“高速精密卧式加工中心”是先进制造业的关键装备，可实现工件一次装夹五面加工。工信部“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项——列有“高速、精密卧式加工中心”课题予以重点支持，其精密主轴结构设计、精密回转工作台结构设计，精密拖动机构设计技术，整机结构优化设计是本课题的关键技术。本项目首台样机，参展了第 11 届上海国际机床展。项目通过了上海市经济和信息化委主持的专家组验收。一项创新技术“卧式加工中心的静刚度测试法”获国家知识产权局授予的发明专利。 

团队利用单点超精密五轴金刚石车床(Nanotech 350FG)开展相关研究，解 决了高精度大尺寸光学元件的加工问题，提出了刀具补偿技术、大口径镜片去应 力技术和高精度自由曲面加工技术。基于这三项技术，团队开发的自由曲面反射 镜和鱼眼透镜，已经为深圳与宜兴的光学公司制备短焦投影仪用核心元器件，面 型精度均优于 0.5 微米以下，粗糙度优于 8 纳米。自由曲面反射镜和鱼眼透镜的 配合，在保证图像质量的同时，实现了短焦距和高投射比。团队研发的自由曲面 反射镜，双自由曲面反射镜，窄边平面反射镜及凸面反射镜

XK-L650数控铣床是高精度、高刚度、高可靠性的新一代生产型数控机床，由我公司与机床公司合作生产，主机结构合理可靠，制作精良。 能自动进行各种钻、铣、镗、铰、攻丝等工序加工，支持CAD/CAM功能，完成复杂板类、箱体类零件、特别是模具的加工。

MCV380-5加工中心是高精度、高刚度、高可靠性、高性能价格比的新一代生产型数控机床，由我公司与机床公司合作生产，主机结构合理可靠，制作精良。 能自动进行各种钻、铣、镗、铰、攻丝等工序加工，支持CAD/CAM功能，完成复杂板类、箱体类零件、特别是模具的加工。

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。

本发明公开了一种基于电机电流的铣削刀具碰撞快速辨识方法， 该方法包括如下步骤:利用刀具进行试切，监测电机电流信号，提取 表征刀具状态的电流特征量 IRMS 值;对获得的 IRMS 值进行平滑处 理，以去除干扰信号;然后根据平滑处理后的 IRMS 值标定出各工况 下的幅值、斜率;利用刀具进行实际切削，实时获取刀具在实际切削 加工过程中的经平滑处理后的 IRMS 的实测值 A 和波动周期内的最大 斜率&n

