项目产品以现有CLFH200八轴五联动数控可重构多功能复合制齿中心（具备铣滚磨剐齿等全部制齿功能）为研究基础，深入研究机械/电气/软件的可重构技术，按照制齿工艺实际需求重构部分制齿复合功能，完成铣滚齿复合、滚磨齿复合、铣磨齿复合、成形/包络铣齿复合、剐齿等至少5种重构方案，并研发处具有相应功能的产品，加工最大直径φ2000mm，最大模数20mm。

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。

产品详细介绍     CAK1635v CAK3275v CAK3675v CAK3635v CAK40100v CAK40100vl 床身上最大回转直径 mm φ160 φ320 φ360 φ360 φ400 φ400 滑板上最大回转直径 mm φ140 φ180 φ180 φ180 φ200 φ200 滑板上最大切削直径 mm φ140 φ180 φ180 φ180 φ200 φ200 最大加工长度 mm 260 四工位650 六工位580 四工位650 六工位580 四工位240 四工位850 六工位750 四工位850 六工位750 主轴通孔直径 mm φ43 φ53 φ53 φ53 φ53 φ53 主轴头型式   A2-4 A2-6 A2-6 A2-6 A1-6 A1-6 主电机功率(变频) kW 4 5.5 5.5 5.5 5.5 7.5 主轴转速 r/min 500-5000 (手卡4000) 200-3000 (手卡2000) 200-3000 (手卡2000) 200-3000 (手卡2000) 150-2000手动Ⅲ档+变频 Ⅰ150-520 Ⅱ440-1150 Ⅲ770-2000 150-2400 (手卡2000) 尾台套筒直径   可选配手动 或液压尾台 φ60 φ60 可选配手动 或液压尾台 φ60 φ60 尾台套筒行程   可选配手动 或液压尾台 140 140 可选配手动 或液压尾台 140 140 尾台套筒锥孔   可选配手动 或液压尾台 莫式4号 莫氏4号 可选配手动 或液压尾台 莫氏4号 莫氏4号 X轴最大行程 mm 120 220 220 220 220 220 Z轴最大行程 mm 260 660 660 260 1000 1000 快移速度(X/Z轴) m/min 6/12 6/12 3.8/7.8 3.8/7.8 3.8/7.8 3.8/7.6 刀架刀位数   4 4 4 4 4 4 刀具安装尺寸 mm 16×16 20×20 20×20 20×20 20×20 20×20 X/Z轴重复定位精度   0.007/0.008 0.007/0.01 0.007/0.001 0.007/0.01 0.007/0.01 0.007/0.01 加工精度   IT6 IT6-IT7 IT6-IT7 IT6-IT7 IT6-IT7 IT6-IT7 机床外形尺寸(长×宽×高) mm 1780×1230 ×1760 2190×1400 ×1610 2180×1230 ×1700 1780×1230 ×1700 2490×1360 ×1510 2490×1360 ×1510 机床净重/毛重 kg 1450/1690 1810/2060 1800/2010 1555/1790 1990/2290 1990/2290 包装箱尺寸(长×宽×高) mm 2150×1660 ×2050 2520×1660 ×2050 2520×1660 ×2050 2150×1660 ×2050 2770×1660 ×2050 2770×1660 2050    

本发明提出一种数控机床加工性能监控系统，由管理服务器通过工业以太网将多台机床上的监控装置连接起来，监控装置接收机床自身状态数据，采集主轴电机和进给电机的电流以及主轴的振动量，对采集的数据进行处理，将处理结果与机床加工性能判断基准比较，根据设定的控制策略发出控制指令对加工过程进行控制，并将所有相关信息反馈给管理服务器，管理服务器分析机床的加工性能状态和发展趋势。本发明对多台机床自身参数和现场加工状态进行监测，分析机床当前加工性能及其发展趋势，并自适应控制复杂的加工过程，有效保证了加工安全和质量。

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。

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、成果简介 重型数控机床技术：机床、机械设备总体布局、精密主轴（轴承、液压、气压）、精密滑台、运动控制、张力控制、振动控制；减隔振技术、热变形与补偿技术、数控技术等。 重型数控车床、铣床、加工中心、磨床、轧辊车床、铁路车床、绕线机床。2、应用说明 主要应用对象：船舶、航空航天、铁路、矿山、钢铁等领域。3、效益分析 高技术产品

成果描述：近年来与数控机床主机厂、用户单位等共同承担了多项“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项课题的研究与开发工作，如“高速卧式加工中心整体结构动静刚度及高速主轴结构优化设计技术”(2009ZX04001-013-02）、“精密卧式加工中心整机结构优化设计、动刚度分析与抑振技术”（2009ZX04001-023-04）等，通过数字化建模、有限元分析、实验测试与结构改良分析与测试等工作，对高速、精密卧式加工中心关键功能部件和整机的动静态特性及其影响因素进行了深入研究与分析，与相关主机厂和用户单位共同进行了面向数控机床特定功能与性能的结构分析与优化。市场前景分析：随着经济和社会的发展，各领域对小微型、个性化产品的需求日益增长。通过开放式数控系统和基于复杂结构动静态特性分析的设计技术，设计制造满足特定多样化需求的桌面型柔性制造系统，为工业、教育、科研等领域的小微制造提供低成本、多功能、高精度、智能化的微型加工装备，为个性化设计的快速实现提供有效的技术手段。与同类成果相比的优势分析：通过研究基于数字样机的数控机床结构多学科优化设计技术，提出从结构上保证精度稳定性的设计思路，采用有限元方法分析热误差对机床加工精度的影响并提出机床热误差补偿方法，建立热变形对机床精度稳定影响的数学模型，研究机床几何误差及其补偿方法，研究加工误差综合动态补偿技术，形成实用补偿技术方法，并将上述原理方法的研究成果在高速龙门五轴加工中心样机中进行了应用验证，取得了良好的效果，相关研究成果获得四川省科技进步一等奖一项。

本发明公开了一种数控机床铣削加工刀具破损监测方法，该方 法通过获取机床主轴电机电流信号，预处理后经过奇异谱分析与特征 值提取过程，建立刀具破损监测模型，实现对刀具破损状态的监测， 达到通过电流信号预测刀具破损的目的。本发明采用电流信号作为监 测信号，具有信号获取容易，传感器成本低，安装方便等特点，奇异 谱分解可以有效提取信号中与刀具状态相关的成分，并且奇异谱是基 于信号内部结构的分解方法，计算速度快，节省时间；特征值是基于 统计方法方差进行提取，可以有效反应刀具破损状态，并且也具有计 算速度快的特点；支持向量机在小样本、非线性模式识别中表现出许 多特有的优势，识别准备率较高。 

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