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

五轴联动高速加工中心主要用于高速高效加工各种复杂曲面，广泛应用于航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业具有复杂曲面零部件的加工，是解决叶轮、叶片、汽车摩托车零部件、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的关键装备。

该成果能够自动完成砂轮修整和螺杆磨削过程；自行开发的螺杆磨削专用控制软件模块，包括参数输入、成形砂轮型线计算等功能；可实现螺杆相位和磨削余量的自动检测，以及螺杆型线误差补偿；可用于橡塑机械螺杆、滚珠丝杠、各类蜗杆、以及工业泵螺杆和压缩机螺杆的磨削，填补了国内空白，已获专利 2 项。

传统的双组份点胶系统的点胶部分自成一体，在点胶头加减速运动过程（特别是不规则图形点胶）中，点胶速度并不能自动跟随加减速，造成点胶头低速（曲线启始或曲线拐弯）时点胶过多，而在高速时点胶又不够的不均匀问题。本发明是在三轴运动控制平台基础上添加A和B两轴由步进电机或伺服电机带动的点胶泵构成五轴联动的插补数控系统，充分考虑机床的运动、A、B料的点胶泵的运动及外界温度的相互影响，满足从任意当前速度和加速度过渡到可随时调节的任意目标速度的S型的加减速，能使点胶运动具有较高平稳性，实现AB胶点机的

本发明公开了一种基于虚拟上位机的数控系统，包括设置在远 程服务器上的虚拟上位机、位于本地的数控系统下位机、以及用于人 机交互的人机交互设备，其中人机交互设备用于提供人机交互输入/输 出接口；虚拟上位机上集成有人机交互模块、非实时/半实时性任务执 行单元、以及下位机控制单元，上位机接收数控加工指令并通过非实 时/半实时任务执行单元进行处理以形成机床控制指令，进而通过下位 机控制单元将控制数据利用网络传输至本地下位机；本地下位机控制机床执行实时性的运动控制和逻辑控制。本发明基于虚拟化技术实现 对数控系统上下位机架构的全新设计，解决目前数控系统存在的数据 处理能力、HMI 功能扩展以及远程加工受限的问题。 

本项目开发 PCB 钻孔机数控系统。系统基于 Linux 操作系统采用软件化数控技术来研制开发。系统功能包括人机控制模块、运动控制模块、逻辑控制模块、硬件接口模块等。人机控制模块具有友好的人机交互接口，以数据库技术为支撑，实现 PCB 钻孔机床控制模式、刀具管理、参数设置、状态监测、 PLC 系统调试等功能。运动控制模块和逻辑控制模块实现数控系统必须的运动、逻辑控制，包括速度控制、插补、位置控制、主轴控制等。硬件接口模块实现数控系统与执行、驱动装置的接口，具有进给伺服控制、反馈接口，主轴变频控制、反馈接口， PLC I/O  接口等。通过本系统实现对 PCB 钻孔机的控制。开发高性能 PCB 机床数控系统是国产 PCB  数控机床占领 PCB 市场的领头兵，本系统比国外系统生产成本节约 60% （不少于 10 万元），系统维护成本节约 70% 。目前，全球 PCB 钻铣机床每年的需求量大约在 4000~5000  台左右。若只按目前大陆市场的 1000 台测算，该系统应用后每年至少可创造 1 亿元的价值。

本发明公开了一种双转台五轴联动数控机床的夹具高度及加工路径优化方法，该方法包括：(1)生成刀位轨迹文件；(2)提取刀位点位置坐标值和刀轴矢量；(3)计算双转台 A 轴旋转角度θA 和 C 轴旋转角度θC；(4)计算出系数和以及(5)利用这些系数计算出最优夹具高度，由此实现对机床的夹具高度及加工路径优化过程。通过本发明，由于最大程度避免了刀具及安装刀具的机床主轴在机床坐标系下的 X、Y、Z 轴上不必要的平移运动，可以有效地缩短加工时间，并能够避免局部运动幅度过大造成的加工质量劣化和撞刀事故。

