本项目的目标是开发新一代全数字化高档数控系统（五轴），研究相关软硬件核心技术，提升南通市及我国高档数控系统的自主技术创新和产业化能力，在高速立、卧式加工中心，精密立、卧式加工中心，五轴联动加工中心，高速数控车床及车削中心，卧式车铣复合加工中心等高档数控机床上配套应用，形成批量生产能力。可达技术指标序号名称规格1插补周期1ms2最小分辨率脉冲模式，1um；总线模式，0.1um3前瞻段数10004联动轴数五轴，三个直线轴、两个旋转轴5伺服驱动接口脉冲、SERCOS III、Mechatrolink II6曲线插补Nurbs曲线插补7RTCP刀具中心点控制8空间刀具补偿多种空间刀具补偿模式，补偿建立、取消9平面C型刀具补偿256组10螺距误差补偿单向、双向螺距误差补偿11反向间隙补偿多种条件补偿模式12加减速功能直线型和S型13G代码标准兼容Fanuc标准14宏程序功能Fanuc A类宏程序15PLC功能兼容Fanuc标准，最大支持1024输入/1024输出点，128个定时器，128个计数器16现场总线接口CAN、RS485   一、系统关键技术 高速高精多轴运动控制算法研究： (1) 基于前瞻功能的连续微小线段轨迹运动控制算法 基于超声波加工运动特性及动力学特性分析，提出“速度规划单元”和“速度等级”概念。实现了具有前瞻功能的连续微小线段轨迹速度规划算法。该算法根据读入轨迹段的几何特性及动力学特性自适应实现超声波加工轨迹插补中的速度控制，在保证轨迹精度的前提下，尽可能地提高超声波加工速度；根据微段速度规划策略，实现了针对连续微小线段轨迹的插补算法。插补算法可正确确定微段插补过程中每一步的轨迹坐标，并解决插补过程中的终点判断问题。 (2) 柔性加减速控制算法 实现了对插补轨迹进行精确控制以及对加速度和加加速进行控制。优异的加减速控制算法可以避免超声波加工中心的冲击、振动，并在不增加系统运算量的情况下使得整个插补过程能够平滑快速执行。本部分工作实现了直线型加减速、S型加减速。此外由于轨迹插补和速度规划的离散性，重点实现了轨迹末端的速度平滑处理，即“尾巴处理”，使整个插补过程平滑进行。 (3) NURBS曲线插补及速度平滑控制 实现了具有轨迹预读功能的NURBS曲线运动规划算法。针对NURBS曲线的轨迹几何特征，实现了基于“规划单元”的速度规划和参数插补算法。给出NURBS预读策略和速度规划算法，通过规划单元的预读、规划单元间转接速度的调整和规划结果的及时输出保证了插补的实时性；实现了NURBS曲线规划单元的参数插补方法。为了适应采用的轨迹预读算法，提出“重叠拼接法，实现了相邻两个NURBS曲线的光滑转接。 机床精度补偿技术研究： (1) RTCP技术 实现了旋转刀具中心点编程RTCP(Rotation Tool Centre Point)。RTCP功能采用将以往在CAM中的由机床配置引起坐标变换移植到CNC控制器中在坐标插补之后进行的策略,即采用先插补后转换的机制来彻底消除坐标旋转而引起的非线性误差，提高加工精度。 (2)空间刀具补偿技术 实现了空间刀具补偿。测量超声波工具直径与伸出长度，并确定最佳工作间隙，以及在此工艺条件下去除的材料厚度，将三者之和作为“工具补偿参数”通过分析超声波头与零件之间关系，开发适应不同情况的刀具补偿矢量计算方法。根据补偿指令方法的使用方式，实现了工具补偿的建立与取消方法。实现了补偿过程中由于补偿平面的改变而引起的工具干涉情况。 (3)误差补偿技术 除了RTCP和空间刀补外，实现了反向间隙补偿、螺距误差补偿。控制系统体系结构研究： (1) 运动控制总线 实现了与伺服驱动器的通信。运动控制总线的国际标准较多，在不开发伺服驱动器的条件下，只能采用某一国际标准。本系统实现了两个标准：(1)基于以太网物理层的SERCOS III标准，该标准是欧系数控系统的主力标准，有大量的高性能伺服驱动器可供选择；(2)基于RS485物理层的Mechatrolink II标准，该标准由安川开发，伺服驱动器价格相对低，具有成本优势。 (2) 位置控制算法 实现了对电机的位置控制。本系统采用目前成熟稳定的带有前馈的PID控制实现位置环，闭环周期100ms。传统的PID是典型的反馈控制，虽然具有稳定的优点，但是需要误差已经产生后才能改变输出，进而实现对目标值的跟踪，因此从根本上是无法避免跟踪误差的。而前馈控制可以将目标值处理后直接向前传递，达到系统快速响应和跟踪的目的，理论上可以实现对目标值的零误差跟踪。 (3) PLC相关技术 实现了梯形图的编辑、编译、运行、调试功能。同时提供PC Windowns环境下的梯形图编辑、编译环境。 二、对国家产业结构影响 通过本项目的实施，将极大促进我国自主高档数控机床产业的整体进步，形成打破国外技术垄断和产品封锁的知识产权利器，使国产高档数控机床及高档数控系统在国内外市场上具有核心竞争力和自主权。     应用范围：   本项目的目标是开发新一代全数字化高档数控系统，研究相关软硬件核心技术，提升我国高档数控系统的自主技术创新和产业化能力，在高速立、卧式加工中心，精密立、卧式加工中心，五轴联动加工中心，高速数控车床及车削中心，卧式铣车（车铣）复合加工中心等高档数控机床上配套应用，形成批量生产能力。

