本发明公开了一种机床主轴电机中平衡外力负载的方法，属于 主轴电机控制领域,该方法利用电机多维的电磁力输出，通过控制电机 线圈中的电流，在维持主轴电机旋转的同时使得电机电磁力抵消切削 过程中作用于工件上的各方向的切削力，从而减小主轴轴承受力，达 到降低轴承磨损、减少切削过程中的振动的目的。本发明不需要在机 床主轴系统上额外添加其它装置，只需控制电机线圈中的电流即可抵 消切削力，在提高切削质量的同时可以极大地延长主轴系统的使用寿 命。 

本发明公开了一种机床全行程空间误差的测量方法，包括如下 步骤:(1)根据机床各轴行程及各轴测量数据点的要求确定测量间距Δ L，根据ΔL 确定机床空间测量点数，并规划测量路径;(2)安装机床各部件并进行对光，然后将机床运行到 X、Y、Z 轴坐标 0 处;(3)根据规 划的测量路径以线、面、空间的测量顺序测量机床全行程空间内所有 面上点的误差:(4)根据机床全行程空间内已测量点的误差求解机床全 行程空间任意位置点的误差。本发明通过仪器一次安装对

本发明公开了一种用于减小机床伺服进给系统跟踪误差的方法， 其包括如下步骤:1)对机床伺服进给系统进行建模，获得伺服进给系 统的系统模型;2)建立机床伺服进给系统的摩擦力数学模型并辨识参 数;3)利用卡尔曼状态观测器对伺服进给系统的位置变化进行预估， 根据预估的位置变化计算伺服进给系统的补偿摩擦力，根据计算的补 偿摩擦力对伺服进给系统的摩擦力进行实时动态补偿。本发明通过卡 尔曼观测器实现对摩擦力的预估，并通过对摩擦力的补偿从而达到对系统跟踪误差进行精确控制的目的，使得系统能实时观测和预估摩擦 力实时变

本发明公开了一种基于空运行激励的数控机床模态比例因子获取方法，包括以下步骤：生成机床加速度的二值随机序列，并根据二值随机序列生成机床的空运行数控代码，计算二值随机惯性激励力序列的自功率谱 GXX(jω)，执行空运行数控代码，以测量机床的响应信号并计算响应信号的互功率谱矩阵，根据响应信号的互功率谱矩阵利用最小二乘复频域法计算系统极点λ1...N和以及模态 振 型 向 量 ψ 1...N 和 根据自功率谱 [GXX(j ω )] 、 系 统 极 点 λ 1...N 和 以及模态振型 向 量 ψ 1...N和 计算机床结构的模态比例因子。本发明能够估计激励序列的能量大小，继而从机床测点间的互功率谱矩阵中获取模态比例因子。

本发明涉及振动能量收集技术领域，具体为一种机床主轴的振动能量收集装置及方法，该装置包括能量收集器、机床主轴、以及主轴箱壳体，所述机床主轴设有固定轴承，所述主轴箱壳体包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁垂直于所述第二侧壁，所述固定轴承的外壁与所述第一侧壁之间设有支撑架，所述第二侧壁与所述支撑架之间设有能量收集器，所述能量收集器通过磁致伸缩材料收集所述机床主轴的振动能量，将振动能量转换成电能，进而可以实现对机床的其他元件供电，节省了部分外部电源的供给，同时不影响机床主轴的正常运行，并有利于振动的传递。

