1、背景技术数控车床是机械制造中广泛使用的一种金属切削机床。加工过程中，刀具的磨损分为两类：正常磨损（刀具逐渐磨损）和非正常磨损（突然崩刃、卷刃或刀片整个碎裂）。目前，对于刀具磨损的监测主要靠工人的观察和经验；也有不少学者开展了刀具磨损监测方面的研究，如用CCD成像观测刀具体积损失的相关特征、用声发射传感器监测刀具的破损等，但都未进入实际应用。2、本专利的目的和特点本实用新型旨在克服上述现有技术的不足，为数控车床生产现场提供一种刀具磨损监测报警装置。本实用新型通过实时监测车削零件已加工表面粗糙度的变化来有效地识别刀具的磨损状态，有利于保证批量生产零件的加工质量。

本发明公开了一种数控机床的加工程序修正方法，属于数控技术领域，包括如下步骤：S1 采集机床运行状态数据，建立机床运行状态数据与加工程序的映射关系；S2 确定阈值，对不连续特征对应的加工程序段进行标记，所述不连续特征即为机床运行状态数据中大于阈值的数据；S3 计算不连续特征对应的加工程序段的修正值；S4 将步骤S2 中所述标记以及步骤 S3 中所述修正值反馈给数控系统界面，以用于修正加工程序。本发明方法可对数控加工过程中造成工件质量缺陷的程序进行快速定位并进行修正。

本发明公开了一种数控机床滚珠丝杠磨损状态的预测方法，其 包括如下步骤:采集数控机床进给轴电机的三相电流信号，并进行预 处理，然后计算三相电流的均方根值 IRMS;对均方根值 IRMS 进行频 域分析，获得进给轴的滚珠丝杠磨损前后的电流信号频域能量分布， 根据滚珠丝杠磨损前后电流信号频域能量分布的对比，获取电流信号 突变时所对应的频率;根据获取的频率选择小波包分解层数，对均方 根值 IRMS 进行小波包分解，获得多个小波包分量，对敏感段小波包 分量重构

本发明公开了一种基于主轴电流分析的数控机床粗加工工艺参 数优化方法。优化后保证数控程序在整个加工过程中都保持工件没有 过切现象，保证刀具时刻都处于最大安全载荷的稳定工作状态下，生 成材料去除率最优的数控程序，提高数控程序的质量;刀具在加工过 程中载荷状态被优化，可以减小刀具突变载荷的冲击，提高刀具使用 寿命;优化后能生成效率最高的 G 代码程序，提高生产效率。

本发明公开了一种基于主轴电流分析的数控机床粗加工工艺参 数优化方法。优化后保证数控程序在整个加工过程中都保持工件没有 过切现象，保证刀具时刻都处于最大安全载荷的稳定工作状态下，生 成材料去除率最优的数控程序，提高数控程序的质量；刀具在加工过 程中载荷状态被优化，可以减小刀具突变载荷的冲击，提高刀具使用 寿命；优化后能生成效率最高的 G 代码程序，提高生产效率。 

本发明公开了一种基于切削激励的数控机床频响函数获取方法，该方法包括：利用机床切削加工工程中产生的随机切削力激励机床结构；利用传感器测量所需要获得频响函数部位的振动响应信号；建立切削力模型，并且根据转速变化对切削力的影响，采用修正函数对切削力模型进行修正；确定切削力计算模型中的系数，并且根据实验拟合修正函数；根据计算得到的切削力和测量得到的振动响应，获得机床结构的频响函数，并将计算得到的频响函数进行曲线拟合，消除噪声，得到最终的频响函数。按照本发明，能够获得辨识结果更加精确可靠的机床在运行状态下的动力

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

DS-RT-AE具有数控车床组成原理、调试、PLC、参数设置、故障诊断、维修、编程、机械装调等综合培训功能。由数控实验台、机构演示台、机床电气柜等组成。 电控实验台由数控系统、主轴变频、交流伺服驱动、刀库控制、输入/输出（I/O）、强电控制、电源、故障设置等模块组成，一台数控机床的电控系统每一主要环节都在电控调试箱上分解展示，其信号均能显示并可测量；可自行接线、调试；故障设置模块可设数十个故障点，故障可明设置（训练之用）和暗设置（考核之用），并能显示故障数量。 DS-RT-AE机构演示台由X/Z双轴二维运动平台、主轴电机及编码器、四工位电动刀架等模块组成。 二维运动平台采用滚动线性导轨、滚珠丝杠，均有双向超程、回零等功能，配有电控彩笔，可画出双轴联动的实际轨迹；主轴电机由变频器控制实现无级变速，并通过齿形带与编码器相联。工业用的四工位电动刀架实现抬起、转位、落下、锁紧等动作控制。 机床电气柜则与工业用数控机床的控制电柜一致，可进行电路设计、电气元器件安装、接线、调试等实训，电气板可更换，便于学生分组进行实际技能的训练。电气板上配有模拟驱动器和模拟变频器，训练更逼真，且保护器件，降低成本。机构演示台由电控实验台和机床电气柜双路并联控制。 　智能化故障诊断考核系统由故障控制箱、PC机（自备）、考核软件等组成，在PC机上可对设备故障进行设置、诊断、排除等操作训练，并具有考试、自动判分、成绩记录等功能。该系统为独立模块，可以选购。

