随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。 项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。 形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。

随着航天发动机性能和技术指标的不断提升，涌现出叶轮、机匣、舱段、壁板等大量服役于高温、高应力恶劣工况的高性能复杂结构件，此类零件结构整体成形、型腔封闭狭小、型面精度苛刻、薄壁易于变形、材料难于切削、极低损伤要求，迫切需要解决高速切削机理、刀具设计制造、刀具路径规划、加工颤振抑制等制约高速切削加工效率、精度、稳定性的瓶颈问题。 项目在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、国家自然科学基金的支持下，系统掌握了航天特种难加工材料高速切削工艺规律，提出了五轴铣削刀具“结构-参数-动态特性”一体化设计与无瞬心包络刃磨方法，提出了多轴铣削刀具路径高阶切触规划和精度控制方法，提出了多轴铣削加工过程稳定性预测与颤振在线抑制方法，掌握了多轴加工的装备工艺交互行为及其动态演变规律，揭示再生效应和过程阻尼对加工稳定性的影响，通过刀具结构模态耦合调整工艺系统阻尼，实现颤振在线抑制，显著扩大了极限稳定区域。 形成了完整和自主可控的多轴加工稳定性控制技术体系，应用于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项五轴加工中心、车铣复合加工中心和数控系统换脑工程，显著提升了国产高档装备和精密刀具对于航天复杂结构件精密制造的适用性和可靠性，获北京市科技奖二等奖1项、中国专利奖优秀奖1项。

本项目在国家、天津市各项科技计划支持下，重点突破螺旋锥齿轮数控加工模型、机床结构与精度设计、齿轮检测修形三项关键技术，开发了螺旋锥齿轮数控铣齿机、磨齿机、滚动检查机等系列化成套装备，打破了国外技术垄断，满足了重型车辆、大型舰船、万米石油钻机等国家重大需求。产品获中国名牌和中国驰名商标，国内市场占有率90％以上，并获欧盟CE认证，出口21个国家和地区。本项目总体技术达到国际先进水平，极大推进了我国高端制造装备的技术进步。

项目组在国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持下，提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路，攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术，为复杂结构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越提供了理论和技术支撑。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 飞机复杂结构件的数控加工能力是衡量一个国家航空制造水平的重要标志。新一代飞机结构件更复杂、精度要求更高、制造周期要求更短，对五轴联动数控加工技术提出了更高的要求。项目组在国家科技重大专项和国家自然科学基金的支持下，提出了以加工动态特征为载体进行加工全过程工艺知识建模的技术思路，攻克了加工动态特征驱动的自动数控编程和加工变形精确控制技术，为复杂结构件从计算机辅助加工到智能数控加工的跨越提供了理论和技术支撑。成果在多家航空航天企业推广应用，完成了多个军机和C919、ARJ21 等民机型号多件复杂结构件的研制生产，被工信部、发改委和国防科工局作为航空领域国产高档数控机床应用示范工程三大关键共性技术之一，向全国军工制造行业推广。 三、创新点 1.揭示了加工过程中间状态几何参数、工艺参数、监测检测量等动态信息的动态迭代规律和传递规律，突破了基于加工动态特征的加工全过程工艺知识建模技术，实现了复杂结构件工艺知识积累由以零件为载体到以加工动态特征为载体的模式转变。 2.提出了基于特征识别的加工特征自动排序、加工驱动几何自动创建、工艺参数自动迭代方法，构建了加工特征切削参数优化模型，实现了复杂结构件的快速编程和高效加工。 3.提出加工过程中自适应释放和消除工件变形的加工模式，研制出能监测工件变形的浮动装夹工艺装备，突破了基于加工动态特征的装夹/加工/监测/检测自适应协同控制技术，实现了加工变形精确控制。 四、主要技术指标 1.特征自动识别率大于95%； 2.刀轨自动生成率大于95%； 3.数控编程效率提高3倍以上； 4.加工效率提高30%以上； 5.大型复杂结构件加工变形控制在0.05mm/m以内。 五、知识产权及获奖 加工动态特征驱动的智能数控编程与加工技术，研究成果2016年获“国家技术发明二等奖”、2015年获“中国机械工业科学技术一等奖”。目前已拥有授权国家发明专利60余项。 六、成果图片   图1 成果总体技术   图2 加工过程零件面型检测

机床为工作台移动、定梁龙门式镗铣类大型机床。工作台长度×宽度：8000×2000mm、立柱间通过宽度2500mm，机床自重76500Kg、工作台可承载工件重量5000Kg。适合于各类板类、箱体类和机架类零件的数控加工，可进行铣、镗、钻、铰、攻丝等各种操作，对复杂型面和空间曲面进行三座标联动数控插补加工。机床还配套有可交换的卧式镗铣头和万能镗铣头，能对工件一次装夹后实现五面加工。 机床采用SIEMEN数控系统，主轴功率41/30kW；X、Y、Z进给伺服配有HEIDENHAIN直线光栅尺，实现闭环控制；X、Y向导轨采用THK重负载型线性导轨，确保精确的定位；Z向镗铣头垂直运动导轨采用淬硬的矩形滑动导轨与贴塑导轨面相配合的导轨副，具有良好的抗震性和耐磨性。由于工作台行程超过了8000mm，X向驱动采用了双齿轮消隙、斜齿条啮合传动方式，有效地提高工作台进给的稳定性和行程长度。