本发明公开来一种基于指令域分析的数控机床工作过程的 CPS 建模方法，包括如下步骤：(1)在数控机床执行工作任务前，确定事前 工作任务数据和事前制造资源数据；(2)采集数控机床工作过程中的内 部电控数据和外部传感器数据，得到数控机床运行状态数据、事中工 作任务数据以及事中制造资源数据；(3)将制造资源、工作任务作为输 入，数控机床运行状态作为输出，在赛博空间建立相关映射关系，以 该映射关系作为数控机床工作过程的 CPS 模型，实现对数控机床工作 过程的 CPS 建模。本发明的方法通过制造资源数据和工

本发明属于数控机床技术领域，并公开了一种用于数控机床进 给系统的预紧力数字化检测装置，包括压力传感器、信号放大和调理 单元、数模转换单元和显示单元，其中压力传感器设置在用于支撑进 给系统滚珠丝杠副的轴承组与用于施加预紧力的锁紧螺母及隔套之 间，用于对轴承组所承受的预紧力执行实时检测，并输出相应的模拟 信号；信号放大和调理单元用于将压力传感器所输出的模拟信号执行 放大和滤波处理；数模转换单元用于将经过放大和滤波处理后的模拟 信号执行数模转换，然后在显示单元上予以直观显示。通过本发明， 能够结构紧凑、便于操控的方式直接获得数控机床进给系统的预紧力 数据，同时具备高精度、高响应度和适用面广等特点。 

该实验实训台具有数控车床、车削中心、数控铣床、加工中心的组成原理、调试、参数设置、故障诊断、维修等综合培训功能。由电控实验台、机构演示台、电气柜等组成，采用西门子802C数控系统，进给为交流伺服电机，主轴为变频调速。 电控实验台由数控系统、主轴变频、交流伺服驱动、刀架控制、刀库控制、输入/输出（I/O）、强电控制、电源等模块组成，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；每个环节专门设有故障设置区，可设数十个故障点。 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。 用户通过装载随机软件，可实现数控车床、车削中心、数控铣床、加工中心实验功能的切换。 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。

本发明公开了一种多轴数控机床转台几何误差六位置辨识方法，包括：根据机床结构和转台位置，确定球杆仪在转台坐标系上的六个安装位置；结合球杆仪测量方向以及转台几何误差对机床精度影响模型，建立球杆仪读数与转台几何误差之间的关系；根据球杆仪详细坐标和测量方向齐次向量建立转台的六个集成误差表达式；根据转台垂直度误差和位置偏差的性质，分离得到转台十项几何误差的辨识公式；建立球杆仪安装误差对球杆仪读数影响模型；安装球杆仪，转动转台得到各个安装位置处球杆仪读数；对球杆仪读数进行拟合，得到剔除安装误差后的球杆仪数据；利用十项几何误差辨识公式计算得到转台所有的几何误差。该方法操作简单方便，辨识精度高，系统性好。

本发明属于数控机床远程监控相关技术领域，并公开了一种基 于 SVG 技术实现数控机床面板操作可视化仿真的方法，包括:为机床 面板元件制作对应的 SVG 面板图元;对 SVG 面板文件执行动画效果 的封装和集成处理，并使其包含有多个接口函数;将包含有接口函数 的 SVG 面板文件存放于仿真数据库中，同时向该数据库中传输及存放机床实时加工数据;从仿真数据库中提取 SVG 面板文件和实时加工数 据，并且将实