主要技术内容： （1）破传统喷雾泵生产设备机械结构设计，采用凸轨、凸轮机构，创新性研制了高精度、高效率的喷雾泵电化铝壳抓口机、喷头打喷咀机等系列装配设备，提高了设备的装配精度和效率。提出集成基于等价输入干扰估计器与参数智能辨识的智能驱动控制技术，成功解决了微型喷雾泵现场设备层不确定干扰、电机参数的时变性对装备电机控制性能影响问题，提高了生产装备控制的精度及可靠性。 （2）集成 RFID 与 WSN，构建微型喷雾泵生产过程信息采集网络，创新性地引入混沌粒子群优化算法，优化采集网络节点部署；动态选择通信节点数目，在获得最大网络覆盖范围的同时，避免节点间的冲突，降低网络能耗，保证了生产过程数据采集与传输的实时性和可靠性。 （3）创新性提出并实现了微型喷雾泵制造过程多目标资源优化调度技术。建立生产车间多目标资源优化调度模型，提出基于种群年龄模型的动态粒子数微粒群优化算法来求解优化问题，并采用层次分析法进行决策，成功实现了微型喷雾泵生产全流程的精益管控，全面提高了生产质量与资源效率。 （4）创新性研发了一种面向制造全过程的信息集成平台。将生产过程信息、管理信息等数据高度融合，实现底层物联网到互联网的无缝连接；解决了常规DCS、MES、ERP 三层架构存在的数据交换困难、系统庞大、功能定制性差、难以适用于中小型制造业等缺点，为微型喷雾泵制造装备的自动化和信息化融合提供了解决方案。 行业意义： 项目通过攻克微型喷雾泵生产装备的自动化与信息化技术融合的关键技术，突破国外先进技术的壁垒，形成了自主知识产权与技术体系，项目成果提升了微型喷雾泵加工装备的自动化、信息化水平，符合国家可持续发展战略的绿色制造技术，可带动和促进化妆品、保健品等领域向高档化的高层次技术方向发展。 获奖情况：2015 年获中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖。 成果的技术指标、创新性与先进性： （1）引入凸轮、凸轨等机构，并结合等价输入干扰估计器、智能辨识等方法设计控制策略，从机械和控制两方面进行突破，自动化程度和生产效率高。 （2）集成 RFID 与 WSN，采用混沌粒子群优化算法优化网络节点，动态选择通信节点数目，降低网络能耗，生产过程数据采集与传输的实时性和可靠性高。 （3）建立以缩短生产周期、减少机器空转时间、降低产品次品率为等为目标，采用种群年龄模型的动态粒子数微粒群优化算法求解生产过程优化调度问题，采用层次分析法进行决策，实现微型喷雾泵生产全流程精益管控。 （4）采用完全不同于传统 DCS、MES、ERP 三层架构的模式，直接面向生产、管理全过程，开发信息集成平台，自动化和信息化融合度高、适用于中小型制造业。 技术的成熟度：相关技术已经形成产品，在无锡圣马科技有限公司及其下游企业进行了产业化。 应用情况： 针对微型喷雾泵加工装备产业当前普遍存在材料消耗大、能耗高、可靠性差、加工效率低、品种适应性差等问题，本项目以提高生产装备的自动化与信息化水平为目的，在装备高性能自动化控制、信息的采集与传输、优化调度、精益管控、平台建设等方面已经取得了创新性研究成果，并对成果进行了提炼、集成，从2012 年开始，针对本项目整体技术展开全面推广，应用于江苏、广东等地区的10 多家轻工装备制造及使用企业。 应用实践证明了，本项目成果总体技术创新程度高、成熟度高、附加效益显著，显著提升了我国塑料装备在国际市场具有较强的竞争力，有利于提高我国塑料装备的设计制造智能化水平，推动了我国塑料制造业的国际化发展。