寸 ：12 mm 工作台 T 型槽个数：3 主轴转速：100-3500 转/分钟（可选配24000转/分钟） 主轴电机功率：1.5 KW 指令编程格式：全面兼容国际标准G代码和多种CAM软件（MasterCAM，UG等） 使用气压：0.6Mpa 工件冷却方式：水冷循环 润滑系统：间歇式自动润滑系统 使用电源：AC220V/50Hz 外形尺寸：1360×990×1800mm 重量：400 kg