本发明公开了一种多轴数控机床的无背隙双伺服交叉轴回转台， 包括 B 轴固定支撑座、B 轴回转系统和 C 轴回转系统，B 轴回转系统 包括旋转轴 B、B 轴旋转基座和 B 轴减速电机，B 轴减速电机固定安 装在B轴旋转基座上且其通过B轴滚轮圆弧齿条机构驱动B轴旋转基 座绕旋转轴 B 的轴线旋转；C 轴回转系统包括旋转轴 C、C 轴旋转基 座和 C 轴减速电机，C 轴减速电机固定安装在 B 轴旋转基座上且其通 过 C 轴滚轮圆弧齿条机构驱动 C 轴旋转基座绕旋转轴 C 的轴线旋转。 本发明可以很好地应用

本发明公开了一种基于改进的 SVD-Krylov 算法的数控机床进给 系统建模方法，该算法包括如下步骤：基于动力学方程建立数控机床 进给系统的状态空间方程模型；获得原始系统状态空间矩阵，原始系 统和传递函数模型；设定降阶系统阶次，启动多点矩匹配 SVD-Krylov·112·算法进行降阶；输出降阶系统状态空间矩阵，降阶系统及相应降阶传 递函数模型；采用正交实验方法和时间响应法进行降阶算法仿真验证。 提出的降阶建模算法降阶后的模型能够保证渐近稳定，计算效率高， 同时采用迭代

产品详细介绍●实训仿真软件特点： 1、仿真软件提供车床、立式铣床、卧式加工中心和立式加工中心，以及机床厂家的多种常用面板；控制系统有FANuc 0，FANuc 0I，FANuc Powermate 0，FANuc 0IMate，     Siemens 81 OD，Siemens 802S／c，fA8000，FANuc 18I系统，三菱、大森、华兴、凯思帝、华中数控，广州数控、大连机床厂ckA61 36i、沈阳车床厂CAK6136V、济南第     一机床厂J1CVMC40M、LEAdWWELLV20、汉川机床厂xH71 5D等主流系统所有功能。而且所有的系统都有工艺参数功能。不同软件功能在计算机上可随意切换操作。 2、刀具库含数百种不同材料和形状的车刀、铣刀。支持用户自定义刀具以及相关特征参数。 3、仿真机床操作的整个过程：毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀及安装刀具、机床手动操作等仿真及加工运行全环境仿真。 4、仿真数控程序的自动运行和MDl运行模式；三维工件的实时切削，刀具轨迹的三维显示；提供刀具补偿、坐标系设置等系统参数的设定。 5、三维高精度测量功能 6、全面的碰撞检测 7、能够通过DNc导入各种CAD／CAM软件生成的数控程序。也可以导入手工编制的文本格式数控程序。还能够直接通过面板手工编程、输入、输出数控程序。 8、以标准的X86兼容构架为硬件平台，以DOS或WINODWS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。 g、配置标准的DB15-VGA显示接口，可配接彩色CRT显示器或液晶显示器，提供清晰完整的系统监控界面，使用户及时准确地掌握系统运行状况。 10、全中文菜单式控制界面，适合中国国一情。可以减少培训难度，缩短人员培训时间，降低培训成本。 11、本软件系统采用了新颖的“即时参与”技术，内建中文在线手册。在使用中遇到的问题可在屏幕上查阅参考手册，提高工作效率。 1 2、多功能实验室以模拟仿真软件与数控车容为一体，在计算机上可随意切换操作，并连接发送到车床，随意选一进行实际操作。 13、多媒体数控网络机电一体化实验室设备采用多机联网。具有统一编程、统一训练、统一考试功能。 14、考试系统为编程操作技能题型。全班统一考试。电脑自动评分。 1 5、教师把数控程序和其它文件资料可发送给教室里的所有学生，还可以发送到指定的学生机上，学生也可以把文件和资料发送到教师机上，使教师方便了解学生的一情况。 16、具有图形跟踪能力的窗口编程功能。可使用户在编程的同时观察到程序路径。在程序编制结束后还可以使用“快速图形仿真”功能验证刀具运行轨迹。 17、以人机对话方式进行编辑。编程各式符合国标。 1 8、本软件保留了JD-6140两用型数控车床与JD-240两用型数控铣床的全部功能和操作界面。 ●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、远程设置、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。

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。