数控立车切削加工作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在 20 世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。是制造业中重要工业领域，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等行业的主要加工技术，也是这些工业领域迅速发展的重要因素。为了满足市场和科学技术发展的需要，达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求,为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性,数控技术、制造过程技术在快速成型、并联机构机床、机器人化机床、多功能机床等整机方面和高速电主轴、直线电机、软件补偿精度等单元技术方面先后有所突破。 黑灯工厂”是 Dark Factory 的直译，即智慧工厂，因为从原材料到最终成品，所有的加工、运输、检测过程均在空无一人的“黑灯工厂”内完成，无需人工操作，所以可以关灯运行，故而得名。智能化才是支撑企业的核心，智慧工厂中员工对智能化设备的掌控能力的要求大大提高，由原来的纯粹单一“操作为主，设备为辅”的角色演变为“设备为主，操作为辅”，需要员工变身为具备全面技术能力的工程师。技术工程师不仅要保证智能化生产线的正常运行，还要保证快速处理生产过程中产生的异常等，而且成为了智慧工厂的“隐形人”，由其在综合考虑效率、成本等因素的基础上决定哪些工作由机器完成，哪些由人完成，实际的生产仍是一个人机协作的过程。基于数字孪生建模、分析、调试、决策和运维等远程管控来实现和保障的。 本项成果的核心是黑灯模式下的动柱式数控机床智能装备及基于云控远程运维平台的加工产线的开发及其产业化，主要是开发中小型数控动柱立式机床智造装备、基于数字孪生驱动的云管控系统及 APP，研制低时延智能控制器并实现产业化。其关键技术是数字孪生驱动的一体化设计、智能控制AI 算法及其控制器和基于物联网的云控远程运维技术。数控机床与智能数字化+物联网+云平台相结合，因此形成的本成果是特有的数字化智能装备（数智装备）。 技术先进性和独占性在于： （1）基于数字孪生的动柱式数控车床的设计制造方法及精密加工自动化流程智能改进技术； （2）基于数字孪生驱动的自感知、自决策、可预测性运维等于一体的黑灯模式智慧工厂的云管控平台及制造服务 APP； （3）全新的基于区域选择性耦合控制的低时延智能控制技术的开发。创新点在于： （1）基于数字孪生模型的动柱式数控机床及其配套生产线的设计制造方法创新； （2）“倒立式五轴车铣中心”实现 5 面车铣复合加工；“动柱式数控立车”技术，X 轴主导轨、X 轴滚动丝杆、X 轴副导轨三者来定位动立柱技术；8-12 工位伺服液压刀塔，加工时换刀快、精度高、故障少； （3）通过内置 K210 智能芯片、SIM8200/8300 和智能传感等核心模块，实现了智能装备间 NB-ioT 和 mMTC 等 5G 物联通讯和人机交互； （4）将多源数控机床运行数据高效融合以及边缘计算与云端一体化，开发制造服务 APP 模块，构建面向制造服务生命周期的云网端管控平台； （5）基于区域选择性控制的低时延智能控制器实现了智能装备之间的网格化耦合控制，结合云网端管控系统及深度学习，构成智能产线。

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

本发明提出了一种数控机床车削稳定性监测的方法，涉及监测技术领域。由于伺服系统性能的不断提高，其响应速度、敏感性等也不断提高，因此，在切削过程中机床的状态可以在驱动电机的电流上得到反映。本发明中，通过各种信号处理方法提取电流信号的多个特征值，建立特征状态向量作为数学模型的输入，再通过数学模型的分析计算，输出机床的切削状态。该发明中由于电流信号抗干扰性强、易于采集、使用辅助工具少等特点，相对于目前的诸多监测方法其操作上具有简单易行、监测效果好等优点，更容易实现对加工状态的在线监测，有效保证了加工安全和产

本发明公开了一种机床多运动轴平行度的检测装置和方法，通 过控制两个或多个平行运动轴组合互补运动后，利用 CCD 检测标定板 上观测点 P 的偏移量来实现多运动轴平行度检测。将 CCD 测量装置固 定在待检测运动轴上，控制待检测运动轴移动至上限位。主运动轴带 动待检测运动轴向下运动使 P 清晰呈现在测量显示系统上。水平移动 标定板使 P 与测量显示系统上的中心基准点 O 重合。主运动轴向上移 动距离 H，待检测运动轴向

本发明公开了一种快速辨识数控机床动力学参数的方法。随着 机床的使用，导致机床的动力学特性会发生改变，从而影响机床的加 工精度和性能。传统的机床动力学研究主要是通过独立安装的振动传 感器获取振动信号，研究机床的动力学特性，此方法导致了测试成本高。为此，本发明提出了一种利用激励状态下获取的电机电流信号辨 识机床的动力学参数的方法。由于是在全闭环的条件下，电机的电流 信号存在输入与输出的一个动态响应过程;运用最小二乘复指数算法 对预处理后的电流信号进行处理，辨识出进给系统的动力学参数，以 此实现快速辨识数