本发明公开了一种砂带磨削加工的路径规划方法，用于实现对被加工曲面上的刀具路径规划，其特征在于，该方法具体包括：S1 提取被加工曲面的等参数线；S2 在参数域内，规划相邻的等参数线间的过渡路径，各等参数线与所述过渡路径形成参数域内的初始刀位轨迹；S3 将参数域中的初始刀具轨迹离散，并根据参数域与待加工曲面的点对应关系，将参数域中规划出的离散点映射到待加工曲面上，获得刀触点；S4 计算每个刀触点对应的刀位点、刀轴矢量和接触轮轴线矢量，得到砂带磨削加工的刀位数据，即可实现刀具路径规划。本发明的方法可以有效

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。

1、华中8型高档数控系统 国家重大科技专项成果   高速高精·多轴多通道·智能控制 华中8型高档数控系统是华中数控研发的新一代全数字总线式高档数控系统，突破了一批关键核心技术，如：NCUC高速现场总线，多通道、多轴联动控制技术，纳米插补技术,前瞻预读功能，小线段高速平滑，双轴同步控制，刀具空间长度补偿（RTCP），复合加工，误差补偿，对话式式编程等。2016年4月10日，华中8型通过中国机械工业联合会组织的科技成果鉴定，鉴定委员会专家一致认为“该系统各项功能、性能、可靠性达到国外同类系统水平，可替代进口”。2018年，华中8型高档数控系统荣获国家科技进步二等奖。 目前，华中8型数控系统已实现数万台销售。其中，既包括量大面广的数控车床、车削中心、数控铣床、立式加工中心、卧式加工中心、钻攻中心等中、高档数控机床，还包括与重大专项配套的近千台高档数控机床，产品覆盖十余类规格的机型，领域涉及航空航天、军工、能源装备、汽车制造、3C加工等，是配套最多的国产高档数控系统。 2、华中9型-新一代人工智能数控系统 华中数控本次展会隆重推出的华中9型智能数控系统，集成AI芯片，融合AI算法，实现数控系统的自主感知、自主学习、自主决策和自主执行，是新一代人工智能技术与先进制造技术深度融合的典范，为数控机床智能化构筑开放平台，为先进制造的数字化、网络化和智能化开创路径。 Part 1: 构筑智能新平台 HNC9智能数控系统（E1-A201） 新一代智能数控系统——华中9型，践行“智能+”为机床赋能的创新理念，构筑人（H）-机（P）-信息（C）融合的数字孪生系统（S）（HCPS）。华中9型深度融合大数据与人工智能技术，打造“端-边-云”的智能体系架构，形成三个平台：集成AI芯片的智能硬件平台、支持AI算法的智能软件平台、构建智能APP生态的开放平台，实现“1-3”的体系创新。   Part 2: 践行智能新模式 华中9型遵循“自主感知-自主学习-自主决策-自主执行”的新模式，构建机床数字孪生，探索机床实现智能的新方法！ 自主感知：指令域大数据 独创的指令域大数据分析方法，采集、汇聚数控系统内部电控大数据和外部传感器数据，形成指令域“心电图”，实现大数据与加工工况的关联映射，构建由机床全生命周期大数据描述的数字孪生。 自主学习：融合建模 借助具有“因果关系”的数理模型和具有“关联关系”的大数据模型，独创性地将数理模型与大数据模型进行融合建模，实现对机床动态行为的自学习和认知理解，构建由机床动态模型描述的数字孪生。 自主决策：i代码 利用所获得的数字孪生，进行虚拟加工，并预测加工效果。根据预测结果，自动进行多轮优化迭代，最终生成多目标智能优化的“i代码”，实现自主决策。 自主执行：双码联控 独创的双码联控技术，让传统数控加工的“G-代码”（第一代码）和多目标智能优化的“i-代码”（第二代码）同步运行，实现优质、高效、可靠、安全的数控加工。 