本成果提出了基于零件批量加工数据分析的加工工艺与流程优化，主要包括零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法、基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测、基于机器学习的零件加工工艺优化与决策、基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证这四方面。以下是各方面具体对应内容： 1）零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法：在数据挖掘与机器学习算法方面，搭建了轴类零件全流程加工工况数据实时采集硬件平台，实现对加工力、加工振动、主轴电流等工况数据的实时在线获取。 2）基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测：在航空薄壁件加工精度预测方面，对复杂曲面加工过程混合建模与全流程加工精度预测等理论开展了深入研究工作；建立了零件单工序/多工序加工精度预测混合驱动模型，实现了加工精度的高效高精预测。 3）基于机器学习的零件加工工艺优化与决策：在轴类零件全流程加工工艺优化与决策方面，围绕隐马尔可夫决策过程、遗传算法等理论开展了理论研究工作，结合轴类零件加工过程开展了优化工作；提出了加工参数自适应调控联合决策方法。 4）基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证：构建加工数据库1套，包含机床设备、加工刀具、加工参数、检测数据等四种类型数据。开发全流程加工智能推理软件1套（部署于中航发南方公司柔轴车间），实现航轴全流程质量数据感知与工艺优化，其中全流程误差建模与分析模块实现了端到端的零件加工质量智能推理，可以用于工艺设计与现场预先感知，加工过程工艺数据挖掘模块实现基于批量数据的多工序误差流分析，实现后续工序加工误差推理，加工过程工艺优化与智能决策模块实现了零件多工序加工质量数据推理与给定期望指标下的加工参数优化。 图1 本成果对应功能结构示意图 【技术优势】 围绕航空领域制造的加工质量问题，开展基于制造过程数据的工艺全流程智能决策技术与系统的研发，初步实现工艺与制造过程的智能控制。在数据挖掘与机器学习算法、航空薄壁件加工精度预测、轴类零件全流程加工工艺优化与决策、零件全流程加工质量智能推理与优化、智能加工产线智能决策技术应用与推广等多个方面实现了突破，具有显著的理论价值与应用价值。 规范制定方面，研究了薄壁件加工误差产生的深层机理，构建了批量零件加工过程中误差传递的理论模型，探究了机床、夹具、刀具、加工参数全方位、多层次的因素对于零件加工误差产生的影响规律，提出了零件加工工艺与流程优化策略，形成制定面向航空发动机大长径比轴类零件的决策规范，规定轴类零件全流程加工过程中机床、刀具、装夹、加工参数四个方面的具体要求。通过中国航发南方工业有限公司企业标准体系管理系统制定、修改、审批，形成《航空发动机轴类零件加工工艺优化与决策技术规范Q/2B 1586—2022》。 软件开发方面，将上述理论成果进行高度集成，开发了零件全流程加工智能推理优化软件（MIO软件）。软件集成了四大功能模块，包括加工工艺数据库、全流程误差建模与分析、加工过程工艺数据挖掘、加工工艺优化与智能决策。相关知识与优化规则形成权。全流程加工智能推理优化软件以及知识库软件通过第三方测评，测评机构具备MA与CNAS认证资质，最终形成《零件全流程加工智能推理优化软件第三方测试报告》、《智能加工产线工艺全流程智能决策工艺知识库软件第三方测试报告》。 应用验证方面，结合航空发动机制造具体需求，将相关成果应用到某型号航空发动机轴类零件（动力涡轮传动轴）加工生产中。将零件全流程加工智能推理优化软件部署在航轴加工车间，在验证产品的加工设备上部署了数据采集装置，实时采集加工过程数据，集成企业工艺资源数据库和产品数字化检测系统，获取机床、夹具、刀具、产品质量等信息，构建了加工工艺数据库，开展了航轴加工工艺分析、现场加工质量预先感知、加工工艺与流程优化、现场实际加工验证等工作。通过南方公司现场应用验证，零件次品率平均降低54.53%。（2019年至2020年优化前，次品率为8.38%；2021年6月至2022年5月优化后，次品率为3.81%）。相关应用验证通过了中国航发南方公司的效果认定，并形成用户报告。 【技术指标】 1）采用机理模型/有限元仿真技术获取切削力/热/柔度/加工误差数据集，构建代理模型实现了切削过程的毫秒级预测，切削过程关键物理量的预测时间优于10毫秒。 2）建立了机理模型与小样本工况数据混合驱动的预测模型不确定分析与量化模型，提出了贝叶斯框架下的不确定校准方法，实现了加工误差快速（毫秒级）精准（偏差小于5微米）预测。 3）提出了航轴加工质量状态估计方法，建立了现场多源数据信息串联模型，基于隐马尔科夫的决策模型，实现工序间感知平均误差控制在9.21%内。 4）建立了加工次品率与加工参数约束集间双向映射互通模型，首次提出了基于隐马尔科夫模型与遗传算法的联合决策方法框架，联合决策优化框架保证次品率降低优于50%。

JC-YBS-DT型精密数字压力计是一种多功能的数字压力计，集电压、电流、温度、压力等参数的检测与输出为一体，如图所示。采用外接智能压力传感器模块，即插即用，传感器兼容进口产品以实现互换。采用图形液晶显示。能同时检测两种以上的参数。企业委托项目。

采用塑性成形工艺成形具有复杂特征的轴类零件（如螺纹、花键、蜗杆、丝杠），相比于传统的切削加工工艺，零件精度高、机械性能好、生产率高、材料利用率高，是一种高效精确体积成形技术。根据不同零件特征发展一系类新工艺：将中高频感应加热同螺纹、花键滚压成形相结合，解决了高强度钢螺纹、花键滚压成形问题；复合振动的复杂齿形滚轧、挤压工艺有效改善了成形零件质量；提出了螺纹齿高大、变形量大的长螺纹（丝杠）零件塑性成形方法；发展可锻轧一体化蜗杆的精密塑性成形工艺等。为之配套的工装、伺服直驱设备体系与相关技术完备。

Ø  成果简介：所研制的微小型零件显微视觉检测系统，适用于各种块类、板类微小型零件及小模数微小型直齿轮的任意边缘的微米级精度测量和微结构在线快速测量。Ø  技术指标：X/Y方向测量范围：0.01mm-50mm；Z方向测量范围：0.01mm-100mm；X/Y方向位置检测分辨率：0.05mm;X/Y方向测量精度：(1+1000/L)mm；可进行模数≤0.2mm微小型模数直齿轮的基本参数、几何尺寸、主要单项误差和综合误差测量。荣获国防科技进步三等奖1