激光核聚变装置、卫星用光学系统、大型天文望远镜等国家重大工程及国防尖端技术对高精度大口径光学非球面元件（Φ400mm以上）有极大的需求。该类元件属于硬脆性难加工材料，对非球面表面加工精度的要求也相当高，当前国内精密超精密加工技术及装备与国外相比仍然存在阶段性差距，技术整体水平落后于发达工业国家。 针对国家对高精度大口径非球面光学元件的重大需求，西安交通大学联合国内超精密加工领域的优势单位秦川机床、哈尔滨工业大学、北京空间机电研究所、厦门大学和苏州大学，首次采用阶梯梁结构成功研制出了国内首台1500mm非球面超精密车磨复合加工机床，实现了典型加工件（Φ400mm以上）的面型精度优于5μm（PV），粗糙度小于10nm（RMS），同时研制出了1500mm大尺寸工件等应力支撑夹具和高精度工作转台（轴跳和径跳均为0.3μm），开发了测量范围可达1000mm的大尺寸非球面测量装置，重复测量精度1μm。

本实用新型提供一种用于提高现有数控系统运动精度的装置。该装置安装在原数控系统和驱动器之间， 无需对原数控系统和驱动器做任何调整和改变，方便实用。在进行一种零件的重复加工时，通过大容量存 储器记忆数控系统的控制和误差信号，并依据一定的学习算法，得到下一个零件加工所需新的控制信号并 进行运动控制，新的控制信号将减小上一个零件加工时的运动误差。经过多次记忆——学习的过程，可使 运动误差减小，从而提高数控机床的轮廓运动精度。控制装置包括微处理器、大容量存储器以及数控系统 进给运动控制指令信号、学习后的控制输出信号、位置检测信号接口等。

本发明公开了一种数控机床模态参数的获取方法，通过对数控机床的工作台施加多次加减速冲击产生激励，实现对数控机床模态参数的获取，包括：确定施加的单次加减速冲击的时间及加速度值；确定施加的相邻加减速冲击的间隔时间，该间隔时间的序列为随机序列；根据确定的加速度、单次加减速冲击的时间以及各次加减速冲击间的间隔时间控制工作台平动，从而产生激励；采集激励下的数控机床的响应信号并经模态分析处理后即可得到数控机床的模态参数。本发明的方法通过控制工作台在某两个速度值之间不断做加减速动作对机床进行激励，获得工作台在一定速

产品详细介绍     cD-760B型多媒体网络型数控机床机电一体化实验室是一款集合多媒体教学内容和数控仿真软件教学内容为一体的综合实验室。同时它与HK、cNc、6135-A型数控车床，HK、cNc、xK125-A型数控铣床构成完整的网络实验室。多媒体数控实验室可以非常方便地完成电脑网络教学任务，包括广播教学、屏幕监视、两人对讲和多方讨论等视频流的网络广播，黑屏肃静、联机讨论、远程命令、电子教鞭、电子举手、锁定学生机的键盘和鼠标、远程重启和关机、班级管理等。 ●实验软件特点： 1、本模拟软件分数控铣床软件与数控车床软件两种。在计算机上可随意切换操作。 2、以标准自3X86兼容构架为硬件平台。以DOS或Windows系列操作系统为软件平台。具有丰富的软件基础和充分的升级潜力。操作简单，工作可靠，性能优良。在不同的操作现场，可灵活配置系统构成。以满足用户对性能、成本、安全方式、使用环境等多方面的综合要求。 ●多媒体特点： 教师机：广播教学、语音教学、语音对讲、学生演示、监控转播、文件分发、电子教鞭、班级模型、系统设置、远程命令、远程设备、远程消息、分组教学、语音讨论、文件收集、查看学生属性。 学生机：电子举手、远程消息、窗口接收广播、可选窗口显示模式。 ●实验室功能特点： 1、计算机配置：赛扬cPu1.8G、内存256M、硬盘40G、17”纯平显示器、时尚粉烤机箱、超薄键盘、3D鼠标、52倍速cD-ROM、耳机等组成。 2、本实验室车／铣床仿真软件在一台计算机上进行操作编程模拟。然后把程序通过TcP／lP协议传送到数控车床或铣床进行实验加工。 3、选用一套CAD／CAM软件进行教学。教师广播教学：将教师机的电脑屏幕画面和语音等多媒体信息实时广播给全体、群体或单个学生。并同时提供电子教鞭等功能。语音教学时通过话筒和耳机进行语音传播，实现教师与学生之间的自由的语音交谈和讨论。允许学生发言，并可方便地切换发言学生；可随时方便地使一组学生加入或退出教学行列。 4、文件分发功能强大且界面相当易用。可以定义宏目录。如教师把数控程序文件可以同时分发给教室里的所有学生。您可以将一个或多个文件一次性的传输到指定的学生机上。这样就可以做到网上分发试卷或演示课件等。您真的可以体会网络教学的轻松与写意。 5、文件提交功能可以收集学生所做的作业如CAD／CAM文件、数控程序文件等提交给老师。方便老师操作。 6、电子点名功能方便老师统计学生上课考勤一情况。

本发明公开了一种基于运动学变换的数控砂轮磨削加工方法，包括：生成初始砂轮加工路径并执行离散化处理以产生多个离散点；在砂轮架驱动轴的移动范围内选择位置点，并根据这些位置点网格划分生成多个立方体网格单元；找到分别包含各个离散点的立方体网格单元，然后计算离散点在所处网格单元中的体积误差矢量；利用体积误差矢量对各个离散点执行转换，由此生成新的多个离散点；通过拟合方式生成新的砂轮加工路径并执行相应的磨削处理。本发明中还公开了对计算体积误差矢量和点压缩处理方式的改进。通过本发明，能够有效降低由于数控磨床运动学特性及几何误差所引起的实际磨削轨迹与理想磨削轨迹之间的偏差，相应提高加工的几何精度和尺寸精度。