华中9型以融合建模为核心，以“指令域心电图”、“i代码”和“双码联控”为关键技术，形成“1-3”的技术创新，支撑着华中9型实现“自主感知-自主学习-自主决策-自主执行”智能创新的新模式。 Part 3: 打造智能新应用 华中9型围绕“质量提升、工艺优化、健康保障、生产管理”四类智能化应用场景，华中9型支撑用户开发智能APP，打造机床智能应用新生态。 1、四类应用 1）质量提升 （1）智能轮廓误差补偿 高速高精是数控加工永恒的主题。加工速度越高轮廓误差越大，如何保障高速加工时零件加工精度，是智能化需要解决的难题之一。 华中9型通过建立机床进给系统动力学和大数据融合模型，精确预测零件轮廓误差，生成轮廓误差补偿的“i代码”，有效提升零件的轮廓精度，实现机床动态精度的“由丝入微”。 （2）热误差补偿 热误差是机床的主要误差来源之一，热误差补偿是提升机床加工精度的重要手段。 华中9型利用机床温度数据、内部电控数据和机床热变形数据，训练深度神经网络，预测机床热变形规律，对热变形进行补偿，保持机床加工精度的稳定性，缩短热机时间。   2）工艺优化 加工工艺参数与数控机床实际加工能力的自适应，实现加工效率的最大化，是数控机床加工永恒的目标，也是智能化在数控机床上发挥作用的重要场景。 华中9型建立切削机理与切削大数据的融合模型。通过虚拟加工，精确预测机床响应，并进行迭代优化，生成优化“i代码”。在加工中自主优化工艺参数，有效提高加工效率。 3）健康保障 机床运维困难且复杂，故障后维修是行业常态。让数控系统像经验丰富的机床运维工程师一样，从机床运行时的蛛丝马迹中辨别机床健康状态的变化，是实现机床可预测性维护的关键。 华中9型通过运行独创的机床健康状态“铁人三项”自检程序，提取、积累机床全生命周期运行大数据，融合AI算法，建立机床健康指数变化模型，实现对机床健康状态的评测和预警。 4）生产管理 机床从生产、装配到加工运行过程，缺乏对机床状态数据的采集、分析、记录的工具，无法实现对机床全生命周期的监测与管理。 华中9型通过数控机床互联通讯协议NC-Link，汇聚机床装配、调试、补偿、健康保障及使用过程数据。在iNC-Cloud工业大数据平台上，建立机床数据档案，实现机床全生命周期的运维和管理。 2、N个智能机床 以华中9型智能数控系统为平台，与秦川机床集团等机床企业，“深度融合，联合攻关，协同创新”，研制了智能精密加工中心、智能五轴加工中心、智能高速轮毂加工中心、智能车削中心、智能凸轮轴磨床、智能螺杆磨床、智能滚齿机等不同领域、多种类型的智能机床。推动机床的智能化转型升级，助力机床动态精度由丝入微。 在智能五轴加工中心中，通过综合应用轮廓误差补偿、静摩擦力补偿、工艺参数优化等智能化技术，小叶轮加工效率与加工质量达到世界先进水平。 在智能精密加工中心中，通过综合应用空间误差补偿、智能温度管控、智优曲面等智能化技术，使得新能源汽车涡旋压缩机零件加工精度提高到0.006mm以内，达到世界先进水平。 此次展会期间，华中数控与多家机床企业一起联合研发的配置华中9型智能数控系统的iNC-MT智能机床即将首秀！ Part 4: 引领智能新路径 新一代人工智能技术与数控机床融合应用，将为数控机床产业带来新的变革和发展机遇。 华中9型实现了1架构，3平台，1核心，3关键，结合4类场景，实现了N种机床的智能实践，形成华中9型“13134N”体系，将推动数控机床“提质增效，由丝入微”，引领数控技术创新发展。 华中数控，与智能技术“同频共振”，助中国制造“开道超车”。